JP6851800B2 - Liquid discharge device and liquid discharge head - Google Patents

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Description

本発明は、液体吐出装置および液体吐出ヘッドに関する。 The present invention relates to a liquid discharge device and a liquid discharge head.

吐出口からインク等の液体を吐出する液体吐出ヘッドには、吐出口から液体中の揮発成分が蒸発して吐出口付近で液体が増粘することで、吐出される液滴の吐出速度が変化したり着弾精度が影響を受けたりするという問題がある。
このような液体の増粘現象に対する対策の１つとして、液体吐出ヘッドに供給するインクを循環経路に沿って循環させる方法が知られている。特許文献１には、吐出口が形成された部材と発熱抵抗体が形成された基板との間に形成された流路内の液体を循環させることで、吐出口からの液体蒸発に伴う吐出口の目詰まりを抑制する液体吐出ヘッドが記載されている。 In the liquid discharge head that discharges liquid such as ink from the discharge port, the volatile components in the liquid evaporate from the discharge port and the liquid thickens near the discharge port, so that the discharge rate of the discharged droplets changes. There is a problem that the landing accuracy is affected.
As one of the measures against such a liquid thickening phenomenon, a method of circulating the ink supplied to the liquid ejection head along the circulation path is known. Patent Document 1 describes a discharge port that accompanies liquid evaporation from a discharge port by circulating a liquid in a flow path formed between a member on which a discharge port is formed and a substrate on which a heat generating resistor is formed. A liquid discharge head that suppresses clogging is described.

特開２００２−３５５９７３号公報JP-A-2002-355973

吐出動作後の休止時間が長くなると、吐出口付近の液体の粘度の増加が顕著になり、液体中の固形成分が吐出口付近に固着することがある。そのため、休止後の１発目の液体吐出の際に、この固形成分により液体が吐出口を通過する際の流体抵抗が増加して、吐出不良が発生する可能性がある。
しかしながら、特許文献１に記載の液体吐出ヘッドでは、このような吐出不良については考慮されていない。したがって、休止後の１発目の液体吐出の際に発生する吐出不良により、画質の劣化を招くおそれがある。
そこで、本発明の目的は、より高精細で高品位な画像形成が可能な液体吐出装置および液体吐出ヘッドを提供することである。 If the pause time after the discharge operation is long, the viscosity of the liquid in the vicinity of the discharge port increases remarkably, and the solid component in the liquid may stick to the vicinity of the discharge port. Therefore, at the time of the first liquid discharge after the pause, the fluid resistance when the liquid passes through the discharge port increases due to this solid component, and there is a possibility that a discharge failure occurs.
However, in the liquid discharge head described in Patent Document 1, such discharge failure is not taken into consideration. Therefore, there is a possibility that the image quality may be deteriorated due to the discharge defect that occurs at the time of the first liquid discharge after the pause.
Therefore, an object of the present invention is to provide a liquid discharge device and a liquid discharge head capable of forming a higher-definition and high-quality image.

上述した目的を達成するために、本発明の液体吐出装置は、液体を吐出するための吐出口と、前記吐出口に吐出口部を介してそれぞれ連通し、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を内部に備えた圧力室と、前記吐出口と前記圧力室とを連通する吐出口部と、前記圧力室に液体を供給するための液体供給路と、前記圧力室から液体を回収するための液体回収路と、を備えた記録素子基板を有する液体吐出ヘッドと、前記液体供給路、前記圧力室、前記液体回収路の順に液体を流動させるための流動手段と、を有する液体吐出装置において、前記圧力室内を流動する液体の、下記式（５）で表される比誘電率εｒが、εｒ≦４０．７の関係を満たし、
前記圧力室の、前記吐出口部との連通部分に対して前記液体の流れ方向の上流側での高さＨ［μｍ］と、前記吐出口部の液体の吐出方向における長さＰ［μｍ］と、前記吐出口部の前記液体の流れ方向における長さＷ［μｍ］とが、Ｈ −０．３４ ×Ｐ −０．６６ ×Ｗ＞１．７の関係を満たすことを特徴とする。

Figure 0006851800
（式（５）中、ｎは前記液体中の水溶性有機溶剤の種類、ε ｎ は前記ｎで表される水溶性有機溶剤の比誘電率、ｒ ｎ は前記ｎで表される水溶性有機溶剤のインク全質量を基準とした含有量で、水を除いた値である。）
また、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための吐出口と、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子と、前記記録素子を内部に備えた圧力室と、前記吐出口と前記圧力室とを連通する吐出口部と、前記圧力室に液体を供給するための液体供給路と、前記圧力室から液体を回収するための液体回収路と、を備え、下記式（５）で表される比誘電率εｒがεｒ≦４０．７の関係を満たす液体が、前記液体供給路、前記圧力室、前記液体回収路を順に介して循環され、前記圧力室の、前記吐出口部との連通部分に対して前記液体の流れ方向の上流側での高さＨ［μｍ］と、前記吐出口部の液体の吐出方向における長さＰ［μｍ］と、前記吐出口部の前記液体の流れ方向における長さＷ［μｍ］とが、Ｈ −０．３４ ×Ｐ −０．６６ ×Ｗ＞１．７の関係を満たすことを特徴とする。
Figure 0006851800
 （式（５）中、ｎは前記液体中の水溶性有機溶剤の種類、ε ｎ は前記ｎで表される水溶性有機溶剤の比誘電率、ｒ ｎ は前記ｎで表される水溶性有機溶剤のインク全質量を基準とした含有量で、水を除いた値である。）
このような液体吐出装置および液体吐出ヘッドでは、液体の比誘電率を低下させることで、吐出動作を一定時間休止した後でも液体中の固形分が吐出口の周縁付近に滞留することを抑制することができる。その結果、固形分量が多い液体の場合でも、休止後１発目の液体吐出の際に吐出不良が発生することを抑制して、画質の劣化を抑制することが可能になる。 In order to achieve the above-mentioned object, the liquid discharge device of the present invention is used to discharge the liquid by communicating with the discharge port for discharging the liquid and the discharge port via the discharge port. From a pressure chamber internally provided with a recording element that generates energy, a discharge port portion that communicates the discharge port and the pressure chamber, a liquid supply path for supplying a liquid to the pressure chamber, and the pressure chamber. A liquid discharge head having a recording element substrate provided with a liquid recovery path for recovering the liquid, and a flow means for flowing the liquid in the order of the liquid supply path, the pressure chamber, and the liquid recovery path. a liquid discharge apparatus having the liquid flowing through the pressure chamber, the relative dielectric constant epsilon r of the following formula (5) meets the relation of epsilon r ≦ 40.7,
The height H [μm] of the pressure chamber on the upstream side in the flow direction of the liquid with respect to the portion communicating with the discharge port portion, and the length P [μm] of the discharge port portion in the liquid discharge direction. And the length W [μm] of the discharge port portion in the flow direction of the liquid satisfies the relationship of H −0.34 × P −0.66 × W> 1.7.
Figure 0006851800
 (Equation (5), n type water-soluble organic solvent in the liquid, epsilon n is the relative dielectric constant of the water-soluble organic solvent represented by n, the water-soluble organic is r n represented by n The content of the solvent based on the total mass of the ink, excluding water.)
Further, the liquid discharge head of the present invention includes a discharge port for discharging a liquid, a recording element for generating energy used for discharging the liquid, a pressure chamber having the recording element inside, and the above. A discharge port portion that communicates the discharge port and the pressure chamber, a liquid supply path for supplying the liquid to the pressure chamber, and a liquid recovery path for recovering the liquid from the pressure chamber are provided, and the following formula is provided. A liquid having a specific dielectric constant ε r represented by (5) satisfying the relationship of ε r ≤ 40.7 is circulated in this order through the liquid supply path, the pressure chamber, and the liquid recovery path, and is formed in the pressure chamber. , The height H [μm] on the upstream side of the liquid flow direction with respect to the communicating portion with the discharge port portion, the length P [μm] of the discharge port portion in the liquid discharge direction, and the discharge. The length W [μm] of the outlet portion in the flow direction of the liquid satisfies the relationship of H −0.34 × P −0.66 × W> 1.7.
Figure 0006851800
 (Equation (5), n type water-soluble organic solvent in the liquid, epsilon n is the relative dielectric constant of the water-soluble organic solvent represented by n, the water-soluble organic is r n represented by n The content of the solvent based on the total mass of the ink, excluding water.)
In such a liquid discharge device and a liquid discharge head, by lowering the relative permittivity of the liquid, it is possible to prevent the solid content in the liquid from staying near the peripheral edge of the discharge port even after the discharge operation is paused for a certain period of time. be able to. As a result, even in the case of a liquid having a large solid content, it is possible to suppress the occurrence of a discharge defect at the time of the first liquid discharge after the pause, and to suppress the deterioration of the image quality.

以上、本発明によれば、より高精細で高品位な画像形成が可能な液体吐出装置および液体吐出ヘッドを提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a liquid discharge device and a liquid discharge head capable of forming a higher-definition and high-quality image.

第１の適用例によるインクジェット記録装置の斜視図である。It is a perspective view of the inkjet recording apparatus according to 1st application example. 第１の適用例における第１の循環経路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st circulation path in the 1st application example. 第１の適用例における第２の循環経路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd circulation path in the 1st application example. 第１の適用例による液体吐出ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the liquid discharge head according to 1st application example. 第１の適用例による液体吐出ヘッドの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the liquid discharge head according to the 1st application example. 第１の適用例の第１から第３の流路部材の平面図である。It is a top view of the 1st to 3rd flow path members of the 1st application example. 第１の適用例の流路部材の一部を拡大して示す透視図である。It is a perspective view which shows the part of the flow path member of the 1st application example in an enlarged manner. 図７のＥ−Ｅ線における断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line EE of FIG. 第１の適用例の吐出モジュールの斜視図および分解斜視図である。It is a perspective view and the exploded perspective view of the discharge module of the 1st application example. 第１の適用例の記録素子基板の平面図である。It is a top view of the recording element substrate of the 1st application example. 図１０（ａ）のＢ−Ｂ線での断面を示す斜視図である。10 (a) is a perspective view showing a cross section taken along the line BB. 第１の適用例の記録素子基板の隣接部の部分拡大平面図である。It is a partially enlarged plan view of the adjacent portion of the recording element substrate of the 1st application example. 第２の適用例による液体吐出ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the liquid discharge head by the 2nd application example. 第２の適用例による液体吐出ヘッドの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the liquid discharge head by the 2nd application example. 第２の適用例の第１および第２の流路部材の平面図である。It is a top view of the 1st and 2nd flow path members of the 2nd application example. 第２の適用例の流路部材の一部を拡大して示す透視図である。It is a perspective view which shows the part of the flow path member of the 2nd application example enlarged. 図１６のＦ−Ｆ線における断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line FF of FIG. 第２の適用例の吐出モジュールの斜視図および分解斜視図である。It is a perspective view and the exploded perspective view of the discharge module of the 2nd application example. 第２の適用例の記録素子基板の平面図である。It is a top view of the recording element substrate of the 2nd application example. 第２の適用例によるインクジェット記録装置の斜視図である。It is a perspective view of the inkjet recording apparatus according to the 2nd application example. 第１の実施形態の液体吐出ヘッドの要部を示す図である。It is a figure which shows the main part of the liquid discharge head of 1st Embodiment. 液体吐出ヘッドの吐出口近傍の拡大断面図である。It is an enlarged cross-sectional view near the discharge port of a liquid discharge head. ヘッド寸法と流れモードとの関係を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the relationship between a head dimension and a flow mode. ヘッド寸法と流れモードとの関係を確認した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having confirmed the relationship between a head dimension and a flow mode. 吐出口部内の循環流の様子の例を示す図である。It is a figure which shows the state of the circulation flow in a discharge port part. 吐出口部内のインク濃縮の様子を示す図である。It is a figure which shows the state of ink concentration in a discharge port part. 吐出口部内の顔料の濃度分布および溶剤の濃度分布を示す図である。It is a figure which shows the density distribution of the pigment and the concentration distribution of a solvent in a discharge port part. 休止後の吐出発数に対する吐出速度をプロットしたグラフである。It is a graph which plotted the discharge rate with respect to the number of discharges after a pause. 休止後の吐出発数に対する吐出速度をプロットしたグラフである。It is a graph which plotted the discharge rate with respect to the number of discharges after a pause. 第１の適用例における第３の循環経路を示す図である。It is a figure which shows the 3rd circulation path in the 1st application example. 第１の適用例によるインクジェット記録装置の斜視図である。It is a perspective view of the inkjet recording apparatus according to 1st application example. 第１の適用例の液体吐出ヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the liquid discharge head of the 1st application example. 第１の適用例の液体吐出ヘッドの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the liquid discharge head of the 1st application example. 第１の適用例の液体吐出ヘッドの流路部材の概略図である。It is the schematic of the flow path member of the liquid discharge head of the 1st application example. 第３の適用例における記録装置の図である。It is a figure of the recording apparatus in the 3rd application example. 第３の適用例における第４の循環経路を示す図である。It is a figure which shows the 4th circulation path in the 3rd application example. 第３の適用例における液体吐出ヘッドの斜視図および分解斜視図である。It is a perspective view and the exploded perspective view of the liquid discharge head in the 3rd application example. 第３の適用例における液体吐出ヘッドの図である。It is a figure of the liquid discharge head in the 3rd application example. 第２の実施形態の液体吐出ヘッドの拡大断面図である。It is an enlarged sectional view of the liquid discharge head of 2nd Embodiment. 第３の実施形態の液体吐出ヘッドの拡大平面図である。It is an enlarged plan view of the liquid discharge head of 3rd Embodiment.

以下、図面を用いて本発明を適用可能な各適用例および実施の形態の例を説明する。まず始めに本発明を適用可能な第１〜第３の適用例を説明した後に、本発明の実施形態について説明する。ただし、以下の記載は本発明の範囲を限定するものではない。１例として、本適用例では発熱素子により気泡を発生させて液体を吐出するサーマル方式が採用されているが、ピエゾ方式およびその他の各種液体吐出方式が採用された液体吐出ヘッドにも本発明を適用することができる。
本適用例は、インク等の液体をタンクと液体吐出ヘッド間で循環させる形態のインクジェット記録装置（記録装置）であるが、その他の形態であっても良い。例えばインクを循環せずに、液体吐出ヘッド上流側と下流側に２つのタンクを設け、一方のタンクから他方のタンクへインクを流すことで、圧力室内のインクを流動させる形態であっても良い。また本適用例は被記録媒体の幅に対応した長さを有する、所謂ライン型ヘッドであるが、被記録媒体に対してスキャンを行いながら記録を行う、所謂シリアル型の液体吐出ヘッドにも本発明を適用できる。シリアル型の液体吐出ヘッドとしては、例えばブラックインク用、およびカラーインク用記録素子基板を各１つずつ搭載する構成があげられるが、これに限られるものではない。数個の記録素子基板を吐出口列方向に吐出口をオーバーラップさせるよう配置した、被記録媒体の幅よりも短い、短尺のラインヘッドを作成し、それを被記録媒体に対してスキャンさせる形態のものであっても良い。 Hereinafter, examples of application and embodiments to which the present invention can be applied will be described with reference to the drawings. First, first to third application examples to which the present invention can be applied will be described, and then embodiments of the present invention will be described. However, the following description does not limit the scope of the present invention. As an example, in this application example, a thermal method in which bubbles are generated by a heat generating element to discharge a liquid is adopted, but the present invention is also applied to a liquid discharge head in which a piezo method and various other liquid discharge methods are adopted. Can be applied.
This application example is an inkjet recording device (recording device) in which a liquid such as ink is circulated between the tank and the liquid ejection head, but other forms may be used. For example, two tanks may be provided on the upstream side and the downstream side of the liquid discharge head without circulating the ink, and the ink in the pressure chamber may be flowed by flowing the ink from one tank to the other tank. .. Further, the present application example is a so-called line type head having a length corresponding to the width of the recording medium, but the present invention is also applied to a so-called serial type liquid discharge head that records while scanning the recording medium. The invention can be applied. Examples of the serial type liquid ejection head include, but are not limited to, a configuration in which one recording element substrate for black ink and one recording element substrate for color ink are mounted. A form in which several recording element substrates are arranged so that the discharge ports overlap in the discharge port row direction, a short line head shorter than the width of the recording medium is created, and the line head is scanned against the recording medium. It may be one.

［第１の適用例］
（インクジェット記録装置の説明）
本発明の、液体を吐出する装置、特にはインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置１０００（以下、記録装置とも称す）の概略構成を図１に示す。記録装置１０００は被記録媒体２を搬送する搬送部１、被記録媒体の搬送方向と略直交して配置されるライン型（ページワイド型）の液体吐出ヘッド３とを備えている。記録装置１０００は複数の被記録媒体２を連続もしくは間欠に搬送しながら１パスで連続記録を行うライン型記録装置である。被記録媒体２はカット紙に限らず、連続したロール紙であってもよい。液体吐出ヘッド３はＣＭＹＫインクによる（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）フルカラー印刷が可能である。液体吐出ヘッド３には、後述するように液体を液体吐出ヘッドへ供給する供給路である液体供給手段、メインタンクおよびバッファタンク（図２参照）が流体的に接続される。また、液体吐出ヘッド３には、液体吐出ヘッド３へ電力及び吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続される。吐出ヘッド３内における液体経路及び電気信号経路については後述する。 [First application example]
(Explanation of inkjet recording device)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a device for ejecting a liquid, particularly an inkjet recording apparatus 1000 (hereinafter, also referred to as a recording apparatus) for ejecting ink for recording according to the present invention. The recording device 1000 includes a transport unit 1 that transports the recording medium 2, and a line-type (page-wide type) liquid discharge head 3 that is arranged substantially orthogonal to the transport direction of the recording medium. The recording device 1000 is a line-type recording device that continuously or intermittently conveys a plurality of recording media 2 and continuously records in one pass. The recording medium 2 is not limited to cut paper, and may be continuous roll paper. The liquid discharge head 3 can perform full-color printing with CMYK ink (cyan, magenta, yellow, black). As will be described later, the liquid discharge head 3 is fluidly connected to a liquid supply means, a main tank, and a buffer tank (see FIG. 2), which are supply paths for supplying the liquid to the liquid discharge head. Further, an electric control unit that transmits electric power and a discharge control signal to the liquid discharge head 3 is electrically connected to the liquid discharge head 3. The liquid path and the electric signal path in the discharge head 3 will be described later.

（第１の循環経路の説明）
図２は、本適用例の記録装置に適用される循環経路の１形態である第１の循環経路を示す模式図である。図２には、液体吐出ヘッド３を、流動手段である第１循環ポンプ（高圧側）１００１、第１循環ポンプ（低圧側）１００２、及びバッファタンク１００３等に流体的に接続した図が示されている。なお図２では、説明を簡略化するためにＣＭＹＫインクの内の一色のインクが流動する経路のみを示しているが、実際には４色分の循環経路が、液体吐出ヘッド３及び記録装置本体に設けられる。メインタンク１００６と接続される、サブタンクとしてのバッファタンク１００３はタンク内部と外部とを連通する大気連通口（不図示）を有し、インク中の気泡を外部に排出することが可能である。バッファタンク１００３は、補充ポンプ１００５とも接続されている。補充ポンプ１００５は、インクを吐出しての記録や吸引回復等、液体吐出ヘッドの吐出口からインクを吐出（排出）することによって液体吐出ヘッド３で液体が消費された際に、消費されたインク分をメインタンク１００６からバッファタンク１００３へ移送する。
２つの第１循環ポンプ１００１，１００２は、液体吐出ヘッド３の液体接続部１１１から液体を引き出してバッファタンク１００３へ流す役割を有する。液体吐出ヘッド３内の液体を流動させる流動手段としての第１循環ポンプとしては定量的な送液能力を有する容積型ポンプが好ましい。具体的にはチューブポンプ、ギアポンプ、ダイヤフラムポンプ、シリンジポンプ等が挙げられるが、例えば一般的な定流量弁やリリーフ弁をポンプ出口に配して一定流量を確保する形態であっても用いることが出来る。液体吐出ユニット３００の駆動時には第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２によって、それぞれ共通供給経路２１１、共通回収流路２１２内をある一定量のインクが流れる。この流量としては、液体吐出ヘッド３内の各記録素子基板１０間の温度差が、記録画質に影響しない程度以上に設定することが好ましい。もっとも、あまりに大きな流量を設定すると、液体吐出ユニット３００内の流路の圧損の影響により、各記録素子基板１０で負圧差が大きくなり過ぎて画像の濃度ムラが生じてしまう。そのため、各記録素子基板１０間の温度差と負圧差を考慮しながら、流量を設定することが好ましい。 (Explanation of the first circulation route)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a first circulation path, which is one form of a circulation path applied to the recording device of this application example. FIG. 2 shows a diagram in which the liquid discharge head 3 is fluidly connected to the first circulation pump (high pressure side) 1001, the first circulation pump (low pressure side) 1002, the buffer tank 1003, and the like, which are flow means. ing. Note that FIG. 2 shows only the path through which one color of the CMYK ink flows for the sake of simplification of the explanation, but in reality, the circulation path for four colors is the liquid ejection head 3 and the recording device main body. It is provided in. The buffer tank 1003 as a sub tank connected to the main tank 1006 has an atmospheric communication port (not shown) that communicates the inside and the outside of the tank, and can discharge air bubbles in the ink to the outside. The buffer tank 1003 is also connected to the replenishment pump 1005. The replenishment pump 1005 discharges (discharges) ink from the discharge port of the liquid discharge head, such as recording by discharging ink and recovering suction, and when the liquid is consumed by the liquid discharge head 3, the consumed ink. Minutes are transferred from the main tank 1006 to the buffer tank 1003.
The two first circulation pumps 1001 and 1002 have a role of drawing out the liquid from the liquid connection portion 111 of the liquid discharge head 3 and flowing it to the buffer tank 1003. As the first circulation pump as a flow means for flowing the liquid in the liquid discharge head 3, a positive displacement pump having a quantitative liquid feeding capacity is preferable. Specific examples include tube pumps, gear pumps, diaphragm pumps, syringe pumps, etc. For example, a general constant flow valve or relief valve may be placed at the pump outlet to ensure a constant flow rate. You can. When the liquid discharge unit 300 is driven, a certain amount of ink flows in the common supply path 211 and the common recovery flow path 212 by the first circulation pump (high pressure side) 1001 and the first circulation pump (low pressure side) 1002, respectively. It is preferable that the flow rate is set so that the temperature difference between the recording element substrates 10 in the liquid discharge head 3 does not affect the recording image quality. However, if an excessively large flow rate is set, the negative pressure difference becomes too large in each recording element substrate 10 due to the influence of the pressure loss of the flow path in the liquid discharge unit 300, and the density unevenness of the image occurs. Therefore, it is preferable to set the flow rate while considering the temperature difference and the negative pressure difference between the recording element substrates 10.

