CN106956514B - 液体排出头和液体排出设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体排出头和液体排出设备。该液体排出头包括具有设置了多个记录元件的第一面的记录元件基板以及针对记录元件的排出口，其中针对各记录元件形成压力室并且液体从排出口排出。在记录元件基板的与第一面相反的第二面上，针对多个记录元件共用地设置液体供给通道和液体回收通道。使得压力室各自分别通过供给口和回收口与液体供给通道和液体回收通道连通，并且生成了从液体供给通道经由压力室直至液体回收通道的流动。液体回收通道和回收口的合成流动阻抗大于液体供给通道和供给口的合成流动阻抗。

Description

液体排出头和液体排出设备

技术领域

本发明涉及一种液体排出头和使用该液体排出头的液体排出设备。

背景技术

通过将液体排出到记录介质上来进行记录的液体排出设备使用液体排出头，其中该液体排出头具有与排出口连通的压力室和提供用以排出压力室内的液体的能量的记录元件。在作为液体排出设备的代表的喷墨记录设备中，从排出口排出记录液。记录液是溶媒中所包含的诸如染料或颜料等的色材。例如在这种液体排出设备中、要排出的液体是记录液的情况下，排出口附近的记录液中的易挥发成分可能蒸发，因此色材的浓度增加，由此导致记录图像中的不规则颜色。还存在如下情况：易挥发成分的蒸发增大了排出口附近的液体的粘度，这降低了液体的排出速度，因此液体无法精确地到达记录介质上的期望位置。易挥发成分的蒸发还可能导致排出口和压力室等的堵塞。

用于应对这种问题的一个已知的措施是使液体经由液体排出头、并且特别是经由压力室进行循环。例如，日本特表(PCT日文翻译的专利公开)2003-505281公开了如下内容：针对各压力室设置排出口和记录元件，设置从共用供给通道分支、穿过压力室并且在共用回收通道合流的通道，并且使大量记录液流经该通道。

尽管液体排出头3中的各个压力室和与其相连接的通道相对窄，但日本特表2003-505281所述的结构使得流经窄通道的液体的量大于从排出口排出的液体的量，这导致通道内的压力分布(压力下降)增大。如果压力分布或压力的变化大，则将会在来自排出口的排出特性中发生变化，并且记录介质上所形成的记录的质量将劣化。可以想到，使液体以小的流量流到压力室，以避免这种质量劣化。然而，如果经由压力室循环的液体的量减少，则存在如下情况：如果通过驱动记录元件而从排出口排出的液体的量突然增大，则穿过压力室并流到下游侧的高温液体将向压力室逆流。逆流液体的该热与由于驱动记录元件而产生的热相结合，这将会使排出口附近的液体的温度变得甚至更热。另一方面，如果从排出口排出液体的状态持续，则如上所述已变热的液体逐渐被排出，并且通过将冷液体供给至压力室来进行替换。结果，排出口附近的液体的温度逐渐返回至正常温度。因此，在经由压力室循环的液体的流量小的配置中，排出口附近的液体的温度随着记录操作的开始而暂时升高，之后返回至正常状态。该温度变化可能会改变液体的排出速度或排出量，并且影响记录质量。

发明内容

已经发现，期望提供一种液体排出头和使用该液体排出头的液体排出设备，由此可以在不会引起排出特性变化的情况下实现针对压力室的液体循环，并且抑制由于高温液体向压力室的逆流所引起的过升温。

一种液体排出头，包括：记录元件基板，其具有设置有多个所述记录元件的第一面，多个所述记录元件用于生成用以排出液体的能量；分隔壁，其配置在相邻的记录元件之间；以及排出口，其是针对各个所述记录元件所配置的，并且面对所述记录元件，其中，针对各所述记录元件利用所述分隔壁来形成压力室，并且利用所述记录元件从所述排出口排出所述压力室内的液体。所述液体排出头还具有：液体供给通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在所述记录元件的作为与所述第一面相反的相反面的第二面上，液体回收通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在所述第二面上，供给口，其在所述压力室和所述液体供给通道之间连通，以及回收口，其在所述压力室和所述液体回收通道之间连通。在没有排出液体的待机状态下，从所述液体供给通道经由所述供给口、所述压力室、所述回收口和所述液体回收通道形成流路。所述液体回收通道和所述回收口的合成流动阻抗大于所述液体供给通道和所述供给口的合成流动阻抗。

根据本发明的液体排出设备包括：根据本发明的液体排出头；储存单元，用于储存液体；第一循环***，用于使液体从所述储存单元循环；以及第二循环***，用于使用比所述第一循环***低的压力来使液体从所述储存单元循环。所述液体供给通道与所述第一循环***连通，并且所述液体回收通道与所述第二循环***连通。

根据本发明的一种液体排出头，包括：多个记录元件，用于生成用以排出液体的能量；记录元件基板，其具有设置有多个所述记录元件的第一面；排出口，用于排出液体；以及压力室，其内部包含所述记录元件，其中，所述记录元件基板具有：液体供给通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在作为所述第一面的相反侧的第二面上，液体回收通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在所述第二面上，供给口，其与所述压力室和所述液体供给通道连通，以及回收口，其与所述压力室和所述液体回收通道连通，液体从所述液体供给通道依次经由所述供给口、所述压力室和所述回收口流动到所述液体回收通道，以及所述液体回收通道和所述回收口的合成流动阻抗大于所述液体供给通道和所述供给口的合成流动阻抗。

根据本发明的一种液体排出设备，包括：液体排出头，其包括：记录元件基板，其具有设置有多个记录元件的第一面，多个所述记录元件用于生成用以排出液体的能量，排出口，用于排出液体，压力室，其内部包含所述记录元件，液体供给通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在作为所述第一面的相反侧的第二面上，液体回收通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在所述第二面上，供给口，其与所述压力室和所述液体供给通道连通，以及回收口，其与所述压力室和所述液体回收通道连通；储存单元，用于储存液体；以及液体转送单元，用于供给和回收所述储存单元和所述液体排出头之间的液体，其中，液体从所述液体供给通道依次经由所述供给口、所述压力室和所述回收口流动到所述液体回收通道，以及所述液体回收通道和所述回收口的合成流动阻抗大于所述液体供给通道和所述供给口的合成流动阻抗。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是示出根据第一结构示例的液体排出设备的示意结构的图。

图2是示出第一循环配置的图。

图3是示出第二循环配置的图。

图4A和4B是示出液体排出头的结构的立体图。

图5是液体排出头的分解立体图。

图6A～6F是示出通道构件的正面和背面的结构的图。

图7是示出通道之间的关系的透视图。

图8是示出通道构件和排出模块的截面图。

图9A和9B是说明排出模块的图。

图10A～10C是示出记录元件基板的结构的图。

图11是示出记录元件基板的结构的局部剖切立体图。

图12是示出相邻的记录元件基板的平面图。

图13是示出根据第二结构示例的液体排出设备的示意结构的图。

图14A和14B是示出液体排出头的结构的立体图。

图15是液体排出头的分解立体图。

图16A～16E是示出通道构件的结构的图。

图17是示出通道构件中的连接关系的立体图。

图18是示出通道形成构件和排出模块的截面图。

图19A和19B是说明排出模块的图。

图20A～20C是示出记录元件基板的结构的图。

图21是用于说明根据本发明实施例的液体排出头中的液体排出单元的立体图。

图22是排出模块的立体图。

图23是记录元件基板的分解立体图。

图24A和24B是用于说明记录元件基板中的压力室和排出口的图。

图25是用于说明液体排出设备中的循环配置的图。

图26A和26B是用于说明液体的流动的图。

图27是示出根据第一示例的基板主体单元的示意截面图。

图28是示出根据第一比较例的基板主体单元的示意截面图。

图29是示出压力室温度随着时间的变化的图。

图30是示出压力室温度随着时间的变化的图。

具体实施方式

以下将参考附图来说明本发明可应用于的结构示例、实施例和示例。应当理解，以下的说明没有限制本发明的范围。作为一个示例，以下将说明所谓的热方式液体排出头，其中该热方式液体排出头使用发热元件作为用于生成用以排出液体的能量的记录元件，通过利用热在压力室内的液体中产生气泡来从排出口排出液体。然而，本发明可应用于的液体排出头不限于热方式，并且本发明可以应用于采用使用压电元件的压电方式以及其它各种类型的液体排出方式的液体排出头。根据本发明的用于排出诸如墨等的液体的液体排出头和具有该液体排出头的液体排出设备可应用于诸如打印机、影印机、具有通信***的传真装置和具有打印机单元的字处理器等的设备，并且还可应用于以复合方式与各种处理装置相组合的工业记录设备。例如，本发明可以用来制作生物芯片、印刷电子电路、制作半导体基板和其它这种用途。

