KR102167589B1 - Recording element board and liquid discharge head - Google Patents

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KR102167589B1 KR1020170002147A KR20170002147A KR102167589B1 KR 102167589 B1 KR102167589 B1 KR 102167589B1 KR 1020170002147 A KR1020170002147 A KR 1020170002147A KR 20170002147 A KR20170002147 A KR 20170002147A KR 102167589 B1 KR102167589 B1 KR 102167589B1
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요시유키 나카가와
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Abstract

기록 소자 기판은 액체를 토출하도록 구성되는 토출구, 토출구와 연통하는 압력 챔버, 액체의 발포를 유발하도록 열 에너지를 생성하도록 구성되고 토출구에 대면하여 압력 챔버 내에 배치되는 기록 소자 및 기록 소자가 형성되는 기판을 포함한다. 기록 소자가 구동되고 압력 챔버 내의 액체가 토출될 때, 발생된 기포는 대기와 연통한다. 토출구가 기판 상에 투영되는 토출구 투영 영역은 기록 소자의 발열 영역이 기판 상에 투영되는 발열 영역 투영 영역을 초과하여 연장하는 영역을 포함하고, 토출구 투영 영역의 윤곽은 발열 영역 투영 영역의 윤곽에 의해 둘러싸여진다.The recording element substrate includes a discharge port configured to discharge a liquid, a pressure chamber communicating with the discharge port, a recording element configured to generate thermal energy to cause foaming of the liquid and disposed in the pressure chamber facing the discharge port, and a substrate on which the recording element is formed Includes. When the recording element is driven and the liquid in the pressure chamber is discharged, the generated air bubbles communicate with the atmosphere. The discharge port projection area in which the discharge port is projected onto the substrate includes an area in which the heating area of the recording element extends beyond the heating area projection area projected on the substrate, and the outline of the discharge port projection area is determined by the outline of the heating area projection area. Surrounded.

Description

기록 소자 기판 및 액체 토출 헤드{RECORDING ELEMENT BOARD AND LIQUID DISCHARGE HEAD}Recording element board and liquid discharge head {RECORDING ELEMENT BOARD AND LIQUID DISCHARGE HEAD}

본 개시내용은 잉크 같은 액체를 토출하기 위해 사용되는 기록 소자 기판 및 기록 소자 기판을 갖는 액체 토출 헤드에 관한 것이다.The present disclosure relates to a recording element substrate and a liquid ejection head having a recording element substrate used to eject a liquid such as ink.

액체 토출 헤드, 예를 들어, 잉크젯 기록 헤드가 액체를 토출하는 방법의 일 예는 액체가 가열되어 필름 비등을 유발하고 발포의 힘이 사용되는 열적 잉크젯 시스템이다. 열적 잉크젯 시스템에 사용되는 액체 토출 헤드는 액체를 토출하는 토출구, 토출구와 연통하는 압력 챔버, 압력 챔버에 액체를 공급하는 채널 및 채널에 액체를 공급하는 공급 포트가 형성되어 있는 기록 소자 기판을 갖는다. 가열 저항 소자(히터)가 기록 소자 기판의 압력 챔버 내에 형성되고, 가열 저항 소자가 생성한 토출 에너지에 의해 토출구로부터 액체가 토출된다.An example of how a liquid ejection head, for example an inkjet recording head, ejects a liquid is a thermal inkjet system in which the liquid is heated to cause film boiling and the force of foaming is used. A liquid discharge head used in a thermal inkjet system has a recording element substrate on which a discharge port for discharging a liquid, a pressure chamber communicating with the discharge port, a channel for supplying liquid to the pressure chamber, and a supply port for supplying liquid to the channel are formed. A heating resistance element (heater) is formed in the pressure chamber of the recording element substrate, and liquid is discharged from the discharge port by the discharge energy generated by the heating resistance element.

