CN109572226B - 液体喷射头和液体喷射设备 - Google Patents

Abstract

液体喷射头及具有该喷射头的液体喷射设备，液体喷射头包括用于向压力室供应液体的第一单独流路和第二单独流路、用于共同向多个第一单独流路供应液体的第一公共流路、及用于共同向多个第二单独流路供应液体的第二公共流路。切换用于使液体以第一单独流路、压力室和第二单独流路的顺序流动的第一循环和用于使液体以与第一循环相反的顺序流动的第二循环。第一公共流路的流路阻力被设计成小于第二公共流路的流路阻力，并且第一单独流路的流路阻力被设计成小于第二单独流路的流路阻力。

Description

液体喷射头和液体喷射设备

技术领域

本发明涉及用于在循环液体的同时将液体供应到液体喷射头的构造。

背景技术

在诸如喷墨打印头的液体喷射头中，挥发性组分的蒸发在暂时不执行喷射操作的喷射口中进行，这可能导致墨(液体)的劣化。这是因为挥发性组分的蒸发增加了诸如彩色材料的组分的浓度，并且如果彩色材料是颜料，则引起颜料的凝结或沉淀，从而影响喷射状态。更具体地，喷射的量和方向是变化的，并且因此图像包括浓度不均匀或条纹。

为了抑制这种墨劣化，最近已提出在液体喷射设备中循环墨并定期向液体喷射头供应新墨的方法。日本专利公开号2002-355973公开了液体喷射头，其使液体循环通过包括加热器、压力室和喷射口的各个流路。通过应用日本专利公开号2002-355973中所公开的方法，新墨不仅可以定期供应到喷射口共用的公共流路，而且还可以定期供应到连接到每个喷射口的单独流路。

另一方面，国际公开号WO 2017/000997公开了用于适当地在向前方向与向后方向之间切换液体相对于液体喷射头循环所沿的方向的构造。通过应用国际公开号WO 2017/000997中所公开的方法，即使液体是诸如颜料墨的打印材料，也可以在供应***和液体喷射头中防止颜料或颗粒的凝结或沉淀。

然而，在如国际公开号WO 2017/000997中所公开的那样适当地切换循环方向并同时如在日本专利公开号2002-355973中所公开的那样使液体循环通过各个流路的情况下，循环路径的不对称可能导致喷射操作中不平衡的压力损失。在这种情况下，喷射状态在向前循环和向后循环中变得不稳定。例如，在液体喷射头是喷墨打印头的情况下，输出图像包括浓度不均匀或条纹。

发明内容

已完成本发明以便解决上述问题。因此，本发明的一个目的是提供液体喷射头，所述液体喷射头在通过多个单独的流路循环液体的同时喷射液体，所述液体喷射头能够在相对于各个流路切换液体循环方向的同时稳定地循环和供应液体。

根据本发明的第一方面，提供一种液体喷射头，包括：喷射口，用于喷射液体；压力室，包括用于产生能量以从喷射口喷射液体的元件；第一单独流路，用于向所述压力室供应液体；第二单独流路，用于向所述压力室供应液体；第一公共流路，用于共同向多个第一单独流路供应液体；第二公共流路，用于共同向多个第二单独流路供应液体；与所述第一公共流路连接的第一开口；以及与所述第二公共流路连接的第二开口，其中，在所述液体喷射头中，切换用于使液体以第一开口、第一公共流路、第一单独流路、压力室、第二单独流路、第二公共流路和第二开口的顺序流动的第一循环和用于使液体以与第一循环相反的相反顺序流动的第二循环，第一公共流路的流路阻力小于第二公共流路的流路阻力，并且第一单独流路的流路阻力小于第二单独流路的流路阻力。

根据本发明的第二方面，提供一种液体喷射头，包括：喷射口，用于喷射液体；压力室，包括用于产生能量以从喷射口喷射液体的元件；第一单独流路，用于向压力室供应液体；第二单独流路，用于向压力室供应液体；第一公共流路，用于共同向多个第一单独流路供应液体；第二公共流路，用于共同向多个第二单独流路供应液体；与第一公共流路连接的第一开口；以及与第二公共流路连接的第二开口，其中，在液体喷射头中，切换用于使液体以第一开口、第一公共流路、第一单独流路、压力室、第二单独流路、第二公共流路和第二开口的顺序流动的第一循环和用于使液体以与第一循环相反的相反顺序流动的第二循环，从第一开口到距所述第一开口最远的位置中的第一单独流路的第一公共流路的流路阻力小于从第二开口到距第二开口最远的位置中的第二单独流路的第二公共流路的流路阻力，并且第一单独流路的流路阻力小于第二单独流路的流路阻力。

根据本发明的第三方面，提供一种液体喷射设备，包括：液体喷射头；以及被配置成在第一循环与第二循环之间切换的切换单元，所述液体喷射头包括：喷射口，用于喷射液体；压力室，包括用于产生能量以从喷射口喷射液体的元件；第一单独流路，用于向压力室供应液体；第二单独流路，用于向压力室供应液体；第一公共流路，用于共同向多个第一单独流路供应液体；第二公共流路，用于共同向多个第二单独流路供应液体；与第一公共流路连接的第一开口；以及与第二公共流路连接的第二开口，其中，在液体喷射头中，切换用于使液体以第一开口、第一公共流路、第一单独流路、压力室、第二单独流路、第二公共流路和第二开口的顺序流动的第一循环和用于使液体以与第一循环相反的相反顺序流动的第二循环，第一公共流路的流路阻力小于第二公共流路的流路阻力，第一单独流路的流路阻力小于第二单独流路的流路阻力，并且液体喷射设备引起液体喷射头基于喷射数据执行喷射操作，同时通过使用切换单元在第一循环与第二循环之间进行切换。

参考附图，从示例性实施例的以下描述中，本发明的其他特征将变得显而易见。

附图说明

图1A和图1B是喷墨打印设备的示意性配置图和控制框图；

图2A和图2B是液体喷射头的外部透视图；

图3是用于说明液体循环单元和液体喷射头的机构的示意图；

图4是用于说明液体循环单元和液体喷射头的机构的示意图；

图5是用于说明液体循环单元和液体喷射头的机构的示意图；

图6是用于说明液体循环单元和液体喷射头的机构的示意图；

图7A至图7C是示出液体供应单元和阀单元的布局的图；

图8是液体喷射头的分解透视图；

图9A至图9F是用于说明流路构件的构造的细节的图；

图10A和图10B是用于说明流路构件的流路结构的透视图和剖视图；

图11A和图11B是喷射模块的透视图和分解图；

图12A至图12C是用于说明打印元件基板的结构的细节的图；

图13A和图13B是用于说明打印元件基板的结构的细节的图；

图14A至图14C是用于说明常规的一般单独流路的结构的图；

图15A至图15D是示出常规单独流路中的向前循环中的液体流动的图。

图16A至图16D是示出常规单独流路中的向后循环中的液体流动的图。

图17是示出在打印元件基板中形成的流路结构的一个打印元件阵列的图。

图18A至图18D是示出常规流路结构中的液体流动的图；

图19A和图19B是示出常规向前循环中的压力分布的曲线图；

图20A和图20B是示出常规向后循环中的压力分布的曲线图；

图21A至图21D是示出根据第一实施例的在向前循环中通过单独流路的液体流动的图；

图22A至图22D是示出根据第一实施例的在向后循环中通过单独流路的液体流动的图；

图23A至图23D是示出根据第一实施例的通过流路结构的液体流动的图；

图24A和图24B是示出根据第一实施例的向前循环中的压力分布的曲线图；

图25A和图25B是示出根据第一实施例的向后循环中的压力分布的曲线图；并且

图26A和图26B是示出单独流路的其他实施例的图。

具体实施方式

(第一实施例)

图1A和图1B是可以用作本发明的液体喷射设备的喷墨打印设备1(下文中也简称为设备1)的示意性配置图和控制框图。如图1A所示，作为打印介质的片材S放置在传送单元700上，并以预定速度在打印单元2之下在X方向上被传送。打印单元2主要由稍后将描述的液体喷射头300和液体循环单元504(图1中未示出)组成，并且配备有喷射口，所述喷射口在Z方向上喷射作为液滴的包括彩色材料的墨，喷射口以预定间距在Y方向上排列。