尽管以下的说明涉及使诸如记录液等的液体在储液器和液体排出头之间循环的液体排出设备中所使用的液体排出头3，但使用根据本发明的液体排出头的液体排出设备不限于此。本发明可以应用于液体排出设备的如下配置：代替使液体循环，设置两个储液器(一个位于液体排出头的上游侧并且另一个位于下游侧)，并且通过使液体经由液体排出头从一个储液器向另一储液器流动来使液体排出头的压力室内的液体流动。

此外，以下的说明涉及长度与记录介质的宽度相对应的所谓的行型头，但本发明还可应用于通过沿主扫描方向和副扫描方向的扫描来完成记录介质上的记录的所谓的串行型液体排出头。串行型液体排出头的示例是具有各自用于记录黑色记录液并且用于记录彩色记录液的一个记录元件基板的液体排出头，但这并非限制性的。串行型液体排出头的示例可以是如下的配置：形成比记录介质的宽度短的短式行型头，其中多个记录元件基板排列成排出口在排出口行方向上重叠，并且这些短式行型头在记录介质上进行扫描。

根据第一结构示例的液体排出头设备的说明

首先，作为根据本发明的液体排出设备的示例，将说明通过从排出口将记录液作为液体排出到记录介质上来进行记录的喷墨记录设备1000(以下还简称为“记录设备”)。图1示出作为根据第一结构示例的液体排出设备的记录设备1000的示意结构。记录设备1000具有用于输送记录介质2的输送单元1和以与记录介质2的输送方向大致垂直的方式配置的行型液体排出头3，并且是用于在连续地或间歇地输送多个记录介质2的同时进行单遍(pass)连续记录的行型记录设备。记录介质2不限于裁切薄片，而且可以是连续的卷筒薄片。液体排出头3能够利用青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)的彩色记录液(这些颜色还被统称为CMYK)来进行全色打印。如后面所述，液体排出头3通过流体连接而连接至作为用于向液体排出头3供给液体的供给路径的液体供给配置、主储液器和缓冲储液器(参见图2)。如后面将说明的图2所示，液体排出头3可以大致划分成液体供给单元220、负压控制单元230和液体排出单元300。向液体排出单元300设置多个记录元件基板10以及共用供给通道211和共用回收通道212，其中向各个记录元件基板10设置多个记录元件。在液体排出单元300中，如图2的箭头所示，从共用供给通道211向记录元件基板10供给记录液，并且利用共用回收通道212回收该记录液。液体排出头3还电气连接至用于将电力和排出控制信号传输至液体排出头3的电气控制单元。后面将详细说明排出头3内的液体路径和电气信号路径。

第一循环配置的说明

图2示出作为应用于根据本发明的液体排出设备的循环路径结构的形式的第一循环配置。在第一循环配置中，液体排出头3通过流体连接而连接至高压侧的第一循环泵1001、低压侧的第一循环泵1002和缓冲储液器1003等。尽管为了说明简洁、图2仅示出CMYK颜色各自的记录液中的一个颜色的记录液流动所经由的路径，但实际上，液体排出头3和记录设备主单元设置有四个颜色的循环路径。用作与主储液器1006相连接的辅助储液器的缓冲储液器1003具有大气连通口(未示出)，由此储液器的内部和外部连通，并且可以将记录液内的气泡排出到外部。缓冲储液器1003还连接至补给泵1005。在例如通过从液体排出头3的排出口排出(喷出)记录液来在液体排出头3中消耗液体以进行记录或吸引恢复等的情况下，补给泵1005用于将与所消耗的量相同的量的记录液从主储液器1006转送至缓冲储液器1003。

用作液体转送单元的两个第一循环泵1001和1002用于从液体排出头3的液体连接部111提取液体，并且使该液体流向缓冲储液器1003。第一循环泵1001和1002优选是具有定量的送液能力的容积型泵。具体示例可以包括管泵、齿轮泵、隔膜泵和注射泵等。例如，还可以使用通过在泵的出口配置常用的恒流阀和安全阀来确保恒定流量的配置。在正驱动液体排出单元300时，高压侧的第一循环泵1001和低压侧的第一循环泵1002各自使恒定量的记录液流经共用供给通道211和共用回收通道212。优选将该流量设置为液体排出头3的记录元件基板10之间的温度差不会影响记录介质2上的记录图像质量的程度以上。另一方面，如果该流量被设置得过高，则液体排出单元300内的通道中的压力下降的影响导致在记录元件基板10之间产生过大的负压差，这导致在记录图像中产生浓度不均匀。因此，优选考虑到记录元件基板10之间的温度差和负压差来设置流量。在记录液进行循环所经由的路径中，包括高压侧的第一循环泵1001的路径构成液体排出设备中的第一循环***，并且包括低压侧的第一循环泵1002的路径构成液体排出设备中的第二循环***。

在从缓冲储液器1003向液体排出头3供给记录液的路径上设置第二循环泵1004。负压控制单元230配置在第二循环泵1004和液体排出单元300之间的路径上。负压控制单元230起如下作用：即使在记录时循环***的流量由于占空比的差而波动的情况下，也可以使负压控制单元230的下游侧(即，液体排出单元300侧)的压力维持于预设的恒定压力。负压控制单元230具有各自被设置为不同的控制压力的两个压力调整机构。可以使用任何机构作为这两个压力调整机构，只要可以将该机构的下游侧的压力控制为在以期望的设置压力为中心的恒定范围以下内波动即可。作为一个示例，可以采用与所谓的“减压调节器”等同的机构。在使用减压调节器作为压力调整机构的情况下，如图2所示，优选利用第二循环泵1004经由液体供给单元220向负压控制单元230的上游侧加压。这样使得能够抑制缓冲储液器1003的水头压力对液体排出头3的影响，从而给出记录设备1000中的缓冲储液器1003的布局的更大自由度。在驱动液体排出头3时所使用的记录液的循环流量的范围内，第二循环泵1004具有一定扬程压力以上，这就足够了，并且可以使用涡轮型泵和容积型泵等。具体地，可以使用隔膜泵等。可选地，代替第二循环泵1004，例如，可以使用以相对于负压控制单元230存在一定水头差的方式配置的水头储液器。

在负压控制单元230内的两个压力调整机构中，(图2的H所示的)相对高压设置侧的压力调整机构经由液体供给单元220连接至液体排出单元300内的共用供给通道211。同样，(图2的L所示的)相对低压设置侧的压力调整机构经由液体供给单元220连接至液体排出单元300内的共用回收通道212。除共用供给通道211和共用回收通道212外，液体排出单元300还设置有各自与记录元件基板10连通的个体供给通道213和个体回收通道214。将各记录元件基板所设置的个体供给通道213和个体回收通道214统称为“个体通道”。这些个体通道是以从共用供给通道211分支且在共用回收通道212处合流、并且与这两个通道连通的方式设置的。因此，发生如下的流动：诸如记录液等的液体的一部分从共用供给通道211流经记录元件基板10的内部，并且流向共用回收通道212(利用图2的空心箭头示出)。其原因在于：高压侧的压力调整机构H连接至共用供给通道211，并且低压侧的压力调整机构L连接至共用回收通道212，因此在两个共用通道之间产生压力差。

因而，在液体排出单元300内发生如下流动：在液体流经共用供给通道211和共用回收通道212各自的同时，该液体的一部分通过记录元件基板10。因此，记录元件基板10产生的热可以通过经由共用供给通道211和共用回收通道212的流动从记录元件基板10排出到外部。该结构还使得能够在正利用液体排出头3进行记录时、不使用在排出口和压力室要产生的记录液的流动来进行记录，因而可以抑制由于记录液的溶媒成分在这些部位处蒸发而导致记录液的粘度变高。此外，可以将增稠后的记录液和记录液中的异物排出至共用回收通道212。因此，使用上述的液体排出头3使得能够高速且高图像质量地进行记录。

第二循环配置的说明

图3是示出应用于根据本发明的液体排出设备的循环配置结构中的作为与上述第一循环配置不同的循环配置的第二循环配置的示意图。第二循环配置相对于上述的第一循环配置的主要不同点在于：构成负压控制单元230的两个压力调整机构都是用以将负压控制单元230的上游侧的压力控制成在以期望设置压力为中心的恒定范围内波动的机构。这种压力调整机构可被配置为具有与所谓的“背压调节器”相同的操作的机构部。第二循环泵1004用作用以使负压控制单元230的下游侧减压的负压源，并且高压侧的第一循环泵1001和低压侧的第一循环泵1002配置于液体排出头3的上游侧。因此，负压控制单元230配置于液体排出头3的下游侧。