이런 액체 토출 헤드에 의해 액체가 토출될 때, 토출된 액체는 주상 형상을 가지며, 이러한 주상 형상은 주 액적과, 주 액적으로부터 연장하여 주 액적을 뒤따르는 긴 액적 미부를 포함한다. 이러한 액적 미부는 종종 비행 중에 액주의 선단 단부와 후단 단부 사이의 속도차로 인해 주 액적으로부터 분리되고, 세틀라이트라 지칭되는 미량 액적이 된다. 주 액적으로부터 이탈된 기록 매체 상의 위치에 착지하는 세틀라이트는 화상 품질의 열화를 유발할 수 있다.When liquid is discharged by such a liquid discharge head, the discharged liquid has a columnar shape, and this columnar shape includes a main droplet and a long droplet tail extending from the main droplet and following the main droplet. These droplet tails are often separated from the main droplet during flight due to the difference in velocity between the leading and trailing ends of the liquid column and become trace droplets referred to as satellites. Satellites landing on a location on the recording medium that are separated from the main droplet may cause deterioration in image quality.

이러한 세틀라이트의 발생을 감소시키는 공지된 방법은 토출시에 대기와 연통하도록 채널 내의 액체로부터 압력 챔버 내의 액체를 분리시키기 위해 가열 저항 소자로부터의 열적 에너지를 인가함으로써 발생되는 기포를 유발하는 것이다. 이러한 방법의 사용은 세틀라이트가 될 수 있는 부분이 토출구를 벗어나기 이전에 주 액적으로부터 더 용이하게 분리될 수 있게 하며, 그 이유는 토출된 액체의 후방 부분이 가열 저항 소자를 향해 진행하는 속도 성분을 갖고, 그래서, 토출구 외측에서 세틀라이트가 되고 비행하게 되는 액체가 감소될 수 있다.A known method of reducing the occurrence of such satellites is to induce bubbles generated by applying thermal energy from the heating resistance element to separate the liquid in the pressure chamber from the liquid in the channel to communicate with the atmosphere upon discharge. The use of this method makes it possible for parts that can become satellites to be more easily separated from the main droplet before leaving the discharge port, because the rear part of the discharged liquid has a velocity component that advances toward the heating resistance element. , So, the liquid that becomes satellite and flying outside the discharge port can be reduced.

또한, 국제 공보 제2010/044775호는 액적 미부에 비해 주 액적에 더 많은 액체가 포함되어 세틀라이트를 감소시키도록 압력 챔버의 높이, 토출구의 크기 등 같은 치수가 조절되는 기술을 개시한다. 국제 공보 제2010/044775호에 개시된 기술에서, 가열 저항 소자는 토출구의 개구보다 크기가 더 크다.In addition, International Publication No. 2010/044775 discloses a technique in which dimensions such as the height of the pressure chamber and the size of the discharge port are adjusted to reduce satellites by containing more liquid in the main droplet than in the droplet tail. In the technique disclosed in International Publication No. 2010/044775, the heating resistance element is larger in size than the opening of the discharge port.

그러나, 국제 공보 제2010/044775호에 개시된 기술에서 기포가 대기와 연통하는 시기가 늦을 수 있다. 따라서, 여전히 액적의 후방 부분이 주 액적 부분으로부터 분리되고 세틀라이트가 발생하는 경우가 있다.However, in the technique disclosed in International Publication No. 2010/044775, the time for air bubbles to communicate with the atmosphere may be delayed. Therefore, there is still a case where the rear portion of the droplet is separated from the main droplet portion and a satellite is generated.

기포가 액체의 토출시 대기와 연통하는 유형의 액체 토출 헤드에서 세틀라이트를 감소시킬 수 있는 액체 토출 헤드 및 기록 소자 기판을 제공하는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다.It has been found desirable to provide a liquid discharge head and a recording element substrate capable of reducing satellites in a liquid discharge head of a type in which air bubbles communicate with the atmosphere upon discharge of the liquid.