参考图1B。CPU 500根据存储在ROM 501中的程序通过使用RAM 502作为工作区来控制整个设备1。例如，CPU 500基于存储在ROM 501中的程序和参数对从外部连接的主机设备600接收的图像数据执行预定图像处理，并且生成液体喷射头300可以使用的用于喷射的喷射数据。CPU 500基于喷射数据驱动液体喷射头，并且引起液体喷射头以预定频率喷墨。此外，在液体喷射头300的喷射操作期间，CPU 500驱动传送马达503并以对应于喷射频率的速度在X方向上传送片材S。因此，对应于从主机设备接收的图像数据的图像打印在片材S上。

液体循环单元504是用于在液体循环的同时将液体(墨)供应到液体喷射头300的单元。在CPU 500的管理下，液体循环单元504控制包括稍后描述的液体供应单元220、压力控制单元3、切换机构4等的整个用于墨循环的***。

图2A和图2B是在本实施例中使用的液体喷射头300的外部透视图。在液体喷射头300上，打印元件基板10以对应于A4尺寸的宽度的距离在Y方向上线性排列，每个打印元件基板10具有在Y方向上排列的多个打印元件和喷射口。在每个打印元件基板10上，打印元件阵列在X方向上平行布置以对应于CMYK墨，每个打印元件阵列具有在Y方向上排列的多个打印元件。即，使用本实施例的液体喷射头300使得可以通过在X方向上传送一次A4片材而在A4片材上打印全彩色图像。

每个打印元件基板10经由柔性布线板40和连接端子93连接到电气布线板90。电气布线板90配备有用于接受电力的电源端子92和用于接收喷射信号的信号输入端子91。液体喷射头300还具有壳体80和阀单元400(未示出)，所述壳体80容纳用于将液体供应到每个打印元件基板10的液体供应单元220(未示出)，所述阀单元400配备有用于循环控制等的阀。在壳体80内的两端处，为相应的墨颜色准备液体连接单元111，使得液体连接单元111与设置在液体供应单元220中的第一副罐21和第二副罐22连接。第一副罐21和第二副罐220后面将详细描述。

利用上述构造，设置在打印元件基板10上的打印元件中的每一个打印元件基于从信号输入端子91输入的喷射信号通过使用从电源端子92供应的电力在图中的Z方向上喷射从液体供应单元220供应的墨。

图3至图6是用于说明液体循环单元504和液体喷射头300的机构的示意图。下面参考图3描述为四个附图所共用的构造。

如上所述，液体喷射头300在多种颜色之间共享。然而，为了便于描述循环路径，附图分别示出了用于青色的循环路径(C)、用于品红色的循环路径(M)、用于黄色的循环路径(Y)和用于黑色的循环路径(K)。以下描述集中围绕青色的循环路径(C)。

液体喷射头300连接到第一副罐21和第二副罐22。在第一副罐21与液体喷射头300之间，设置有供应阀V3。第一副罐21经由过滤器1001和墨接头8连接到主罐1002。在本实施例中，包括第一副罐21、第二副罐22、供应阀V3、过滤器1001和墨接头8的构造被称为液体供应单元220。在本实施例中，所述构造集成为液体供应单元220，但是它们可以单独地布置在分开的位置中。

主罐1002存储大量墨并且可替换地布置在设备中。当整个循环路径中的液体量通过液体喷射头300的喷射操作或维护处理减少到预定量或更少时，第一副罐21被再填充来自主罐1002的液体。

第一副罐21和第二副罐22存储相应颜色的墨，其中在正常状态下，上层是空气层，并且下层是液体层。第一副罐21和第二副罐22中的每一个副罐的上壁具有空气连接端口23，空气层通过所述空气连接端口23与外部连通。副罐中的每一个副罐的侧壁的下部部分具有液体连接端口20，液体层通过所述液体连接端口20与液体喷射头300连接。空气连接端口23配备有气液分离膜24，以便即使设备倾斜到一定程度，也能防止墨从罐泄漏或与另一种颜色的墨混合。优选的是，气液分离膜24的流动阻力和液体渗透性低。例如，防水过滤器可以用作气液分离膜24。

第一副罐21的空气连接端口23经由单独的阀V2可连接到切换机构4的第一开关阀V1A和第四开关阀V1D。第二副罐22的空气连接端口23能够无需任何阀地连接到切换机构4的第二开关阀V1B和第三开关阀V1C。

第一副罐21的液体连接端口20经由供应阀V3连接到液体喷射头300的第一公共流路5。第二副罐22的液体连接端口20无需任何阀地连接到液体喷射头300的第二公共流路6。

包括第一开关阀V1A、第二开关阀V1B、第三开关阀V1C和第四开关阀V1D的切换机构4是执行用于青色的循环路径(C)、用于品红色的循环路径(M)、用于黄色的循环路径(Y)和用于黑色的循环路径(K)所共用的操作的机构。即，第一开关阀V1A和第四开关阀V1D连接到四个第一副罐21。第二开关阀V1B和第三开关阀V1C连接到四个第二副罐22。第一开关阀V1A和第二开关阀V1B在第一副罐和第二副罐的相对侧上连接到压力控制单元3的第一压力管制机构31。第三开关阀V1C和第四开关阀V1D在第一副罐和第二副罐的相对侧上连接到压力控制单元3的第二压力管制机构32。

简而言之，通过接通或断开切换机构4的四个开关阀V1A至V1D，每种颜色的第一副罐21和第二副罐22的空气层之间的连接关系以及第一压力管制机构31和第二压力管制机构32之间的连接关系可以各种改变。

下面简要描述第一压力管制机构31和第二压力管制机构32。第一压力管制机构31和第二压力管制机构32是所谓的减压管制器和背压管制器，所述减压管制器和背压管制器均包括阀、弹簧、柔性膜等并具有将连接的副罐的空气层的负压维持在预定范围内的功能。第二压力管制机构32经由真空接头9连接到真空泵P，并且通过驱动真空泵P将第二压力管制机构32上游的空间中的负压管制在一定范围内。第一压力管制机构31根据内部负压的程度连接到大气连通口36，并且将第一压力管制机构31下游的空间中的负压管制在一定范围内。

在本实施例中，内部阀、弹簧等被调节使得第二压力管制机构32的所产生的压力低于(即，所产生的负压大于)第一压力管制机构31。因此，连接到第二压力管制机构32的副罐的负压大于连接到第一压力管制机构31的副罐的负压，这确定了通过使流体在副罐之间连接的液体喷射头300的液体流的方向。简而言之，通过接通或断开切换机构4的四个开关阀V1A至V1D，通过液体喷射头300的液体流的方向可以在向前方向与向后方向之间切换。具体描述如下。

图3示出在切换机构4的四个开关阀V1A至V1D中，第一开关阀V1A和第三开关阀V1C打开并且第二开关阀V1B和第四开关阀V1D关闭的状态。在附图中，打开的阀门是白色的，并且关闭的阀门是黑色的。在图3的情况下，第一开关阀V1A、第三开关阀V1C、各单独的阀V2、供应阀V3和稍后描述的负压补偿机构37的开关阀V5打开，并且其他阀门关闭。如果在该状态下驱动泵P，则连接到第三开关阀V1C的第二副罐22的负压增加，从而包括在液体喷射头300中的液体通过液体连接端口20供应到第二副罐22的液体层。此外，在液体喷射头300中所产生的负压允许包括在第一副罐21中的液体通过液体连接端口20供应到液体喷射头300。即，如果如图3所示，第一开关阀V1A和第三开关阀V1C打开并且第二开关阀V1B和第四开关阀V1D关闭，则产生通过液体喷射头从第一副罐21到第二副罐22的液体流。该液体循环以下被称为向前循环。

另一方面，图4示出在切换机构4的四个开关阀V1A至V1D中，第一开关阀V1A和第三开关阀V1C关闭并且第二开关阀V1B和第四开关阀V1D打开的状态。如果在该状态下驱动泵P，则连接到第四开关阀V1D的第一副罐21的负压增加，从而包括在液体喷射头300中的液体通过液体连接端口20供应到第一副罐21的液体层。此外，在液体喷射头300中所产生的负压允许包括在第二副罐22中的液体通过液体连接端口20供应到液体喷射头300。即，如果如图4所示第一开关阀V1A和第三开关阀V1C关闭并且第二开关阀V1B和第四开关阀V1D打开，则产生通过液体喷射头从第二副罐22到第一副罐21的液体流动，这与图3所示的流动相反。这种液体循环在下文中称为向后循环。