負圧制御ユニット２３０は、第２循環ポンプ１００４と液体吐出ユニット３００との経路の間に設けられている。負圧制御ユニット２３０は、記録を行うＤｕｔｙの差によって循環系の流量が変動した場合でも負圧制御ユニット２３０よりも下流側（即ち液体吐出ユニット３００側）の圧力を予め設定した一定圧力に維持するように動作する機能を有する。負圧制御ユニット２３０を構成する２つの圧力調整機構としては、それ自身よりも下流の圧力を、所望の設定圧を中心として一定の範囲以下の変動で制御できるものであれば、どのような機構を用いても良い。一例としては所謂「減圧レギュレーター」と同様の機構を採用することができる。減圧レギュレーターを用いた場合には、図２に示したように、第２循環ポンプ１００４によって、液体供給ユニット２２０を介して負圧制御ユニット２３０の上流側を加圧するようにすることが好ましい。このようにするとバッファタンク１００３の液体吐出ヘッド３に対する水頭圧の影響を抑制できるので、記録装置１０００におけるバッファタンク１００３のレイアウトの自由度を広げることができる。第２循環ポンプ１００４としては液体吐出ヘッド３の駆動時に使用するインク循環流量の範囲において、一定圧以上の揚程圧を有するものであればよく、ターボ型ポンプや容積型ポンプなどを使用できる。具体的には、ダイヤフラムポンプ等が適用可能である。また第２循環ポンプ１００４の代わりに、例えば負圧制御ユニット２３０に対してある一定の水頭差をもって配置された水頭タンクでも適用可能である。 The negative pressure control unit 230 is provided between the path between the second circulation pump 1004 and the liquid discharge unit 300. The negative pressure control unit 230 maintains the pressure on the downstream side (that is, the liquid discharge unit 300 side) of the negative pressure control unit 230 at a preset constant pressure even when the flow rate of the circulation system fluctuates due to the difference in the duty for recording. It has a function to operate as if it were. As the two pressure adjusting mechanisms constituting the negative pressure control unit 230, any mechanism can be used as long as the pressure downstream of itself can be controlled with fluctuations within a certain range around a desired set pressure. May be used. As an example, a mechanism similar to the so-called "decompression regulator" can be adopted. When a pressure reducing regulator is used, as shown in FIG. 2, it is preferable that the second circulation pump 1004 pressurizes the upstream side of the negative pressure control unit 230 via the liquid supply unit 220. In this way, the influence of the head pressure on the liquid discharge head 3 of the buffer tank 1003 can be suppressed, so that the degree of freedom in the layout of the buffer tank 1003 in the recording device 1000 can be expanded. The second circulation pump 1004 may be any pump having a lift pressure equal to or higher than a certain pressure within the range of the ink circulation flow rate used when driving the liquid discharge head 3, and a turbo type pump, a positive displacement type pump, or the like can be used. Specifically, a diaphragm pump or the like can be applied. Further, instead of the second circulation pump 1004, for example, a head tank arranged with a certain head difference with respect to the negative pressure control unit 230 can also be applied.

図２に示したように負圧制御ユニット２３０は、それぞれが互いに異なる制御圧が設定された２つの圧力調整機構を備えている。２つの負圧調整機構の内、相対的に高圧設定側（図２でＨと記載）、相対的に低圧側（図２でＬと記載）は、それぞれ、液体供給ユニット２２０内を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通供給経路２１１、共通回収流路２１２に接続されている。液体吐出ユニット３００には、共通供給経路２１１、共通回収流路２１２、及び各記録素子基板と連通する個別供給流路２１３ａおよび個別回収流路２１３ｂが設けられている。個別流路２１３は共通供給経路２１１及び共通回収流路２１２と連通しているので、液体の一部が、共通供給流路２１１から記録素子基板１０の内部流路を通過して共通回収流路２１２へと流れる流れ（図２の矢印）が発生する。共通供給流路２１１には圧力調整機構Ｈが、共通回収流路２１２には圧力調整機構Ｌが接続されているため、２つの共通流路間に差圧が生じているからである。
このようにして、液体吐出ユニット３００では、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２内をそれぞれ通過するように液体を流しつつ、一部の液体が各記録素子基板１０内を通過するような流れが発生する。このため、各記録素子基板１０で発生する熱を共通供給流路２１１および共通回収流路２１２の流れで記録素子基板１０の外部へ排出することが出来る。またこのような構成により、液体吐出ヘッド３による記録を行っている際に、記録を行っていない吐出口や圧力室においてもインクの流れを生じさせることが出来るので、その部位におけるインクの増粘を抑制できる。また増粘したインクやインク中の異物を共通回収流路２１２へと排出することができる。このため、本適用例の液体吐出ヘッド３は、高速で高画質な記録が可能となる。 As shown in FIG. 2, the negative pressure control unit 230 includes two pressure adjusting mechanisms in which different control pressures are set. Of the two negative pressure adjustment mechanisms, the relatively high pressure setting side (denoted as H in FIG. 2) and the relatively low pressure side (denoted as L in FIG. 2) pass through the inside of the liquid supply unit 220, respectively. , It is connected to the common supply path 211 and the common recovery flow path 212 in the liquid discharge unit 300. The liquid discharge unit 300 is provided with a common supply path 211, a common recovery flow path 212, and an individual supply flow path 213a and an individual recovery flow path 213b that communicate with each recording element substrate. Since the individual flow path 213 communicates with the common supply path 211 and the common recovery flow path 212, a part of the liquid passes from the common supply flow path 211 through the internal flow path of the recording element substrate 10 to the common recovery flow path. A flow (arrow in FIG. 2) flowing to 212 is generated. This is because the pressure adjusting mechanism H is connected to the common supply flow path 211 and the pressure adjusting mechanism L is connected to the common recovery flow path 212, so that a differential pressure is generated between the two common flow paths.
In this way, in the liquid discharge unit 300, a part of the liquid passes through each recording element substrate 10 while flowing the liquid so as to pass through the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212, respectively. A flow occurs. Therefore, the heat generated in each recording element substrate 10 can be discharged to the outside of the recording element substrate 10 by the flow of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212. Further, with such a configuration, when recording is performed by the liquid discharge head 3, ink can be caused to flow even in a discharge port or a pressure chamber where recording is not performed, so that the ink is thickened at that portion. Can be suppressed. Further, the thickened ink and foreign substances in the ink can be discharged to the common recovery flow path 212. Therefore, the liquid discharge head 3 of this application example enables high-speed and high-quality recording.

（第２の循環経路の説明）
図３は、本適用例の記録装置に適用される循環経路のうち、上述した第１の循環経路とは異なる循環形態である第２の循環経路を示す模式図である。前述の第１の循環経路との主な相違点は、負圧制御ユニット２３０を構成する２つの圧力調整機構が共に、負圧制御ユニット２３０よりも上流側の圧力を、所望の設定圧を中心として一定範囲内の変動で制御する機構であることである。この機構は、所謂「背圧レギュレーター」と同作用の機構部品である。また、他の相違点は、第２循環ポンプ１００４が負圧制御ユニット２３０の下流側を減圧する負圧源として作用するものであることである。さらに、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２が液体吐出ヘッド上流側に配置され、負圧制御ユニット２３０が液体吐出ヘッド下流側に配置されていることも相違点である。
第２の循環経路において負圧制御ユニット２３０は、次のように作動する。即ち、液体吐出ヘッド３により記録を行う際の記録Ｄｕｔｙの変化によって生じる流量の変動があっても、自身の上流側（即ち液体吐出ユニット３００側）の圧力変動を、予め設定された圧力を中心として一定範囲内に安定にするように作動する。図３に示すように、第２循環ポンプ１００４によって、液体供給ユニット２２０を介して負圧制御ユニット２３０の下流側を加圧することが好ましい。このようにすると液体吐出ヘッド３に対するバッファタンク１００３の水頭圧の影響を抑制できるので、記録装置１０００におけるバッファタンク１００３のレイアウトの選択幅を広げることができる。第２循環ポンプ１００４の代わりに、例えば負圧制御ユニット２３０に対して所定の水頭差をもって配置された水頭タンクであっても適用可能である。 (Explanation of the second circulation route)
FIG. 3 is a schematic diagram showing a second circulation path, which is a circulation form different from the first circulation path described above, among the circulation paths applied to the recording device of this application example. The main difference from the first circulation path described above is that the two pressure adjusting mechanisms constituting the negative pressure control unit 230 both set the pressure on the upstream side of the negative pressure control unit 230 at the desired set pressure. It is a mechanism that controls by fluctuation within a certain range. This mechanism is a mechanical component having the same function as the so-called "back pressure regulator". Another difference is that the second circulation pump 1004 acts as a negative pressure source for reducing the pressure on the downstream side of the negative pressure control unit 230. Further, the first circulation pump (high pressure side) 1001 and the first circulation pump (low pressure side) 1002 are arranged on the upstream side of the liquid discharge head, and the negative pressure control unit 230 is arranged on the downstream side of the liquid discharge head. It is a point.
In the second circulation path, the negative pressure control unit 230 operates as follows. That is, even if there is a fluctuation in the flow rate caused by a change in the recording duty when recording by the liquid discharge head 3, the pressure fluctuation on the upstream side (that is, the liquid discharge unit 300 side) of the liquid discharge head 3 is centered on a preset pressure. It operates to stabilize within a certain range. As shown in FIG. 3, it is preferable that the second circulation pump 1004 pressurizes the downstream side of the negative pressure control unit 230 via the liquid supply unit 220. In this way, the influence of the head pressure of the buffer tank 1003 on the liquid discharge head 3 can be suppressed, so that the layout selection range of the buffer tank 1003 in the recording device 1000 can be widened. Instead of the second circulation pump 1004, for example, a head tank arranged with a predetermined head difference with respect to the negative pressure control unit 230 can be applied.

第１の適用例と同様に、図３に示したように負圧制御ユニット２３０は、それぞれが互いに異なる制御圧が設定された２つの圧力調整機構を備えている。２つの負圧調整機構の内、高圧設定側（図３でＨと記載）、低圧側（図３でＬと記載）はそれぞれ、液体供給ユニット２２０内を経由して、液体吐出ユニット３００内の共通供給経路２１１、および共通回収流路２１２に接続されている。２つの負圧調整機構により共通供給流路２１１の圧力を共通回収流路２１２の圧力より相対的に高くする。このことで、共通供給流路２１１から個別流路２１３及び各記録素子基板１０の内部流路を介して共通回収流路２１２へと流れるインク流れが発生する（図３の矢印）。このように、第２の循環経路では、液体吐出ユニット３００内には第１の循環経路と同様のインク流れ状態が得られるが、第１の循環経路の場合とは異なる２つの利点がある。
１つ目の利点は、第２循環経路では負圧制御ユニット２３０が液体吐出ヘッド３の下流側に配置されているので、負圧制御ユニット２３０から発生するゴミや異物がヘッドへ流入する懸念が少ないことである。２つ目の利点は、第２の循環経路では、バッファタンク１００３から液体吐出ヘッド３へ供給する必要流量の最大値が、第１の循環経路の場合よりも少なくて済むことである。その理由は次の通りである。記録待機時に循環している場合の、共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２内の流量の合計をＡとする。Ａの値は、記録待機中に液体吐出ヘッド３の温度調整を行う場合に、液体吐出ユニット３００内の温度差を所望の範囲内にするために必要な、最小限の流量として定義される。また液体吐出ユニット３００の全ての吐出口からインクを吐出する場合（全吐時）の吐出流量をＦと定義する。そうすると、第１循環経路の場合（図２）では、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２の設定流量がＡとなるので、全吐時に必要な液体吐出ヘッド３への液体供給量の最大値はＡ＋Ｆとなる。 Similar to the first application example, as shown in FIG. 3, the negative pressure control unit 230 includes two pressure adjusting mechanisms in which control pressures different from each other are set. Of the two negative pressure adjusting mechanisms, the high pressure setting side (denoted as H in FIG. 3) and the low pressure side (denoted as L in FIG. 3) pass through the liquid supply unit 220 and enter the liquid discharge unit 300, respectively. It is connected to the common supply path 211 and the common recovery flow path 212. The pressure of the common supply flow path 211 is made relatively higher than the pressure of the common recovery flow path 212 by the two negative pressure adjusting mechanisms. As a result, an ink flow is generated from the common supply flow path 211 to the common recovery flow path 212 via the individual flow path 213 and the internal flow path of each recording element substrate 10 (arrow in FIG. 3). As described above, in the second circulation path, the same ink flow state as in the first circulation path can be obtained in the liquid ejection unit 300, but there are two advantages different from those in the case of the first circulation path.
The first advantage is that since the negative pressure control unit 230 is arranged on the downstream side of the liquid discharge head 3 in the second circulation path, there is a concern that dust and foreign matter generated from the negative pressure control unit 230 may flow into the head. There are few. The second advantage is that in the second circulation path, the maximum value of the required flow rate supplied from the buffer tank 1003 to the liquid discharge head 3 is smaller than in the case of the first circulation path. The reason is as follows. Let A be the total flow rate in the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 when circulating during the recording standby. The value of A is defined as the minimum flow rate required to keep the temperature difference in the liquid discharge unit 300 within a desired range when the temperature of the liquid discharge head 3 is adjusted during recording standby. Further, the discharge flow rate when ink is discharged from all the discharge ports of the liquid discharge unit 300 (at the time of total discharge) is defined as F. Then, in the case of the first circulation path (FIG. 2), the set flow rates of the first circulation pump (high pressure side) 1001 and the first circulation pump (low pressure side) 1002 become A, so that the liquid discharge head required for total discharge The maximum value of the liquid supply amount to 3 is A + F.

一方で第２循環経路の（図３）の場合、記録待機時に必要な液体吐出ヘッド３への液体供給量は流量Ａである。そして、全吐時に必要な液体吐出ヘッド３への供給量は流量Ｆとなる。そうすると、第２の循環経路の場合、第１循環ポンプ（高圧側）１００１及び第１循環ポンプ（低圧側）１００２の設定流量の合計値、即ち必要供給流量の最大値はＡ又はＦの大きい方の値となる。このため、同一構成の液体吐出ユニット３００を使用する限り、第２循環経路における必要供給量の最大値（Ａ又はＦ）は、第１循環経路における必要供給流量の最大値（Ａ＋Ｆ）よりも必ず小さくなる。そのため第２の循環経路の場合、適用可能な循環ポンプの自由度が高まり、例えば構成の簡便な低コストの循環ポンプを使用したり、本体側経路に設置される冷却器（不図示）の負荷を低減したりすることができる。その結果、記録装置本体のコストを低減できるという利点がある。この利点は、Ａ又はＦの値が比較的大きくなるラインヘッドであるほど大きくなり、ラインヘッドの中でも長手方向の長さが長いラインヘッドほど有益である。
しかしながら一方で、第１循環経路の方が、第２循環経路に対して有利になる点もある。すなわち、第２循環経路では、記録待機時に液体吐出ユニット３００内を流れる流量が最大であるため、記録Ｄｕｔｙの低い画像であるほど、各ノズルに高い負圧が印加された状態となる。このため、特に共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２の流路幅（液体の流れ方向と直交する方向の長さ）を小さくしてヘッド幅（液体吐出ヘッドの短手方向の長さ）を小さくした場合、サテライト滴の影響が大きくなる虞がある。これは、ムラの見えやすい低Ｄｕｔｙ画像でノズルに高い負圧が印加されるためである。一方、第１循環経路の場合、高い負圧がノズルに印加されるのは高Ｄｕｔｙ画像形成時であるため、仮にサテライトが発生しても視認されにくく、画像への影響は小さいという利点がある。２つの循環経路の選択は、液体吐出ヘッドおよび記録装置本体の仕様（吐出流量Ｆ、最小循環流量Ａ、及びヘッド内流路抵抗）に照らして、好ましい選択を採ることができる。 On the other hand, in the case of the second circulation path (FIG. 3), the amount of liquid supplied to the liquid discharge head 3 required during recording standby is the flow rate A. Then, the amount of supply to the liquid discharge head 3 required at the time of total discharge is the flow rate F. Then, in the case of the second circulation path, the total value of the set flow rates of the first circulation pump (high pressure side) 1001 and the first circulation pump (low pressure side) 1002, that is, the maximum value of the required supply flow rate is the larger of A or F. Is the value of. Therefore, as long as the liquid discharge unit 300 having the same configuration is used, the maximum value (A or F) of the required supply amount in the second circulation path is always higher than the maximum value (A + F) of the required supply flow rate in the first circulation path. It becomes smaller. Therefore, in the case of the second circulation path, the degree of freedom of the applicable circulation pump is increased. For example, a low-cost circulation pump having a simple configuration can be used, or a load of a cooler (not shown) installed in the main body side path can be used. Can be reduced. As a result, there is an advantage that the cost of the recording device main body can be reduced. This advantage increases as the value of A or F becomes relatively large, and is more beneficial for line heads having a longer length in the longitudinal direction.
However, on the other hand, there is also a point that the first circulation path is more advantageous than the second circulation path. That is, in the second circulation path, since the flow rate flowing through the liquid discharge unit 300 during the recording standby is the maximum, the lower the recording duty of the image, the higher the negative pressure is applied to each nozzle. Therefore, in particular, the flow path width (length in the direction orthogonal to the liquid flow direction) of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 is reduced to reduce the head width (length in the lateral direction of the liquid discharge head). If the value is reduced, the influence of satellite droplets may increase. This is because a high negative pressure is applied to the nozzle in a low duty image in which unevenness is easily visible. On the other hand, in the case of the first circulation path, since high negative pressure is applied to the nozzle at the time of forming a high duty image, even if satellites are generated, they are difficult to see and have an advantage that the influence on the image is small. .. The selection of the two circulation paths can be made in light of the specifications of the liquid discharge head and the recording device main body (discharge flow rate F, minimum circulation flow rate A, and flow path resistance in the head).

（第３の循環経路の説明）
図３０は、本適用例の記録装置における循環経路の１形態である第３の循環経路を示す模式図である。上記第１および第２の循環経路と同様な機能、構成については説明を省略し、異なる点について主体的に説明する。
本循環経路では、液体吐出ヘッド３の中央部の２か所と、液体吐出ヘッド３の一端部の１か所の計３か所から液体吐出ヘッド３内に液体が供給される。液体は、共通供給流路２１１から各圧力室２３を経た後に共通回収流路２１２に回収され、液体吐出ヘッド３の他端部にある回収開口から外部へ回収される。個別流路２１３は共通供給経路２１１及び共通回収流路２１２と連通しており、各個別流路２１３の経路中に記録素子基板１０およびその記録素子基板内に配される圧力室２３が設けられている。よって、第１循環ポンプ１００２で流す液体の一部は、共通供給流路２１１から記録素子基板１０の圧力室２３内を通過して、共通回収流路２１２へと流れる（図３０の矢印）。これは、共通供給流路２１１に接続された圧力調整機構Ｈと、共通回収流路２１２に接続された圧力調整機構Ｌとの間に圧力差が設けられ、第１循環ポンプ１００２が共通回収流路２１２のみに接続されているからである。
このようにして、液体吐出ユニット３００では、共通回収流路２１２内を通過するような液体の流れと、共通供給流路２１１から各記録素子基板１０内の圧力室２３を通過し共通回収流路２１２に流れが発生する。このため、圧力損失の増大を抑制しつつ、各記録素子基板１０で発生する熱を共通供給流路２１１から共通回収流路２１２への流れで記録素子基板１０の外部へ排出することが出来る。また、本循環経路によれば、上記第１および第２の循環経路に比べて液体の輸送手段であるポンプの数を少なくすることが可能となる。 (Explanation of the third circulation route)
FIG. 30 is a schematic diagram showing a third circulation path, which is one form of the circulation path in the recording device of this application example. The functions and configurations similar to those of the first and second circulation paths will be omitted, and the differences will be mainly described.
In this circulation path, the liquid is supplied into the liquid discharge head 3 from a total of three places, two places in the center of the liquid discharge head 3 and one place at one end of the liquid discharge head 3. The liquid is collected from the common supply flow path 211 through each pressure chamber 23 and then into the common recovery flow path 212, and is collected to the outside through the recovery opening at the other end of the liquid discharge head 3. The individual flow path 213 communicates with the common supply path 211 and the common recovery flow path 212, and the recording element substrate 10 and the pressure chamber 23 arranged in the recording element substrate are provided in the path of each individual flow path 213. ing. Therefore, a part of the liquid flowing by the first circulation pump 1002 passes through the pressure chamber 23 of the recording element substrate 10 from the common supply flow path 211 and flows to the common recovery flow path 212 (arrow in FIG. 30). This is because a pressure difference is provided between the pressure adjusting mechanism H connected to the common supply flow path 211 and the pressure adjusting mechanism L connected to the common recovery flow path 212, and the first circulation pump 1002 is used for the common recovery flow. This is because it is connected only to the road 212.
In this way, in the liquid discharge unit 300, the liquid flow that passes through the common recovery flow path 212 and the common recovery flow path that passes through the pressure chamber 23 in each recording element substrate 10 from the common supply flow path 211. A flow occurs at 212. Therefore, the heat generated in each recording element substrate 10 can be discharged to the outside of the recording element substrate 10 by the flow from the common supply flow path 211 to the common recovery flow path 212 while suppressing the increase in pressure loss. Further, according to this circulation path, it is possible to reduce the number of pumps which are means for transporting liquids as compared with the first and second circulation paths.

（液体吐出ヘッド構成の説明）
第１の適用例に係る液体吐出ヘッド３の構成について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は本適用例に係る液体吐出ヘッド３の斜視図である。液体吐出ヘッド３は１つの記録素子基板１０でＣ／Ｍ／Ｙ／Ｋの４色のインクを吐出可能な記録素子基板１０を直線上に１５個配列（インラインに配置）されるライン型の液体吐出ヘッドである。図４（ａ）に示すように、液体吐出ヘッド３には各記録素子基板１０と、フレキシブル配線基板４０および電気配線基板９０を介して電気的に接続された信号入力端子９１と電力供給端子９２を備える。信号入力端子９１及び電力供給端子９２は記録装置１０００の制御部と電気的に接続され、それぞれ、吐出駆動信号及び吐出に必要な電力を記録素子基板１０に供給する。電気配線基板９０内の電気回路によって配線を集約することで、信号出力端子９１及び電力供給端子９２の数を記録素子基板１０の数に比べて少なくできる。これにより、記録装置１０００に対して液体吐出ヘッド３を組み付ける時又は液体吐出ヘッドの交換時に取り外しが必要な電気接続部数が少なくて済む。図４（ｂ）に示すように、液体吐出ヘッド３の両端部に設けられた液体接続部１１１は、記録装置１０００の液体供給系と接続される。これによりＣＭＹＫ４色のインクが記録装置１０００の供給系から液体吐出ヘッド３に供給され、また液体吐出ヘッド３内を通ったインクが記録装置１０００の供給系へ回収されるようになっている。このように各色のインクは、記録装置１０００の経路と液体吐出ヘッド３の経路を介して循環可能である。 (Explanation of liquid discharge head configuration)
The configuration of the liquid discharge head 3 according to the first application example will be described. 4 (a) and 4 (b) are perspective views of the liquid discharge head 3 according to this application example. The liquid discharge head 3 is a line-type liquid in which 15 recording element substrates 10 capable of ejecting four colors of C / M / Y / K ink on one recording element substrate 10 are arranged in a straight line (arranged in-line). It is a discharge head. As shown in FIG. 4A, the liquid discharge head 3 has each recording element substrate 10, a signal input terminal 91 and a power supply terminal 92 electrically connected via the flexible wiring board 40 and the electrical wiring board 90. To be equipped. The signal input terminal 91 and the power supply terminal 92 are electrically connected to the control unit of the recording device 1000, and supply the discharge drive signal and the power required for discharge to the recording element substrate 10, respectively. By consolidating the wiring by the electric circuit in the electric wiring board 90, the number of signal output terminals 91 and power supply terminals 92 can be reduced as compared with the number of recording element boards 10. As a result, the number of electrical connections that need to be removed when assembling the liquid discharge head 3 to the recording device 1000 or when replacing the liquid discharge head can be reduced. As shown in FIG. 4B, the liquid connection portions 111 provided at both ends of the liquid discharge head 3 are connected to the liquid supply system of the recording device 1000. As a result, CMYK four-color ink is supplied from the supply system of the recording device 1000 to the liquid discharge head 3, and the ink that has passed through the liquid discharge head 3 is collected to the supply system of the recording device 1000. In this way, the inks of each color can be circulated through the path of the recording device 1000 and the path of the liquid ejection head 3.