기록 소자 기판은 액체를 토출하도록 구성된 토출구; 토출구와 연통하는 압력 챔버; 액체의 발포를 유발하도록 열 에너지를 생성하도록 구성되고 토출구에 대면하여 압력 챔버 내에 배치되는 기록 소자; 압력 챔버와 연통하는 채널; 그리고, 기록 소자가 형성되는 기판을 포함한다. 기록 소자가 구동되고 압력 챔버 내의 액체가 토출될 때, 발생된 기포는 대기와 연통한다. 토출구가 기판에 투영되는 토출구 투영 영역의 윤곽을 둘러싸고, 채널을 통한 액체의 유동의 방향에 대면하는 두 개의 측부를 갖는 직사각형 형상은 기록 소자의 발열 영역이 기판 상에 투영되는 발열 영역 투영 영역을 포함한다.The recording element substrate includes a discharge port configured to discharge a liquid; A pressure chamber in communication with the discharge port; A recording element configured to generate thermal energy to cause foaming of the liquid and disposed in the pressure chamber facing the discharge port; A channel in communication with the pressure chamber; And a substrate on which a recording element is formed. When the recording element is driven and the liquid in the pressure chamber is discharged, the generated air bubbles communicate with the atmosphere. A rectangular shape with two sides in which the discharge port surrounds the outline of the discharge port projection area projected onto the substrate and faces the direction of the flow of liquid through the channel, includes a heating area projection area in which the heat generating area of the recording element is projected onto the substrate. do.