即使在利用液体排出头3进行记录时、流量由于记录占空比的差而发生波动的情况下，根据第二循环配置的负压控制单元230也用于使自身的上游侧的压力波动维持在以预设压力为中心的恒定范围内。这里，负压控制单元230的上游侧是液体排出单元300侧。如图3所示，优选利用第二循环泵1004经由液体供给单元220对负压控制单元230的下游侧进行加压。这样使得能够抑制缓冲储液器1003的水头压力对液体排出头3的影响，从而给出针对记录设备1000中的缓冲储液器1003的布局的更大选择范围。可选地，代替第二循环泵1004，可以使用例如以相对于负压控制单元230存在特定水头差的方式配置的水头储液器。

以与第一循环配置相同的方式，图3所示的负压控制单元230具有设置了彼此不同的控制压力的两个压力调整机构。(图3的H所示的)高压设置侧和(图3的L所示的)低压设置侧的压力调整机构分别经由液体供给单元220连接至液体排出单元300内的共用供给通道211和共用回收通道212。利用这两个压力调整机构来使共用供给通道211的压力相对高于共用回收通道212的压力，由此发生如下的流动：记录液从共用供给通道211经由个体通道和记录元件基板10中的内部通道流向共用回收通道212。利用空心箭头来表示图3中的记录液的流动。因而，第二循环配置在液体排出单元300内产生与第一循环配置的记录液的流动状态相同的记录液的流动状态，但具有与第一循环配置的情况不同的两个优点。

一个优点如下：利用第二循环配置，负压控制单元230配置于液体排出头3的下游侧，因此负压控制单元230处所产生的灰尘和异物将流入液体排出头3的风险较小。

第二个优点如下：与第一循环配置的情况相比，在第二循环路径中，从缓冲储液器1003向液体排出头3供给的所需流量的最大值可以较小。原因如下。将利用A来表示在记录待机期间进行循环的情况下共用供给通道211和共用回收通道212内的总流量。将A的值定义为在记录待机期间进行液体排出头3的温度调整的情况下使液体排出单元300中的温度差维持在期望范围内所需的最小流量。此外，将在从液体排出单元300的所有排出口排出记录液(全排出)的情况下的排出流量定义为F。因此，在第一循环配置的情况下(图2)，第一循环泵(高压侧)1001和第一循环泵(低压侧)1002的设置流量是A，因此全排出所需的向液体排出头3的液体供给量的最大值是A+F。另一方面，在图3的第二循环配置的情况下，记录待机时所需的向液体排出头3的液体供给量是流量A。这意味着全排出所需的向液体排出头3的供给量是流量F。因此，在第二循环配置的情况下，高压侧的第一循环泵1001和和低压侧的第一循环泵1002的设置流量的合计值、即所需供给量的最大值是A和F中的较大值。因而，只要使用相同结构的液体排出单元300，第二循环配置中的所需供给量的最大值(A或F)就始终小于第一循环配置中的所需供给量的最大值(A+F)。结果，在第二循环配置的情况下，与可以应用的循环泵有关的自由度较高，并且可以使用结构简单的低成本循环泵，可以降低针对主单元侧路径上所配置的冷却器(未示出)的负荷，由此降低了记录设备主单元的成本。该优点在A或F的值相对较大的线型头的情况下更为明显，并且线型头的长边方向上的长度越长，该优点越有用。

然而，另一方面，存在第一循环配置与第二循环配置相比更具优势的几点。利用第二循环配置，记录待机时流经液体排出单元300的流量最大，因而图像的记录占空比越低，施加至喷嘴的负压越大。因此，特别是在使共用供给通道211和共用回收通道212的通道宽度减小以使头宽度减小的情况下，在容易看见不均匀的低占空比图像中，可能向喷嘴施加高的负压，这可能使卫星滴的影响增大。注意，共用供给通道211和共用回收通道212的通道宽度是与液体的流动方向垂直的方向上的长度，并且头宽度是液体排出头3的短边方向上的长度。另一方面，在第一循环配置的情况下，在形成高占空比图像时向喷嘴施加高压，因而在记录图像中所产生的任何卫星滴均不太明显，这在针对图像质量的影响小这一方面是有利的。可以按照液体排出头3和记录设备主单元的规格(排出流量F、最小循环流量A和液体排出头3内的通道阻抗)来选择这两个循环配置中的哪个循环配置是更优选的。

液体排出头的结构的说明

接着，将参考图4A和4B来说明液体排出头3的结构。图4A是如从形成有排出口13的面的一侧所观看到的液体排出头3的立体图，并且图4B是从与图4A相反的一侧的立体图。液体排出头3是能够排出青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)和黑色(K)这四个颜色的记录液的15个记录元件基板10呈直线排列(直列式布局)的行型液体排出头。如图4A所示，液体排出头3包括15个记录元件基板10、柔性印刷电路板40和电气布线基板90。电气布线基板90设置有输入端子91和电力供给端子92，其中输入端子91和电力供给端子92经由电气布线基板90和柔性印刷电路板40电气连接至记录元件基板10。输入端子91和电力供给端子92电气连接至记录设备1000的控制电路，并且分别将排出驱动信号以及排出所需的电力供给至记录元件基板10。利用电气布线基板90中的电气电路来整合布线，这使得输入端子91和电力供给端子92的数量与记录元件基板10的数量相比能够减少。这样使得能够减少在将液体排出头3组装至记录设备1000时或者在更换液体排出头3时需要拆卸的电气连接部的数量。如图4B所示，液体排出头3的两端所设置的液体连接部111与记录设备1000的液体供给***相连接。因此，将CMYK这四个颜色的记录液从记录设备1000的供给***供给至液体排出头3，并且将通过了液体排出头3的记录液回收至诸如图2或3所示等的记录设备1000的供给***。这样，各颜色的记录液可以经由记录设备1000的路径和液体排出头3的路径进行循环。

图5示出构成液体排出头3的各部件和单元的根据其功能的分解立体图。液体排出头3具有壳体80，并且该壳体80安装有液体排出单元300、液体供给单元220和电气布线基板90。向液体供给单元220设置液体连接部111(参见图2～4B)，并且在液体供给单元220的内部设置针对各颜色的用于与液体连接部111的各开口连通以去除所供给的记录液中的异物的过滤器221(参见图2和3)。在图5所示的配置中，向一个液体排出头3设置两个液体供给单元220和两个负压控制单元230。在图2和3所示的液体排出头3中，两个液体供给单元220各自设置有针对两个颜色的过滤器221。通过了过滤器221的记录液被供给至相应的液体供给单元220上所设置的各个负压控制单元230。各负压控制单元230具有压力调整机构，并且通过压力调整机构中所设置的阀和弹簧构件等的作用，使由于液体的流量的波动而发生的记录设备1000的供给***(液体排出头3的上游侧的供给***)内的压力下降的变化明显衰减。因此，负压控制单元230能够使这些负压控制单元230的下游侧(液体排出单元300侧)的负压的变化稳定在一定范围内。如上所述，针对各颜色的各负压控制单元230内置有两个压力调整阀，其中这些压力调整阀各自被设置为不同的控制压力。高压侧的压力调整机构与液体排出单元300内的共用供给通道211连通，并且低压侧的压力调整机构与共用回收通道212连通。

壳体80被配置成包括液体排出单元支撑构件81和电气布线基板支撑构件82并支撑液体排出单元300和电气布线基板90，并且确保液体排出头3的刚性。电气布线基板支撑构件82用于支撑电气布线基板90，并且通过旋拧至液体排出单元支撑构件81来进行固定。液体排出单元支撑构件81用于校正液体排出单元300的翘曲和变形，并由此用于确保多个记录元件基板10的相对位置精度，由此抑制记录物中的不均匀。因此，液体排出单元支撑构件81优选具有充分的刚性。适当材料的示例包括诸如不锈钢和铝等的金属材料以及诸如氧化铝等的陶瓷等。液体排出单元支撑构件81的长边方向的两端部具有***了接头橡胶构件100的开口83和84。从液体供给单元220供给的诸如记录液等的液体通过接头橡胶构件100，并且被引导至作为构成液体排出单元300的部件的稍后所述的第三通道构件70。