图3所示的向前循环与图4所示的向后循环之间的切换由基于各种条件(诸如通过每种颜色的第一副罐21和第二副罐22中所提供的剩余液体量检测传感器的检测结果)作出判断并控制四个开关阀V1A至V1D的CPU 500来执行。例如，CPU 500可以在上游副罐中剩余的液体量减少到下限时或者在相同方向上的流动持续预定时间段时执行切换。开关阀的这种切换操作在液体喷射头300停止喷射操作的同时执行，但是这不被认为是设备的停机时间，因为切换操作可以在几秒内完成。

如果第二副罐22中的剩余量等于或小于下限并且第一副罐21中的剩余量等于或小于上限，则CPU 500关闭每种颜色的供应阀V3，打开各单独的阀V2，将切换机构4设定在图4所示的状态中，并且驱动泵P。此时，稍后描述的旁通阀V4打开。即，当供应阀V3将第一副罐21与液体喷射头300分开时，第二压力管制机构32将相对大的负压施加到第一副罐21的内部。这允许液体通过墨接头8和过滤器1001从主罐1002供应到第一副罐21。如果剩余量检测传感器检测到存储在第一副罐21中的液体量超过上限，则CPU 500关闭该颜色的单独的阀门V2。因此，所有墨颜色的第一副罐21可以再填充到液体量的上限。

在上述再填充操作期间，由于第一压力管制机构31经由第二副罐22将预定量的静态负压施加到液体喷射头300，所以在每个喷射口中维持弯液面。

在完成对第一副罐21的上述再填充操作之后，CPU 500将切换机构4从图4的状态切换到图3的状态并打开供应阀V3和各单独的阀V2。这使得第二副罐22的负压大于第一副罐21的负压，并且允许供应到第一副罐21的液体通过液体喷射头300流动到第二副罐22，由此液体喷射头300的喷射操作可以在向前循环的状态下开始。

之后，从第一副罐21到第二副罐22的向前循环暂时维持。然后，如果CPU 500基于其判定再次将切换机构4从图3的状态切换到图4的状态，则流动方向反转以开始从第二副罐22到第一副罐21的向后循环。如上所述，根据本实施例的液体循环***，通过CPU 500切换切换机构4以在适当的时间在向前循环与向后循环之间进行切换，可以防止包含在液体中的颜料或类似物的颗粒凝结或沉淀。

在诸如断电状态的正常状态下，每种颜色的单独的阀V2和供应阀V3关闭，泵P的驱动停止，并且切换机构4的每个开关阀维持在图3的状态下。即，在具有相对小的负压的第一压力管制机构31连接到第一副罐21并且具有相对大的负压的第二压力管制机构31连接到第二副罐22的状态下，泵P停用。

此时，液体喷射头300就压力而言与第一副罐21分开，并且仅连接到第二副罐22。即，喷射口的弯液面维持在第二压力管制机构31将相对强的负压施加到液体喷射头300的状态下。因此，即使在设备断电时压力在某种程度上变化或者设备倾斜，也可以防止液体从液体喷射头300溢出。

此外，在本实施例中，空气缓冲器7设置在第二压力管制机构32与切换机构4之间，使得即使环境在正常状态下变化很大或者设备由于到达后的移动而在很大程度上倾斜，也可以防止液体溢出。更具体地，即使第二副罐22内的空气由于大气压的下降或环境温度的升高而膨胀，膨胀的空气也容纳在空气缓冲器7中，使得随着容积变化的压力变化不影响液体喷射头。作为本实施例的空气缓冲器7，例如，优选使用由橡胶制成的袋状构件或其中具有弹簧构件的袋状构件。

像本实施例这样使用压力管制机构可以防止墨由于副罐与液体喷射头之间的液压头的差异而泄漏。换句话说，使用类似于本实施例的压力管制机构的任何构造使得液体喷射头300和副罐能够在设备中相对自由地布置。

顺便提及，除了由第一压力管制机构31和第二压力管制机构32产生的负压之外，形成在液体喷射头300中的流路的内部压力还受到由液体喷射头300执行的喷射操作的影响。如果液体喷射头300以高频率多次执行喷射操作，则在液体喷射头300内部也产生负压，并且无论是向前循环还是向后循环，液体从第一公共流路5和第二公共流路6两者流动到液体喷射头300。

此时，位于流动的下游的第二压力管制机构32和泵P配备有止回阀等以防止回流。因此，如果液体喷射头300连续地执行高频喷射操作，则液体喷射头300与第二压力管制机构32之间的副罐的负压增加，这导致液体喷射头300不能充分地被再填充液体的情况。

图5示出上述情况。如图3所示，切换机构4处于第一开关阀V1A和第三开关阀V1C打开并且第二开关阀V1B和第四开关阀V1D关闭的状态。即，液体从第一副罐21供应到液体喷射头300并排出到第二副罐22(向前循环)。图5示出喷射操作由液体喷射头300的中心中的用于青色墨(C)的喷射口和液体喷射头300中的用于黄色墨(Y)的所有喷射口执行的状态。如果这种状态继续并且任何喷射口未充分再填充，则不能正常执行青色墨和黄色墨的喷射操作，这导致片材上的图像中的明显条纹或浓度不均匀。此外，由于大量液体在具有低喷射频率的喷射口附近的流路中流动，所以液体路径的温度降低得如此迅速以至于干扰喷射操作。

为了避免上述情况，本实施例的液体供应***包括负压补偿机构37。负压补偿机构37由被动阀33和开关阀34组成，并且设置在将第一压力管制机构31的直接下游侧直接连接到第二压力管制机构32的直接上游侧的路径的中间。开关阀34在基本状态下(例如在空闲或喷射操作期间)打开。同时，当第一压力管制机构31侧与第二压力管制机构32侧之间的压力差等于或大于预定值时，被动阀33打开，并且当差值小于预定值时，被动阀33关闭。因此，即使液体喷射头300的喷射操作降低第二压力管制机构32上游的内部压力，被动阀33的打开也避免副罐的内部压力小于预定负压。此外，在不执行喷射操作的用于品红色和黑色的循环路径中，副罐内的负压几乎保持不变。因此可以维持稳定的流动。

图6是用于说明液体喷射头300的恢复模式的图。本实施例的恢复模式是用于迫使液体在相对强的压力下流动以排出保留在不执行喷射操作的液体喷射头300内的气泡、增稠的墨和异物的模式。对于恢复模式，本实施例具有连接第二压力管制机构32的直接上游侧和直接下游侧的流路以及在该流路的中间的旁通阀V4。旁通阀V4在正常状态下(例如在空闲或喷射操作期间)关闭。

在执行恢复模式时，CPU 500关闭负压补偿机构37的开关阀V5，打开旁通阀V4，并且驱动泵P。旁通阀V4的打开允许泵P的吸力直接作用在通过切换机构4连接的副罐(图6的情况下的第二副罐22)上，而与第二压力管制机构32的负压管制值无关。此时，第二压力管制机构32的直接上游的负压迅速增加，但是负压补偿机构37的开关阀V5保持关闭，并且因此维持第一压力管制机构31的负压管制值。因此，第一压力管制机构31的下游侧与第二压力管制机构32的上游侧之间的压力差变得比通常大，并且液体通过液体喷射头300从第一副罐21到第二副罐22的流动比通常快。这迫使残留在液体喷射头300内的气泡、增稠的墨、异物等被排出。

在本实施例的恢复模式中，通过切换切换机构4的开关阀，在向前循环与向后循环中交替地重复上述高速流动。与使盖子与喷射口表面接触、将负压施加到盖子的内部并且迫使墨从喷射口排出的常规恢复模式相比，根据本恢复模式，可以更有效地排出异物等并同时实现恢复机构的简化和废墨的减少。

优选的是，在恢复模式中在正常维持排列在液体喷射头300中的喷射口中的弯液面的范围内调节泵P的驱动力(吸力)。应注意，由于在恢复模式中不执行喷射操作，所以在恢复模式中泵P的吸力可以设定在相对高的值。