図５に液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットの分解斜視図を示す。液体吐出ユニット３００、液体供給ユニット２２０、及び電気配線基板９０が筺体８０に取り付けられている。液体供給ユニット２２０には液体接続部１１１（図３）が設けられるとともに、液体供給ユニット２２０の内部には、供給されるインク中の異物を取り除くため、液体接続部１１１の各開口と連通する各色別のフィルタ２２１（図２、図３）が設けられている。２つの液体供給ユニット２２０は、それぞれに２色分ずつのフィルタ２２１が設けられている。フィルタ２２１を通過した液体はそれぞれの色に対応して供給ユニット２２０上に配置された負圧制御ユニット２３０へ供給される。負圧制御ユニット２３０は各色別の圧力調整弁からなるユニットであり、それぞれの内部に弁やバネ部材などの働きによって、液体の流量の変動に伴って生じる記録装置１０００の供給系内（液体吐出ヘッド３の上流側の供給系）の圧損変化を大幅に減衰させる。そうして、圧力制御ユニットよりも下流側（液体吐出ユニット３００側）の負圧変化をある一定範囲内で安定化させることが可能である。各色の負圧制御ユニット２３０内には、図２で記述したように、各色２つの圧力調整弁が内蔵されている。これら２つの圧力調整弁は、それぞれ異なる制御圧力に設定され、高圧側が液体吐出ユニット３００内の共通供給流路２１１、低圧側が共通回収流路２１２と、液体供給ユニット２２０を介して連通している。 FIG. 5 shows an exploded perspective view of each component or unit constituting the liquid discharge head 3. The liquid discharge unit 300, the liquid supply unit 220, and the electrical wiring board 90 are attached to the housing 80. The liquid supply unit 220 is provided with a liquid connection portion 111 (FIG. 3), and inside the liquid supply unit 220, each color communicating with each opening of the liquid connection portion 111 in order to remove foreign substances in the supplied ink. Another filter 221 (FIGS. 2 and 3) is provided. The two liquid supply units 220 are each provided with a filter 221 for two colors. The liquid that has passed through the filter 221 is supplied to the negative pressure control unit 230 arranged on the supply unit 220 corresponding to each color. The negative pressure control unit 230 is a unit composed of pressure adjusting valves for each color, and is generated in the supply system of the recording device 1000 (liquid discharge) caused by fluctuations in the flow rate of the liquid due to the action of valves, spring members, etc. inside each of them. The pressure loss change of the supply system on the upstream side of the head 3) is greatly attenuated. Then, it is possible to stabilize the negative pressure change on the downstream side (liquid discharge unit 300 side) of the pressure control unit within a certain range. As described with reference to FIG. 2, two pressure adjusting valves for each color are built in the negative pressure control unit 230 for each color. These two pressure regulating valves are set to different control pressures, and the high pressure side communicates with the common supply flow path 211 in the liquid discharge unit 300, and the low pressure side communicates with the common recovery flow path 212 via the liquid supply unit 220. ..

筐体８０は、液体吐出ユニット支持部８１及び電気配線基板支持部８２とから構成され、液体吐出ユニット３００及び電気配線基板９０を支持するとともに、液体吐出ヘッド３の剛性を確保している。電気配線基板支持部８２は電気配線基板９０を支持する為のものであって、液体吐出ユニット支持部８１にネジ止めによって固定されている。液体吐出ユニット支持部８１は液体吐出ユニット３００の反りや変形を矯正して、複数の記録素子基板１０の相対位置精度を確保する役割を有し、それにより記録物におけるスジやムラを抑制する。そのため液体吐出ユニット支持部８１は、十分な剛性を有することが好ましく、材質としてはＳＵＳやアルミなどの金属材料、もしくはアルミナなどのセラミックが好適である。液体吐出ユニット支持部８１には、ジョイントゴム１００が挿入される開口８３、８４が設けられている。液体供給ユニット２２０から供給される液体はジョイントゴムを介して液体吐出ユニット３００を構成する第３流路部材７０へと導かれる。
液体吐出ユニット３００は、複数の吐出モジュール２００、流路部材２１０からなり、液体吐出ユニット３００の被記録媒体側の面にはカバー部材１３０が取り付けられる。ここで、カバー部材１３０は図５に示したように、長尺の開口１３１が設けられた額縁状の表面を持つ部材であり、開口１３１からは吐出モジュール２００に含まれる記録素子基板１０及び封止材による封止部１１０（図９）が露出している。開口１３１の周囲の枠部は、記録待機時に液体吐出ヘッド３をキャップするキャップ部材の当接面としての機能を有する。このため、開口１３１の周囲に沿って接着剤、封止材、充填材等を塗布し、液体吐出ユニット３００の吐出口面上の凹凸や隙間を埋めることで、キャップ時に閉空間が形成されるようにすることが好ましい。 The housing 80 is composed of a liquid discharge unit support portion 81 and an electric wiring board support portion 82, supports the liquid discharge unit 300 and the electric wiring board 90, and secures the rigidity of the liquid discharge head 3. The electric wiring board support portion 82 is for supporting the electric wiring board 90, and is fixed to the liquid discharge unit support portion 81 by screwing. The liquid discharge unit support portion 81 has a role of correcting the warp and deformation of the liquid discharge unit 300 and ensuring the relative position accuracy of the plurality of recording element substrates 10, thereby suppressing streaks and unevenness in the recorded material. Therefore, the liquid discharge unit support portion 81 preferably has sufficient rigidity, and as the material, a metal material such as SUS or aluminum, or a ceramic such as alumina is preferable. The liquid discharge unit support portion 81 is provided with openings 83 and 84 into which the joint rubber 100 is inserted. The liquid supplied from the liquid supply unit 220 is guided to the third flow path member 70 constituting the liquid discharge unit 300 via the joint rubber.
The liquid discharge unit 300 includes a plurality of discharge modules 200 and a flow path member 210, and a cover member 130 is attached to the surface of the liquid discharge unit 300 on the recording medium side. Here, as shown in FIG. 5, the cover member 130 is a member having a frame-like surface provided with a long opening 131, and the recording element substrate 10 and the sealing included in the discharge module 200 are sealed from the opening 131. The sealing portion 110 (FIG. 9) by the stopper is exposed. The frame portion around the opening 131 has a function as a contact surface of a cap member that caps the liquid discharge head 3 during recording standby. Therefore, an adhesive, a sealing material, a filler, or the like is applied along the periphery of the opening 131 to fill the irregularities and gaps on the discharge port surface of the liquid discharge unit 300, so that a closed space is formed at the time of capping. It is preferable to do so.

次に液体吐出ユニット３００に含まれる流路部材２１０の構成について説明する。図５に示したように、流路部材２１０は第１流路部材５０、第２流路部材６０、第３流路部材７０を積層したものである。流路部材２１０は、液体供給ユニット２２０から供給された液体を各吐出モジュール２００へと分配し、また吐出モジュール２００から環流する液体を液体供給ユニット２２０へと戻すための流路部材である。流路部材２１０は液体吐出ユニット支持部８１にネジ止めで固定されており、それにより流路部材２１０の反りや変形が抑制されている。 Next, the configuration of the flow path member 210 included in the liquid discharge unit 300 will be described. As shown in FIG. 5, the flow path member 210 is a stack of a first flow path member 50, a second flow path member 60, and a third flow path member 70. The flow path member 210 is a flow path member for distributing the liquid supplied from the liquid supply unit 220 to each discharge module 200 and returning the liquid recirculated from the discharge module 200 to the liquid supply unit 220. The flow path member 210 is fixed to the liquid discharge unit support portion 81 with screws, whereby warpage and deformation of the flow path member 210 are suppressed.

図６（ａ）〜（ｆ）は第１〜第３流路部材の各流路部材の表面と裏面を示した図である。図６（ａ）は、第１流路部材５０の、吐出モジュール２００が搭載される側の面を示し、図６（ｆ）は、第３流路部材７０の、液体吐出ユニット支持部８１と当接する側の面を示す。第１流路部材５０と第２流路部材６０とは、夫々の流路部材の当接面である図６（ｂ）と図６（ｃ）が対向するように接合し、第２流路部材と第３流路部材とは、夫々の流路部材の当接面である図６（ｄ）と図６（ｅ）が対向するように接合する。第２流路部材６０と第３流路部材７０を接合することにより、夫々の流路部材に形成される共通流路溝６２と７１とによって、流路部材の長手方向に延在する８本の共通流路が形成される。これにより色毎に共通供給流路２１１と共通回収流路２１２のセットが流路部材２１０内に形成される（図７）。第３流路部材７０の連通口７２はジョイントゴム１００の各穴と連通しており、液体供給ユニット２２０と流体的に流通している。第２流路部材６０の共通流路溝６２の底面には連通口６１が複数形成されており、第１流路部材５０の個別流路溝５２の一端部と連通している。第１流路部材５０の個別流路溝５２の他端部には連通口５１が形成されており、連通口５１を介して、複数の吐出モジュール２００と流体的に連通している。この個別流路溝５２により流路部材の中央側へ流路を集約することが可能となる。 6 (a) to 6 (f) are views showing the front surface and the back surface of each flow path member of the first to third flow path members. FIG. 6A shows the surface of the first flow path member 50 on the side on which the discharge module 200 is mounted, and FIG. 6F shows the liquid discharge unit support portion 81 of the third flow path member 70. The surface on the abutting side is shown. The first flow path member 50 and the second flow path member 60 are joined so that the contact surfaces of the flow path members, FIGS. 6 (b) and 6 (c), face each other, and the second flow path is formed. The member and the third flow path member are joined so that the contact surfaces of the flow path members, FIGS. 6 (d) and 6 (e), face each other. Eight extending in the longitudinal direction of the flow path member by the common flow path grooves 62 and 71 formed in the respective flow path members by joining the second flow path member 60 and the third flow path member 70. Common flow path is formed. As a result, a set of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 is formed in the flow path member 210 for each color (FIG. 7). The communication port 72 of the third flow path member 70 communicates with each hole of the joint rubber 100, and fluidly circulates with the liquid supply unit 220. A plurality of communication ports 61 are formed on the bottom surface of the common flow path groove 62 of the second flow path member 60, and communicate with one end of the individual flow path groove 52 of the first flow path member 50. A communication port 51 is formed at the other end of the individual flow path groove 52 of the first flow path member 50, and fluidly communicates with the plurality of discharge modules 200 via the communication port 51. The individual flow path groove 52 makes it possible to consolidate the flow paths toward the center of the flow path member.

第１〜第３流路部材は、液体に対して耐腐食性を有するとともに、線膨張率の低い材質からなることが好ましい。材質としては例えば、アルミナや、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＰＳ（ポリフェニルサルファイド）やＰＳＦ（ポリサルフォン）を母材としてシリカ微粒子やファイバーなどの無機フィラーを添加した複合材料（樹脂材料）を好適に用いることができる。上記母材としては、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）を用いることもできる。流路部材２１０の形成方法としては、３つの流路部材を積層させて互いに接着しても良いし、材質として樹脂複合樹脂材料を選択した場合には、溶着による接合方法を用いても良い。 The first to third flow path members are preferably made of a material having corrosion resistance to liquid and having a low coefficient of linear expansion. As the material, for example, a composite material (resin material) using alumina, LCP (liquid crystal polymer), PPS (polyphenyl sulfide) or PSF (polysulfone) as a base material and adding an inorganic filler such as silica fine particles or fibers is preferably used. be able to. Modified PPE (polyphenylene ether) can also be used as the base material. As a method for forming the flow path member 210, three flow path members may be laminated and bonded to each other, or when a resin composite resin material is selected as the material, a joining method by welding may be used.

次に図７を用いて流路部材２１０内の各流路の接続関係について説明する。図７は、第１〜第３流路部材を接合して形成される流路部材２１０内の流路を第１の流路部材５０の、吐出モジュール２００が搭載される面側から一部を拡大してみた透視図である。流路部材２１０には、色毎に液体吐出ヘッド３の長手方向に伸びる共通供給流路２１１（２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄ）、及び共通回収流路２１２（２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ）が設けられている。各色の共通供給流路２１１には、個別流路溝５２によって形成される複数の個別供給流路（２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ）が連通口６１を介して接続されている。また、各色の共通回収流路２１２には、個別流路溝５２によって形成される複数の個別回収流路（２１４ａ、２１４ｂ、２１４ｃ、２１４ｄ）が連通口６１を介して接続されている。このような流路構成により各共通供給流路２１１から個別供給流路２１３を介して、流路部材の中央部に位置する記録素子基板１０にインクを集約することが出来る。また記録素子基板１０から個別回収流路２１４を介して、各共通回収流路２１２にインクを回収することが出来る。 Next, the connection relationship of each flow path in the flow path member 210 will be described with reference to FIG. 7. FIG. 7 shows a part of the flow path in the flow path member 210 formed by joining the first to third flow path members from the surface side of the first flow path member 50 on which the discharge module 200 is mounted. It is an enlarged perspective view. The flow path member 210 includes a common supply flow path 211 (211a, 211b, 211c, 211d) extending in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 for each color, and a common recovery flow path 212 (212a, 212b, 212c, 212d). It is provided. A plurality of individual supply channels (213a, 213b, 213c, 213d) formed by the individual channel grooves 52 are connected to the common supply channel 211 of each color via a communication port 61. Further, a plurality of individual recovery channels (214a, 214b, 214c, 214d) formed by the individual channel grooves 52 are connected to the common recovery channel 212 of each color via a communication port 61. With such a flow path configuration, ink can be concentrated on the recording element substrate 10 located at the center of the flow path member from each common supply flow path 211 via the individual supply flow path 213. Ink can be recovered from the recording element substrate 10 to each common recovery flow path 212 via the individual recovery flow path 214.

図８は、図７のＥ−Ｅ線における断面を示した図である。この図に示すように、それぞれの個別回収流路（２１４ａ、２１４ｃ）は連通口５１を介して、吐出モジュール２００と連通している。図８では個別回収流路（２１４ａ、２１４ｃ）のみ図示しているが、別の断面においては、図７に示すように個別供給流路２１３と吐出モジュール２００とが連通している。各吐出モジュール２００に含まれる支持部材３０及び記録素子基板１０には、第１流路部材５０からのインクを記録素子基板１０に設けられる記録素子１５（図１０）に供給するための流路が形成されている。さらに、支持部材３０及び記録素子基板１０には、記録素子１５に供給した液体の１部または全部を第１流路部材５０に回収（環流）するための流路が形成されている。ここで、各色の共通供給流路２１１は対応する色の負圧制御ユニット２３０（高圧側）と液体供給ユニット２２０を介して接続されており、また共通回収流路２１２は負圧制御ユニット２３０（低圧側）と液体供給ユニット２２０を介して接続されている。この負圧制御ユニット２３０により、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２間に差圧（圧力差）を生じさせるようになっている。このため、図７及び８に示したように各流路を接続した本適用例の液体吐出ヘッド内では、各色で共通供給流路２１１〜個別供給流路２１３ａ〜記録素子基板１０〜個別回収流路２１３ｂ〜共通回収流路２１２へと順に流れる流れが発生する。 FIG. 8 is a view showing a cross section taken along the line EE of FIG. As shown in this figure, each individual collection flow path (214a, 214c) communicates with the discharge module 200 via a communication port 51. Although only the individual recovery channels (214a and 214c) are shown in FIG. 8, in another cross section, the individual supply channels 213 and the discharge module 200 communicate with each other as shown in FIG. The support member 30 and the recording element substrate 10 included in each ejection module 200 have a flow path for supplying ink from the first flow path member 50 to the recording element 15 (FIG. 10) provided on the recording element substrate 10. It is formed. Further, the support member 30 and the recording element substrate 10 are formed with a flow path for collecting (circulating) a part or all of the liquid supplied to the recording element 15 to the first flow path member 50. Here, the common supply flow path 211 of each color is connected to the negative pressure control unit 230 (high pressure side) of the corresponding color via the liquid supply unit 220, and the common recovery flow path 212 is the negative pressure control unit 230 (the negative pressure control unit 230 (high pressure side). It is connected to the low pressure side) via the liquid supply unit 220. The negative pressure control unit 230 creates a differential pressure (pressure difference) between the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212. Therefore, in the liquid discharge head of the present application example in which each flow path is connected as shown in FIGS. 7 and 8, the common supply flow path 211 to the individual supply flow path 213a to the recording element substrate 10 to the individual recovery flow for each color. A flow is generated in order from the path 213b to the common recovery flow path 212.

（吐出モジュールの説明）
図９（ａ）に１つの吐出モジュール２００の斜視図を、図９（ｂ）にその分解図を示す。吐出モジュール２００の製造方法としては、まず記録素子基板１０及びフレキシブル配線基板４０を、予め液体連通口３１が設けられた支持部材３０上に接着する。その後、記録素子基板１０上の端子１６と、フレキシブル配線基板４０上の端子４１とをワイヤーボンディングによって電気接続し、その後にワイヤーボンディング部（電気接続部）を封止材で覆って封止部１１０を形成する。フレキシブル配線基板４０の記録素子基板１０と反対側の端子４２は、電気配線基板９０の接続端子９３（図５参照）と電気接続される。支持部材３０は、記録素子基板１０を支持する支持体であるとともに、記録素子基板１０と流路部材２１０とを流体的に連通させる流路部材である為、平面度が高く、また十分に高い信頼性をもって記録素子基板と接合できるものが好ましい。材質としては例えばアルミナや樹脂材料が好ましい。 (Explanation of discharge module)
FIG. 9A shows a perspective view of one discharge module 200, and FIG. 9B shows an exploded view thereof. As a method of manufacturing the discharge module 200, first, the recording element substrate 10 and the flexible wiring substrate 40 are adhered to a support member 30 provided with a liquid communication port 31 in advance. After that, the terminal 16 on the recording element substrate 10 and the terminal 41 on the flexible wiring board 40 are electrically connected by wire bonding, and then the wire bonding portion (electrical connection portion) is covered with a sealing material to cover the sealing portion 110. To form. The terminal 42 on the side of the flexible wiring board 40 opposite to the recording element board 10 is electrically connected to the connection terminal 93 (see FIG. 5) of the electrical wiring board 90. Since the support member 30 is a support that supports the recording element substrate 10 and is a flow path member that fluidly communicates the recording element substrate 10 and the flow path member 210, the flatness is high and sufficiently high. Those that can be reliably bonded to the recording element substrate are preferable. As the material, for example, alumina or a resin material is preferable.

（記録素子基板の構造の説明）
本適用例における記録素子基板１０の構成について説明する。図１０（ａ）は記録素子基板１０の吐出口１３が形成される側の面の平面図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡで示した部分の拡大図を示し、図１０（ｃ）は図１０（ａ）の裏面の平面図を示す。図１０（ａ）に示すように、記録素子基板１０の吐出口形成部材１２に、各インク色に対応する４列の吐出口列が形成されている。なお、以後、複数の吐出口１３が配列される吐出口列が延びる方向を「吐出口列方向」と呼称する。
図１０（ｂ）に示すように、各吐出口１３に対応した位置には液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する発熱素子である記録素子１５が配置されている。隔壁２２により、記録素子１５を内部に備える圧力室２３が区画されている。記録素子１５は記録素子基板１０に設けられる電気配線（不図示）によって、図１０（ａ）の端子１６と電気的に接続されている。記録素子１５は、記録装置１０００の制御回路から電気配線基板９０（図５）及びフレキシブル配線基板４０（図９）を介して入力されるパルス信号に基づいて発熱して液体を沸騰させる。この沸騰による発泡の力で液体を吐出口１３から吐出する。図１０（ｂ）に示すように、各吐出口列に沿って、一方の側には液体供給路１８が、他方の側には液体回収路１９が延在している。液体供給路１８及び液体回収路１９は記録素子基板１０に設けられた吐出口列方向に伸びた流路であり、それぞれ供給口１７ａ、回収口１７ｂを介して吐出口１３と連通している。 (Explanation of the structure of the recording element substrate)
The configuration of the recording element substrate 10 in this application example will be described. FIG. 10A shows a plan view of the surface of the recording element substrate 10 on the side where the discharge port 13 is formed, and FIG. 10B shows an enlarged view of the portion shown by A in FIG. 10A. FIG. 10 (c) shows a plan view of the back surface of FIG. 10 (a). As shown in FIG. 10A, the ejection port forming member 12 of the recording element substrate 10 is formed with four rows of ejection ports corresponding to each ink color. Hereinafter, the direction in which the discharge port row in which the plurality of discharge ports 13 are arranged extends is referred to as the "discharge port row direction".
As shown in FIG. 10B, a recording element 15 which is a heat generating element for generating energy used for discharging a liquid is arranged at a position corresponding to each discharge port 13. The partition wall 22 partitions the pressure chamber 23 including the recording element 15 inside. The recording element 15 is electrically connected to the terminal 16 of FIG. 10A by an electric wiring (not shown) provided on the recording element substrate 10. The recording element 15 generates heat based on a pulse signal input from the control circuit of the recording device 1000 via the electric wiring board 90 (FIG. 5) and the flexible wiring board 40 (FIG. 9) to boil the liquid. The liquid is discharged from the discharge port 13 by the force of foaming due to this boiling. As shown in FIG. 10B, a liquid supply path 18 extends on one side and a liquid recovery path 19 extends on the other side along each discharge port row. The liquid supply path 18 and the liquid recovery path 19 are flow paths extending in the discharge port row direction provided on the recording element substrate 10, and communicate with the discharge port 13 via the supply port 17a and the recovery port 17b, respectively.

図１０（ｃ）および図１１に示すように、記録素子基板１０の、吐出口１３が形成される面の裏面にはシート状の蓋部材２０が積層されており、蓋部材２０には、後述する液体供給路１８及び液体回収路１９に連通する開口２１が複数設けられている。本適用例においては、液体供給路１８の１本に対して３個、液体回収路１９の１本に対して２個の開口２１が蓋部材２０に設けられている。図１０（ｂ）に示すように蓋部材２０の夫々の開口２１は、図６（ａ）に示した複数の連通口５１と連通している。図１１に示すように蓋部材２０は、記録素子基板１０の基板１１に形成される液体供給路１８及び液体回収路１９の壁の一部を形成する蓋としての機能を有する。蓋部材２０は、液体に対して十分な耐食性を有している物が好ましく、また、混色防止の観点から、開口２１の開口形状および開口位置には高い精度が求められる。このため蓋部材２０の材質として、感光性樹脂材料やシリコン板を用い、フォトリソプロセスによって開口２１を設けることが好ましい。このように蓋部材は開口２１により流路のピッチを変換するものであり、圧力損失を考慮すると厚みは薄いことが望ましく、フィルム状の部材で構成されることが望ましい。 As shown in FIGS. 10C and 11, a sheet-shaped lid member 20 is laminated on the back surface of the surface of the recording element substrate 10 on which the discharge port 13 is formed, and the lid member 20 will be described later. A plurality of openings 21 communicating with the liquid supply path 18 and the liquid recovery path 19 are provided. In this application example, the lid member 20 is provided with three openings 21 for one liquid supply path 18 and two openings 21 for one liquid recovery path 19. As shown in FIG. 10B, each opening 21 of the lid member 20 communicates with the plurality of communication ports 51 shown in FIG. 6A. As shown in FIG. 11, the lid member 20 has a function as a lid forming a part of the walls of the liquid supply path 18 and the liquid recovery path 19 formed on the substrate 11 of the recording element substrate 10. The lid member 20 preferably has sufficient corrosion resistance against a liquid, and from the viewpoint of preventing color mixing, the opening shape and opening position of the opening 21 are required to have high accuracy. Therefore, it is preferable to use a photosensitive resin material or a silicon plate as the material of the lid member 20 and to provide the opening 21 by a photolithography process. As described above, the lid member changes the pitch of the flow path by the opening 21, and it is desirable that the lid member is thin in consideration of the pressure loss, and it is desirable that the lid member is composed of a film-like member.