液体排出单元300包括多个排出模块200和通道形成构件210，并且向液体排出单元300的面向记录介质的面安装盖构件130。盖构件130是如图5所示具有设置有长开口131的框状表面的构件，其中排出模块200中所包括的记录元件基板10以及密封构件110(图9A)从开口131露出。开口131的周围的框部用作记录待机时罩住液体排出头3的形成有排出口的面的帽构件所用的接触面。因此，优选在覆盖时，通过利用粘合剂、密封剂或填充构件等涂布开口131的周围以填充液体排出单元300的排出口面上的凹凸和间隙来形成封闭空间。

接着，将说明液体排出单元300中所包括的通道形成构件210的结构。通道形成构件210使从液体供给单元220供给的诸如记录液等的液体分配至各个排出模块200，并且使从排出模块200再循环来的液体返回至液体供给单元220。通道形成构件210是通过如图5所示将第一通道构件50、第二通道构件60和第三通道构件70顺次层压所形成的物件，并且利用螺钉固定至液体排出单元支撑构件81。这样抑制了通道形成构件210的翘曲和变形。

图6A～6F是示出构成第一通道构件50、第二通道构件60和第三通道构件70的通道构件的正面和背面的图。图6A示出安装有排出模块200的第一通道构件50的侧，并且图6F示出第三通道构件70的与液体排出单元支撑构件81相接触的面。图6B示出第一通道构件50的与第二通道构件60的接触面，而图6C示出第二通道构件60的与第一通道构件50的接触面。同样，图6D示出第二通道构件60的与第三通道构件70的接触面，并且图6E示出第三通道构件70的与第二通道构件60的接触面。通过使图6D和6E所示的第二通道构件60和第三通道构件70的面彼此接合，利用这两者上所形成的共用通道槽62和71来形成在这些通道构件的长边方向上延伸的8个共用通道。这样在通道形成构件210内形成针对CMYK颜色各自的一组共用供给通道211和共用回收通道212(参见图7)。第三通道构件70的连通口72与接头橡胶构件100中的孔连通，从而通过流体连接与液体供给单元220连通。在第二通道构件60的共用通道槽62的底面上形成多个连通口61，从而与第一通道构件50的个体通道槽52的一端连通。在第一通道构件50的个体通道槽52的另一端形成连通口51，从而通过流体连接经由连通口51与多个排出模块200连通。这些个体通道槽52使得这些通道能够整合到第一通道构件50的短边方向上的通道构件的中央侧。在以下说明中，在要表示记录液的各个颜色的共用供给通道211的情况下，代替附图标记211，将使用附图标记211a～211d，并且在要表示记录液的各个颜色的共用回收通道212的情况下，代替附图标记212，将使用附图标记212a～212d。同样，在要表示记录液的各个颜色的个体供给通道213的情况下，代替附图标记213，将使用附图标记213a～213d，并且在要表示记录液的各个颜色的个体回收通道214的情况下，代替附图标记214，将使用附图标记214a～214d。

构成通道形成构件210的第一通道构件～第三通道构件50、60和70优选针对记录液具有耐腐蚀性，并且由线性膨胀系数低的材料构成。适当材料的示例包括氧化铝、液晶聚合物(LCP)和复合材料(树脂材料)，其中在这些复合材料中，已向诸如聚苯硫醚(PPS)或聚砜(PSF)等的基料添加了诸如二氧化硅微粒子或纤维等的无机填料。通道形成构件210可以是通过使三个通道构件50、60和70层压并且使用粘合剂彼此粘合所形成的，或者在选择该材料所用的复合树脂材料的情况下，可以通过熔融来接合这三个通道构件。

接着，将参考图7来说明通道形成构件210内的各通道的连接关系。图7是如从第一通道构件50的安装有排出模块200的一侧所观看到的、通过使第一通道构件～第三通道构件50、60和70接合所形成的通道形成构件210内的通道的部分放大透视图。图7中的点划线所包围的区域与配置有记录元件基板10的区域相对应。通道形成构件210针对各颜色具有沿液体排出头3的长边方向延伸的共用供给通道211a～211d和共用回收通道212a～212d。由个体通道槽52构成的各颜色的多个个体供给通道213a～213d经由连通口61连接至共用供给通道211a～211d。由个体通道槽52构成的各颜色的多个个体回收通道214a～214d经由连通口61连接至共用回收通道212a～212d。该通道结构使得记录液能够从共用供给通道211经由个体供给通道213汇集到位于通道形成构件210的中央的记录元件基板10处。还可以将记录液从记录元件基板10经由个体回收通道214回收至共用回收通道212。

图8示出沿着图7的线VIII-VIII的通道形成构件210和排出模块200的截面结构。图8示出个体回收通道214a和214c经由连通口51与排出模块200连通。尽管图8仅示出个体回收通道214a和214c，但如图7所示，个体供给通道213和排出模块200在不同的截面处连通。在排出模块200内所包括的支撑构件30以及记录元件基板10中形成记录元件基板10所设置的用于将记录液从第一通道构件50供给至记录元件15(参见图10B)的通道。此外，在支撑构件30和记录元件基板10中形成用于使供给至记录元件15的液体的一部分或全部回收(再循环)至第一通道构件50的通道。各颜色的共用供给通道211经由其液体供给单元220连接至相应颜色的负压控制单元230的高压侧的压力调整机构。同样，共用回收通道212经由液体供给单元220连接至相应颜色的负压控制单元230的低压侧的压力调整机构。利用负压控制单元230中的这些压力调整机构，在共用供给通道211和共用回收通道212之间产生压力差。因此，在各通道如图7和8所示连接的液体排出头3内，针对各颜色，按共用供给通道211→个体供给通道213→记录元件基板10→个体回收通道214→共用回收通道212的顺序发生流动。

排出模块的说明

接着，将说明排出模块200。图9A示出一个排出模块200的立体图，并且图9B示出其分解图。用于制造排出模块200的方法如下所述。首先，将记录元件基板10和柔性印刷电路板40贴附至预先形成了液体连通口31的支撑构件30。随后，通过引线接合使记录元件基板10上的端子16电气连接至柔性印刷电路板40上的端子41，之后利用密封构件110覆盖引线接合部(电气连接部)以封住该引线接合部。柔性印刷电路板40的相对于记录元件基板10的另一端处的端子42电气连接至电气布线基板90的连接端子93(图5)。支撑构件30是用于支撑记录元件基板10的支撑构件，并且还是通过流体连接在记录元件基板10和通道形成构件210之间连通的通道构件，因而其平面度高，并且还应能够高度可靠地接合至记录元件基板10。支撑构件30的适当材料的示例包括氧化铝和树脂材料。

记录元件基板的构造的说明

接着，将说明记录元件基板10的结构。图10A是记录元件基板10的形成有排出口13的一侧的平面图，图10B是图10A的XB所表示的部分的放大图，并且图10C是记录元件基板10的相对于图10A的面的背面的平面图。如图10A所示，记录元件基板10具有按行形成有多个排出口13的排出口形成构件12。在排出口形成构件12上形成与作为记录液的颜色的四个颜色CMYK相对应的四个排出口行。注意，以下将排列有多个排出口13的排出口行延伸的方向称为“排出口行方向”。如图10B所示，作为用以利用热能使液体起泡的发热元件的记录元件15配置于与排出口13相对应的位置。利用分隔壁22隔开包含记录元件15的压力室23。记录元件15利用记录元件基板10所设置的电气布线(未示出)电气连接至图10A中的端子16。记录元件15基于从记录设备1000的控制电路经由电气布线基板90(图5)和柔性印刷电路板40(图9B)所输入的脉冲信号来进行发热以使液体沸腾，从而使压力室23中的液体沸腾。由于该沸腾而产生的起泡力使液体从排出口13排出。如图10B所示，液体供给通道18沿着各排出口行的一侧延伸，并且液体回收通道19沿着各排出口行的另一侧延伸。液体供给通道18和液体回收通道19是沿着记录元件基板10上所设置的排出口行的方向延伸的通道，并且分别经由供给口17a和回收口17b与排出口13连通。

如图10C和11所示，片状盖20层压在相对于记录元件基板10的形成有排出口13的面的背面上，其中该盖20具有与后面将说明的液体供给通道18和液体回收通道19连通的多个开口21。在这里所述的示例中，在盖20中，针对各液体供给通道18设置三个开口21，并且针对各液体回收通道19设置两个开口21。如图10B所示，盖20的开口21与图6A所示的多个连通口51连通。如图11所示，盖20用作构成记录元件基板10的基板主体11上所形成的液体供给通道18和液体回收通道19的一部分的盖部。盖20优选针对诸如记录液等的液体具有充分的耐腐蚀性，并且从防止混色的观点，关于开口21的开口形状及其位置必须具有高精度。因此，优选使用光敏树脂材料或硅板作为盖20所用的材料，其中开口21是通过光刻工艺所形成的。因而，盖20用于利用开口21来变换通道的间距，并且考虑到压力下降，盖20优选是薄的，且优选由光敏树脂膜构成。