图7A至图7C是示出设备中的液体供应单元220和阀单元400的布局的图。液体供应单元220和阀单元400以图7A和图7B所示的顺序堆叠并且安装在图2A和图2B所示的液体喷射头300的壳体80中。图7A是彼此连接的液体供应单元220和阀单元400的透视图。图7B是液体供应单元220和阀单元400的分解透视图。图7C是彼此连接的液体供应单元220和阀单元400的俯视图。图3至图6所示的除了液体喷射头300、主罐1002和泵P之外的几乎所有机构都布置在液体供应单元220或阀单元400上。

阀单元400通过在板状基板上布置图3至图6所示的除了供应阀V3之外的所有阀而形成。更具体地，布置以下阀：形成切换机构4的四个开关阀V1A、V1B、V1C和V1D；对应于相应墨颜色的各单独的阀V2；旁通阀V4；以及形成负压补偿机构37的开关阀V5和被动阀33。阀单元400还配备有负压管制单元3、空气缓冲器7、墨接头8以及真空接头9。在负压管制单元3中，两个管制器(即第一压力管制机构31和第二压力管制机构32)并排布置在公共的主体中。

液体供应单元220具有接近立方形的外部形状，其中具有对应于相应颜色的第一副罐21和第二副罐22。液体供应单元220的上表面具有空气连接端口23，用于将副罐的空气层连接到开关阀V1A、V1B、V1C和V1D。对应于阀单元400的墨接头8的每个第一副罐21的上部部分配备有过滤器1001。设置在第一副罐21与液体喷射头300之间的供应阀V3布置在液体供应单元220的底部上。

在本实施例中，考虑到整个设备的成本，只有各单独的阀V2是电磁阀，因为必须针对每种墨颜色独立地控制它们的打开和关闭。其他阀是机械阀，其打开和关闭由马达和齿轮凸轮机构控制。然而，该构造不限制本发明。各单独的阀V2可以是类似于其他阀的机械阀，或者所有阀可以是电磁阀。

在本实施例中，泵P、压力控制单元3和切换机构4经由具有足够小的压力损失的空气管连接到第一副罐21和第二副罐22。因此，机构可以相对自由地布置而不管压力损失如何，并且如图7A至图7C所示的节省空间和小的结构可以实现。

如上所述，在本实施例中，液体喷射头300、液体供应单元220和阀单元400竖向堆叠并彼此连接。液体喷射头300和液体供应单元220被视为相对于设备单独可更换的单元。即，仅通过将连接单元与主罐1002以及阀单元400脱离和接合，所述单元可以用新的单元替换。

图8是液体喷射头300的分解透视图。流路构件210、喷射模块200和盖构件130从+Z侧附接到用于确保刚度的壳体80，并且电气布线板90与电气布线板支撑单元82一起从-Y侧拧紧，从而形成液体喷射头300。流路构件210由三层组成：第一流路构件50、第二流路构件60和第三流路构件70。喷射模块200具有在Y方向上排列的15个打印元件基板10。盖构件130覆盖15个打印元件基板10的阵列的边缘。

壳体80具有使弯曲的液体喷射头300高精度地变直并确保打印元件基板10的位置精度的功能。因此，优选的是，壳体80具有足够的刚度。合适的材料例如是诸如SUS或铝的金属材料或诸如氧化铝的陶瓷。壳体80的底部具有用于***接合橡胶100的开口83和84。液体通过接合橡胶100流入和流出液体供应单元220和液体喷射头300。

具有15个打印元件基板10的喷射模块200被配置成喷射作为液滴的液体。流路构件210被配置成将从液体供应单元220供应的液体引导到每个打印元件基板10。流路构件210和喷射模块200将在后面详细描述。

盖构件130具有长形开口131，用于暴露打印元件基板10的喷射口表面。限定开口131的框架部分在保护液体喷射头300的喷射口表面的情况下与橡胶盖子构件接触。在制造液体喷射头300时，如果将粘合剂、密封剂和填充物施加到框架部分的内表面并且随后将表面接合到喷射模块200，则盖构件130可以与盖子构件更紧密地接触，并且可以改善喷射口表面保护和恢复处理的效果。

图9A至图9F是用于说明流路构件210的构造的细节的图。图9A和图9B示出第一流路构件50的前表面和后表面。图9C和图9D示出第二流路构件60的前表面和后表面。图9E和图9F示出第三流路构件70的前表面和后表面。图9A所示的表面与喷射模块200接触，并且图9F所示的表面与液体供应单元220接触。图9B所示的第一流路构件50的表面与图9C所示的第二流路构件60的表面接触。图9D所示的第二流路构件60的表面与图9E所示的第三流路构件70的表面接触。

这些流路构件实现用于将从液体供应单元220供应的液体引导到喷射模块200的每个打印元件基板10的流路构造和用于将未由每个打印元件基板10消耗的液体返回到液体供应单元220的流路构造。流路构件210拧到壳体80的底部并防止弯曲或变形。

与液体供应单元220接触的第三流路构件70(图9F)的表面具有形成在与图2所示的液体连接单元111相对应的位置中的多个连通端口72。连通端口72穿透到后表面(图9E)，在所述后表面上形成在Y方向上延伸的公共流路凹槽71。在所示的八个公共流路凹槽71中，四个公共流路凹槽71与第一副罐21连接，并且另外四个公共流路凹槽71与第二副罐22连接。利用这种构造，在与第一副罐和第二副罐中的上游副罐连接的公共流路凹槽71中，从连通端口72供应的液体在后表面上在Y方向上延伸。在与下游副罐连接的公共流路凹槽71中，液体在Y方向上收集到连通端口72。

在与图9E所示的第三流路构件70的表面接触的第二流路构件60(图9D)的表面上，在与形成在第三流路构件70上的公共流路凹槽71相对应的位置中形成在Y方向上延伸的公共流路凹槽62。此外，每个公共流路凹槽62在Y方向上的一些位置中具有穿透到后表面(图9C)的连通端口61。利用这种构造，在与第一副罐和第二副罐中的上游副罐连接的公共流路凹槽62中，接收的液体供应到后表面上的连通端口61(图9C)。在与下游副罐连接的公共流路凹槽62中，从连通端口61收集的液体在Y方向上延伸。

在与图9C所示的第二流路构件60的表面接触的第一流路构件50(图9B)的表面上，形成各单独的流路凹槽52以将墨从第二流路构件60的连通端口61引导到形成打印元件基板10的打印元件阵列的位置。在每个单独的流路凹槽52的与连通端口61相对的端部处，形成穿透到后表面(图9A)的连通端口51。利用这种构造，从上游副罐通过连通端口61流动的液体沿着各单独的流路凹槽52朝向连通端口51移动。液体随后从面向喷射模块200的第一流路构件50(图9A)的表面供应到喷射模块200(打印元件基板10)。同时，在喷射模块200中未消耗的液体通过与上述相反的流路到达图9F的连通端口72并流入下游副罐中。

优选的是，第一流路构件50、第二流路构件60和第三流路构件70中的每一者由足以抵抗液体(墨)的腐蚀并且线性膨胀率低的材料制成。优选可用的材料是例如氧化铝或树脂材料，特别是液晶聚合物(LCP)或聚苯硫醚(PPS)。还优选使用通过将诸如细的二氧化硅颗粒或纤维的无机填充物添加到诸如聚砜(PSF)或改性聚苯醚(PPE)的基础材料中而获得的复合材料。在流路构件210的形成中，第一流路构件50、第二流路构件60和第三流路构件70可以彼此粘结，或者在使用树脂复合材料作为所述材料的情况下可以彼此焊接。

图10A和图10B是用于示出形成在流路构件210内部的流路结构的透视图和剖视图。图10A是从Z方向看到的流路构件210的放大透视图。在附图中，在图9D和图9E所示的八个公共流路凹槽62(71)中，与第一副罐21连接的流路凹槽根据墨颜色由610C、610M、610Y和610K表示。根据墨颜色，与第二副罐22连接的流路凹槽由620C、620M、620Y和620K表示。

此外，在图9B所示的各单独的流路凹槽52中，与第一副罐21连接的流路凹槽由510C、510M、510Y和510K表示，并且与第二副罐22连接的流路凹槽由520C、520M、520Y和520K表示。如上所述，准备连通端口72、公共流路凹槽71和61、连通端口61、各单独的流路凹槽52和连通端口51，从而为每种墨颜色独立提供与第一副罐21连接的流路和与第二副罐22连接的流路。