次に、記録素子基板１０内での液体の流れについて説明する。図１１は図１０（ａ）におけるＢ−Ｂ面での記録素子基板１０および蓋部材２０の断面を示す斜視図である。記録素子基板１０はＳｉにより形成される基板１１と感光性の樹脂により形成される吐出口形成部材１２とが積層されており、基板１１の裏面には蓋部材２０が接合されている。基板１１の一方の面側には記録素子１５が形成されており（図１０）、その裏面側には、吐出口列に沿って延在する液体供給路１８および液体回収路１９を構成する溝が形成されている。基板１１と蓋部材２０によって形成される液体供給路１８及び液体回収路１９はそれぞれ、流路部材２１０内の共通供給流路２１１と共通回収流路２１２と接続されており、液体供給路１８と液体回収路１９との間には差圧が生じている。液体吐出ヘッド３の複数の吐出口１３から液体を吐出し記録を行っている際に、吐出動作を行っていない吐出口においては、この差圧によって、次のように液体が流れる。即ち、基板１１内に設けられた液体供給路１８内の液体が、供給口１７ａ、圧力室２３、回収口１７ｂを経由して液体回収路１９へ流れる（図１１の矢印Ｃで示した流れ）。この流れによって、記録を休止している吐出口１３や圧力室２３において、吐出口１３からの蒸発によって生じる増粘インクや、泡・異物などを液体回収路１９へ回収することができる。また吐出口１３や圧力室２３のインクの増粘を抑制することが出来る。液体回収路１９へ回収された液体は、蓋部材２０の開口２１及び支持部材３０の液体連通口３１（図９ｂ参照）を通じて、流路部材２１０内の連通口５１、個別回収流路２１４、共通回収流路２１２の順に回収される。そして、最終的には記録装置１０００の供給経路へと回収される。 Next, the flow of the liquid in the recording element substrate 10 will be described. FIG. 11 is a perspective view showing a cross section of the recording element substrate 10 and the lid member 20 on the BB plane in FIG. 10A. The recording element substrate 10 is formed by laminating a substrate 11 formed of Si and a discharge port forming member 12 formed of a photosensitive resin, and a lid member 20 is bonded to the back surface of the substrate 11. A recording element 15 is formed on one surface side of the substrate 11 (FIG. 10), and a groove forming a liquid supply path 18 and a liquid recovery path 19 extending along the discharge port row is formed on the back surface side thereof. Is formed. The liquid supply path 18 and the liquid recovery path 19 formed by the substrate 11 and the lid member 20 are connected to the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 in the flow path member 210, respectively, and the liquid supply path 18 and A differential pressure is generated between the liquid recovery path 19 and the liquid recovery path 19. When the liquid is discharged from the plurality of discharge ports 13 of the liquid discharge head 3 and recorded, the liquid flows as follows due to this differential pressure at the discharge ports that are not performing the discharge operation. That is, the liquid in the liquid supply path 18 provided in the substrate 11 flows to the liquid recovery path 19 via the supply port 17a, the pressure chamber 23, and the recovery port 17b (the flow indicated by the arrow C in FIG. 11). .. By this flow, in the discharge port 13 and the pressure chamber 23 where recording is suspended, thickening ink, bubbles, foreign substances, etc. generated by evaporation from the discharge port 13 can be collected in the liquid recovery path 19. Further, it is possible to suppress thickening of ink in the discharge port 13 and the pressure chamber 23. The liquid collected in the liquid recovery path 19 is common to the communication port 51 in the flow path member 210 and the individual recovery flow path 214 through the opening 21 of the lid member 20 and the liquid communication port 31 (see FIG. 9b) of the support member 30. It is collected in the order of the collection flow path 212. Finally, it is collected in the supply path of the recording device 1000.

つまり記録装置本体から液体吐出ヘッド３へ供給される液体は下記の順に流動し、供給および回収される。液体は、まず液体供給ユニット２２０の液体接続部１１１から液体吐出ヘッド３の内部に流入する。そして、ジョイントゴム１００、第３流路部材に設けられた連通口７２および共通流路溝７１、第２流路部材に設けられた共通流路溝６２および連通口６１、第１流路部材に設けられた個別流路溝５２および連通口５１の順に供給される。その後、支持部材３０に設けられた液体連通口３１、蓋部材に設けられた開口２１、基板１１に設けられた液体供給路１８および供給口１７ａを順に介して圧力室２３に供給される。圧力室２３に供給された液体のうち、吐出口１３から吐出されなかった液体は、基板１１に設けられた回収口１７ｂおよび液体回収路１９、蓋部材に設けられた開口２１、支持部材３０に設けられた液体連通口３１を順に流れる。その後、第１流路部材に設けられた連通口５１および個別流路溝５２、第２流路部材に設けられた連通口６１および共通流路溝６２、第３流路部材７０に設けられた共通流路溝７１および連通口７２、ジョイントゴム１００を順に流れる。そして、液体供給ユニットに設けられた液体接続部１１１から液体吐出ヘッド３の外部へ液体が流動する。図２に示す第１の循環経路の形態においては、液体接続部１１１から流入した液体は負圧制御ユニット２３０を経由した後にジョイントゴム１００に供給される。図３に示す第２の循環経路の形態においては、圧力室２３から回収された液体は、ジョイントゴム１００を通過した後、負圧制御ユニット２３０を介して液体接続部１１１から液体吐出ヘッドの外部へ流動する。 That is, the liquid supplied from the recording device main body to the liquid discharge head 3 flows in the following order, and is supplied and recovered. The liquid first flows into the inside of the liquid discharge head 3 from the liquid connection portion 111 of the liquid supply unit 220. Then, the joint rubber 100, the communication port 72 and the common flow path groove 71 provided in the third flow path member, the common flow path groove 62 and the communication port 61 provided in the second flow path member, and the first flow path member The individual flow path grooves 52 and the communication ports 51 provided are supplied in this order. After that, the liquid is supplied to the pressure chamber 23 through the liquid communication port 31 provided in the support member 30, the opening 21 provided in the lid member, the liquid supply path 18 provided in the substrate 11, and the supply port 17a in this order. Of the liquids supplied to the pressure chamber 23, the liquids not discharged from the discharge port 13 are supplied to the recovery port 17b and the liquid recovery path 19 provided on the substrate 11, the opening 21 provided in the lid member, and the support member 30. It flows through the provided liquid communication ports 31 in order. After that, the communication port 51 and the individual flow path groove 52 provided in the first flow path member, the communication port 61 and the common flow path groove 62 provided in the second flow path member, and the third flow path member 70 were provided. The common flow path groove 71, the communication port 72, and the joint rubber 100 flow in this order. Then, the liquid flows from the liquid connection portion 111 provided in the liquid supply unit to the outside of the liquid discharge head 3. In the form of the first circulation path shown in FIG. 2, the liquid flowing from the liquid connecting portion 111 is supplied to the joint rubber 100 after passing through the negative pressure control unit 230. In the form of the second circulation path shown in FIG. 3, the liquid recovered from the pressure chamber 23 passes through the joint rubber 100 and then passes from the liquid connection portion 111 to the outside of the liquid discharge head via the negative pressure control unit 230. Flow to.

また図２および図３に示すように、液体吐出ユニット３００の共通供給流路２１１の一端から流入した全ての液体が個別供給流路２１３ａを経由して圧力室２３に供給されるわけではない。個別供給流路２１３ａに流入することなく、共通供給流路２１１の他端から液体供給ユニット２２０に流動する液体もある。このように、記録素子基板１０を経由することなく流動する経路を備えることで、本適用例のような微細で流抵抗の大きい流路を備える記録素子基板１０を備える場合であっても、液体の循環流の逆流を抑制することができる。このようにして、本適用例の液体吐出ヘッドでは、圧力室や吐出口近傍部の液体の増粘を抑制できるので吐出のヨレや不吐を抑制でき、結果として高画質な記録を行うことができる。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, not all the liquid flowing from one end of the common supply flow path 211 of the liquid discharge unit 300 is supplied to the pressure chamber 23 via the individual supply flow path 213a. There is also a liquid that flows from the other end of the common supply flow path 211 to the liquid supply unit 220 without flowing into the individual supply flow path 213a. In this way, by providing the path for flowing without passing through the recording element substrate 10, even when the recording element substrate 10 having a fine flow path having a large flow resistance as in this application example is provided, the liquid is provided. It is possible to suppress the backflow of the circulating flow. In this way, in the liquid discharge head of the present application example, the thickening of the liquid in the pressure chamber and the vicinity of the discharge port can be suppressed, so that the discharge twist and non-discharge can be suppressed, and as a result, high-quality recording can be performed. it can.

（記録素子基板間の位置関係の説明）
図１２は、隣り合う２つの吐出モジュールにおける、記録素子基板の隣接部を部分的に拡大して示す平面図である。図１０に示すように、本適用例では略平行四辺形の記録素子基板を用いている。図１２に示すように各記録素子基板１０における吐出口１３が配列される各吐出口列（１４ａ〜１４ｄ）は、被記録媒体の搬送方向に対し一定角度傾くように配置されている。それによって記録素子基板１０同士の隣接部における吐出列は、少なくとも１つの吐出口が被記録媒体の搬送方向にオーバーラップするようになっている。図１２では、Ｄ線上の２つの吐出口が互いにオーバーラップ関係にある。このような配置によって、仮に記録素子基板１０の位置が所定位置から多少ずれた場合でも、オーバーラップする吐出口の駆動制御によって、記録画像の黒スジや白抜けを目立たなくするようにすることができる。複数の記録素子基板１０を千鳥配置ではなく直線上（インライン）に配置した場合にも、図１２の構成により液体吐出ヘッド３の被記録媒体の搬送方向の長さの増大を抑えつつ、記録素子基板１０同士のつなぎ部における黒スジや白抜け対策を行うことが出来る。なお、本適用例では記録素子基板の主平面は平行四辺形であるが、本発明はこれに限るものではなく、例えば長方形、台形、その他形状の記録素子基板を用いた場合でも、本発明の構成を好ましく適用することができる。 (Explanation of positional relationship between recording element substrates)
FIG. 12 is a plan view showing a partially enlarged view of an adjacent portion of the recording element substrate in two adjacent discharge modules. As shown in FIG. 10, in this application example, a substantially parallelogram-shaped recording element substrate is used. As shown in FIG. 12, each discharge port row (14a to 14d) in which the discharge ports 13 of each recording element substrate 10 are arranged is arranged so as to be inclined at a constant angle with respect to the transport direction of the recording medium. As a result, at least one ejection port of the ejection row in the adjacent portion between the recording element substrates 10 overlaps in the conveying direction of the recording medium. In FIG. 12, the two discharge ports on the D line are in an overlapping relationship with each other. With such an arrangement, even if the position of the recording element substrate 10 deviates slightly from the predetermined position, the black streaks and white spots in the recorded image can be made inconspicuous by the drive control of the overlapping discharge ports. it can. Even when the plurality of recording element substrates 10 are arranged in a straight line (in-line) instead of in a staggered arrangement, the recording element is suppressed from increasing in the length of the liquid discharge head 3 in the transport direction of the recording medium by the configuration of FIG. It is possible to take measures against black streaks and white spots at the joints between the substrates 10. In this application example, the main plane of the recording element substrate is a parallelogram, but the present invention is not limited to this, and even when a rectangular, trapezoidal, or other shaped recording element substrate is used, the present invention is not limited to this. The configuration can be preferably applied.

（液体吐出ヘッド構成の変形例の説明）
図３１〜図３４を用いて上述した液体吐出ヘッド構成の変形例について説明する。上述した例と同様な構成、機能については説明を省略し、異なる点について主体的に説明する。本変形例では、図３１、図３２に示すように、液体吐出ヘッド３と外部との液体の接続部である複数の液体接続部１１１は、液体吐出ヘッド３の長手方向の一端側に集約して配置されている。液体吐出ヘッド３の他端側には複数の負圧制御ユニット２３０を集約して配置している（図３３）。液体吐出ヘッド３に含まれる液体供給ユニット２２０は、液体吐出ヘッド３の長さに対応した長尺状のユニットとして構成され、供給する４色の液体に対応した流路およびフィルタ２２１を備える。図３３に示すように、液体吐出ユニット支持部８１に設けられる開口８３〜８６も上述した液体吐出ヘッド３とは異なる位置に設けられている。
図３４に流路部材５０、６０、７０の積層状態を示す。複数の流路部材５０、６０、７０の最上層である第１流路部材５０の上面に複数の記録素子基板１０が直線状に配列される。各記録素子基板１０の裏面側に形成される開口２１（図１９）に連通する流路は、液体の色ごとに、個別供給流路２１３が２つ、個別回収流路２１４が１つとなっている。これに対応して、記録素子基板１０の裏面に設けられる蓋部材２０に形成される開口２１も、液体の色ごとに供給開口２１が２つ、回収開口２１が１つとなっている。図３４に示すように、液体吐出ヘッド３の長手方向（複数の記録素子基板１０の配列方向）に沿って延在する共通供給流路２１１と共通回収流路２１２とが交互に並列されている。 (Explanation of a modified example of the liquid discharge head configuration)
A modified example of the above-described liquid discharge head configuration will be described with reference to FIGS. 31 to 34. The description of the same configuration and function as the above-mentioned example will be omitted, and the differences will be mainly described. In this modification, as shown in FIGS. 31 and 32, the plurality of liquid connection portions 111, which are the liquid connection portions between the liquid discharge head 3 and the outside, are integrated on one end side of the liquid discharge head 3 in the longitudinal direction. Is arranged. A plurality of negative pressure control units 230 are collectively arranged on the other end side of the liquid discharge head 3 (FIG. 33). The liquid supply unit 220 included in the liquid discharge head 3 is configured as a long unit corresponding to the length of the liquid discharge head 3, and includes a flow path and a filter 221 corresponding to the four colors of liquid to be supplied. As shown in FIG. 33, the openings 83 to 86 provided in the liquid discharge unit support portion 81 are also provided at positions different from those of the liquid discharge head 3 described above.
FIG. 34 shows the laminated state of the flow path members 50, 60, and 70. A plurality of recording element substrates 10 are linearly arranged on the upper surface of the first flow path member 50, which is the uppermost layer of the plurality of flow path members 50, 60, 70. The flow path communicating with the opening 21 (FIG. 19) formed on the back surface side of each recording element substrate 10 has two individual supply flow paths 213 and one individual recovery flow path 214 for each color of the liquid. There is. Correspondingly, the openings 21 formed in the lid member 20 provided on the back surface of the recording element substrate 10 also have two supply openings 21 and one recovery opening 21 for each color of the liquid. As shown in FIG. 34, the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 extending along the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 (arrangement direction of the plurality of recording element substrates 10) are alternately arranged in parallel. ..

［第２の適用例］
本発明を適用可能な第２の適用例によるインクジェット記録装置１０００及び液体吐出ヘッド３の構成を説明する。なお以降の説明においては、主として第１の適用例と異なる部分のみを説明し、第１の適用例と同様の部分については説明を省略する。 [Second application example]
The configuration of the inkjet recording device 1000 and the liquid discharge head 3 according to the second application example to which the present invention can be applied will be described. In the following description, only the parts different from the first application example will be mainly described, and the description of the same parts as the first application example will be omitted.

（インクジェット記録装置の説明）
本発明の第２の適用例によるインクジェット記録装置を図２０に示す。第２の適用例の記録装置１０００はＣＭＹＫのインクごとに対応した単色用の液体吐出ヘッド３を４つ並列配置させることで被記録媒体へフルカラー記録を行う点が第１の適用例とは異なる。第１の適用例において１色あたりに使用できる吐出口列数が１列だったのに対し、本適用例において１色あたりに使用できる吐出口列数は２０列となっている（図１９（ａ））。このため、記録データを複数の吐出口列に適宜振り分けて記録を行うことで、非常に高速な記録が可能となる。更に、不吐になる吐出口があったとしても、その吐出口に対して被記録媒体の搬送方向に対応する位置にある、他列の吐出口から補間的に吐出を行うことで信頼性が向上し、商業印刷などに好適である。第１の適用例と同様に、各液体吐出ヘッド３に対して、記録装置１０００の供給系、バッファタンク１００３及びメインタンク１００６（図２）が流体的に接続される。また、それぞれの液体吐出ヘッド３には、液体吐出ヘッド３へ電力及び吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続される。 (Explanation of inkjet recording device)
An inkjet recording apparatus according to a second application of the present invention is shown in FIG. The recording device 1000 of the second application example differs from the first application example in that full-color recording is performed on the recording medium by arranging four single-color liquid ejection heads 3 corresponding to each CMYK ink in parallel. .. In the first application example, the number of discharge port rows that can be used per color is one row, whereas in this application example, the number of discharge port rows that can be used per color is 20 rows (FIG. 19 (FIG. 19). a)). Therefore, by appropriately allocating the recorded data to a plurality of discharge port rows and recording the data, very high-speed recording becomes possible. Further, even if there is a discharge port that does not discharge, reliability can be improved by interpolating the discharge from the discharge port of another row located at a position corresponding to the transport direction of the recording medium with respect to the discharge port. Improved and suitable for commercial printing and the like. Similar to the first application example, the supply system of the recording device 1000, the buffer tank 1003, and the main tank 1006 (FIG. 2) are fluidly connected to each liquid discharge head 3. Further, an electric control unit that transmits electric power and a discharge control signal to the liquid discharge head 3 is electrically connected to each liquid discharge head 3.

（循環経路の説明）
第１の適用例と同様に、記録装置１０００及び液体吐出ヘッド３間の液体循環経路としては、第１の適用例同様、図２又は図３に示した第１および第２の循環経路を用いることができる。 (Explanation of circulation route)
As in the first application example, as the liquid circulation path between the recording device 1000 and the liquid discharge head 3, the first and second circulation paths shown in FIG. 2 or 3 are used as in the first application example. be able to.

（液体吐出ヘッド構成の説明）
本発明の第２の適用例に係る液体吐出ヘッド３の構造について説明する。図１３（ａ）及び（ｂ）は本適用例に係る液体吐出ヘッド３の斜視図である。液体吐出ヘッド３は液体吐出ヘッド３の長手方向に直線上に配列される１６個の記録素子基板１０を備え、１色の液体で記録が可能なインクジェット式のライン型記録ヘッドである。液体吐出ヘッド３は、第１の適用例同様、液体接続部１１１、信号入力端子９１及び電力供給端子９２を備える。しかしながら本適用例の液体吐出ヘッド３は、第１の適用例に比べて吐出口列が多いため、液体吐出ヘッド３の両側に信号出力端子９１及び電力供給端子９２が配置されている。これは記録素子基板１０に設けられる配線部で生じる電圧低下や信号伝送遅れを低減のためである。 (Explanation of liquid discharge head configuration)
The structure of the liquid discharge head 3 according to the second application example of the present invention will be described. 13 (a) and 13 (b) are perspective views of the liquid discharge head 3 according to this application example. The liquid discharge head 3 is an inkjet type line-type recording head that includes 16 recording element substrates 10 arranged in a straight line in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 and can record with one color of liquid. The liquid discharge head 3 includes a liquid connection portion 111, a signal input terminal 91, and a power supply terminal 92, as in the first application example. However, since the liquid discharge head 3 of this application example has more discharge port rows than the first application example, signal output terminals 91 and power supply terminals 92 are arranged on both sides of the liquid discharge head 3. This is to reduce the voltage drop and signal transmission delay that occur in the wiring portion provided on the recording element substrate 10.

図１４は液体吐出ヘッド３の斜視分解図であり、液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットがその機能毎に分割されて表示されている。各ユニット及び部材の役割や液体吐出ヘッド内の液体流通の順は基本的に第１の適用例と同様であるが、液体吐出ヘッドの剛性を担保する機能が異なる。第１の適用例では主として液体吐出ユニット支持部８１によって液体吐出ヘッド剛性を担保していたが、第２の適用例の液体吐出ヘッドでは、液体吐出ユニット３００に含まれる第２流路部材６０によって液体吐出ヘッドの剛性を担保している。本適用例における液体吐出ユニット支持部８１は第２流路部材６０の両端部に接続されており、この液体吐出ユニット３００は記録装置１０００のキャリッジと機械的に結合されて、液体吐出ヘッド３の位置決めを行う。負圧制御ユニット２３０を備える液体供給ユニット２２０と、電気配線基板９０は、液体吐出ユニット支持部８１に結合される。２つの液体供給ユニット２２０内にはそれぞれフィルタ（不図示）が内蔵されている。２つの負圧制御ユニット２３０は、それぞれ異なる、相対的に高低の負圧で圧力を制御するように設定されている。また、この図のように液体吐出ヘッド３の両端部にそれぞれ、高圧側と低圧側の負圧制御ユニット２３０を設置した場合、液体吐出ヘッド３の長手方向に延在する共通供給流路２１１と共通回収流路２１２における液体の流れが互いに対向する。このようにすると、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の間で熱交換が促進されて、２つの共通流路内における温度差が低減される。そのため、共通流路に沿って複数設けられる各記録素子基板１０における温度差が付きにくく、温度差による記録ムラが生じにくくなるという利点がある。 FIG. 14 is a perspective exploded view of the liquid discharge head 3, and each component or unit constituting the liquid discharge head 3 is divided and displayed according to its function. The roles of each unit and member and the order of liquid flow in the liquid discharge head are basically the same as those in the first application example, but the functions for ensuring the rigidity of the liquid discharge head are different. In the first application example, the rigidity of the liquid discharge head was mainly secured by the liquid discharge unit support portion 81, but in the liquid discharge head of the second application example, the second flow path member 60 included in the liquid discharge unit 300 is used. The rigidity of the liquid discharge head is ensured. The liquid discharge unit support portion 81 in this application example is connected to both ends of the second flow path member 60, and the liquid discharge unit 300 is mechanically coupled to the carriage of the recording device 1000 to form a liquid discharge head 3. Perform positioning. The liquid supply unit 220 including the negative pressure control unit 230 and the electrical wiring board 90 are coupled to the liquid discharge unit support portion 81. A filter (not shown) is built in each of the two liquid supply units 220. The two negative pressure control units 230 are set to control the pressure with different, relatively high and low negative pressures. Further, when the negative pressure control units 230 on the high pressure side and the low pressure side are installed at both ends of the liquid discharge head 3 as shown in this figure, the common supply flow path 211 extending in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 The liquid flows in the common recovery flow path 212 face each other. In this way, heat exchange is promoted between the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212, and the temperature difference between the two common flow paths is reduced. Therefore, there is an advantage that a temperature difference is less likely to occur in each of the plurality of recording element substrates 10 provided along the common flow path, and recording unevenness due to the temperature difference is less likely to occur.