接着，将说明记录元件基板10内的液体的流动。图11是示出沿着图10A的面XI-XI所截取的记录元件基板10和盖20的截面的立体图。记录元件基板10是通过层压由硅(Si)构成的基板主体11和由光敏树脂构成的排出口形成构件12所形成的，其中盖20接合在基板主体11的背面上。在基板主体11的另一面侧上形成记录元件15(参见图10B)，其中在基板主体11的背面侧上形成由沿着排出口行延伸的液体供给通道18和液体回收通道19构成的槽。利用基板主体11和盖20形成的液体供给通道18和液体回收通道19分别连接至通道形成构件210内的共用供给通道211和共用回收通道212，并且在液体供给通道18和液体回收通道19之间存在差压。在第一通道构件50中形成个体供给通道213和个体回收通道214。个体供给通道213连接液体供给通道18和共用供给通道211，并且个体回收通道214连接液体回收通道19和共用回收通道212。在液体排出头3的多个排出口13正排出液体并进行记录时，在没有进行排出操作的排出口处，该差压使液体供给通道18中的液体按供给口17a→压力室23→回收口17b的顺序流动，并且流向液体回收通道19。在图11中利用箭头C表示该流动。该流动使得能够将由于来自排出口13的溶媒的汽化而增稠后的记录液、气泡和异物等从没有正进行记录的排出口13和压力室23回收至液体回收通道19。这还使得能够抑制排出口13和压力室23处的记录液的增稠。回收至液体回收通道19的诸如记录液等的液体是经由盖20的开口21和支撑构件30的液体连通口31(参见图9B)，按通道形成构件210内的连通口51、个体回收通道214和共用回收通道212的顺序所回收的。所回收的该液体最终被回收至记录设备1000的供给路径。

也就是说，通过按以下所述的顺序流动来供给并回收从记录设备1000的主单元供给至液体排出头3的诸如记录液等的液体。首先，液体从液体供给单元220的液体连接部111流入液体排出头3内。然后，该液体被供给至接头橡胶构件100、第三通道构件70所设置的连通口72和共用通道槽71、第二通道构件60所设置的共用通道槽62和连通口61、以及第一通道构件50所设置的个体通道槽52和连通口51。之后，将液体按支撑构件30所设置的液体连通口31、盖20所设置的开口21以及基板主体11所设置的液体供给通道18和供给口17a的顺序供给至压力室23。已供给至压力室23但没有从排出口13排出的液体按基板主体11所设置的回收口17b和液体回收通道19、盖20所设置的开口21以及支撑构件30所设置的液体连通口31的顺序流动。之后，液体按第一通道构件50所设置的连通口51和个体通道槽52、第二通道构件60所设置的连通口61和共用通道槽62、第三通道构件70所设置的共用通道槽71和连通口72、以及接头橡胶构件100的顺序流动。液体进一步从液体供给单元220所设置的液体连接部111流动到液体排出头3的外部。在采用了图2所示的第一循环配置的情况下，已从液体连接部111流入的液体通过负压控制单元230，然后被供给至接头橡胶构件100。另一方面，在采用了图3所示的第二循环配置的情况下，从压力室23所回收的液体通过接头橡胶构件100，然后经由负压控制单元230从液体连接部111流出到液体排出头3外。

此外，并非从液体排出单元300的共用供给通道211的一端流入的所有液体都经由个体供给通道213a被供给至压力室23。如图2和3所示，存在在甚至没有进入个体供给通道213a的情况下、从共用供给通道211的另一端流经液体供给单元220的液体。因而，设置液体在无需经由记录元件基板10的情况下流动的通道，这使得即使在记录元件基板10具有流动阻抗大的细微通道的情况下，也能够抑制液体的循环流动的逆流。因此，液体排出头3能够抑制压力室内和排出口附近部分的液体的增稠，由此抑制排出偏差和不排出，因而结果可以进行高图像质量记录。

记录元件基板之间的位置关系的说明

如上所述，液体排出头3具有多个排出模块200。图12是相邻的两个排出模块200中的记录元件基板10的相邻部分的部分放大。如图10A～10C所示，这里，记录元件基板10被成形为平行四边形。如图12所示，记录元件基板10上的排列有排出口13的排出口行14a～14d被配置成相对于记录介质的输送方向L倾斜了一定角度。由此，使记录元件基板10的相邻部分处的排出口行中的至少一个排出口在记录介质的输送方向L上重叠。在图12中，线D上的两个排出口13处于相互重叠关系。该布局使得即使在记录元件基板10的位置相对于预定位置在一定程度上偏离的情况下，也能够通过相互重叠的排出口13的驱动控制来使记录图像中的黑色条纹和空白部分不太明显。即使在多个记录元件基板10呈直线(直列式)而不是呈交错配置进行布局的情况下，也可以使用图12所示的结构。因而，在抑制液体排出头3在记录介质的输送方向上的长度增大的同时，可以应对记录元件基板10之间的重叠部分处的黑色条纹和空白部分。尽管这里记录元件基板10的主面的形状是平行四边形，但这并非限制性的。即使在使用形状是矩形、梯形或其它形状的记录元件基板10的情况下，也可以适当地应用本发明的结构。

根据第二结构示例的液体排出设备的说明

可以应用本发明的液体排出设备不限于上述第一结构示例中的液体排出设备。以下将说明根据本发明的液体排出设备的第二结构示例的喷墨记录设备1000(以下还称为“记录设备”)的结构。图13示出作为根据第二结构示例的液体排出设备的记录设备1000的示意结构。注意，将主要说明与第一结构示例不同的部分，并且将省略针对与第一结构示例相同的部分的说明。

图13所示的记录设备1000与第一结构示例的不同之处在于以下点：通过使各自与CMYK颜色其中之一相对应的四个单色液体排出头3并列排列来在记录介质2上进行全色打印。尽管第一结构示例中针对各颜色可使用的排出口行的数量是1行，但第二结构示例中针对各颜色可使用的排出口行的数量是多个(在后面所述的图20A中为20行)。这样使得能够通过将记录数据分配至多个排出口行来进行非常高速的记录。即使存在表现出不排出的排出口，利用以互补方式进行排出的其它行中的记录介质的输送方向L上的相应位置处的排出口也提高了可靠性。因此，根据第二结构示例的记录设备1000适合工业打印等。以与第一结构示例相同的方式，记录设备1000的供给***、缓冲储液器1003和主储液器1006通过流体连接而连接至液体排出头3。各液体排出头3还电气连接至用于将电力和排出控制信号传输至液体排出头3的电气控制单元。以与第一结构示例相同的方式，在第二结构示例中可以使用图2和3分别示出的第一循环配置和第二循环配置中的任一个。

液体排出头的构造的说明

将参考图14A和14B来说明根据第二结构示例的液体排出头3的构造。图14A是如从形成有排出口的面的一侧所观看到的液体排出头3的立体图。图14B是与图14A相反的一侧的立体图。液体排出头3在其长边方向上具有呈直线排列的16个记录元件基板10，并且是可以利用一个颜色的记录液进行记录的喷墨行型液体排出头(页宽型)。以与第一结构示例相同的方式，液体排出头3具有液体连接部111、信号输入端子91和电力供给端子92。然而，由于排出口行的数量与第一结构示例中的排出口行的数量相比变大，因此信号输入端子91和电力供给端子92可以配置于液体排出头3的两侧。这是为了减少在记录元件基板10所设置的布线部处发生的电压下降和信号传输延迟。