图10B是沿图10A中的Xb-Xb的剖视图。堆叠第三流路构件70和第二流路构件60形成与第一副罐21连接的四个流路凹槽610C、610M、610Y和610K以及与第二副罐22连接的四个流路凹槽620C、620M、620Y、620K。用于与青色墨(C)用的第一副罐21连接的流路凹槽610C和用于与黄色墨(Y)用的第二副罐22连接的流路凹槽620Y分别连接到形成在第一流路构件50上的各单独的流路510C和520Y。喷射模块200不仅包括具有实际喷射墨的机构的打印元件基板10，而且包括用于支撑打印元件基板10的支撑构件120。在图10B中还示出形成在打印元件基板10和支撑构件120内的流路。

利用上述构造，当切换机构4如图3所示设定时，即，在向前循环的情况下，液体以公共流路610、各单独的流路510、打印元件基板10、各单独的流路520和公共流路620的顺序流动通过本实施例的液体喷射头300。相反，当切换机构4如图4所示设定时，即，在向后流动的情况下，液体按公共流路620、各单独的流路520、打印元件基板10、各单独的流路510和公共流路610的顺序流动。应注意，在图10A和图10B所示的X方向上的黑色、青色、品红色和黄色的流路凹槽的布置顺序仅是示例，并且可以改变为另一种顺序。

图11A和图11B是喷射模块200的透视图和分解图。通过将打印元件基板10结合到支撑构件120、利用引线结合将打印元件基板10的端子10a电连接到柔性布线板40的端子41、并用密封剂110密封引线结合部分来制造喷射模块200。在与连接到打印元件基板10的部分相对的位置中的柔性布线板40的端子42电连接到图2所示的电气布线板90的连接端子93(参见图2)。在支撑构件120中，用于与图10B所示的各单独的流路510和520连接的液体连通端口121形成在与第一流路构件50的连通端口51对应的位置中。支撑构件120用作打印元件基板10以及位于打印元件基板10与流路构件210之间的流路构件的支撑件。因此，优选的是，支撑构件120具有高平坦度并且能够以足够高的可靠性连接到打印元件基板10。优选可用的材料是例如氧化铝或树脂材料。

图12A至图12C、图13A和图13B是用于说明打印元件基板10的结构的细节的图。图12A是打印元件基板10的俯视图。图12B是图12A所示的区域XIIb的放大视图。图12C是打印元件基板10的仰视图。图13A是沿图12A中沿XIIIa-XIIIa的剖视图。图13B是示出相邻的打印元件基板10的连接状态的图。如图13A所示，一个打印元件基板10基本上通过在Z方向上堆叠由光敏树脂构成的流路形成构件12、由硅构成的基板11和薄膜盖构件14而形成。下面将按顺序提供描述。

如图12A的俯视图所示，一个流路形成构件12具有在X方向上平行排列的喷射口阵列，所述喷射口阵列的数量对应于墨颜色的数量(四个)，每个喷射口阵列由喷射相同颜色的墨并在Y方向上排列的喷射口13组成。流路形成构件12的端部配备有待连接到柔性布线板40的端子10a。本实施例的打印元件基板10具有平行四边形的形状。喷射模块200通过在Y方向上排列15个打印元件基板10而形成。

图12B是图12A所示的区域XIIb的放大视图。在流路形成构件12中，隔板27以预定间距在Y方向上布置以限定压力室30。在基板11的前表面上，作为电热转换器的打印元件15设置在与压力室30相对应的位置中。在流路形成构件12中，用于通过打印元件15供能来喷射液体的喷射口13形成于在Z方向上面向打印元件15的位置中。由打印元件15、压力室30和喷射口13形成的每个单独的流路的结构将在后面详细描述。

在X方向上的喷射口阵列的两侧上，第一基板供应路径18和第二基板供应路径19在Y方向上延伸。第一基板供应路径18连接到流路构件210的各单独的流路510并连接到压力室30。第二基板供应路径19连接到流路构件210的各单独的流路520并连接到压力室30。如图13A的剖视图中所示，第一基板供应路径18具有与相应压力室30连通的第一供应口16，并且第二基板供应路径19具有与相应压力室30连通的第二供应口17。压力室30内的液体通过第一供应口16或第二供应口17在压力室30与外部之间前后流动。

如图12C所示，定位成与第一流路构件50接触的盖构件14具有形成在与第一流路构件50的连通端口51和支撑构件120的液体连通端口121相对应的位置中。其中，与打印元件基板10内部的第一基板供应路径18连接的开口被称为第一开口25，并且与第二基板供应路径19连接的开口被称为第二开口26。在防止混色方面，盖构件14需要具有足够的抗液体(墨)腐蚀性和第一开口25和第二开口26的高度布局精度。因此，例如，优选使用光敏树脂材料或硅板通过光刻工艺形成第一开口25和第二开口26。

图13B示出打印元件基板10的连接状态。如图12A所示，本实施例的打印元件基板10具有平行四边形的形状。这种打印元件基板10在Y方向上连续布置，其中它们的侧面彼此接触，由此形成对应于四种颜色墨的四个喷射口阵列。此时，在两个打印元件基板10之间的连接部分中，一个打印元件基板10的最外端处的至少一个喷射口13与另一个打印元件基板10的最外端处的喷射口13在Y方向上布置在相同的位置中。换句话说，平行四边形的各角度被设计成实现这种布置。在图13B中，每条线D中的两个喷射口13在Y方向上布置在相同位置中。

根据上述构造，即使两个打印元件基板10在液体喷射头的制造中稍微未对准连接，也可以通过包括在重叠区域中的喷射口之间的配合来打印对应于连接部分的位置中的图像。因此，由未对准引起的黑色条纹或白色斑点在打印在片材上的图像中可能不明显。在上面的描述中，打印元件基板10的主表面是平行四边形，但是本发明不限于此。例如，打印元件基板可以形成为矩形、梯形或其他形状。

图14A至图14C是用于说明由打印元件15、压力室30和喷射口13的组合形成的常规、一般的单独的流路的结构的图。图14A是从喷射口13侧(+Z侧)看的平面图。图14B是沿图14A中的XIVbc-XIVbc的剖视图。图14C是横截面的透视图。

如上所述，在对应于压力室30的位置中，打印元件15和喷射口13在Z方向上面向彼此。打印元件15电连接到端子10a，并且通过电气布线板90和柔性布线板40由设备主体中的控制电路驱动。在压力室30的±X方向上的两侧上，第一供应口16和第二供应口17与每个压力室30相关联地设置。第一供应口16与第一基板供应路径18连通，并且第二供应口17与第二基板供应路径19连通，以使得液体可以从两个路径供应到压力室30。这里，从第一供应口16到压力室30的流路被称为第一喷嘴流路(第一单独流路)28，并且从第二供应口17到压力室30的流路被称为第二喷嘴流路(第二单独流路)29。在不执行喷射操作时，在喷射口13中形成液体的弯液面。

根据上述构造，在具有如图3所示设定的切换机构4的向前循环中，液体以第一开口25、第一基板供应路径(第一公共流路)18、第一供应口16、第一喷嘴流路(第一单独流路)28、压力室30、第二喷嘴流路(第二单独流路)29、第二供给端口17、第二基板供应路径(第二公共流路)19和第二开口26的顺序流动通过打印元件基板10。相反，在具有如图4所示设定的切换机构4的向后循环中，液体以第二开口26、第二基板供应路径19、第二供应口17、第二喷嘴流路29、压力室30、第一喷嘴流路28、第一供应口16、第一基板供应路径18和第一开口25的顺序流动。在任一流动方向上，液体以约0.1至100mm/s的低流速流动，并且维持喷射口13中的弯液面。

如果基于喷射数据将电压脉冲施加到打印元件15，则打印元件15被快速加热以引起储存在压力室30中的液体中的膜沸腾。气泡的增长的能量迫使液体从面向打印元件15的喷射口13喷射出。随后，为了补偿由喷射引起的液体消耗，压力室30再填充来自第一喷嘴流路28和第二喷嘴流路29二者的液体。