次に液体吐出ユニット３００の流路部材２１０の詳細について説明する。図１４に示すように流路部材２１０は、第１流路部材５０、第２流路部材６０を積層したものであり、液体供給ユニット２２０から供給された液体を各吐出モジュール２００へと分配する。また流路部材２１０は、吐出モジュール２００から環流する液体を液体供給ユニット２２０へと戻すための流路部材として機能する。流路部材２１０の第２流路部材６０は、内部に共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が形成された流路部材であるとともに、液体吐出ヘッド３の剛性を主に担うという機能を有する。このため、第２流路部材６０の材質としては、液体に対する十分な耐食性と高い機械強度を有するものが好ましい。具体的にはＳＵＳやＴｉ、アルミナなどを好ましく用いることができる。 Next, the details of the flow path member 210 of the liquid discharge unit 300 will be described. As shown in FIG. 14, the flow path member 210 is a stack of the first flow path member 50 and the second flow path member 60, and distributes the liquid supplied from the liquid supply unit 220 to each discharge module 200. .. Further, the flow path member 210 functions as a flow path member for returning the liquid recirculated from the discharge module 200 to the liquid supply unit 220. The second flow path member 60 of the flow path member 210 is a flow path member in which the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 are formed therein, and also has a function of mainly carrying the rigidity of the liquid discharge head 3. Have. Therefore, as the material of the second flow path member 60, a material having sufficient corrosion resistance against liquid and high mechanical strength is preferable. Specifically, SUS, Ti, alumina and the like can be preferably used.

図１５（ａ）は第１流路部材５０の、吐出モジュール２００がマウントされる側の面を示し、図１５（ｂ）はその裏面である、第２流路部材６０と当接される側の面を示した図である。第１の適用例とは異なり、第２の適用例における第１流路部材５０は、各吐出モジュール２００毎に対応した複数の部材を隣接して配列したものである。このように分割した構造を採ることで、複数のモジュールを配列させることで、液体吐出ヘッドの長さに対応することが出来るので、例えばＢ２サイズおよびそれ以上の長さに対応した比較的ロングスケールの液体吐出ヘッドに特に好適に適用できる。図１５（ａ）に示すように、第１流路部材５０の連通口５１は吐出モジュール２００と流体的に連通し、図１５（ｂ）に示すように、第１流路部材５０の個別連通口５３は第２流路部材６０の連通口６１と流体的に連通する。図１５（ｃ）は第２流路部材６０の、第１流路部材５０と当接される側の面を示し、図１５（ｄ）は第２流路部材６０の厚み方向中央部の断面を示し、図１５（ｅ）は第２流路部材６０の、液体供給ユニット２２０と当接する側の面を示す図である。第２流路部材６０の流路や連通口の機能は、第１の適用例の１色分と同様である。第２流路部材６０の共通流路溝７１は、その一方が図１６に示す共通供給流路２１１であり、他方が共通回収流路２１２であり、夫々、液体吐出ヘッド３長手方向に沿って、一端側から他端側に液体が供給される。本適用例においては、第１の適用例と異なり、共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の液体の長手方向は互いに反対方向である。 FIG. 15A shows the surface of the first flow path member 50 on the side on which the discharge module 200 is mounted, and FIG. 15B shows the back surface of the first flow path member 50, which is in contact with the second flow path member 60. It is a figure which showed the surface of. Unlike the first application example, the first flow path member 50 in the second application example is an array of a plurality of members corresponding to each discharge module 200 adjacent to each other. By adopting the structure divided in this way, it is possible to correspond to the length of the liquid discharge head by arranging a plurality of modules, so that it is a relatively long scale corresponding to, for example, B2 size and longer. It can be particularly preferably applied to the liquid discharge head of. As shown in FIG. 15A, the communication port 51 of the first flow path member 50 fluidly communicates with the discharge module 200, and as shown in FIG. 15B, individual communication of the first flow path member 50. The port 53 fluidly communicates with the communication port 61 of the second flow path member 60. FIG. 15 (c) shows the surface of the second flow path member 60 on the side where it comes into contact with the first flow path member 50, and FIG. 15 (d) shows a cross section of the central portion of the second flow path member 60 in the thickness direction. 15 (e) is a view showing a surface of the second flow path member 60 on the side that comes into contact with the liquid supply unit 220. The functions of the flow path and the communication port of the second flow path member 60 are the same as those for one color in the first application example. One of the common flow path grooves 71 of the second flow path member 60 is the common supply flow path 211 shown in FIG. 16, and the other is the common recovery flow path 212, respectively, along the longitudinal direction of the liquid discharge head 3. , The liquid is supplied from one end side to the other end side. In this application example, unlike the first application example, the longitudinal directions of the liquids in the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 are opposite to each other.

図１６は、記録素子基板１０と流路部材２１０との液体の接続関係を示した透視図である。図１６に示したように、流路部材２１０内には、液体吐出ヘッド３の長手方向に伸びる一組の共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が設けられている。第２流路部材６０の連通口６１は、各々の第１流路部材５０の個別連通口５３と位置を合わせて接続されており、第２流路部材６０の連通口７２から共通供給流路２１１を介して第１流路部材５０の連通口５１へと連通する液体供給経路が形成されている。同様に、第２流路部材６０の連通口７２から共通回収流路２１２を介して第１流路部材５０の連通口５１へと連通する液体供給経路も形成されている。
図１７は、図１６のＦ−Ｆ線における断面を示した図である。この図に示したように、共通供給流路は、連通口６１、個別連通口５３、連通口５１を介して、吐出モジュール２００へ接続されている。図８では不図示であるが、別の断面においては、個別回収流路が同様の経路で吐出モジュール２００へ接続されていることは、図１６を参照すれば明らかである。第１の適用例と同様に、各吐出モジュール２００及び記録素子基板１０には、各吐出口１３に連通する流路が形成されており、供給した液体の一部または全部が、吐出動作を休止している吐出口１３（圧力室２３）を通過して、環流できるようになっている。また第１の適用例と同様に、共通供給流路２１１は負圧制御ユニット２３０（高圧側）と、共通回収流路２１２は負圧制御ユニット２３０（低圧側）と液体供給ユニット２２０を介して接続されている。そのため、その差圧によって、共通供給流路２１１から記録素子基板１０の吐出口１３（圧力室２３）を通過して共通回収流路２１２へと流れる流れが発生する。 FIG. 16 is a perspective view showing the connection relationship of the liquid between the recording element substrate 10 and the flow path member 210. As shown in FIG. 16, a set of a common supply flow path 211 and a common recovery flow path 212 extending in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 are provided in the flow path member 210. The communication port 61 of the second flow path member 60 is connected in position with the individual communication port 53 of each first flow path member 50, and is a common supply flow path from the communication port 72 of the second flow path member 60. A liquid supply path is formed that communicates with the communication port 51 of the first flow path member 50 via 211. Similarly, a liquid supply path that communicates from the communication port 72 of the second flow path member 60 to the communication port 51 of the first flow path member 50 via the common recovery flow path 212 is also formed.
FIG. 17 is a diagram showing a cross section taken along the line FF of FIG. As shown in this figure, the common supply flow path is connected to the discharge module 200 via the communication port 61, the individual communication port 53, and the communication port 51. Although not shown in FIG. 8, in another cross section, it is clear with reference to FIG. 16 that the individual recovery channels are connected to the discharge module 200 by a similar path. Similar to the first application example, each discharge module 200 and the recording element substrate 10 are formed with a flow path communicating with each discharge port 13, and a part or all of the supplied liquid suspends the discharge operation. It can be recirculated through the discharge port 13 (pressure chamber 23). Further, as in the first application example, the common supply flow path 211 is via the negative pressure control unit 230 (high pressure side), and the common recovery flow path 212 is via the negative pressure control unit 230 (low pressure side) and the liquid supply unit 220. It is connected. Therefore, due to the differential pressure, a flow is generated from the common supply flow path 211, passing through the discharge port 13 (pressure chamber 23) of the recording element substrate 10, and flowing to the common recovery flow path 212.

（吐出モジュールの説明）
図１８（ａ）に、１つの吐出モジュール２００の斜視図を、図１８（ｂ）にその分解図を示す。第１の適用例との差異は、以下の点である。即ち、記録素子基板１０の複数の吐出口列方向に沿った両辺部（記録素子基板１０の各長辺部）に複数の端子１６がそれぞれ配置され、それに電気接続されるフレキシブル配線基板４０も、１つの記録素子基板１０に対して２枚配置される点である。これは記録素子基板１０に設けられる吐出口列数が２０列あり、第１の適用例の８列よりも大幅に増加しているためである。即ち、端子１６から、吐出口列に対応して設けられる記録素子１５までの最大距離を短く抑制して、記録素子基板１０内の配線部で生じる電圧低下や信号伝送遅れを低減することを目的としている。また支持部材３０の液体連通口３１は記録素子基板１０に設けられ、全吐出口列を跨るように開口している。その他の点は、第１の適用例と同様である。 (Explanation of discharge module)
FIG. 18A shows a perspective view of one discharge module 200, and FIG. 18B shows an exploded view thereof. The differences from the first application example are as follows. That is, the flexible wiring board 40 in which a plurality of terminals 16 are arranged on both side portions (each long side portion of the recording element substrate 10) along the plurality of discharge port row directions of the recording element substrate 10 and electrically connected to the terminals 16 is also formed. The point is that two sheets are arranged with respect to one recording element substrate 10. This is because the number of discharge port rows provided on the recording element substrate 10 is 20, which is significantly larger than the 8 rows of the first application example. That is, the purpose is to shorten the maximum distance from the terminal 16 to the recording element 15 provided corresponding to the discharge port row, and to reduce the voltage drop and signal transmission delay that occur in the wiring portion in the recording element substrate 10. It is supposed to be. Further, the liquid communication port 31 of the support member 30 is provided on the recording element substrate 10 and opens so as to straddle all the discharge port rows. Other points are the same as in the first application example.

（記録素子基板の構造の説明）
図１９（ａ）は記録素子基板１０の吐出口１３が配される側の面の模式図、図１９（ｃ）は図１９（ａ）の面の裏面を示す模式図である。図１９（ｂ）は図１９（ｃ）において、記録素子基板１０の裏面側に設けられている蓋部材２０を除去した場合の記録素子基板１０の面を示す模式図である。図１９（ｂ）に示すように、記録素子基板１０の裏面には吐出口列方向に沿って、液体供給路１８と液体回収路１９とが交互に設けられている。吐出口列数は第１の適用例よりも大幅に増加しているものの、第１の適用例との本質的な差異は、前述のように端子１６が記録素子基板の吐出口列方向に沿った両辺部に配置されていることである。各吐出口列毎に一組の液体供給路１８と液体回収路１９が設けられていること、蓋部材２０に、支持部材３０の液体連通口３１と連通する開口２１が設けられていることなど、基本的な構成は第１の適用例と同様である。 (Explanation of the structure of the recording element substrate)
FIG. 19A is a schematic view of the surface of the recording element substrate 10 on the side where the discharge port 13 is arranged, and FIG. 19C is a schematic view showing the back surface of the surface of FIG. 19A. FIG. 19B is a schematic view showing a surface of the recording element substrate 10 when the lid member 20 provided on the back surface side of the recording element substrate 10 is removed in FIG. 19C. As shown in FIG. 19B, liquid supply paths 18 and liquid recovery paths 19 are alternately provided on the back surface of the recording element substrate 10 along the discharge port row direction. Although the number of discharge port rows is significantly increased from that of the first application example, the essential difference from the first application example is that the terminal 16 is along the discharge port row direction of the recording element substrate as described above. It is located on both sides. A set of a liquid supply path 18 and a liquid recovery path 19 are provided for each discharge port row, and the lid member 20 is provided with an opening 21 that communicates with the liquid communication port 31 of the support member 30. , The basic configuration is the same as that of the first application example.

［第３の適用例］
本発明の第３の適用例によるインクジェット記録装置１０００及び液体吐出ヘッド３の構成を説明する。第３の適用例の液体吐出ヘッドは、Ｂ２サイズの被記録媒体に対して１スキャンで記録を行うページワイド型である。第３の適用例は第２の適用例と類似している点が多いため、以降の説明においては、主として第２の適用例と異なる部分を説明し、第２の適用例と同様の部分については説明を省略する。 [Third application example]
The configuration of the inkjet recording device 1000 and the liquid ejection head 3 according to the third application example of the present invention will be described. The liquid discharge head of the third application example is a page-wide type that records on a B2 size recording medium in one scan. Since the third application example has many similarities to the second application example, in the following description, the parts different from the second application example will be mainly described, and the same parts as the second application example will be described. Omits the explanation.

（インクジェット記録装置の説明）
図３５に本適用例のインクジェット記録装置の模式図を示す。記録装置１０００は、液体吐出ヘッド３から被記録媒体２に直接記録を行わず、一度、中間転写体（中間転写ドラム１００７）に液体を吐出し画像を形成した後に、その画像を被記録媒体２に転写する構成である。記録装置１０００では、ＣＭＹＫの４種類のインクに夫々対応した４つの単色用の液体吐出ヘッド３が、中間転写ドラム１００７に沿って円弧状に配置されている。これによって中間転写体上にフルカラー記録が行われ、その記録画像は、中間転写体上で適切な乾燥状態にされた後、紙搬送ローラー１００９によって搬送される被記録媒体２へ、転写部１００８で転写される。第２の適用例の紙搬送系は主にカット紙を意図した水平搬送であったのに対し、本適用例においては本体ロール（不図示）から供給される連続紙にも対応可能である。このようなドラム搬送系では、紙に一定の張力をかけながら搬送することが容易なため、高速記録時においても搬送ジャムが少ない。このため装置の信頼性が向上し、商業印刷などに好適である。第１及び第２の適用例と同様、各液体吐出ヘッド３に対して、記録装置１０００の供給系、バッファタンク１００３及びメインタンク１００６が流体的に接続される。また、それぞれの液体吐出ヘッド３には、液体吐出ヘッド３へ電力及び吐出制御信号を伝送する電気制御部が電気的に接続される。 (Explanation of inkjet recording device)
FIG. 35 shows a schematic view of the inkjet recording device of this application example. The recording device 1000 does not directly record on the recording medium 2 from the liquid discharge head 3, but once discharges the liquid to the intermediate transfer body (intermediate transfer drum 1007) to form an image, and then records the image on the recording medium 2. It is a configuration to be transferred to. In the recording device 1000, four liquid ejection heads 3 for monochromatic colors corresponding to each of the four types of CMYK inks are arranged in an arc shape along the intermediate transfer drum 1007. As a result, full-color recording is performed on the intermediate transfer body, and the recorded image is appropriately dried on the intermediate transfer body and then transferred to the recording medium 2 conveyed by the paper transfer roller 1009 by the transfer unit 1008. Transferred. While the paper transport system of the second application example was a horizontal transport system mainly intended for cut paper, in this application example, continuous paper supplied from a main body roll (not shown) can also be supported. In such a drum transport system, it is easy to transport the paper while applying a constant tension, so that there is little transport jam even during high-speed recording. Therefore, the reliability of the device is improved, and it is suitable for commercial printing and the like. Similar to the first and second application examples, the supply system of the recording device 1000, the buffer tank 1003, and the main tank 1006 are fluidly connected to each liquid discharge head 3. Further, an electric control unit that transmits electric power and a discharge control signal to the liquid discharge head 3 is electrically connected to each liquid discharge head 3.

（第４の循環経路の説明）
第２の適用例と同様に、記録装置１０００のタンクと液体吐出ヘッド３との間における液体循環経路としては、図２又は図３に示した第１および第２の循環経路も適用可能であるが、図３６に示す循環経路が好適である。図３の第２の循環経路との主な差異は、第１循環ポンプ１００１、１００２及び第２循環ポンプ１００４各々の流路の流路に連通するバイパス弁１０１０が付加されていることである。このバイパス弁１０１０は予め設定された圧力を超過すると弁が開くことで、バイパス弁１０１０上流側の圧力を下げるという機能（第１の機能）を有する。また記録装置本体の制御基板からの信号によって、任意のタイミングで弁を開閉する機能（第２の機能）も有する。 (Explanation of the fourth circulation route)
Similar to the second application example, as the liquid circulation path between the tank of the recording device 1000 and the liquid discharge head 3, the first and second circulation paths shown in FIGS. 2 or 3 can also be applied. However, the circulation route shown in FIG. 36 is suitable. The main difference from the second circulation path of FIG. 3 is that a bypass valve 1010 communicating with the flow path of each of the first circulation pumps 1001, 1002 and the second circulation pump 1004 is added. The bypass valve 1010 has a function (first function) of lowering the pressure on the upstream side of the bypass valve 1010 by opening the valve when the preset pressure is exceeded. It also has a function (second function) of opening and closing the valve at an arbitrary timing by a signal from the control board of the recording device main body.

第１の機能により、第１循環ポンプ１００１、１００２の下流側または第２循環ポンプ１００４の上流側の流路に、過剰または過小な圧力が掛かることを抑制することができる。例えば、第１循環ポンプ１００１、１００２の機能に支障が発生した場合、過剰な流量や圧力が液体吐出ヘッド３に加わる場合がある。それにより液体吐出ヘッド３の吐出口から液体の漏洩が生じたり、液体吐出ヘッド３内の各接合部に破断が生じたりする虞がある。しかし本適用例のように、第１循環ポンプ１００１、１００２にバイパス弁が追加されている場合、過剰な圧力が発生した場合でも、バイパス弁１０１０が開くことで各循環ポンプ上流側へと液体経路が開放されるため、上記のようなトラブルを抑制できる。
また第２の機能により、循環駆動停止時には、第１循環ポンプ１００１，１００２及び第２循環ポンプ１００４の停止後に、本体側からの制御信号に基づいて、速やかに全てのバイパス弁１０１０を開放する。これにより、液体吐出ヘッド３の下流部（負圧制御ユニット２３０から第２循環ポンプ１００４までの間）の高負圧（例えば、数〜数十ｋＰａ）を短時間に開放することができる。循環ポンプとしてダイヤフラムポンプなど容積型ポンプを使用した場合には、通常、ポンプ内に逆止弁が内蔵されている。しかしながら、バイパス弁を開くことで、下流側のバッファタンク１００３側からも液体吐出ヘッド３の下流部の圧力解放を行える。上流側からだけでも液体吐出ヘッド３の下流部の圧力解放は行えるが、液体吐出ヘッドの上流側流路と液体吐出ヘッド内流路には圧力損失がある。そのため、圧力開放に時間が掛かり、過渡的に液体吐出ヘッド３内の共通流路内の圧力が下がり過ぎて、吐出口のメニスカスが破壊される虞がある。液体吐出ヘッド３の下流側のバイパス弁１０１０を開くことで、液体吐出ヘッドの下流側の圧力解放が促進されるため、吐出口のメニスカス破壊のリスクが軽減される。 The first function can prevent excessive or underpressure from being applied to the flow path on the downstream side of the first circulation pumps 1001 and 1002 or the upstream side of the second circulation pump 1004. For example, when the functions of the first circulation pumps 1001 and 1002 are disturbed, an excessive flow rate or pressure may be applied to the liquid discharge head 3. As a result, there is a risk that the liquid may leak from the discharge port of the liquid discharge head 3 or that each joint in the liquid discharge head 3 may break. However, when bypass valves are added to the first circulation pumps 1001 and 1002 as in this application example, even if excessive pressure is generated, the bypass valve 1010 opens and the liquid path to the upstream side of each circulation pump. Is released, so that the above troubles can be suppressed.
Further, by the second function, when the circulation drive is stopped, after the first circulation pumps 1001, 1002 and the second circulation pump 1004 are stopped, all the bypass valves 1010 are promptly opened based on the control signal from the main body side. As a result, the high negative pressure (for example, several to several tens of kPa) in the downstream portion of the liquid discharge head 3 (between the negative pressure control unit 230 and the second circulation pump 1004) can be released in a short time. When a positive displacement pump such as a diaphragm pump is used as a circulation pump, a check valve is usually built in the pump. However, by opening the bypass valve, the pressure in the downstream portion of the liquid discharge head 3 can be released from the buffer tank 1003 side on the downstream side as well. Although the pressure in the downstream portion of the liquid discharge head 3 can be released only from the upstream side, there is a pressure loss in the flow path on the upstream side of the liquid discharge head and the flow path in the liquid discharge head. Therefore, it takes time to release the pressure, and the pressure in the common flow path in the liquid discharge head 3 is transiently lowered too much, which may destroy the meniscus of the discharge port. By opening the bypass valve 1010 on the downstream side of the liquid discharge head 3, the pressure release on the downstream side of the liquid discharge head is promoted, so that the risk of meniscus destruction at the discharge port is reduced.

（液体吐出ヘッド構造の説明）
本発明の第３の適用例に係る液体吐出ヘッド３の構造について説明する。図３７（ａ）は本適用例に係る液体吐出ヘッド３の斜視図、図３７（ｂ）はその分解斜視図である。液体吐出ヘッド３は液体吐出ヘッド３の長手方向に直線状（インライン）に配列される３６個の記録素子基板１０を備え、１色の液体で記録を行うインクジェット式のページワイド型の記録ヘッドである。液体吐出ヘッド３は、第２の適用例同様、信号入力端子９１及び電力供給端子９２を備える他、ヘッドの長手側面を保護するシールド板１３２を備える。
図３７（ｂ）には、液体吐出ヘッド３を構成する各部品またはユニットがその機能毎に分割されて表示されている（シールド板１３２は不図示）。各ユニット及び各部材の役割や、液体吐出ヘッド３内の液体流通の順は第２の適用例と同様である。第２の適用例との主な相違点は、複数分割されて配置された電気配線基板９０、負圧制御ユニット２３０の位置、および第１流路部材５０の形状である。本適用例のように、例えばＢ２サイズの被記録媒体に対応した長さを有する液体吐出ヘッド３の場合、液体吐出ヘッド３の使用電力が大きいため、８枚の電気配線基板９０が設けられる。各々の電気配線基板９０は、液体吐出ユニット支持部８１に取り付けられた長尺の電気配線基板支持部８２の両側面に４枚ずつ取り付けられる。 (Explanation of liquid discharge head structure)
The structure of the liquid discharge head 3 according to the third application example of the present invention will be described. FIG. 37 (a) is a perspective view of the liquid discharge head 3 according to this application example, and FIG. 37 (b) is an exploded perspective view thereof. The liquid discharge head 3 is an inkjet page-wide type recording head that includes 36 recording element substrates 10 arranged linearly (in-line) in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 and records with one color of liquid. is there. Similar to the second application example, the liquid discharge head 3 includes a signal input terminal 91 and a power supply terminal 92, and also includes a shield plate 132 that protects the longitudinal side surface of the head.
In FIG. 37B, each component or unit constituting the liquid discharge head 3 is divided and displayed according to its function (shield plate 132 is not shown). The roles of each unit and each member and the order of liquid flow in the liquid discharge head 3 are the same as in the second application example. The main differences from the second application example are the positions of the electric wiring board 90, the negative pressure control unit 230, and the shape of the first flow path member 50, which are arranged in a plurality of divisions. As in this application example, in the case of the liquid discharge head 3 having a length corresponding to, for example, a B2 size recording medium, eight electric wiring boards 90 are provided because the power consumption of the liquid discharge head 3 is large. Four of each of the electric wiring boards 90 are attached to both side surfaces of the long electric wiring board support portion 82 attached to the liquid discharge unit support portion 81.