图15是根据第二结构示例的液体排出头3的分解立体图，其示出根据功能进行分解后的构成液体排出头3的各部件和单元。这些单元和构件的角色以及液体排出头3内的液体流动的顺序与第一结构示例基本相同，但确保液体排出头的刚性所利用的功能有所不同。在第一结构示例中，主要利用液体排出单元支撑构件81来确保液体排出头的刚性，但在第二结构示例中，利用液体排出单元300中所包括的第二通道构件60来确保液体排出头的刚性。在本第二结构示例中，存在连接至第二通道构件60的两端的液体排出单元支撑构件81。该液体排出单元300机械地接合至记录设备1000的滑架，由此确定了液体排出头3的位置。电气布线基板90和具有负压控制单元230的液体供给单元220接合至液体排出单元支撑构件81。过滤器(未示出)内置于这两个液体供给单元220中。第二结构示例没有被配置为针对各负压控制单元230进行两种压力控制。两个负压控制单元230中的一个负压控制单元230被设置成以相对较高的负压来控制压力，从而用作高压侧的负压控制单元，并且另一负压控制单元230被设置成以相对较低的负压来控制压力，从而用作低压侧的负压控制单元。在如图15所示、高压侧和低压侧的负压控制单元230配置在液体排出头3的长边方向上的两端的情况下，沿液体排出头3的长边方向延伸的共用供给通道211和共用回收通道212上的液体的流动相互相反。这样促进了共用供给通道211和共用回收通道212之间的热交换，由此可以减小这两个共用通道之间的温度差。这在以下方面是有利的：在沿着共用供给通道211和共用回收通道212配置的多个记录元件基板10之间不容易发生温度差，因此不容易发生由于温度差而产生的记录不均匀。

接着，将详细说明液体排出单元300的通道形成构件210。通道形成构件210是如图15所示进行层压的第一通道构件50和第二通道构件60，并且将从液体供给单元220供给的诸如记录液等的液体分配至排出模块200。通道形成构件210还用作用于使从排出模块200再循环的液体返回至液体供给单元220的回收通道构件。通道形成构件210的第二通道构件60是形成了共用供给通道211和共用回收通道212的构件，并且还主要保证液体排出头3的刚性。因此，优选第二通道构件60的材料针对诸如记录液等的液体具有充分的耐腐蚀性，并且具有高的机械强度。适当使用的材料的示例包括不锈钢、钛(Ti)或氧化铝等。

接着，将参考图16A～16E来说明第一通道构件50和第二通道构件60的详情。图16A示出第一通道构件50的安装有排出模块200的一侧的面，并且图16B是示出图16A的面的(与第二通道构件60相接触的)背面的图。不同于第一结构示例的情况，根据第二结构示例的第一通道构件50是与排出模块200相对应的多个构件相邻地排列的配置。采用该分割结构使得能够通过排列多个这种模块来实现与液体排出头3所需的长度相对应的长度。例如，该结构特别适合用在与JIS(Japanese Industrial Standards，日本工业标准)B2大小以及甚至更大尺寸的薄片相对应的相对较长的液体排出头中。如图16A所示，第一通道构件50的连通口51通过流体连接与排出模块200连通，并且如图16B所示，第一通道构件50的个体连通口53通过流体连接与第二通道构件60的连通口61连通。图16C示出第二通道构件60的与第一通道构件50相接触的面，图16D示出第二通道构件60的中央部的沿厚度方向所截取的截面，并且图16E是示出第二通道构件60的与液体供给单元220相接触的面的图。第二通道构件60的通道和连通口的功能与第一结构示例中的一个颜色的记录液的情况相同。第二通道构件60的共用通道槽71其中之一是图17所示的共用供给通道211，并且另一个是共用回收通道212，其中这两者各自在液体排出头3的长边方向上从一端侧向另一端侧被供给液体。不同于第一结构示例的情况，在该结构示例中，针对共用供给通道211和共用回收通道212的液体的流动的方向在液体排出头3的长边方向上是相互相反的方向。

图17示出与记录元件基板10和通道形成构件210之间的各通道有关的连接关系。如图17所示，在通道形成构件210内设置有沿液体排出头3的长边方向延伸的一组共用供给通道211和共用回收通道212。第二通道构件60的连通口61各自的位置与第一通道构件50的个体连通口53的位置对准并且第二通道构件60的连通口61各自连接至第一通道构件50的个体连通口53，由此形成从第二通道构件60的连通口72经由共用供给通道211向着第一通道构件50的连通口51的液体供给路径。同样，还形成从第二通道构件60的连通口72经由共用回收通道212向着第一通道构件50的连通口51液体供给路径。

图18是示出沿着图17的XVIII-XVIII所截取的截面的图。图18示出共用供给通道211经由连通口61、个体连通口53和连通口51如何连接至排出模块200。尽管在图18中未示出，但从图17可以清楚地看出，另一截面将示出经由相同路径连接至排出模块200的共用回收通道212。以与第一结构示例相同的方式，在排出模块200和记录元件基板10上形成用以与形成有排出口13的压力室23连通的通道。利用这些通道，所供给的液体的一部分或全部经由与没有正进行排出操作的排出口13相对应的压力室23进行再循环。以与第一结构示例相同的方式，经由液体供给单元220，共用供给通道211连接至高压侧的负压控制单元230，并且共用回收通道212连接至低压侧的负压控制单元230。因此，利用负压控制单元230所产生的差压，产生了从共用供给通道211经由记录元件基板10的压力室23流向共用回收通道212的流动。

排出模块的说明

接着，将说明根据第二结构示例的排出模块200。图19A是排出模块200的立体图，并且图19B是其分解图。与第一结构示例的不同之处在于以下点：多个端子16配置于沿着记录元件基板10的多个排出口行的方向的两边(记录元件基板10的长边部)。另一点是：向一个记录元件基板10设置两个柔性印刷电路板40，并且这两个柔性印刷电路板40电气连接至端子16。其原因在于：记录元件基板10上所设置的排出口行的数量例如是20行，这相对于第一结构示例中的4行有所增加。也就是说，目的是使从端子16起直到与排出口行相对应地设置的记录元件15为止的最大距离保持得短，由此减少在记录元件基板10内所设置的布线部处发生的电压下降和信号传输延迟。向记录元件基板10设置支撑构件30的液体连通口31，并且这些液体连通口31以跨所有排出口行的方式开口。其它点与第一结构示例相同。

记录元件基板的构造的说明

接着，将说明根据第二结构示例的记录元件基板10的结构。图20A是示出记录元件基板10的配置有排出口13的一侧的面的平面图，图20B是示出形成有液体供给通道18和液体回收通道19的部分的图，并且图20C是示出图20A所示的面的背面的平面图。图20B是示出在图20C中去除记录元件基板10的背面侧所设置的盖20的状态下、记录元件基板10的面的示意图。如图20B所示，在记录元件基板10的背面，沿着排出口行方向交替设置液体供给通道18和液体回收通道19。尽管排出口行的数量与第一结构示例相比大得多，但与第一结构示例的本质差异在于：如上所述，端子16沿着排出口行方向配置于记录元件基板10的两边部。诸如以下等的基本结构与第一结构示例中的基本结构相同：针对各排出口行设置一组液体供给通道18和液体回收通道19、以及向盖20设置与支撑构件30的液体连通口31连通的开口21等。

以下说明与液体排出头或液体排出设备有关的根据本发明的能够在排出特性不改变的情况下控制由于高温液体向压力室逆流所引起的升温。图21示出根据本发明实施例的液体排出头3的液体排出单元300。根据本实施例的液体排出头3的壳体80、电气布线基板90和液体供给单元220等结构与已在图1～20C中所述的结构相同，因此以下将省略说明。如稍后所述，代替设置负压控制单元，通过使用水头压力来进行负压的控制。为了便于说明，液体排出头3将被描述为具有用于排出相同颜色的液体的两个排出口行。

在图21所示的液体排出单元300中，如上所述，多个支撑构件30接合至通道形成构件210，此外针对各支撑构件30，接合有记录元件基板10。图22是详细示出液体排出单元300的分解立体图，其示出包括支撑构件30和记录元件基板10的排出模块。图22示出构成记录元件基板10的在厚度方向上分割成2个的基板主体11。一个分割部分在图22的(a)中以接合至排出口形成构件12的状态被示出，并且另一个分割部分在图22的(b)中以液体供给通道18和液体回收通道19露出的状态被示出。在图22中，(c)示出盖20，并且(d)示出支撑构件30。

根据本实施例的支撑构件30针对通道形成构件210支撑记录元件基板10，并且还用于将诸如记录液等的液体从通道形成构件210分配至记录元件基板10。盖20设置在记录元件基板10的与形成有排出口13的面相反的面上，但在支撑构件30的成型精度高的情况下，盖20可以与支撑构件30一体成型。盖20具有用于对从支撑构件30到记录元件基板10的液体通道的间距进行转换的多个微细开口。在这些开口中，将与液体供给通道18连通的开口称为供给侧开口21a，并且将与液体回收通道19连通的开口称为回收侧开口21b。在图21所示的配置中，针对液体排出头3所设置的所有记录元件基板10设置一个通道形成构件210，但也可以配置成：多个通道形成构件210各自与多个或一个记录元件基板10相对应地设置。此外，尽管针对各记录元件基板10设置支撑构件30，但也可以针对多个记录元件基板10设置一个支撑构件30。