图15A至图15D和图16A至图16D是各自示出在向前循环或向后循环中通过图14A至图14C所示的单独流路的液体流动的图。如上所述，在向前循环的情况下，液体以第一供应口16、第一喷嘴流路28、压力室30、第二喷嘴流路29和第二供应口17的顺序流动(图15A和图15B)。相反，在向后循环的情况下，液体以第二供应口17、第二喷嘴流路29、压力室30、第一喷嘴流路28和第一供应口16的顺序流动(图16A和图16B)。

图15C和图16C是示出作为第一喷嘴流路28的流路阻力RS1和第二喷嘴流路29的流路阻力RS2的流路阻力的示意图。由于第一喷嘴流路28和第二喷嘴流路29常规地被制造成具有相同形状，第一喷嘴流路28的流路阻力RS1与第二喷嘴流路29的流路阻力RS2相等(RS2＝RS1)。

图15D和图16D各自示出紧接在从喷射口13喷射液体之后的液体流。如果液体通过驱动打印元件15而由于压力室30内部产生的气泡的收缩而从喷射口13喷射出，则压力室30被供应(再填充)来自第一喷嘴流路28和第二喷嘴流路29两者的墨。然而，在向前循环的情况下，上述压力控制单元3使得在第二喷嘴流路29侧上的负压大于在第一喷嘴流路28侧上的负压。因此，从第一喷嘴流路28供应的液体量大于从第二喷嘴流路29供应的液体量(图15D)。在向后循环的情况下，第一喷嘴流路28侧上的负压大于第二喷嘴流路29侧上的负压。因此，从第二喷嘴流路29供应的液体量大于从第一喷嘴流路28供应的液体量(图16D)。简而言之，在喷射后的再填充操作中，无论是向前循环还是向后循环，都在循环方向上供应更多的液体。

然而，在再填充操作中在单独流路中的液体流动不仅受到各单独流路的流路阻力RS1和RS2的影响，而且还受到打印元件基板10中的各种流路构造的影响。在多个压力室中以高频率重复液体喷射和再填充操作的情况下，在打印元件基板10中的压力室30的各侧上的两个路径之间的结构的差异可能导致流路之间不平衡的压力损失。

图17是示出在打印元件基板10中形成的流路结构的一个打印元件阵列的图。在形成打印元件基板10的盖构件14、基板11和流路形成构件12中形成的流路以从+Z侧(喷射口13侧)看的透视图示出。

在作为上层的流路形成构件12中，喷射口13形成在与隔板27和由隔板27限定的压力室30相对应的区域中。在作为中间层的基板11中，设置在Y方向上延伸的第一基板流路18和第二基板流路19以***压力室30的阵列。与第一基板流路18连接的第一供应口16和与第二基板流路19连接的第二供应口17与压力室30相关联地形成。与第一基板流路18连接的第一开口25和与第二基板流路19连接的第二开口26形成在作为下层的盖构件14中。在所示的示例中，对于一个打印元件阵列，形成两个第一开口25，其中中心位于其间，并且一个第二开口26形成在中心处。

如果这些开口布置在相应的位置中，则有可能降低作为薄膜的盖构件14的强度。因此，在本实施例中，如图12C所示，用于四种颜色的第一开口25和第二开口26布置在分散位置中，以便不会超过必要地减少盖构件的强度。然而，压力室30的相对的两侧上的路径之间的开口数量的这种差异可能导致在向前循环和向后循环时喷射操作中的不平衡的压力损失。以下详细说明。

如图17所示，在供应有来自两个第一开口25的液体的第一基板供应路径18中，从第一开口25到第一供应口16的距离相对较短。在图中，从第一开口25到最远位置(距离L1)处第一供应口16的流路阻力由RC1表示。在供应有来自一个第二开口26的液体的第二基板供应路径19中，从第二开口26到第二供应口17的距离相对较长。在图中，从第二开口26到最远位置(距离L2)处第二供应口17的流路阻力由RC2表示。即使第一基板供应路径18和第二基板供应路径19具有相同的形状和长度，连接到数量少的开口的第二基板供应路径19也具有大的流路阻力(RC1<RC2)，因为液体被携带更长的距离(L2>L1)到第二供应口17。这种流动阻力的差异在不执行喷射操作的情况下对稳定循环没有太大影响，但是在执行喷射操作的情况下对压力损失的影响不小。

图18A至图18D是示出在向前循环、向后循环、稳定循环和喷射操作中通过图17所示的流路结构的液体流的图。图18A示出向前循环中的稳定循环。图18B示出向前循环中的喷射操作。图18C示出向后循环中的稳定循环。图18D示出向后循环中的喷射操作。在任一附图中，液体流的量由箭头的粗细表示。

如上所述，与具有一个开口(第二开口26)的第二基板供应流路19相比，在具有两个开口(第一开口25)的第一基板供应流路18中，到每个压力室30的距离短并且流路阻力小(RC1<RC2)。然而，在没有快速压力变化的稳定循环中，流路阻力的这种差异对液体流没有太大影响。因此，维持由压力控制单元3产生的第一基板供应流路18与第二基板供应流路19之间的压力差。液体流在图18A所示的向前循环和图18C所示的向后循环中的任一个循环中平缓且稳定。

另一方面，如果液体通过喷射操作从喷射口13喷射出，则如上面参考图15和16所述，在第一喷嘴流路28和第二喷嘴流路29两者中产生朝向压力室30的大流量(图18B和图18D)。此时，由于与稳定循环的情况一样，存在由压力控制单元3产生的压力差，所以在向前循环时从第一喷嘴流路28供应更多的液体(图18B)并且在向后循环时从第二喷嘴流路29供应更多液体(图18D)。然而，在喷射操作中，第一喷嘴流路28和第二喷嘴流路29的内部压力从由压力控制单元3管制的压力值大大改变。

图19A和图19B是示出在向前循环中第一基板供应路径18、第二基板供应路径19和压力室30中的压力分布的曲线图。图19A示出稳定循环中的压力分布，并且图19B示出喷射操作中的压力分布。在任一曲线图中，横轴表示Y方向的位置，并且纵轴表示各位置中的内部压力。

如图19A所示，在不执行喷射操作的稳定循环中，在Y方向上的所有区域中，连接到第二副罐22的第二基板供应路径19的内部压力保持低于(负压高于)连接到第一副罐21的第一基板供应路径18。该压力差允许液体通过压力室30从第一基板供应路径18流动到第二基板供应路径19。压力室30的内部压力保持在第一基板供应路径18与第二基板供应路径19之间的大约中间值。

图19B示出在图17中的第二开口的右侧(在-Z侧)上的喷射口13中执行喷射操作时的压力分布。由于在喷射操作中大量液体流入压力室30中，所以第一基板供应路径18和第二基板供应路径19两者的内部压力几乎在所有区域中减小。此时，具有大的流路阻力RC2并且相对难以被再填充来自第二开口26的液体的第二基板供应路径19的内部压力比具有小的流动阻力RC1并且相对容易被再填充来自第一开口25的液体的第一基板供应路径18的内部压力更快地减小。即，在向前循环中，第一基板供应路径18与第二基板供应路径19之间的压力差在喷射操作中比在稳定循环中增加得更多。应注意，向前循环不会自行崩溃，因为在稳定循环和喷射操作两者中都维持内部压力之间的大小关系。

相反，图20A和图20B是以与图19A和图19B相同的方式示出在向后循环中的第一基板供应路径18、第二基板供应路径19和压力室30中的压力分布的曲线图。在不执行喷射操作的稳定循环中，尽管第一基板供应路径18与第二基板供应路径19的内部压力之间的大小关系与图19A所示的相反，但是Y方向上的所有区域的压力像图19A那样保持稳定。因此，它们之间的压力差允许液体通过压力室30从第二基板供应路径19流动到第一基板供应路径18。

在示出喷射操作的情况的图20B中，第一基板供应路径18、第二基板供应路径19和压力室30的内部压力彼此接近。这是因为下游侧上的第二基板供给路径19的流动阻力RC2大于上游侧上的第一基板供应路径18的流动阻力RC1，并且内部压力在第二基板供应路径19中比在第一基板供应路径18中更快地减小。因此，在一些区域中，第二基板供应路径19的内部压力变得低于第一基板供应路径18的内部压力，如区域D流动方向反转，如区域E流动停止。另外，在实际上未执行喷射操作的区域C中同样，第一基板供应路径18与第二基板供应路径19之间的压力差减小，并且不能维持稳定的向后循环。即，与向前循环中的喷射操作相比，在向后循环中的喷射操作中，不能维持第一基板供应路径18与第二基板供应路径19之间的合适的压力差，并且存在伴随着颜料的凝固或沉淀的喷射失败或循环失效的可能性。