図３８（ａ）は、液体吐出ユニット３００、液体供給ユニット２２０及び負圧制御ユニット２３０を備える液体吐出ヘッド３の側面図である。図３８（ｂ）は、液体吐出ヘッド３内部の記録液体の流れを示す模式図である。図３８（ｃ）は、図３８（ａ）のＧ−Ｇ線での断面を示す斜視図である。理解を容易にするために、一部の構成は簡略化している。
液体供給ユニット２２０内には液体接続部１１１とフィルタ２２１が設けられるとともに、負圧制御ユニット２３０が液体供給ユニット２２０の下方に一体化して形成されている。これによって負圧制御ユニット２３０と記録素子基板１０との高さ方向の距離が、第２の適用例に比べて短くなっている。この構成により、本適用例には、液体供給ユニット２２０内の流路接続部の数が減り、記録液体の漏洩に対する信頼性が向上するだけでなく、部品点数や組み立て工程数も低減できるという利点がある。
また負圧制御ユニット２３０と吐出口が形成される面とにおける水頭差が相対的に小さくなるので、本適用例は、図３５に示すような、液体吐出ヘッド３の傾斜角度が、各液体吐出ヘッドごとに異なるような記録装置へ好適に適応できる。これは、水等差が小さくできるため、複数の液体吐出ヘッド３を異なる傾斜角で用いても、それぞれの記録素子基板の吐出口に加わる負圧差を低減できるためである。また、本適用例は、負圧制御ユニット２３０から記録素子基板１０間の距離が小さくなることでその間の流抵抗が小さくなるので、液体の流量変化による圧損差も小さくなり、より安定な負圧制御が行える点でも好ましい。 FIG. 38A is a side view of the liquid discharge head 3 including the liquid discharge unit 300, the liquid supply unit 220, and the negative pressure control unit 230. FIG. 38B is a schematic view showing the flow of the recorded liquid inside the liquid discharge head 3. FIG. 38 (c) is a perspective view showing a cross section taken along the line GG of FIG. 38 (a). Some configurations have been simplified for ease of understanding.
A liquid connection portion 111 and a filter 221 are provided in the liquid supply unit 220, and a negative pressure control unit 230 is integrally formed below the liquid supply unit 220. As a result, the distance between the negative pressure control unit 230 and the recording element substrate 10 in the height direction is shorter than that in the second application example. This configuration has the advantage that the number of flow path connections in the liquid supply unit 220 is reduced, the reliability against leakage of the recorded liquid is improved, and the number of parts and the number of assembly steps can be reduced in this application example. There is.
Further, since the head difference between the negative pressure control unit 230 and the surface on which the discharge port is formed becomes relatively small, in this application example, as shown in FIG. 35, the inclination angle of the liquid discharge head 3 is set to each liquid discharge. It can be suitably adapted to a recording device that is different for each head. This is because the water arithmetic progression can be reduced, so that even if the plurality of liquid discharge heads 3 are used at different inclination angles, the negative pressure difference applied to the discharge ports of the respective recording element substrates can be reduced. Further, in this application example, since the distance between the negative pressure control unit 230 and the recording element substrate 10 is reduced, the flow resistance between them is reduced, so that the pressure loss difference due to the change in the flow rate of the liquid is also reduced, and the negative pressure is more stable. It is also preferable in that it can be controlled.

図３８（ｂ）では、図３６に示した循環経路と比べ、回路的には同じではあるが、実際の液体吐出ヘッド３の各構成部品内での液体の流れを示している。長尺状の第２流路部材６０内には、液体吐出ヘッド３の長手方向に伸びる一組の共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が設けられている。共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２は互いに対向する方向に液体が流れるように構成されており、夫々の流路の上流側にはフィルタ２２１が設けられ、液体接続部１１１等から侵入する異物をトラップする。このように共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２が互いに対向する方向に液体を流すことは、液体吐出ヘッド３内の長手方向における温度勾配が軽減される点で好ましい。尚、図３６においては、説明を簡略化するために共通供給流路２１１と共通回収流路２１２との流れを同じ方向で示している。
共通供給流路２１１及び共通回収流路２１２の下流側には、それぞれ負圧制御ユニット２３０が接続される。また、共通供給流路２１１の途中には複数の個別供給流路２１３ａへの分岐部があり、共通回収流路２１２の途中には複数の個別回収流路２１３ｂへの分岐部がある。個別供給流路２１３ａ及び個別回収流路２１３ｂは複数の第１流路部材５０内に形成されており、夫々の個別流路は、記録素子基板１０の裏面に設けられた蓋部材２０の開口２１（図１９（ｃ）参照）と連通している。
図３８（ｂ）にＨとＬで示した負圧制御ユニット２３０は、高圧側（Ｈ）と、低圧側（Ｌ）とを合わせたユニットである。それぞれの負圧制御ユニット２３０は、相対的に高（Ｈ）または低（Ｌ）の負圧で、負圧制御ユニット２３０よりも上流側の圧力を制御するように設定された背圧型圧力調整機構である。共通供給流路２１１は負圧制御ユニット２３０（高圧側）と接続され、共通回収流路２１２は負圧制御ユニット２３０（低圧側）と接続されており、それにより共通供給流路２１１と共通回収流路２１２の間には差圧が発生する。その差圧によって、液体が、共通供給流路２１１から個別供給流路２１３ａ、記録素子基板１０内の吐出口１３（圧力室２３）、個別回収流路２１３ｂを順に通過して共通回収流路２１２へと流れる。 FIG. 38B shows the actual flow of liquid in each component of the liquid discharge head 3, although the circuit is the same as that of the circulation path shown in FIG. 36. A set of a common supply flow path 211 and a common recovery flow path 212 extending in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 are provided in the long second flow path member 60. The common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 are configured so that liquid flows in directions facing each other, and a filter 221 is provided on the upstream side of each flow path and penetrates from the liquid connection portion 111 or the like. Trap foreign objects. It is preferable that the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 flow the liquid in the directions facing each other in this way because the temperature gradient in the longitudinal direction in the liquid discharge head 3 is reduced. In FIG. 36, the flows of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212 are shown in the same direction for the sake of simplification of the description.
Negative pressure control units 230 are connected to the downstream sides of the common supply flow path 211 and the common recovery flow path 212, respectively. Further, there is a branch portion to a plurality of individual supply flow paths 213a in the middle of the common supply flow path 211, and a branch portion to a plurality of individual recovery flow paths 213b in the middle of the common recovery flow path 212. The individual supply flow paths 213a and the individual recovery flow paths 213b are formed in a plurality of first flow path members 50, and each individual flow path is an opening 21 of a lid member 20 provided on the back surface of the recording element substrate 10. (See FIG. 19 (c)).
The negative pressure control unit 230 shown by H and L in FIG. 38 (b) is a unit in which the high pressure side (H) and the low pressure side (L) are combined. Each negative pressure control unit 230 is a back pressure type pressure adjusting mechanism set to control the pressure on the upstream side of the negative pressure control unit 230 with a relatively high (H) or low (L) negative pressure. Is. The common supply flow path 211 is connected to the negative pressure control unit 230 (high pressure side), and the common recovery flow path 212 is connected to the negative pressure control unit 230 (low voltage side), thereby being common with the common supply flow path 211. A differential pressure is generated between the flow paths 212. Due to the differential pressure, the liquid passes from the common supply flow path 211 through the individual supply flow path 213a, the discharge port 13 (pressure chamber 23) in the recording element substrate 10, and the individual recovery flow path 213b in this order, and passes through the common recovery flow path 212 in this order. Flow to.

本適用例において個々の吐出モジュール２００は、第１流路部材５０、記録素子基板１０、フレキシブル配線基板４０から構成されている。本適用例においては、第２の適用例で説明した支持部材３０（図１８）がなく、蓋部材２０を備える記録素子基板１０が直接第１流路部材５０に接合される。図３８（ｃ）に示すように、第２流路部材６０に設けられる共通供給流路２１１は、その上面に形成される連通口６１から、第１流路部材５０の下面に形成される個別連通口５３を介して、個別供給流路２１３ａに供給される。その後液体は、圧力室２３に供給され、個別回収流路２１３ｂ、個別連通口５３、連通口６１を順に経由して共通回収流路２１２へと回収される。
ここで、図１５に示した第２の適用例とは異なり、第１流路部材５０の下面（第２流路部材６０側の面）にある個別連通口５３は、第２流路部材５０の上面に形成される連通口６１に対して十分大きな開口となっている。この構成により、吐出モジュール２００を第２流路部材６０上にマウントする際に位置がズレた場合でも、第１流路部材５０と第２流路部材６０の間で確実に流体連通が行われるようになっている。そのため、ヘッド製造時の歩留まりが向上しコストダウンが図れるようになっている。 In this application example, each discharge module 200 is composed of a first flow path member 50, a recording element board 10, and a flexible wiring board 40. In this application example, the recording element substrate 10 provided with the lid member 20 is directly joined to the first flow path member 50 without the support member 30 (FIG. 18) described in the second application example. As shown in FIG. 38 (c), the common supply flow path 211 provided in the second flow path member 60 is individually formed on the lower surface of the first flow path member 50 from the communication port 61 formed on the upper surface thereof. It is supplied to the individual supply flow path 213a via the communication port 53. After that, the liquid is supplied to the pressure chamber 23 and collected in the common recovery flow path 212 via the individual recovery flow path 213b, the individual communication port 53, and the communication port 61 in this order.
Here, unlike the second application example shown in FIG. 15, the individual communication port 53 on the lower surface of the first flow path member 50 (the surface on the side of the second flow path member 60) is the second flow path member 50. The opening is sufficiently large with respect to the communication port 61 formed on the upper surface of the above. With this configuration, even if the position of the discharge module 200 is displaced when it is mounted on the second flow path member 60, fluid communication is reliably performed between the first flow path member 50 and the second flow path member 60. It has become like. Therefore, the yield at the time of head manufacturing is improved and the cost can be reduced.

［第１の実施形態］
次に、本発明の具体的な実施形態について説明する。以下では、図１から図１２に示した第１の適用例に係る液体吐出ヘッドの場合について説明するが、その他の適用例に係る液体吐出ヘッドの場合も同様である。 [First Embodiment]
Next, a specific embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the case of the liquid discharge head according to the first application example shown in FIGS. 1 to 12 will be described, but the same applies to the case of the liquid discharge head according to other application examples.

（吐出口部内の液体の流れの説明）
図２１は、記録素子基板の吐出口近傍を詳細に説明する模式図である。図２１（ａ）は、液体が吐出される吐出方向から見た平面図、図２１（ｂ）は、図２１（ａ）のＧ−Ｇ線における断面図、図２１（ｃ）は、図２１（ａ）のＧ−Ｇ線における断面を示す斜視図である。
記録素子基板１０において、吐出動作を行っていない吐出口１３では、上述したように、基板１１内に設けられた液体供給路１８内の液体が供給口１７ａ、圧力室２３、回収口１７ｂを経由して液体回収路１９へ流れる循環流Ｃが形成されている。圧力室内の循環流Ｃの速度は、例えば０．１〜１００ｍｍ／ｓ程度であり、液体が流動する状態で吐出動作を行っても、着弾精度等の影響が少ない速度である。このとき、吐出口１３には、液体のメニスカス、すなわち、液体と大気との界面である吐出口界面２４が形成されている。なお、吐出口１３は、図２１（ｂ）に示すように、吐出口形成部材１２に形成された貫通路２５の開口部であって、吐出口形成部材１２の液体が吐出される側の面に開口する開口部である。以下の説明では、この貫通路２５を「吐出口部」と称する。また、吐出口１３から液体が吐出される方向（図２１（ｂ）の上下方向）を「吐出方向」と称し、圧力室２３内の液体の流れ方向（図２１（ｂ）の左右方向）を単に「流れ方向」と称する。
ここで、圧力室２３および吐出口部２５の寸法を以下のように定義する。すなわち、図２１（ｂ）に示すように、圧力室２３の、吐出口部２５との連通部分に対して流れ方向の上流側での高さをＨと定義し、吐出口部２５の吐出方向における長さをＰ、流れ方向における長さをＷとそれぞれ定義する。これらの寸法は、一例として、Ｈが３〜３０μｍ、Ｐが３〜３０μｍ、Ｗが６〜３０μｍである。また、以下の説明では、吐出される液体として、不揮発性溶媒濃度が３０％、色材濃度が３％、粘度が０．００２〜０．００３Ｐａ・ｓに調整されたインクを用いた場合を例に挙げる。 (Explanation of liquid flow in the discharge port)
FIG. 21 is a schematic view for explaining in detail the vicinity of the discharge port of the recording element substrate. 21 (a) is a plan view seen from the discharge direction in which the liquid is discharged, FIG. 21 (b) is a cross-sectional view taken along the line GG of FIG. 21 (a), and FIG. 21 (c) is FIG. 21. It is a perspective view which shows the cross section in the GG line of (a).
In the discharge port 13 that does not perform the discharge operation in the recording element substrate 10, as described above, the liquid in the liquid supply path 18 provided in the substrate 11 passes through the supply port 17a, the pressure chamber 23, and the recovery port 17b. A circulating flow C flowing to the liquid recovery path 19 is formed. The velocity of the circulating flow C in the pressure chamber is, for example, about 0.1 to 100 mm / s, and even if the discharge operation is performed while the liquid is flowing, the velocity is less affected by the impact accuracy and the like. At this time, the discharge port 13 is formed with a liquid meniscus, that is, a discharge port interface 24, which is an interface between the liquid and the atmosphere. As shown in FIG. 21B, the discharge port 13 is an opening of a gangway 25 formed in the discharge port forming member 12, and is a surface of the discharge port forming member 12 on the side where the liquid is discharged. It is an opening that opens to. In the following description, this gangway 25 will be referred to as a “discharge port portion”. Further, the direction in which the liquid is discharged from the discharge port 13 (the vertical direction in FIG. 21B) is referred to as the “discharge direction”, and the flow direction of the liquid in the pressure chamber 23 (the left-right direction in FIG. 21B) is referred to as the “discharge direction”. It is simply called "flow direction".
Here, the dimensions of the pressure chamber 23 and the discharge port 25 are defined as follows. That is, as shown in FIG. 21B, the height of the pressure chamber 23 on the upstream side in the flow direction with respect to the portion communicating with the discharge port portion 25 is defined as H, and the discharge direction of the discharge port portion 25. Is defined as P, and the length in the flow direction is defined as W. As an example, these dimensions are 3 to 30 μm for H, 3 to 30 μm for P, and 6 to 30 μm for W. Further, in the following description, an example is used in which an ink having a non-volatile solvent concentration of 30%, a coloring material concentration of 3%, and a viscosity adjusted to 0.002 to 0.003 Pa · s is used as the discharged liquid. Listed in.

図２２は、吐出口１３近傍の拡大断面図であり、循環流Ｃが定常状態にあるときの吐出口１３、吐出口部２５、および圧力室２３における循環流Ｃの様子を表したものである。具体的には、上述のＨが１４μｍ、Ｐが５μｍ、Ｗが１２．４μｍの記録素子基板１０に対し、流量が１．２６×１０−４ｍｌ／ｍｉｎのインクが供給口１７ａから圧力室２３に流入した際の流れの様子を矢印で示したものである。なお、この図において、矢印の長さは速度の大きさを表すものではない。
吐出口１３からのインクの蒸発により、インクの色材濃度には変化が生じるが、上述した寸法の記録素子基板１０は、そのようなインクが吐出口１３および吐出口部２５に滞留することを抑制するようになっている。すなわち、図２２に示すように、圧力室２３内の循環流Ｃが、一部が吐出口部２５の内部に流れ込み、吐出口１３に形成されたメニスカス位置（メニスカス界面近傍）まで到達した後、再び吐出口部２５から圧力室２３に戻るようになっている。これにより、蒸発の影響を受けやすい吐出口部２５だけでなく、蒸発の影響が特に大きい吐出口界面２４近傍のインクまでもが、吐出口部２５の内部に滞ることなく圧力室２３へと流れ出すことが可能となる。ここで、循環流Ｃは、吐出口界面２４の少なくとも中央部（吐出口の中心部）近傍において、流れ方向（図２１（ｂ）の左から右方向）の速度成分（以下、「正の速度成分」という）を持つことが特徴的である。なお、以下では、図２２に示すような、吐出口界面２４の少なくとも中央部近傍において循環流Ｃが正の速度成分を持つ流れのモードを「流れモードＡ」と呼ぶ。また、後述するように、吐出口界面２４の中央部近傍で正の速度成分とは逆の、負の速度成分（図２１（ｂ）の右から左方向）を持つ流れのモードを「流れモードＢ」と呼ぶことにする。 FIG. 22 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the discharge port 13, showing the state of the circulation flow C in the discharge port 13, the discharge port 25, and the pressure chamber 23 when the circulation flow C is in a steady state. .. Specifically, for the recording element substrate 10 having H of 14 μm, P of 5 μm, and W of 12.4 μm, ink having a flow rate of 1.26 × 10 -4 ml / min is supplied from the supply port 17a to the pressure chamber 23. The state of the flow when it flows into is shown by an arrow. In this figure, the length of the arrow does not represent the magnitude of the velocity.
Although the colorant density of the ink changes due to the evaporation of the ink from the ejection port 13, the recording element substrate 10 having the above-mentioned dimensions prevents such ink from staying in the ejection port 13 and the ejection port 25. It is designed to be suppressed. That is, as shown in FIG. 22, after a part of the circulating flow C in the pressure chamber 23 flows into the discharge port portion 25 and reaches the meniscus position (near the meniscus interface) formed in the discharge port 13. It returns from the discharge port 25 to the pressure chamber 23 again. As a result, not only the discharge port 25, which is easily affected by evaporation, but also the ink near the discharge port interface 24, which is particularly affected by evaporation, flows out to the pressure chamber 23 without staying inside the discharge port 25. It becomes possible. Here, the circulating flow C has a velocity component (hereinafter, "positive velocity" in the flow direction (from left to right in FIG. 21B) at least in the vicinity of the central portion (central portion of the discharge port) of the discharge port interface 24. It is characteristic that it has (called "ingredients"). In the following, a flow mode in which the circulating flow C has a positive velocity component at least in the vicinity of the central portion of the discharge port interface 24 as shown in FIG. 22 is referred to as “flow mode A”. Further, as will be described later, a flow mode having a negative velocity component (from right to left in FIG. 21B) opposite to the positive velocity component in the vicinity of the central portion of the discharge port interface 24 is referred to as “flow mode”. I will call it "B".

液体吐出ヘッドにおいて循環流Ｃが流れモードＡになるのか（あるいは流れモードＢになるのか）は、上述した圧力室２３および吐出口部２５の寸法Ｈ、Ｐ、Ｗに応じて決定されることが、本発明者らにより見出されている。すなわち、流れモードＡの液体吐出ヘッドでは、圧力室２３の流れ方向の上流側での高さＨ、吐出口部２５の吐出方向における長さＰ、流れ方向における長さＷ（図２１（ｂ）参照）が、以下の関係を満たしている。
Ｈ−０．３４×Ｐ−０．６６×Ｗ＞１．７ （１）
したがって、式（１）の関係を満たす液体吐出ヘッドでは、図２２に示すような流れモードＡが実現され、式（１）の関係を満たさない液体吐出ヘッドでは、流れモードＢが実現される。なお、式（１）の左辺を判定値Ｊと呼ぶ。 Whether the circulation flow C in the liquid discharge head is in the flow mode A (or in the flow mode B) is determined according to the dimensions H, P, and W of the pressure chamber 23 and the discharge port 25 described above. , Found by the inventors of the present invention. That is, in the liquid discharge head of the flow mode A, the height H of the pressure chamber 23 on the upstream side in the flow direction, the length P of the discharge port portion 25 in the discharge direction, and the length W in the flow direction (FIG. 21B). See), but satisfies the following relationship.
H −0.34 × P −0.66 × W> 1.7 (1)
Therefore, the flow mode A as shown in FIG. 22 is realized in the liquid discharge head satisfying the relation of the formula (1), and the flow mode B is realized in the liquid discharge head not satisfying the relation of the formula (1). The left side of the equation (1) is called a determination value J.

図２３は、液体吐出ヘッドの各寸法と流れモードとの関係を説明するためのグラフである。横軸はＰとＨの比（Ｐ／Ｈ）、縦軸はＷとＰの比（Ｗ／Ｐ）を示している。図中の太線Ｔはしきい線であり、以下の関係を満たす線である。

Figure 0006851800
図２３において、ＨとＰとＷの関係がしきい線Ｔの上部（斜線を付した領域）となる液体吐出ヘッドでは流れモードＡが実現され、しきい線Ｔの下部となる液体吐出ヘッドでは流れモードＢが実現される。すなわち、以下の関係を満たす液体吐出ヘッドでは流れモードＡが実現される。
Figure 0006851800
 式（３）を整理すると式（１）が得られることから、ＨとＰとＷの関係が式（１）を満たす液体吐出ヘッド（判定値Ｊが１．７以上の液体吐出ヘッド）では流れモードＡが実現される。
一方、ＨとＰとＷが以下の関係を満す液体吐出ヘッドでは流れモードＢが実現される。
Ｈ−０．３４×Ｐ−０．６６×Ｗ≦１．７ （４）
なお、流れモードＢの液体吐出ヘッドは、吐出口部２５の吐出方向における長さＰ、すなわち吐出口形成部材１２の厚さを厚くすることができるため、吐出口形成部材１２の割れを抑制することができる点で有利である。また、圧力室２３の高さＨを高くすることができるため、循環流Ｃを生じさせるために必要な圧力差を小さくすることができる点でも有利である。 FIG. 23 is a graph for explaining the relationship between each dimension of the liquid discharge head and the flow mode. The horizontal axis shows the ratio of P to H (P / H), and the vertical axis shows the ratio of W to P (W / P). The thick line T in the figure is a threshold line, which satisfies the following relationship.
Figure 0006851800
 In FIG. 23, the flow mode A is realized in the liquid discharge head in which the relationship between H, P, and W is the upper part of the threshold line T (the shaded area), and in the liquid discharge head in the lower part of the threshold line T. Flow mode B is realized. That is, the flow mode A is realized in the liquid discharge head that satisfies the following relationship.
Figure 0006851800
 Since the formula (1) can be obtained by rearranging the formula (3), the flow flows in the liquid discharge head (the liquid discharge head having the determination value J of 1.7 or more) in which the relationship between H, P and W satisfies the formula (1). Mode A is realized.
On the other hand, the flow mode B is realized in the liquid discharge head in which H, P and W satisfy the following relationship.
H −0.34 × P −0.66 × W ≦ 1.7 (4)
Since the liquid discharge head in the flow mode B can increase the length P of the discharge port portion 25 in the discharge direction, that is, the thickness of the discharge port forming member 12, cracking of the discharge port forming member 12 is suppressed. It is advantageous in that it can be done. Further, since the height H of the pressure chamber 23 can be increased, it is also advantageous in that the pressure difference required to generate the circulating flow C can be reduced.