狭缝状的供给侧分配通道318和回收侧分配通道319沿与排出口行延伸的方向垂直的方向被形成在支撑构件30上。分配通道318和319与图9B和19B所示的结构中的液体连通口31相对应。供给侧分配通道318是用于将液体从通道形成构件210内的共用供给通道211分配并供给至记录元件基板10的路径，并且与共用供给通道211连通。同样，回收侧分配通道319是用于将液体从记录元件基板10回收至通道形成构件210内的共用回收通道212的路径，并且与共用回收通道212连通。盖20中所设置的供给侧开口21a设置在供给侧分配通道318和液体供给通道18交叉的位置处，以使得供给侧分配通道318和液体供给通道18连通。同样，回收侧开口21b设置在回收侧分配通道319和液体回收通道19交叉的位置处，以使得回收侧分配通道319和液体回收通道19连通。液体供给通道18和液体回收通道19被作为沿排出口行延伸的方向进行延伸的相互平行槽而形成在基板主体11的与形成有排出口13的面相反的面上。

图23是用于详细说明记录元件基板10的分解立体图。图23的(A)示出形成有排出口13的部分，图23的(B)示出形成有压力室23、供给口17a和回收口17b的部分，并且图23的(C)示出形成有液体供给通道18和液体回收通道19的基板主体11。为了便于说明，这里仅示出一个排出口行。图24A和24B用于说明压力室23和排出口13。图24A是示出从排出口13观看的记录元件基板10内部的状态的平面图，并且图24B是沿着图24A的线XXIVB-XXIVB截取的截面图。将参考图22～24B来说明根据本实施例的液体排出头3。记录元件15以如图23～24B所示面对排出口13的方式设置在基板主体11的表面上，其中排出口13和记录元件15之间的区域是压力室23。尽管在基板主体11上设置了多个记录元件15，但在相邻的记录元件15之间配置分隔壁22以在压力室23之间进行分隔。因此，一个记录元件15和一个排出口13对应于一个压力室23。供给口17a和回收口17b分别与作为槽而形成在基板主体11的相反面上的液体供给通道18和液体回收通道19连通。

如图22的(c)所示，与液体供给通道18连通的多个供给侧开口21a在盖20上形成行，并且与液体回收通道19连通的多个回收侧开口21b在盖20上形成行。狭缝状的供给侧分配通道318和回收侧分配通道319形成在支撑构件30上，分别与供给侧开口21a和回收侧开口21b连通。狭缝状的供给侧分配通道318和回收侧分配通道319与通道形成构件210上所形成的共用供给通道211和共用回收通道212连通。在以下说明中，盖20的供给侧开口21a也包括在供给侧分配通道318中，并且回收侧开口21b也包括在回收侧分配通道319中。

将说明根据本实施例的液体排出头3的诸如记录液等的液体的流动。在说明液体排出头3的液体的流动之前，将参考图25来说明根据本实施例的液体排出设备的结构的概要。液体排出头3设置有高压侧的流入口307a和流出口310a以及低压侧的流入口307b和流出口310b。共用供给通道211连接在液体排出头3中的流入口307a和流出口310a之间，并且共用回收通道212连接在流入口307b和流出口310b之间。流入口307a和307b各自连接至与大气相连通的缓冲储液器308a和308b。另一方面，流出口310a和流出口310b各自经由恒流泵311a和311b连接至缓冲储液器308a和308b。缓冲储液器308a和308b各自用作储存液体(在这种情况下为记录液)的储存单元。在该液体排出设备中，针对缓冲储液器308a和308b各自形成液体循环的路径，这些路径分别连接至稍后所述的共用供给通道211和共用回收通道212。因此，将连接至共用供给通道211的路径称为第一循环***，并且将连接至共用回收通道212的路径称为第二循环***。

设置主储液器314以将液体供给至缓冲储液器308a和308b。泵312a和阀313a顺次设置在主储液器314和缓冲储液器308a之间，并且泵312b和阀313b顺次设置在主储液器314和缓冲储液器308b之间。液位传感器309a和309b安装至缓冲储液器308a和308b，并且控制器315基于传感器信号来控制泵312a和312b以及阀313a和313b。通过控制器315的控制来将流入口307a和流入口307b之间的压力差控制为期望值，并且可以实现与图1～20C所述的液体排出头3中的负压控制单元230等同的功能。对流入口307a和流入口307b之间的压力差进行设置，以使得记录液以几mm/s～几十mm/s的流速流经压力室23。

图26A和26B利用箭头示出从共用供给通道211侧和共用回收通道212侧所观看的共用供给通道211、共用回收通道212以及分配通道318和319中的液体的流动。图26A示出如下内容：流经压力室23的液体从共用供给通道211流经供给侧分配通道318，在压力室23内循环，并且经由回收侧分配通道319而排出至共用回收通道212。在以这种方式针对压力室23而使液体循环的状态下驱动记录元件15的记录状态下，如图26B所示，为了从排出口13排出，液体从供给口17a和回收口17b向着压力室23流动。此时，由于循环而穿过压力室23并且流出至回收侧分配通道319的液体向着排出口13流动，并且被排出。因此，回收侧分配通道319内的液体的量降低，但液体从共用回收通道212被供给至回收侧分配通道319以补偿该现象。

现在，液体排出头3进行将记录元件基板10升温至恒定温度的温度控制，以抑制由于驱动而引起的头的温度变化并且维持良好的记录质量。在液体排出头3的温度上升并被控制的状态下，液体通过流经记录元件基板10中的通道来升温，并且升温后的液体流至回收侧分配通道319中。一旦液体排出头3进入记录操作，则如上所述，将循环期间已被升温的液体从回收侧分配通道319供给至排出口13，因此排出口13附近的温度上升。在连续排出的状态延长的情况下，回收侧分配通道319内的升温墨逐渐从记录元件基板10排出，并且从回收侧分配通道319来供给未升温墨。因此，回收侧分配通道319中的液体的温度降低，并且排出口13附近的温度也降低，最终达到正常温度。

为了抑制该现象，使得被作为槽而形成在记录元件基板10的基板主体11中的液体回收通道19的流动阻抗大于液体供给通道18的流动阻抗。现在，将考虑供给至压力室23的液体的量。在以下说明中，R_in表示供给口17a和液体供给通道18的合成流动阻抗，并且R_out表示回收口17b和液体回收通道19的合成阻抗。Q表示在从所有排出口13排出液体的全排出状态下所排出的被转换成流量的量，并且q表示在不排出时经由压力室23循环的液体的流量。以下的表达式(1)表示在液体排出头3的驱动状态从非排出改变为排出时从液体回收通道19供给至压力室23的液体的流量Q_out。

从表达式(1)可以看出，如果结构为液体回收通道19的流动阻抗大于液体供给通道18的流动阻抗，则在排出时从液体回收通道19供给至压力室23的液体的量降低。因此，可以减少伴随着液体排出头3的驱动状态的变化的液体回收通道19内的液体的逆流，可以抑制压力室23内的液体的温度暂时变得过高的状态，并且可以将记录质量维持在高水平。可以通过例如使得与液体供给通道18中的液体的流动方向垂直的平面的截面面积大于与液体回收通道19中的液体的流动方向垂直的平面的截面面积，来将液体回收通道19的流动阻抗设置得高于液体供给通道18的流动阻抗。

以下将基于若干示例和比较例来说明根据本实施例的液体排出头3。图27示意性示出第一示例的记录元件基板10的基板主体11的与液体供给通道18的流动方向垂直的截面。图28示意性示出记录元件基板10的截面作为第一比较例。

第一示例和第一比较例

作为第一示例，如图27所示，通过改变通道的宽度，制造了液体回收通道19的截面面积是液体供给通道18的截面面积的三分之一的记录元件基板10。因此，与供给口17a和液体供给通道18的合成流动阻抗相比，回收口17b和液体回收通道19的合成流动阻抗是4倍大。