如上所述的第二基板供应路径19中的压力损失是由于在喷射操作中快速流向第二喷嘴流路29而引起。本发明人已经判断出，通过进一步增加连接到第二基板供应路径19的第二喷嘴流路29的流路阻力RS2并抑制从第二基板供应路径19到第二喷嘴流路29的流动可以减小第二基板供应路径19中的压力损失。

图21A至图21D和图22A至图22D是以与图15A至图15D和图16A至图16D相同的方式示出根据本实施例的通过各单独流路的液体流的图。图21A至图21D示出向前循环中的液体流并且图22A至图22D示出向后循环中的液体流。

在本实施例中，限定压力室30的隔板27具有用于第一供应口16侧和第二供应口17侧的不同形状。另外，在Y方向上将第二供应口17侧连接到压力室30的第二喷嘴流路29的宽度小于在Y方向上将第一供应口16侧连接到压力室30的第一喷嘴流路28的宽度。这使得第二喷嘴流路29的流动阻力RS2大于第一喷嘴流路28的流动阻力RS1(RS2>RS1)，并且与第一喷嘴流路28和图15和图16所示的常规的第二喷嘴流路29相比，液体几乎不流动通过第二喷嘴流路29。因此，同样在喷射操作中，与图15D和图16D所示的常规示例相比，从第二喷嘴流路29供应到压力室30的液体量减少，并且第二喷嘴流路29中的压力损失可以减小。

图23A至图23D是以与图18A至图18D相同的方式示出在应用本实施例的情况下的液体流的图。图23A和图23C所示的稳定循环中的流动与图18A和图18C所示的常规示例中的几乎相同。即，在向前循环和向后循环两者中，维持由压力控制单元3产生的第一基板供应流路18与第二基板供应流路19之间的压力差，并且液体流平缓且稳定。在本实施例中，稳定循环中的流速为约0.1至100mm/s。

在图23B和图23D所示的喷射操作中，由于第二喷嘴流路29中的流动阻力大，所以与图18B和图18D相比，从第二基板供应路径18流入第二喷嘴流路29中的液体的量减少。即，与图18B和图18D的情况相比，压力室30被供应来自第一喷嘴流路28的更多液体。

这里，将描述在每个压力室30中使从第一喷嘴流路28供应的液体量大于从第二喷嘴流路29供应的液体量的条件。返回到图21和图22，喷射口13中的毛细力由PNOZ表示，第一供应口16侧上的压力损失由P1表示，第二供应口17侧的压力损失由P2表示，PNOZ与P1之间的差由ΔP1表示，并且PNOZ与P2之间的差由ΔP2表示。此时，为了使从第一喷嘴流路28供应的液体量大于从第二喷嘴流路29供应的液体量，在向前循环中需要(ΔP1/RS1)>(ΔP2/RS2)。相反，在向后循环中需要(ΔP1/RS1)<(ΔP2/RS2)。即，通过调节打印元件基板中的流路结构以满足上述公式，在喷射操作中，从第一喷嘴流路28供应的液体量可以总是大于从第二喷嘴流路29供应的液体量。

图24A和图24B是以与图19A和图19B相同的方式示出在使用本实施例的各单独流路的情况下，在向前循环中第一基板供应路径18、第二基板供应路径19和压力室30中的压力分布的曲线图。图25A和图25B是以与图20A和图20B相同的方式示出在使用本实施例的各单独流路的情况下，在向后循环中第一基板供应路径18、第二基板供应路径19和压力室30中的压力分布的曲线图。

在向前循环或向后循环中，在未执行喷射操作的稳定循环中，Y方向上的所有区域的压力稳定，如图19A和图20A所示的常规示例那样。同时，在喷射操作中，本实施例的有利结果特别是在图25B所示的向后循环中获得。更具体地，由于第二喷嘴流路29中的流路阻力RS2增加(RS2>RS1)，所以防止液体从第二基板供应路径19快速流动到第二喷嘴流路29，并且与图20B相比压力损失减小。因此，第一基板供应路径18、第二基板供应路径19和压力室30的内部压力之间的大小关系以与稳定循环的情况中相同的顺序维持，并且可以在喷射操作中也维持从第二基板供应路径19到第一基板供应路径18的稳定的向后循环。

如上所述，根据本实施例，通过根据第一开口25和第二开口26的布局调节第一喷嘴流路28和第二喷嘴流路29的形状和流路阻力来减小喷射操作中的压力损失。因此，可以减少由循环故障引起的颜料的凝固或沉淀，同时在每个喷射口中维持稳定的喷射操作而不管循环方向如何。

(其他实施例)

在上述实施例中，第一喷嘴流路28和第二喷嘴流路29在Y方向上具有不同宽度，以使得第一喷嘴流路28的流动阻力RS1不同于第二喷嘴流路29的流动阻力RS2。更具体地，调节限定压力室30的隔板27的形状，以使得第二喷嘴流路29在Y方向上的宽度小于第一喷嘴流路28在Y方向上的宽度。然而，本发明不限于这种构造。例如，流动阻力RS1和流动阻力RS2可以通过区分第一喷嘴流路28和第二喷嘴流路29在Z方向上的高度或者由于隔板27而变窄的在X方向上的距离来调节。

此外，如图26A所示，可以通过在第一喷嘴流路28和第二喷嘴流路29的中间设置喷嘴过滤器34和35以施加流路阻力以及区分过滤器的形状、厚度或数量来调节流动阻力RS1和流动阻力RS2。此时，喷嘴过滤器可以仅设置在第二喷嘴流路29的中间。可替代地，流动阻力RS1和流动阻力RS2可以通过区分第一供应口16和第二供应口17的开口面积来调节，如图26B所示。

如上述实施例中那样区分压力室30的入口和出口的尺寸在使流动均衡方面是有效的。然而，在将电压脉冲施加到打印元件15的情况下，压力室30中的发泡可能在X方向上不对称。如果发泡变得不对称，则可能的是，液滴的喷射方向从Z方向倾斜，液滴在片材上的着落位置移位，并且浓度不均匀或条纹在图像中明显。在如图26A或图26B所示的相对远离压力室30的位置中的不对称结构的情况下，可以减小压力损失而不影响压力室30中的发泡形状。

在以上描述中，已经描述使用电热转换器的热喷墨打印头作为打印元件15的示例。然而，本发明的液体喷射头不限于该方面。用于喷射液滴的能量产生元件可以是使用不同***的元件，诸如压电元件。

此外，上面已经描述准备第一副罐21和第二副罐22并通过液体喷射头300在两个副罐之间向前和向后循环液体的方面。然而，不一定需要准备两个副罐。本发明还可适用于通过两个路径将一个副罐连接到液体喷射头并使液体前后循环的方面。

此外，在以上描述中，用于在向前循环与向后循环之间进行切换的切换机构4具有包括第一开关阀V1A至第四开关阀V1D的构造。然而，切换机构的构造不限于此。例如，即使在应用不同构造(诸如提供两个三通阀或滑阀的构造)的情况下，只要可以在向前循环与向后循环之间切换，本发明就可以有效地起作用。

此外，在以上描述中，已经描述其中喷射口13以与片材S的宽度相对应的距离排列的全线型喷墨打印头的示例。然而，本发明的液体喷射头也可适用于串联型喷墨打印头。在串联型喷墨打印头的情况下，尽管排列的打印元件基板10的数量少于线型喷墨打印头中的数量，但是通过每个打印元件基板10的流动的构造与以上实施例中的相同。然而，在这种情况下，优选的是仅将流路构件和喷射模块安装在相对于片材移动的滑架上，并将液体供应单元220和阀单元400固定在设备中的不同位置中。即使在这种串联型喷墨打印头的情况下，也可以适当地使用本发明的构造。

虽然已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释，以便包含所有此类修改和等同的结构和功能。

Claims (18)