ここで、上記関係式と吐出口部内の流れについて、図２４および図２５を参照して詳細に説明する。図２４は、様々な形状の液体吐出ヘッドについて吐出口部内の流れの様子を確認した結果を示すグラフである。図２４において、●（黒丸）は流れモードＡになると判定された液体吐出ヘッドを示し、×は流れモードＢになると判定された液体吐出ヘッドを示している。図２５（ａ）から図２５（ｄ）は、それぞれ図２４の点Ａから点Ｄに示す液体吐出ヘッドにおける、吐出口部内の循環流の様子の例を示す図である。
図２４の点Ａに示す液体吐出ヘッドは、Ｈが３μｍ、Ｐが９μｍ、Ｗが１２μｍであり、式（１）の左辺である判定値Ｊは１．９３となって１．７より大きい。この場合、実際の吐出口部２５内の流れは、図２５（ａ）に示すように、吐出口界面２４の中央部近傍で正の速度成分を持った流れモードＡとなる。図２４の点Ｂに示す液体吐出ヘッドは、Ｈが８μｍ、Ｐが９μｍ、Ｗが１２μｍであり、判定値Ｊは１．３９となって１．７より小さい。この場合、実際の吐出口部２５内の流れは、図２５（ｂ）に示すように、吐出口界面２４の中央部近傍で負の速度成分を持った流れモードＢとなる。図２４の点Ｃに対応する液体吐出ヘッドは、Ｈが６μｍ、Ｐが６μｍ、Ｗが１２μｍであり、判定値Ｊは２．０となって１．７より大きい。この場合、実際の吐出口部２５内の流れは、図２５（ｃ）に示すように、吐出口界面２４の中央部近傍で正の速度成分を持った流れモードＡとなる。図２４の点Ｄに対応する液体吐出ヘッドは、Ｈが６μｍ、Ｐが６μｍ、Ｗが６μｍであり、判定値Ｊは１．０となって１．７より小さい。この場合、実際の吐出口部２５内の流れは、図２５（ｄ）に示すように、吐出口界面２４の中央部近傍で負の速度成分を持った流れモードＢとなる。 Here, the above relational expression and the flow in the discharge port portion will be described in detail with reference to FIGS. 24 and 25. FIG. 24 is a graph showing the results of confirming the state of the flow in the discharge port portion for the liquid discharge heads having various shapes. In FIG. 24, ● (black circle) indicates the liquid discharge head determined to be in the flow mode A, and × indicates the liquid discharge head determined to be in the flow mode B. 25 (a) to 25 (d) are diagrams showing an example of the state of the circulating flow in the discharge port portion in the liquid discharge heads shown at points A to D in FIG. 24, respectively.
The liquid discharge head shown at point A in FIG. 24 has H of 3 μm, P of 9 μm, and W of 12 μm, and the determination value J on the left side of the equation (1) is 1.93, which is larger than 1.7. In this case, as shown in FIG. 25A, the actual flow in the discharge port portion 25 is the flow mode A having a positive velocity component in the vicinity of the central portion of the discharge port interface 24. The liquid discharge head shown at point B in FIG. 24 has H of 8 μm, P of 9 μm, and W of 12 μm, and the determination value J is 1.39, which is smaller than 1.7. In this case, the actual flow in the discharge port portion 25 is in the flow mode B having a negative velocity component in the vicinity of the central portion of the discharge port interface 24, as shown in FIG. 25 (b). The liquid discharge head corresponding to the point C in FIG. 24 has H of 6 μm, P of 6 μm, and W of 12 μm, and the determination value J is 2.0, which is larger than 1.7. In this case, as shown in FIG. 25 (c), the actual flow in the discharge port portion 25 is the flow mode A having a positive velocity component in the vicinity of the central portion of the discharge port interface 24. The liquid discharge head corresponding to the point D in FIG. 24 has H of 6 μm, P of 6 μm, and W of 6 μm, and the determination value J is 1.0, which is smaller than 1.7. In this case, the actual flow in the discharge port portion 25 is in the flow mode B having a negative velocity component in the vicinity of the central portion of the discharge port interface 24, as shown in FIG. 25 (d).

このように、図２３のしきい線Ｔを境界として、流れモードＡになる液体吐出ヘッドと流れモードＢになる液体吐出ヘッドとを区別することができる。つまり、式（１）の判定値Ｊが１．７より大きい液体吐出ヘッドでは、流れモードＡが実現され、吐出口界面２４の少なくとも中央部近傍で循環流Ｃが正の速度成分を持つ。
なお、吐出口部２５内の循環流Ｃが流れモードＡになるのか流れモードＢになるのかについては、上記のＨ、Ｐ、Ｗの条件が支配的な影響を及ぼす。これら以外の条件、例えば、循環流Ｃの流速、インクの粘度、吐出口１３の幅（流れ方向と直交する方向の長さ）などの条件については、Ｈ、Ｐ、Ｗの条件に比べて影響が非常に小さい。したがって、循環Ｃの流速やインクの粘度については、要求される液体吐出ヘッド（インクジェット記録装置）の仕様や使用される環境条件に合わせて適宜設定することができる。例えば、圧力室２３における循環流Ｃの流速が０．１〜１００ｍｍ／ｓ、粘度が０．０１Ｐａ・ｓ以下のインクを使用することができる。また、流れモードＡの液体吐出ヘッドにおいて、使用時の環境変化等により吐出口からのインクの蒸発量が増加する場合には、循環流Ｃの流量を適宜多くすることで、流れモードＡを維持することができる。一方で、流れモードＢとなるように寸法設定された液体吐出ヘッドにおいては、循環流Ｃの流量をいくら多くしても流れモードＡにはならない。なお、流れモードＡになる液体吐出ヘッドのうち、特にＨが２０μｍ以下、Ｐが２０μｍ以下、Ｗが３０μｍ以下となる液体吐出ヘッドが好ましく、これにより、より高精細な画像形成が可能となる。 In this way, the liquid discharge head in the flow mode A and the liquid discharge head in the flow mode B can be distinguished from each other with the threshold line T in FIG. 23 as a boundary. That is, in the liquid discharge head in which the determination value J of the equation (1) is larger than 1.7, the flow mode A is realized, and the circulating flow C has a positive velocity component at least in the vicinity of the central portion of the discharge port interface 24.
The above conditions of H, P, and W have a dominant influence on whether the circulating flow C in the discharge port 25 is in the flow mode A or the flow mode B. Conditions other than these, such as the flow velocity of the circulating flow C, the viscosity of the ink, and the width of the ejection port 13 (the length in the direction orthogonal to the flow direction), are more affected than the conditions of H, P, and W. Is very small. Therefore, the flow velocity of the circulation C and the viscosity of the ink can be appropriately set according to the required specifications of the liquid ejection head (inkjet recording device) and the environmental conditions used. For example, an ink having a flow velocity of 0.1 to 100 mm / s and a viscosity of 0.01 Pa · s or less of the circulating flow C in the pressure chamber 23 can be used. Further, in the liquid ejection head of the flow mode A, when the amount of ink evaporated from the ejection port increases due to an environmental change during use or the like, the flow mode A is maintained by appropriately increasing the flow rate of the circulating flow C. can do. On the other hand, in the liquid discharge head whose dimensions are set so as to be in the flow mode B, the flow mode A is not set regardless of how much the flow rate of the circulating flow C is increased. Among the liquid discharge heads in the flow mode A, a liquid discharge head having H of 20 μm or less, P of 20 μm or less, and W of 30 μm or less is particularly preferable, and this enables higher-definition image formation.

［第２の実施形態］
図３９は、本発明の第２の実施形態に係る液体吐出ヘッド内を流れるインクのインク流の流れの様子を示す図である。図３９に示すように、本実施形態の液体吐出ヘッドは、流路２６と吐出口部２５との連通部に段差部を有している。本実施形態において、吐出口１３から上記段差部が形成される部位までの部分が吐出口部２５であり、吐出口部２５はこれより径の大きい部位（流路の一部）を介して流路２６に接続される。よって、本実施形態におけるＨ、Ｐ、Ｗは、図に示すように規定される。このような形状の液体吐出ヘッドにおいても、式（３）を満たすようにＨ、Ｐ、Ｗを設定することで、流れモードＡを生じさせることができる。このように、流路２６から吐出口１３に向かう部位を多段構成とすることで、記録素子１５から吐出口１３へ向かう方向の流抵抗を比較的小さくすることができる。 [Second Embodiment]
FIG. 39 is a diagram showing a state of ink flow of ink flowing in the liquid ejection head according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 39, the liquid discharge head of the present embodiment has a stepped portion in the communication portion between the flow path 26 and the discharge port portion 25. In the present embodiment, the portion from the discharge port 13 to the portion where the step portion is formed is the discharge port portion 25, and the discharge port portion 25 flows through a portion having a larger diameter (a part of the flow path). It is connected to the road 26. Therefore, H, P, and W in this embodiment are defined as shown in the figure. Even in the liquid discharge head having such a shape, the flow mode A can be generated by setting H, P, and W so as to satisfy the equation (3). In this way, by forming the portion from the flow path 26 toward the discharge port 13 in a multi-stage configuration, the flow resistance in the direction from the recording element 15 to the discharge port 13 can be made relatively small.

［第３の実施形態］
図４０（ａ）および図４０（ｂ）は、本発明の第３の実施形態に係る液体吐出ヘッドの特に吐出口の形状の２例を示す図であり、吐出口１３から液体が吐出される方向からみた平面図（模式図）である。本実施形態の吐出口１３の形状は、対向する位置に吐出口の中心に向かって延在する突起部１３ｄが形成されたものである。この突起部１３ｄは、吐出口１３の外表面から吐出口部２５の内部にまで連続して延在している。これらの突起部を有する形状においても、上述した式（２）を満たすようにＨ、Ｐ、Ｗを設定することで、流れモードＡを生じさせることができる。
図４０（ａ）に示す例の吐出口には、流路２６内の液体の流れと交差する方向に突出する突起部１３ｄが、図４０（ｂ）に示す例の吐出口には、液体の流れの方向に突出する突起部１３ｄが形成されている。吐出口１３にこのような突起部１３ｄを形成することにより、突起部１３ｄの間に形成されるメニスカスが、吐出口１３内のその他の部分のメニスカスに比べて維持され易くなる。それにより、吐出口１３から延出する液滴の尾引きをより早いタイミングで切断することができ、主滴に付随して発生する微小液滴であるミストの発生を抑制することができる。 [Third Embodiment]
40 (a) and 40 (b) are views showing two examples of the shape of the liquid discharge head according to the third embodiment of the present invention, particularly the shape of the discharge port, and the liquid is discharged from the discharge port 13. It is a plan view (schematic view) seen from a direction. The shape of the discharge port 13 of the present embodiment is such that a protrusion 13d extending toward the center of the discharge port is formed at a position facing the discharge port 13. The protrusion 13d extends continuously from the outer surface of the discharge port 13 to the inside of the discharge port 25. Even in the shape having these protrusions, the flow mode A can be generated by setting H, P, and W so as to satisfy the above-mentioned equation (2).
The discharge port of the example shown in FIG. 40 (a) has a protrusion 13d protruding in a direction intersecting the flow of the liquid in the flow path 26, and the discharge port of the example shown in FIG. 40 (b) has a liquid. A protrusion 13d that protrudes in the direction of flow is formed. By forming such a protrusion 13d on the discharge port 13, the meniscus formed between the protrusions 13d can be easily maintained as compared with the meniscus of other parts in the discharge port 13. As a result, the tailing of the droplet extending from the discharge port 13 can be cut at an earlier timing, and the generation of mist, which is a minute droplet generated accompanying the main droplet, can be suppressed.

［第１〜第３の実施形態に共通する特徴部の説明］
（インクの比誘電率低下による効果の説明）
上述したように、流れモードＡの液体吐出ヘッドでは、正の速度成分を持つ循環流Ｃが吐出口界面２４の近傍まで達することで、吐出口部２５内のインク、特に吐出口界面２４近傍のインクを圧力室２３まで移動させることができる。そのため、吐出口部２５内のインクの滞留を抑制することができ、吐出口１３からのインクの蒸発に対しても、吐出口部２５内のインクの色材濃度の上昇を軽減することができる。しかしながら、圧力室２３内に循環流Ｃが存在する場合でも、吐出口１３の周縁付近では、粘性の作用により循環流Ｃが発生しにくいため、インクの滞留を抑制しにくくなる。
図２６（ａ）から図２６（ｃ）は、それぞれ、流れモードＡまたは流れモードＢの液体吐出ヘッドにおける、吐出口部２５内のインク濃縮の様子を示す図である。具体的には、図２６（ａ）は流れモードＢ（Ｊ＝１．３：Ｈ＝１４μｍ、Ｐ＝１１μｍ、Ｗ＝１６μｍ）、図２６（ｂ）は流れモードＡ（Ｊ＝２．３：Ｈ＝１４μｍ、Ｐ＝６μｍ、Ｗ＝１８μｍ）の液体吐出ヘッドの様子を示している。また、図２６（ｃ）は流れモードＡ（Ｊ＝３．５：Ｈ＝５μｍ、Ｐ＝５μｍ、Ｗ＝１８μｍ）の液体吐出ヘッドの様子を示している。図２６（ａ）から図２６（ｃ）にかけて、循環流Ｃが吐出口界面２４に到達しやすくなっている順に並べて示されている。図２６（ｂ）および図２６（ｃ）に示すように、流れモードＡの液体吐出ヘッドの場合でも、吐出口１３の周縁付近（「濃縮領域」として点線で囲んだ領域）では濃縮したインクの滞留が発生している。そのため、特にインク中における固形分量が多い場合（たとえば８重量％以上）、吐出口１３の周縁付近では濃縮インクの影響を受けやすくなり、吐出不良が発生しやすくなる。ここで、インク中における固形分とは、顔料、樹脂や高分子ポリマーなどのエマルションを含む。 [Explanation of feature parts common to the first to third embodiments]
(Explanation of the effect of lowering the relative permittivity of ink)
As described above, in the liquid discharge head of the flow mode A, the circulating flow C having a positive velocity component reaches the vicinity of the discharge port interface 24, so that the ink in the discharge port portion 25, particularly in the vicinity of the discharge port interface 24. The ink can be moved to the pressure chamber 23. Therefore, it is possible to suppress the retention of ink in the ejection port 25, and it is possible to reduce the increase in the color material concentration of the ink in the ejection port 25 even when the ink is evaporated from the ejection port 13. .. However, even when the circulation flow C is present in the pressure chamber 23, it is difficult to suppress the retention of ink because the circulation flow C is unlikely to be generated near the peripheral edge of the discharge port 13 due to the action of viscosity.
26 (a) to 26 (c) are views showing the state of ink concentration in the ejection port 25 in the liquid ejection head of the flow mode A or the flow mode B, respectively. Specifically, FIG. 26 (a) shows the flow mode B (J = 1.3: H = 14 μm, P = 11 μm, W = 16 μm), and FIG. 26 (b) shows the flow mode A (J = 2.3 :). The state of the liquid discharge head of H = 14 μm, P = 6 μm, W = 18 μm) is shown. Further, FIG. 26C shows the state of the liquid discharge head in the flow mode A (J = 3.5: H = 5 μm, P = 5 μm, W = 18 μm). From FIG. 26 (a) to FIG. 26 (c), the circulating flow C is shown side by side in the order in which it is easy to reach the discharge port interface 24. As shown in FIGS. 26 (b) and 26 (c), even in the case of the liquid ejection head in the flow mode A, the concentrated ink is concentrated in the vicinity of the periphery of the ejection port 13 (the region surrounded by the dotted line as the “concentration region”). There is stagnation. Therefore, particularly when the solid content in the ink is large (for example, 8% by weight or more), the vicinity of the peripheral edge of the ejection port 13 is easily affected by the concentrated ink, and ejection defects are likely to occur. Here, the solid content in the ink includes an emulsion such as a pigment, a resin or a high molecular polymer.

このような固形分量が多いインクの場合に発生する吐出不良に対し、インクの比誘電率を低下させることでインク中の顔料の後退現象を発生させ、それにより吐出口の周縁付近でのインクの濃縮を抑制できることが、本発明者らにより見出されている。顔料の後退現象とは、吐出口からインク中の水分が蒸発した際に、吐出口付近に存在する親水性を有する顔料が、水分をより多く含む圧力室側（記録素子側）に後退（移動）し、吐出口界面付近の顔料濃度が低下する現象である。以下、この点について、図２７から図２９を参照して説明する。
図２７（ａ）および図２７（ｂ）は、固形分量が８重量％以上のインクを、流れモードＡ（Ｊ＝２．３）の液体吐出ヘッドにおいて、循環流Ｃを発生させた状態で吐出口部２５内の顔料の濃度分布を数値計算（シミュレーション）した結果を示す図である。図２７（ａ）は、顔料の後退現象が実質的に発生していない場合を示し、図２７（ｂ）は、顔料の後退現象が発生している状態を示している。また、図２７（ｃ）および図２７（ｄ）は、同様に、固形分量が８重量％以上のインクを、流れモードＡ（Ｊ＝２．３）の液体吐出ヘッドにおいて、循環流Ｃを発生させた状態で吐出口部２５内の溶剤の濃度分布を数値計算した結果を示す図である。図２７（ｃ）は、顔料の後退現象が実質的に発生していない場合を示し、図２７（ｄ）は、顔料の後退現象が発生している状態を示している。 In response to ejection defects that occur in the case of ink with a large amount of solids, lowering the relative permittivity of the ink causes a retreat phenomenon of the pigment in the ink, thereby causing the ink to retreat near the periphery of the ejection port. It has been found by the present inventors that the concentration can be suppressed. The pigment retreat phenomenon is that when the water content in the ink evaporates from the discharge port, the hydrophilic pigment existing near the discharge port retreats (moves) to the pressure chamber side (recording element side) containing more water. ), And it is a phenomenon that the pigment concentration near the discharge port interface decreases. Hereinafter, this point will be described with reference to FIGS. 27 to 29.
27 (a) and 27 (b) show that ink having a solid content of 8% by weight or more is ejected in a liquid ejection head of flow mode A (J = 2.3) in a state where a circulating flow C is generated. It is a figure which shows the result of having numerically calculated (simulated) the density distribution of the pigment in the outlet part 25. FIG. 27 (a) shows a case where the pigment retreat phenomenon does not substantially occur, and FIG. 27 (b) shows a state where the pigment retreat phenomenon occurs. Further, in FIGS. 27 (c) and 27 (d), similarly, ink having a solid content of 8% by weight or more is generated as a circulating flow C in the liquid ejection head of the flow mode A (J = 2.3). It is a figure which shows the result of having numerically calculated the concentration distribution of the solvent in the discharge port 25 in this state. FIG. 27 (c) shows a case where the pigment retreat phenomenon does not substantially occur, and FIG. 27 (d) shows a state where the pigment retreat phenomenon occurs.

顔料の後退現象が実質的に発生していないと、図２７（ａ）に示すように、循環流Ｃを発生させた状態でも、吐出口１３の周縁付近では、吐出口１３からのインクの蒸発によりインク濃縮を十分に抑制することができず、顔料の濃縮が発生する。その結果、顔料同士の凝集性が高まり、インクは増粘しやすくなり、極端な場合は、インクが固着することで、吐出動作を一定時間休止した後の１発目の吐出の際に吐出不良（例えば、吐出速度の変化）が発生しやすくなる。その一方で、顔料の後退現象が発生していると、図２７（ｂ）に示すように、吐出口１３の周縁付近では、顔料が圧力室２３側に後退して吐出口１３の近傍まで到達する循環流により、顔料の滞留が発生しにくい。その結果、インクは増粘しにくくなり、固着が抑制されることで、休止後１発目の吐出の際にも吐出不良は発生しにくくなる。
なお、図２７（ｃ）および図２７（ｄ）に示すように、吐出口１３の周縁付近での溶剤の濃縮については、顔料の後退現象発生の有無にかかわらず同様に発生する。しかしながら、インクの増粘に与える影響としては、一般的に顔料などの固形分による影響が大きいため、インクの増粘による吐出への影響を抑制するという点では、インクの固形分の吐出口１３の周縁付近での滞留抑制が特に重要となる。 If the retreat phenomenon of the pigment does not substantially occur, as shown in FIG. 27 (a), even in the state where the circulating flow C is generated, the ink evaporates from the ejection port 13 in the vicinity of the peripheral edge of the ejection port 13. As a result, the ink concentration cannot be sufficiently suppressed, and the pigment concentration occurs. As a result, the cohesiveness of the pigments increases, the ink tends to thicken, and in extreme cases, the ink sticks, resulting in poor ejection at the time of the first ejection after the ejection operation is paused for a certain period of time. (For example, a change in discharge rate) is likely to occur. On the other hand, when the pigment retreat phenomenon occurs, as shown in FIG. 27 (b), the pigment retreats toward the pressure chamber 23 and reaches the vicinity of the discharge port 13 in the vicinity of the peripheral edge of the discharge port 13. Due to the circulating flow, pigment retention is unlikely to occur. As a result, the ink is less likely to thicken and sticking is suppressed, so that ejection failure is less likely to occur even at the time of the first ejection after the pause.
As shown in FIGS. 27 (c) and 27 (d), the concentration of the solvent near the peripheral edge of the discharge port 13 occurs in the same manner regardless of the presence or absence of the pigment retreat phenomenon. However, as the effect on the thickening of the ink, the influence of the solid content of the pigment or the like is generally large, and therefore, in terms of suppressing the influence of the thickening of the ink on the ejection, the ink solid content ejection port 13 It is especially important to suppress the retention near the periphery of the ink.

図２８は、比誘電率（溶剤処方）が異なる２種類のインクに対し、流れモードＡ（Ｊ＝２．３）の液体吐出ヘッドにおいて循環流Ｃを発生させた状態で、吐出動作を１０秒間休止した後の吐出発数に対する吐出速度をプロットしたグラフである。具体的には、縦軸として、休止後２０発目以降の吐出速度の平均値を１としたときの比をプロットしたグラフである。プロットした結果は、インクの固形分（顔料、樹脂や高分子ポリマーなどのエマルションを含む）が１５重量％、循環流Ｃの流速（循環流速）が１０ｍｍ／ｓ、ヘッド温度が５５℃の場合に得られたものである。インクの溶剤処方は、以下の２種類である。なお、比誘電率εｒの定義の詳細については後述する。
処方Ａ：グリセリン（Ｇｌｙ） ２０重量％ 比誘電率大（εｒ＝４５）
処方Ｂ：トリメチロールプロパン（ＴＭＰ） ２０重量％ 比誘電率小（εｒ＝３０）
図２８に示すように、比誘電率が相対的に低い処方Ｂ（図中黒丸）では、比誘電率が相対的に高い処方Ａ（図中白丸）と比べて、休止後１発目（から数発目）の吐出速度の変化がより小さくなっている。これは、比誘電率を低下させることで、上述した顔料の後退現象による効果がより顕著になるためである。よって、休止後１発目（から数発目）の吐出速度の変化を小さくするには、比誘電率をより小さくするほうが好ましい。 In FIG. 28, the ejection operation is performed for 10 seconds in a state where the circulating flow C is generated in the liquid ejection head of the flow mode A (J = 2.3) for two types of inks having different relative permittivity (solvent formulation). It is a graph which plotted the discharge rate with respect to the number of discharges after a pause. Specifically, it is a graph plotting the ratio when the average value of the discharge rate after the 20th shot after the pause is set to 1 on the vertical axis. The plotted results are when the solid content of the ink (including emulsions such as pigments, resins and polymer polymers) is 15% by weight, the flow velocity of the circulating flow C (circulating flow velocity) is 10 mm / s, and the head temperature is 55 ° C. It was obtained. There are the following two types of solvent formulations for ink. The details of the definition of the relative permittivity ε r will be described later.
Formulation A: Glycerin (Gly) 20% by weight Large relative permittivity (ε r = 45)
Formulation B: Trimethylolpropane (TMP) 20% by weight Relative permittivity small (ε r = 30)
As shown in FIG. 28, in the formulation B (black circle in the figure) having a relatively low relative permittivity, the first shot (from) after the pause is compared with the formulation A (white circle in the figure) having a relatively high relative permittivity. The change in the discharge rate of the second shot) is smaller. This is because by lowering the relative permittivity, the effect of the pigment retreat phenomenon described above becomes more remarkable. Therefore, in order to reduce the change in the discharge rate of the first shot (from several shots) after the pause, it is preferable to make the relative permittivity smaller.