作为第一比较例，如图28所示，通过使通道的宽度和深度相同，制造了液体回收通道19和液体供给通道18的截面面积相同的记录元件基板10。

将缓冲储液器308a和308b之间的压力差设置为约300Pa，以使得液体将以10mm/s的流速流经宽为30μm且高为15μm的压力室23。使用喷墨记录用的记录液作为供给至液体排出头3的液体。将所供给的记录液的温度控制为35℃，针对记录元件基板10进行温度控制以使得压力室23附近所配置的温度传感器(图中未示出)全部读数为60℃，并且使液体排出头3的温度分布成为平衡状态。在该平衡状态中，以8000Hz的驱动频率和5×10^-15m³的排出量来驱动根据第一示例和第一比较例的液体排出头3，并且计算压力室23内的记录液的平均温度的时间变化。图29示出结果，其中实线表示第一示例，并且虚线表示第一比较例。

在第一比较例中，排出了约为由于压力差而循环的记录液的量的4倍的记录液，因此液体回收通道19中的高温记录液逆流至压力室23中，并且因此压力室23内的温度暂时变得过高。另一方面，回收口17b和液体回收通道19的合成流动阻抗约为供给口17a和液体供给通道18的合成流动阻抗的4倍，因此根据表达式(1)，从液体回收通道19逆流的高温记录液的流量减少至约五分之二。因此，与第一比较例相比，第一示例抑制了压力室23内的记录液的温度上升。

因此，改变基板主体11内所形成的液体回收通道19的形状以增大流动阻抗，这使得能够抑制压力室23中的液体的温度上升，因此可以制造记录质量高的液体排出头3。在本实施例中，使得液体回收通道19的流动阻抗约为液体供给通道18的流动阻抗的4倍，但本发明不限于此，并且只要满足了回收口和液体回收通道的合成流动阻抗大于供给口和液体供给通道的合成流动阻抗这一关系就足够了。

第二示例

第二示例关注于供给口17a和液体供给通道18的合成流动阻抗、回收口17b和液体回收通道19的合成流动阻抗、排出量Q和不排出时经由压力室23循环的液体的流量q之间的关系。由于这些量满足后述的表达式(4)，因此从液体回收通道19逆流的高温液体的流量显著减少。注意，这里排出量Q表示在从包括在液体排除头3中的所有排出口13排出的液滴的液滴量的总和。

基于表达式(1)，排出时从液体回收通道19供给至压力室23的液体的流量变得实质为0的条件(即，不逆流的条件)如以下表达式(2)所示。

然而，在不排出时与所排出的液体量相比更多的液体经由压力室23循环的情形下，存在如下情况：通道内的压力分布的不平衡由于压力下降而增大，这导致排出特性的不均衡。因此，如以下的表达式(3)所示，液体的循环量需要小于所排出的液体的流量。

q＜Q …(3)

因此，从表达式(2)和(3)可以看出，以下的表达式(4)需要成立作为用于在显著减少从液体回收通道19逆流的高温液体的流量的情况下避免由于压力下降而引起的排出特性不均衡的条件。

在第二实施例中，使用了与图27所示的第一实施例相同的液体排出单元300。将压力室23内的流速设置为60mm/s以满足表达式(4)的条件，并且将缓冲储液器308a和308b之间的压力差设置为约1800Pa以实现该流速。在与第一示例相同的条件下的平衡的状态下，以8000Hz的驱动频率和5×10^-15m³的排出量来驱动根据第二示例和第一比较例的液体排出头3，并且计算压力室23内的记录液的平均温度的时间变化。图30示出结果，其中实线表示第二示例，并且虚线表示第一比较例。

在第二示例中，不排出时经由压力室23循环的流体的流量满足表达式(4)的条件，因此任何高温液体几乎不会从液体回收通道19逆流。另一方面，在第一比较例中，不排出时经由压力室23循环的流体的流量q约为表达式(4)右侧的值的一半，因此不满足表达式(4)的条件。从图30可以看出，与第一比较例相比，并且进一步与第一示例相比，第二示例抑制了压力室23内的温度上升。因此，可以制造出记录质量高的液体排出头。

尽管在本实施例中已经描述了使用水头差来生成高压侧和低压侧之间的负压，但用于生成并控制负压的配置不局限于此。可以使用诸如图1～20C所示等的负压控制单元。此外，尽管已经描述了监视压力室23附近的温度以抑制由于负压室23内的温度变化而引起的排出特性的变化、由此使得压力室23内的液体的温度维持在所设置的范围内的配置，但本发明在使用其它加热配置的情况下也同样有效。

根据本发明，可以提供一种液体排出头和使用该液体排出头的液体排出设备，由此可以在不使排出特性改变的情况下实现针对压力室的液体循环，并且抑制了由于高温液体逆流至压力室所引起的过升温。

尽管已经参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不限于所公开的典型实施例。所附权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改、等同结构和功能。

Claims (13)

1.一种液体排出头，包括：

多个记录元件，用于生成用以排出液体的能量，

其特征在于，还包括：

记录元件基板，其具有设置有多个所述记录元件的第一面；

排出口，用于排出液体；以及

压力室，其内部包含所述记录元件，

其中，所述记录元件基板具有：

液体供给通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在作为所述第一面的相反侧的第二面上，

液体回收通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在所述第二面上，

供给口，其与所述压力室和所述液体供给通道连通，以及

回收口，其与所述压力室和所述液体回收通道连通，

其中，液体从所述液体供给通道依次经由所述供给口、所述压力室和所述回收口流动到所述液体回收通道，以及

其中，所述液体回收通道和所述回收口的合成流动阻抗大于所述液体供给通道和所述供给口的合成流动阻抗。

2.根据权利要求1所述的液体排出头，其中，

所述液体供给通道在与液体的流动方向垂直的平面处的截面面积大于所述液体回收通道在与液体的流动方向垂直的平面处的截面面积。

3.根据权利要求1或2所述的液体排出头，其中，

成立，

其中，Q表示在从与所述液体供给通道连通的所有排出口排出液体时所排出的液体的流量；q表示在不进行液体的排出的待机状态下从所述供给口经由所述压力室流动到所述回收口的液体的流量；R_in表示所述液体供给通道和所述供给口的合成流动阻抗；以及R_out表示所述液体回收通道和所述回收口的合成流动阻抗。

4.根据权利要求1或2所述的液体排出头，其中，还包括：

通道构件，其排列有多个所述记录元件基板，

其中，所述通道构件包括：

共用供给通道，其与所述液体供给通道连通，以及

共用回收通道，其与所述液体回收通道连通。

5.根据权利要求4所述的液体排出头，其中，

根据所述共用供给通道和所述共用回收通道之间的压力差，所述共用供给通道中的液体的一部分从所述液体供给通道流经所述压力室，到达所述液体回收通道，并且流动到所述共用回收通道。

6.根据权利要求1或2所述的液体排出头，其中，

所述液体供给通道和所述液体回收通道在沿着所述第一面的方向上延伸，并且所述供给口和所述回收口在与所述第一面交叉的方向上延伸。

7.根据权利要求1或2所述的液体排出头，其中，

多个所述供给口与所述液体供给通道连通，以及多个所述回收口与所述液体回收通道连通。

8.根据权利要求1或2所述的液体排出头，其中，

所述记录元件基板的所述第二面设置有构成所述液体供给通道和所述液体回收通道的一部分的盖。

9.根据权利要求8所述的液体排出头，其中，

所述盖包括：

供给侧开口，其与所述液体供给通道连通，以及

回收侧开口，其与所述液体回收通道连通。

10.根据权利要求8所述的液体排出头，其中，

所述盖由树脂膜构成。

11.根据权利要求1或2所述的液体排出头，其中，

所述记录元件基板还包括：

排出口形成构件，其具有所述排出口，以及

基板主体，其具有所述记录元件。

12.根据权利要求1或2所述的液体排出头，其中，

所述压力室内的液体在所述压力室的内部和所述压力室的外部之间循环。

13.一种液体排出设备，其特征在于，包括：

液体排出头，其包括：

记录元件基板，其具有设置有多个记录元件的第一面，多个所述记录元件用于生成用以排出液体的能量，

排出口，用于排出液体，

压力室，其内部包含所述记录元件，

液体供给通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在作为所述第一面的相反侧的第二面上，

液体回收通道，其与多个所述压力室连通，并且形成在所述第二面上，

供给口，其与所述压力室和所述液体供给通道连通，以及

回收口，其与所述压力室和所述液体回收通道连通；

储存单元，用于储存液体；以及

液体转送单元，用于在所述储存单元和所述液体排出头之间供给和回收液体，

其中，液体从所述液体供给通道依次经由所述供给口、所述压力室和所述回收口流动到所述液体回收通道，以及

所述液体回收通道和所述回收口的合成流动阻抗大于所述液体供给通道和所述供给口的合成流动阻抗。