1.一种液体喷射头，包括：

多个喷射口，用于喷射液体；

多个压力室，每个压力室包括用于产生能量以从喷射口喷射液体的元件；

多个第一单独流路，用于向所述压力室供应液体；

多个第二单独流路，用于向所述压力室供应液体；

第一公共流路，用于共同向多个第一单独流路供应液体；

第二公共流路，用于共同向多个第二单独流路供应液体；

与所述第一公共流路连接的至少一个第一开口；以及

与所述第二公共流路连接的至少一个第二开口，

其中，从所述第一公共流路到所述压力室的所述第一单独流路的流路阻力小于从所述第二公共流路到所述压力室的所述第二单独流路的流路阻力，

所述液体喷射头能够***作使得其在第一循环和第二循环之间切换，所述第一循环用于使液体以第一开口、第一公共流路、第一单独流路、压力室、第二单独流路、第二公共流路和第二开口的顺序流动，所述第二循环用于使液体以与第一循环相反的相反顺序流动，

从所述第一开口到所述第一单独流路的第一公共流路的流路阻力小于从所述第二开口到所述第二单独流路的第二公共流路的流路阻力，并且

在喷射口中的毛细力与第一单独流路中的压力之间的差由ΔP1表示，所述毛细力与第二单独流路中的压力之间的差由ΔP2表示，第一单独流路的流路阻力由RS1表示，并且第二单独流路的流路阻力由RS2表示的情况下，

在所述第一循环中满足(ΔP1/RS1)>(ΔP2/RS2)，并且

在所述第二循环中满足(ΔP1/RS1)<(ΔP2/RS2)。

2.根据权利要求1所述的液体喷射头，其中第一公共流路中的第一开口与距所述第一开口最远的位置中的第一单独流路之间的距离小于第二公共流路中的第二开口与距所述第二开口最远的位置中的第二单独流路之间的距离。

3.根据权利要求1所述的液体喷射头，其中第一开口的数量大于第二开口的数量。

4.根据权利要求1所述的液体喷射头，其中将第一单独流路连接到压力室的流路的横截面大于将第二单独流路连接到压力室的流路的横截面。

5.根据权利要求1所述的液体喷射头，其中第二单独流路设置有使得第二单独流路的流路阻力大于第一单独流路的流路阻力的过滤器。

6.根据权利要求1所述的液体喷射头，其中第一开口的开口面积大于第二开口的开口面积。

7.根据权利要求1所述的液体喷射头，其中在不从喷射口喷射液体的情况下，第一循环与第二循环中的液体的流速为0.1至100mm/s。

8.根据权利要求1所述的液体喷射头，其中，在第一循环中从喷射口喷射液体的情况和在第二循环中从喷射口喷射液体的情况这两种情况中，从第一单独流路供应到压力室以再填充压力室的液体量大于从第二单独流路供应到压力室的液体量。

9.根据权利要求1所述的液体喷射头，还包括打印元件，所述打印元件设置在压力室中并且被配置成产生喷射液体所必需的能量，其中打印元件是通过施加电压被加热并在液体中产生膜沸腾的电热转换器。

10.根据权利要求1所述的液体喷射头，其中液体是包含彩色材料的墨。

11.根据权利要求10所述的液体喷射头，还包括打印元件，所述打印元件设置在压力室中并且被配置成产生喷射液体所必需的能量，

其中喷射口、压力室、打印元件、第一单独流路、第二单独流路、第一公共流路、第二公共流路、第一开口和第二开口与不同颜色墨中的每一种墨相关联地设置。

12.根据权利要求1所述的液体喷射头，其还包括：

打印元件基板，打印元件排列在所述打印元件基板上，所述打印元件设置在压力室中并且被配置成产生喷射液体所必需的能量；以及

用于支撑打印元件基板的流路构件，

其中，第一单独流路、第二单独流路、第一公共流路和第二公共流路设置在打印元件基板上。

13.根据权利要求12所述的液体喷射头，其中多个打印元件基板线性地设置在流路构件上。

14.根据权利要求12所述的液体喷射头，其中流路构件设置有与第一开口连通的公共流路和与第二开口连通的公共流路。

15.一种液体喷射头，包括：

多个喷射口，用于喷射液体；

多个压力室，每个压力室包括用于产生能量以从喷射口喷射液体的元件；

多个第一单独流路，用于向压力室供应液体；

多个第二单独流路，用于向压力室供应液体；

第一公共流路，用于共同向多个第一单独流路供应液体；

第二公共流路，用于共同向多个第二单独流路供应液体；

与第一公共流路连接的至少一个第一开口；以及

与第二公共流路连接的至少一个第二开口，

其中，从所述第一公共流路到所述压力室的所述第一单独流路的流路阻力小于从所述第二公共流路到所述压力室的所述第二单独流路的流路阻力，液体喷射头能够***作使得其在第一循环和第二循环之间切换，所述第一循环用于使液体以第一开口、第一公共流路、第一单独流路、压力室、第二单独流路、第二公共流路和第二开口的顺序流动，所述第二循环用于使液体以与第一循环相反的相反顺序流动，

从第一开口到距所述第一开口最远的位置中的第一单独流路的第一公共流路的流路阻力小于从第二开口到距第二开口最远的位置中的第二单独流路的第二公共流路的流路阻力，并且

在喷射口中的毛细力与第一单独流路中的压力之间的差由ΔP1表示，所述毛细力与第二单独流路中的压力之间的差由ΔP2表示，第一单独流路的流路阻力由RS1表示，并且第二单独流路的流路阻力由RS2表示的情况下，

在所述第一循环中满足(ΔP1/RS1)>(ΔP2/RS2)，并且

在所述第二循环中满足(ΔP1/RS1)<(ΔP2/RS2)。

16.一种液体喷射设备，包括：

液体喷射头；以及

被配置成在第一循环与第二循环之间切换的切换单元，

所述液体喷射头包括：

多个喷射口，用于喷射液体；

多个压力室，每个压力室包括用于产生能量以从喷射口喷射液体的元件；

多个第一单独流路，用于向压力室供应液体；

多个第二单独流路，用于向压力室供应液体；

第一公共流路，用于共同向多个第一单独流路供应液体；

第二公共流路，用于共同向多个第二单独流路供应液体；

与第一公共流路连接的至少一个第一开口；以及

与第二公共流路连接的至少一个第二开口，

其中，从所述第一公共流路到所述压力室的所述第一单独流路的流路阻力小于从所述第二公共流路到所述压力室的所述第二单独流路的流路阻力，

液体喷射头能够***作使得其在第一循环和第二循环之间切换，所述第一循环用于使液体以第一开口、第一公共流路、第一单独流路、压力室、第二单独流路、第二公共流路和第二开口的顺序流动，所述第二循环用于使液体以与第一循环相反的相反顺序流动，

从所述第一开口到所述第一单独流路的第一公共流路的流路阻力小于从所述第二开口到所述第二单独流路的第二公共流路的流路阻力，

在喷射口中的毛细力与第一单独流路中的压力之间的差由ΔP1表示，所述毛细力与第二单独流路中的压力之间的差由ΔP2表示，第一单独流路的流路阻力由RS1表示，并且第二单独流路的流路阻力由RS2表示的情况下，

在所述第一循环中满足(ΔP1/RS1)>(ΔP2/RS2)，并且

在所述第二循环中满足(ΔP1/RS1)<(ΔP2/RS2)，并且

其中液体喷射设备被配置成引起液体喷射头基于喷射数据执行喷射操作，同时通过使用切换单元在第一循环与第二循环之间进行切换。

17.根据权利要求16所述的液体喷射设备，还包括：

与第一公共流路连接的第一副罐；

与第二公共流路连接的第二副罐；

第一压力管制机构，其被配置成将内部压力管制到预定值；以及

第二压力管制机构，其被配置成将内部压力管制到低于所述预定值的值，

其中，在第一循环中，切换单元用于将第一副罐连接到第一压力管制机构，并且将第二副罐连接到第二压力管制机构，并且

在第二循环中，所述切换单元用于将第一副罐连接到第二压力管制机构，并且将第二副罐连接到第一压力管制机构。

18.根据权利要求16所述的液体喷射设备，还包括移动单元，所述移动单元被配置成相对于液体喷射头移动片材，

其中液体喷射设备通过在移动单元使片材相对移动期间基于喷射数据将液体从液体喷射头喷射到片材而在片材上打印图像。

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