図２９（ａ）から図２９（ｃ）は、それぞれ比誘電率（溶剤処方）が異なる３種類のインクの吐出速度をプロットしたグラフである。具体的には、流れモードＡ（Ｊ＝３．５）の液体吐出ヘッドにおいて、循環流Ｃを発生させた状態で吐出動作を１０秒間休止した後の吐出発数に対する吐出速度（休止後２０発目以降の吐出速度の平均値を１としたときの比）をプロットしたグラフである。プロットした結果は、循環流Ｃの流速（循環流速）をそれぞれ１０ｍｍ／ｓおよび３０ｍｍ／ｓとしたときの、インクの固形分（顔料や高分子ポリマー）が１２重量％、ヘッド温度が５５℃の場合に得られたものである。インクの溶剤処方を表１に示す。図２９（ａ）に、処方１における吐出速度を示し、図２９（ｂ）に、処方２における吐出速度を示し、図２９（ｃ）に、処方３における吐出速度を示している。

Figure 0006851800
29 (a) to 29 (c) are graphs plotting the ejection speeds of three types of inks having different relative permittivity (solvent formulation). Specifically, in the liquid discharge head in the flow mode A (J = 3.5), the discharge speed with respect to the number of discharges after the discharge operation is paused for 10 seconds while the circulating flow C is generated (20 shots after the pause). It is a graph which plotted the ratio) when the average value of the discharge rate after the eye is set to 1. The plotted results show that the solid content (pigment and polymer polymer) of the ink is 12% by weight and the head temperature is 55 ° C. when the flow velocity (circulation flow velocity) of the circulating flow C is 10 mm / s and 30 mm / s, respectively. It was obtained in the case. Table 1 shows the solvent formulation of the ink. FIG. 29 (a) shows the discharge rate in the formulation 1, FIG. 29 (b) shows the discharge rate in the formulation 2, and FIG. 29 (c) shows the discharge rate in the formulation 3.
Figure 0006851800

図２９（ａ）から図２９（ｃ）は、図２６（ｃ）の流れモードＡ（Ｊ＝３．５）の液体吐出ヘッドにおいて得られたものであり、図２６（ｂ）の流れモードＡ（Ｊ＝２．３）の液体吐出ヘッドに比べて、循環流Ｃが吐出口界面２４に到達しやすくなっている。しかしながら、インクの固形分が高濃度（１２重量％）の場合には、図２９（ａ）に示すように、比誘電率が相対的に高い処方１では、高循環流速（３０ｍｍ／ｓ）であっても、休止後１発目の吐出速度の変化は大きくなる。また、処方１に比べて比誘電率を低下させた処方２では、図２９（ｂ）に示すように、高循環流速（３０ｍｍ／ｓ）の場合、吐出速度の変化は全体的に小さく好ましい。一方、図２４（ｃ）に示すように、比誘電率をさらに低下させた処方３では、低循環流速（１０ｍｍ／ｓ）の場合でも、休止後１発目の吐出速度の変化は小さくなり、より好ましい。よって、比誘電率εｒがεｒ≦４０．７が好適であり、より好ましくはεｒ≦３３．８である。さらに、図２８から、εｒ≦３０．０であるとより好ましいことがわかる。インクの固形分が高濃度の場合、粘度も増加する傾向にあるため、循環流Ｃの流速を増加させるためには、インクを流すために必要な差圧も増加させる必要がある。しかしながら、この差圧を増加させると、吐出口１３に印加される負圧も増加して吐出特性に弊害をもたらしてしまう。その点で、循環流Ｃの流速はより低速であることが好ましいが、その反面、循環流Ｃの流速が低速になると、インクの固形分が吐出口部２５内に滞留しやすくなり、吐出不良が発生しやすくなる。しかしながら、このような低循環流速の場合でも、図２９に示すように、流れモードＡにおいて判定値Ｊをより大きくするとともに、インクの比誘電率を低下させて顔料の後退現象を発生させることで、休止後１発目の吐出速度の変化を抑制することが可能になる。 29 (a) to 29 (c) are obtained in the liquid discharge head of the flow mode A (J = 3.5) of FIG. 26 (c), and the flow mode A of FIG. 26 (b). Compared with the liquid discharge head of (J = 2.3), the circulation flow C is more likely to reach the discharge port interface 24. However, when the solid content of the ink is high (12% by weight), as shown in FIG. 29 (a), the formulation 1 having a relatively high relative permittivity has a high circulation flow velocity (30 mm / s). Even if there is, the change in the discharge rate of the first shot after the pause becomes large. Further, in the formulation 2 in which the relative permittivity is lowered as compared with the formulation 1, the change in the discharge rate is generally small and preferable in the case of a high circulation flow velocity (30 mm / s) as shown in FIG. 29 (b). On the other hand, as shown in FIG. 24 (c), in the formulation 3 in which the relative permittivity was further lowered, the change in the discharge rate of the first shot after the rest was small even at a low circulation flow velocity (10 mm / s). More preferred. Therefore, the relative permittivity ε r is preferably ε r ≤ 40.7, and more preferably ε r ≤ 33.8. Further, it can be seen from FIG. 28 that ε r ≦ 30.0 is more preferable. When the solid content of the ink is high, the viscosity also tends to increase. Therefore, in order to increase the flow velocity of the circulating flow C, it is necessary to increase the differential pressure required for flowing the ink. However, if this differential pressure is increased, the negative pressure applied to the discharge port 13 also increases, which adversely affects the discharge characteristics. In that respect, it is preferable that the flow velocity of the circulating flow C is slower, but on the other hand, when the flow velocity of the circulating flow C becomes low, the solid content of the ink tends to stay in the ejection port portion 25, resulting in poor ejection. Is likely to occur. However, even in the case of such a low circulation flow velocity, as shown in FIG. 29, the determination value J is made larger in the flow mode A, and the relative permittivity of the ink is lowered to cause the pigment retreat phenomenon. , It becomes possible to suppress the change in the discharge speed of the first shot after the pause.

（インクの比誘電率の定義の説明）
インクの比誘電率εｒは、以下の式で定義され、本明細書では、小数点以下第１位を四捨五入した整数値とする。

Figure 0006851800
上記式（５）において、ｎは水溶性有機溶剤の種類、εｎはｎで表される水溶性有機溶剤の比誘電率、ｒｎはｎで表される水溶性有機溶剤のインク全質量を基準とした含有量で、水を除いた物性値である。ここでは、図２６の循環流により濃縮する領域は、蒸発により水分が少ないことが考えれるため、水を除いた水溶性有機溶剤を濃縮領域の液体として物性値を扱うこととする。
上記式（５）で定義される比誘電率εｒは、インク中の「水溶性有機溶剤で構成された水性媒体」の全体としての比誘電率を表すものであり、具体的には以下のように算出した値である。すなわち、水溶性有機溶剤に固有の比誘電率（無次元数）に、インク中の当該成分の含有量（インク全質量を基準とした含有量、単位：質量％）を乗じた値を各成分について足し合わせ、その合計を水溶性有機溶剤の合計含有量で割った値である。なお、比誘電率は一般的な誘電率計で測定することができる。また、インク中の水の含有量はカール・フィッシャー滴定などにより知ることができ、水溶性有機溶剤の種類や含有量はガスクロマトグラフィ（ＧＣ／ＭＳ）や高速液体クロマトグラフィ（ＬＣ／ＭＳ）などにより知ることができる。
本発明で用いられるインクは、必要に応じて種々の添加剤を含有してもよい。このような添加剤としては、例えば、界面活性剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、防錆剤、防腐剤、酸化防止剤、還元防止剤、蒸発促進剤、キレート化剤などが挙げられる。なお、一般的に、これらの添加剤はインク中の含有量もかなり少ないため、必ずしも比誘電率の算出の際に考慮する必要はない。 (Explanation of definition of relative permittivity of ink)
The relative permittivity ε r of the ink is defined by the following equation, and in the present specification, it is an integer value rounded to the first decimal place.
Figure 0006851800
 In the above formula (5), n is the kind of water-soluble organic solvent, epsilon n is the relative dielectric constant of the water-soluble organic solvent represented by n, the total mass of the ink of the water-soluble organic solvent is r n, represented by n It is the standard content and is the physical property value excluding water. Here, since it is considered that the region concentrated by the circulating flow of FIG. 26 has a small amount of water due to evaporation, the physical property value is treated by treating the water-soluble organic solvent excluding water as the liquid in the concentrated region.
The relative permittivity ε r defined by the above formula (5) represents the overall relative permittivity of the “water-based medium composed of the water-soluble organic solvent” in the ink, and specifically, it is as follows. It is a value calculated as described above. That is, each component is obtained by multiplying the relative permittivity (dimensionless number) peculiar to the water-soluble organic solvent by the content of the component in the ink (content based on the total mass of the ink, unit: mass%). Is added and the total is divided by the total content of the water-soluble organic solvent. The relative permittivity can be measured with a general permittivity meter. The water content in the ink can be known by Karl Fischer titration or the like, and the type and content of the water-soluble organic solvent can be known by gas chromatography (GC / MS) or high performance liquid chromatography (LC / MS). be able to.
The ink used in the present invention may contain various additives, if necessary. Examples of such additives include surfactants, pH adjusters, defoamers, rust inhibitors, preservatives, antioxidants, antioxidants, evaporation promoters, chelating agents and the like. In general, these additives have a considerably low content in the ink, and therefore do not necessarily have to be taken into consideration when calculating the relative permittivity.

（インクの比誘電率低下と圧力室内の循環流の有無との関係の説明）
圧力室２３内に循環流Ｃを発生させない構成においても、比誘電率の低下のために、インクの溶剤処方として貧溶媒を使用することができる。しかしながら、顔料などの固形分が多いインクを用いる場合、以下の２つの弊害によって、圧力室２３内に循環流Ｃを発生させない構成ではインクの比誘電率を低下させにくくなる。
循環流Ｃを発生させない構成では、吐出動作を一定時間休止すると顔料が濃縮するため、休止後１発目のインクによる着弾ドットの光学反射濃度（ＯＤ）は高くなる傾向にある。それに対して、インクの比誘電率を低下させると顔料の後退現象が発生するため、休止後１発目の着弾ドットのＯＤは逆に低下してしまう。これが１つの弊害である。
また、循環流Ｃを発生させない構成では、吐出口１３からのインク蒸発に伴う固着対策の１つとして、保湿性の高いグリセリンなどの比誘電率の高い良溶媒を使用することで、顔料濃縮による固着を抑制する方法がある。また、比誘電率の低い貧溶媒を使用することで顔料の後退現象を発生させ、顔料濃縮を発生しにくくして固着を抑制する方法もある。しかしながら、顔料の後退現象の発生を過度に促進する、つまり比誘電率の低下を過度に促進すると、後退した顔料が圧力室２３内で固着してしまう。そのため、比誘電率を大幅に低下させることが困難となる。これが２つめの弊害である。 (Explanation of the relationship between the decrease in the relative permittivity of ink and the presence or absence of circulating flow in the pressure chamber)
Even in a configuration in which the circulating flow C is not generated in the pressure chamber 23, a poor solvent can be used as the solvent formulation of the ink in order to reduce the relative permittivity. However, when an ink having a large solid content such as a pigment is used, it is difficult to lower the relative permittivity of the ink in a configuration in which the circulation flow C is not generated in the pressure chamber 23 due to the following two adverse effects.
In the configuration that does not generate the circulating flow C, the pigment is concentrated when the ejection operation is paused for a certain period of time, so that the optical reflection density (OD) of the landing dot by the first ink after the pause tends to be high. On the other hand, if the relative permittivity of the ink is lowered, the pigment retreats phenomenon occurs, so that the OD of the first landing dot after the pause is conversely lowered. This is one of the harmful effects.
Further, in the configuration that does not generate the circulating flow C, as one of the measures against sticking due to the evaporation of ink from the ejection port 13, a good solvent having a high relative permittivity such as glycerin having high moisturizing property is used to concentrate the pigment. There is a method of suppressing sticking. There is also a method of causing a pigment retreat phenomenon by using a poor solvent having a low relative permittivity, making it difficult for pigment concentration to occur and suppressing sticking. However, if the occurrence of the retreat phenomenon of the pigment is excessively promoted, that is, the decrease in the relative permittivity is excessively promoted, the retreated pigment sticks in the pressure chamber 23. Therefore, it becomes difficult to significantly reduce the relative permittivity. This is the second harmful effect.

このような２つの弊害は、圧力室２３内に循環流Ｃが発生させことで回避することができ、特に流れモードＡにおいて判定値Ｊをより大きくすることで、それはより効果的になる。すなわち、循環流Ｃを発生させた状態、特に流れモードＡのようにインクが吐出口部２５内を流れている状態では、顔料の後退現象発生の有無にかかわらず、休止後１発目の着弾ドットのＯＤは変化しにくくなる。そのため、より低い比誘電率のインクを用いることができ、吐出口１３の周縁付近でのインクの滞留を抑制することが可能になる。また、吐出口部２５や圧力室２３内での固着も、顔料の後退現象発生の有無にかかわらず生じにくくなるため、より低い比誘電率のインクを用いることができ、その結果、吐出口１３の周縁付近でのインクの滞留を抑制することが可能になる。したがって、インクの比誘電率を低下させることは、圧力室２３内に循環流Ｃを発生させる構成において特に有効である。本発明は流れモードＡにおいて特に好適に適用できるが、循環流Ｃが発生していれば、流れモードＢにも適用可能である。 Such two adverse effects can be avoided by generating a circulating flow C in the pressure chamber 23, and in particular, by increasing the determination value J in the flow mode A, it becomes more effective. That is, in a state where the circulation flow C is generated, particularly in a state where the ink is flowing in the ejection port 25 as in the flow mode A, the first landing after the pause is made regardless of whether or not the pigment retreats. The dot OD is less likely to change. Therefore, it is possible to use ink having a lower relative permittivity, and it is possible to suppress the retention of ink near the peripheral edge of the ejection port 13. Further, since sticking in the discharge port 25 and the pressure chamber 23 is less likely to occur regardless of the presence or absence of the pigment retreat phenomenon, an ink having a lower relative permittivity can be used, and as a result, the discharge port 13 can be used. It becomes possible to suppress the retention of ink near the periphery of the ink. Therefore, lowering the relative permittivity of the ink is particularly effective in a configuration in which a circulating flow C is generated in the pressure chamber 23. The present invention is particularly preferably applicable in the flow mode A, but is also applicable to the flow mode B as long as the circulating flow C is generated.

３ 液体吐出ヘッド
１０ 記録素子基板
１８ 液体供給路
１９ 液体回収路
２３ 圧力室 3 Liquid discharge head 10 Recording element substrate 18 Liquid supply path 19 Liquid recovery path 23 Pressure chamber

Claims (15)

液体を吐出するための吐出口と、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子を内部に備えた圧力室と、前記吐出口と前記圧力室とを連通する吐出口部と、前記圧力室に液体を供給するための液体供給路と、前記圧力室から液体を回収するための液体回収路と、を備えた記録素子基板を有する液体吐出ヘッドと、
前記液体供給路、前記圧力室、前記液体回収路の順に液体を流動させるための流動手段と、
を有する液体吐出装置において、
前記流動手段によって前記圧力室内を流動する液体の、下記式（５）で表される比誘電率εｒが、εｒ≦４０．７の関係を満たし、
前記圧力室の、前記吐出口部との連通部分に対して前記液体の流れ方向の上流側での高さＨ［μｍ］と、前記吐出口部の液体の吐出方向における長さＰ［μｍ］と、前記吐出口部の前記液体の流れ方向における長さＷ［μｍ］とが、Ｈ −０．３４ ×Ｐ −０．６６ ×Ｗ＞１．７の関係を満たすことを特徴とする液体吐出装置。
Figure 0006851800
 （式（５）中、ｎは前記液体中の水溶性有機溶剤の種類、ε ｎ は前記ｎで表される水溶性有機溶剤の比誘電率、ｒ ｎ は前記ｎで表される水溶性有機溶剤のインク全質量を基準とした含有量で、水を除いた値である。） A discharge port for discharging a liquid, a pressure chamber internally provided with a recording element for generating energy used for discharging the liquid, and a discharge port portion for communicating the discharge port and the pressure chamber. A liquid discharge head having a recording element substrate provided with a liquid supply path for supplying a liquid to the pressure chamber and a liquid recovery path for recovering the liquid from the pressure chamber.
A flow means for flowing the liquid in the order of the liquid supply path, the pressure chamber, and the liquid recovery path, and
In the liquid discharge device having
The liquid flowing through the pressure chamber by the flow means, the dielectric constant epsilon r of the following formula (5) meets the relation of epsilon r ≦ 40.7,
The height H [μm] of the pressure chamber on the upstream side in the flow direction of the liquid with respect to the portion communicating with the discharge port portion, and the length P [μm] of the discharge port portion in the liquid discharge direction. And the length W [μm] of the discharge port portion in the flow direction of the liquid satisfy the relationship of H −0.34 × P −0.66 × W> 1.7. apparatus.
Figure 0006851800
 (Equation (5), n type water-soluble organic solvent in the liquid, epsilon n is the relative dielectric constant of the water-soluble organic solvent represented by n, the water-soluble organic is r n represented by n The content of the solvent based on the total mass of the ink, excluding water.) 前記圧力室内を流動する液体の比誘電率εｒが、εｒ≦３３．８の関係を満たす、請求項１に記載の液体吐出装置。 The liquid discharge device according to claim 1, wherein the relative permittivity ε r of the liquid flowing in the pressure chamber satisfies the relationship of ε r ≤ 33.8. 前記圧力室内を流動する液体の比誘電率εｒが、εｒ≦３０．０の関係を満たす、請求項２に記載の液体吐出装置。 The liquid discharge device according to claim 2, wherein the relative permittivity ε r of the liquid flowing in the pressure chamber satisfies the relationship of ε r ≤ 30.0. 前記高さＨが２０以下、前記長さＰが２０以下、前記長さＷが３０以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出装置。 The height H is 2 0 hereinafter, the length P 2 0 hereinafter, the length W is below 3 nonzero, apparatus according to any one of claims 1 to 3. 前記圧力室内を流動する液体の流速が０．１〜１００ｍｍ／ｓである、請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出装置。 The liquid discharge device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the flow velocity of the liquid flowing in the pressure chamber is 0.1 to 100 mm / s. 前記液体の固形分量が８重量％以上である、請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出装置。 The liquid discharge device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the solid content of the liquid is 8% by weight or more. 液体を吐出するための吐出口と、液体を吐出するために利用されるエネルギーを発生する記録素子と、前記記録素子を内部に備えた圧力室と、前記吐出口と前記圧力室とを連通する吐出口部と、前記圧力室に液体を供給するための液体供給路と、前記圧力室から液体を回収するための液体回収路と、を備え、
下記式（５）で表される比誘電率εｒがεｒ≦４０．７の関係を満たす液体が、前記液体供給路、前記圧力室、前記液体回収路を順に介して循環され、
前記圧力室の、前記吐出口部との連通部分に対して前記液体の流れ方向の上流側での高さＨ［μｍ］と、前記吐出口部の液体の吐出方向における長さＰ［μｍ］と、前記吐出口部の前記液体の流れ方向における長さＷ［μｍ］とが、Ｈ −０．３４ ×Ｐ −０．６６ ×Ｗ＞１．７の関係を満たすことを特徴とする液体吐出ヘッド。
Figure 0006851800
 （式（５）中、ｎは前記液体中の水溶性有機溶剤の種類、ε ｎ は前記ｎで表される水溶性有機溶剤の比誘電率、ｒ ｎ は前記ｎで表される水溶性有機溶剤のインク全質量を基準とした含有量で、水を除いた値である。） A discharge port for discharging a liquid, a recording element for generating energy used for discharging a liquid, a pressure chamber having the recording element inside, and the discharge port and the pressure chamber communicate with each other. A discharge port, a liquid supply path for supplying a liquid to the pressure chamber, and a liquid recovery path for recovering the liquid from the pressure chamber are provided.
A liquid having a relative permittivity ε r represented by the following formula (5) satisfying the relationship of ε r ≤ 40.7 is circulated in this order through the liquid supply path, the pressure chamber, and the liquid recovery path .
The height H [μm] of the pressure chamber on the upstream side in the flow direction of the liquid with respect to the portion communicating with the discharge port portion, and the length P [μm] of the discharge port portion in the liquid discharge direction. And the length W [μm] of the discharge port portion in the flow direction of the liquid satisfy the relationship of H −0.34 × P −0.66 × W> 1.7. head.
Figure 0006851800
 (Equation (5), n type water-soluble organic solvent in the liquid, epsilon n is the relative dielectric constant of the water-soluble organic solvent represented by n, the water-soluble organic is r n represented by n The content of the solvent based on the total mass of the ink, excluding water.) 前記液体の比誘電率εｒが、εｒ≦３３．８の関係を満たす、請求項７に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to claim 7 , wherein the relative permittivity ε r of the liquid satisfies the relationship of ε r ≤ 33.8. 前記高さＨが２０以下、前記長さＰが２０以下、前記長さＷが３０以下である、請求項７または８に記載の液体吐出ヘッド。 The height H is 2 0 hereinafter, the length P 2 0 hereinafter, the length W is 3 0 hereinafter, the liquid discharge head according to claim 7 or 8. 前記圧力室内を流動する液体の流速が０．１〜１００ｍｍ／ｓである、請求項７から９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。 The liquid discharge head according to any one of claims 7 to 9 , wherein the flow velocity of the liquid flowing in the pressure chamber is 0.1 to 100 mm / s. 前記液体の固形分量が８重量％以上である、請求項７から１０のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。 The solids content of the liquid is 8 wt% or more, the liquid discharge head according to any one of claims 7 1 0. ページワイド型の液体吐出ヘッドであって、
前記記録素子を備える複数の記録素子基板と、
前記複数の記録素子基板を支持するとともに、前記複数の記録素子基板に液体を供給する流路部材と、
を備える、請求項７から１１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。 A page-wide liquid discharge head
A plurality of recording element substrates including the recording element,
A flow path member that supports the plurality of recording element substrates and supplies a liquid to the plurality of recording element substrates.
The liquid discharge head according to any one of claims 7 to 11. 前記流路部材は、前記複数の記録素子基板が配列される配列方向に沿って延在し、前記複数の記録素子基板に液体を供給するための共通供給流路と、前記配列方向に沿って延在し、前記複数の記録素子基板から液体を回収するための共通回収流路と、を備える、請求項１２に記載の液体吐出ヘッド。 The flow path member extends along the arrangement direction in which the plurality of recording element substrates are arranged, and is along the common supply flow path for supplying the liquid to the plurality of recording element substrates and the arrangement direction. extending Mashimashi, and a common recovery flow path for recovering the liquid from the plurality of recording element substrates, the liquid discharge head according to claim 1 2. 前記複数の記録素子基板は、直線状に配されている、請求項１２または１３に記載の液体吐出ヘッド。 Wherein the plurality of recording element substrates are arranged in a straight line, a liquid discharge head according to claim 1 2 or 1 3. 前記圧力室内の液体は当該圧力室の外部との間で循環される、請求項７から１４のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。 The pressure chamber of the liquid is circulated between the outside of the pressure chamber, the liquid discharge head according to any one of claims 7 1 4.
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