첨부 도면을 참조로 예시적 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 본 발명의 다른 특징을 명백히 알 수 있을 것이다.Other features of the present invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1은 제1 적용례에 따른 기록 장치의 개략적 구성을 예시하는 도면이다.
도 2는 기록 장치 내에서 액체가 순환하는 제1 순환 경로를 예시하는 도면이다.
도 3은 기록 장치 내의 제2 순환 경로를 예시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 제1 적용례에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다.
도 5는 도 4의 액체 토출 헤드의 분해 사시도이다.
도 6a 내지 도 6f는 도 4의 액체 토출 헤드가 갖는 채널 부재를 구성하는 제1 내지 제3 채널 부재의 구성을 예시하는 도면이다.
도 7은 채널 부재 내의 채널 사이의 연결 관계를 설명하는 도면이다.
도 8은 도 7의 선 VIII-VIII을 따라 취한 단면도이다.
도 9a 및 도 9b는 토출 모듈을 예시하는 도면으로서, 도 9a는 사시도이고, 도 9b는 분해도이다.
도 10a 내지 도 10c는 기록 소자 기판의 구성을 예시하는 도면이다.
도 11은 커버와 도 10a의 XI-XI 단면을 포함하는 기록 소자 기판의 구성을 예시하는 사시도이다.
도 12는 두 개의 인접한 토출 모듈의 기록 소자 기판의 인접한 부분들의 부분 확대도를 보여주는 평면도이다.
도 13은 제2 적용례에 따른 기록 장치의 구성을 예시하는 도면이다.
도 14a 및 도 14b는 제2 적용례에 따른 액체 토출 헤드의 사시도이다.
도 15는 도 14의 액체 토출 헤드의 분해 사시도이다.
도 16a 내지 도 16e는 도 14의 액체 토출 헤드가 갖는 채널 부재를 구성하는 제1 및 제2 채널 부재의 구성을 예시하는 도면이다.
도 17은 채널 부재와 기록 소자 기판의 액체의 연결 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 도 17의 선 XVIII-XVIII을 따라 취한 단면도이다.
도 19a 및 도 19b는 토출 모듈을 예시하는 도면으로서, 도 19a는 사시도이고, 도 19b는 분해도이다.
도 20a 내지 도 20c는 기록 소자 기판의 구성을 예시하는 도면이다.
도 21a 내지 도 21c는 기록 소자 기판의 제1 실시예를 설명하는 도면이다.
도 22a 내지 도 22f는 비교예의 치수와 잉크 토출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 23a 내지 도 23f는 도 21의 기록 소자 기판의 치수와 잉크 토출 과정을 설명하는 도면이다.
도 24a 및 도 24b는 기록 소자 기판의 제2 실시예를 설명하는 평면도이다.
도 25a 내지 도 25f는 제2 실시예에 따른 기록 소자 기판의 치수와 잉크 토출 과정을 설명하는 도면이다.
도 26a 내지 도 26n은 제2 실시예와 비교예의 잉크 토출 과정을 예시하는 연속도이다.
도 27a 및 도 27b는 기포가 대기와 연통할 때까지의 시간의 양과 토출구와 기록 소자 사이의 거리(Cl) 사이의 관계를 예시하는 도면이다.
도 28a 내지 도 28e는 기록 소자 기판의 제3 실시예를 설명하는 도면이다.
도 29a 내지 도 29d는 기록 소자 기판의 제4 실시예를 설명하는 도면이다.
도 30은 제1 적용례에 따른 액체 토출 헤드의 변형을 예시하는 도면이다.
도 31은 기록 장치의 제3 순환 경로를 예시하는 도면이다.
도 32a 및 도 32b는 제1 적용례 예시적 실시예에 따른 액체 토출 헤드의 변형의 개략적 구성을 예시하는 도면이다.
도 33은 제1 적용례에 따른 액체 토출 헤드의 변형의 개략적 구성을 예시하는 도면이다.
도 34는 제1 적용례에 따른 액체 토출 헤드의 변형의 개략적 구성을 예시하는 도면이다.
도 35는 제3 적용례에 따른 기록 장치의 개략적 구성을 예시하는 도면이다.
도 36은 제4 순환 경로를 예시하는 도면이다.
도 37a 및 도 37b는 제3 적용례에 따른 액체 토출 헤드를 예시하는 도면이다.
도 38a 내지 도 38c는 제3 적용례에 따른 액체 토출 헤드를 예시하는 도면이다.1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a recording apparatus according to a first application example.
2 is a diagram illustrating a first circulation path through which a liquid circulates in the recording apparatus.
3 is a diagram illustrating a second circulation path in the recording apparatus.
4A and 4B are perspective views of a liquid discharge head according to a first application example.
5 is an exploded perspective view of the liquid discharge head of FIG. 4.
6A to 6F are diagrams illustrating configurations of first to third channel members constituting the channel members included in the liquid discharge head of FIG. 4.
7 is a diagram illustrating a connection relationship between channels in a channel member.
8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII of FIG. 7.
9A and 9B are views illustrating a discharge module, and FIG. 9A is a perspective view and FIG. 9B is an exploded view.
10A to 10C are diagrams illustrating the configuration of a recording element substrate.
11 is a perspective view illustrating a configuration of a recording element substrate including a cover and an XI-XI cross section of FIG. 10A.
12 is a plan view showing a partial enlarged view of adjacent portions of a recording element substrate of two adjacent ejection modules.
13 is a diagram illustrating a configuration of a recording apparatus according to a second application example.
14A and 14B are perspective views of a liquid discharge head according to a second application example.
15 is an exploded perspective view of the liquid discharge head of FIG. 14.
16A to 16E are diagrams illustrating configurations of first and second channel members constituting a channel member included in the liquid discharge head of FIG. 14.
17 is a diagram for explaining a connection relationship between a channel member and a liquid of a recording element substrate.
18 is a cross-sectional view taken along the line XVIII-XVIII in FIG. 17.
19A and 19B are views illustrating a discharge module, and FIG. 19A is a perspective view and FIG. 19B is an exploded view.
20A to 20C are diagrams illustrating the configuration of a recording element substrate.
21A to 21C are diagrams for explaining the first embodiment of the recording element substrate.
22A to 22F are diagrams for explaining dimensions and ink ejection processes of the comparative example.
23A to 23F are diagrams for explaining the dimensions of the recording element substrate of FIG. 21 and an ink ejection process.
24A and 24B are plan views illustrating a second embodiment of a recording element substrate.
25A to 25F are diagrams for explaining dimensions of a recording element substrate and an ink ejection process according to the second embodiment.
26A to 26N are continuity diagrams illustrating the ink ejection process of the second embodiment and the comparative example.
27A and 27B are diagrams illustrating a relationship between the amount of time until air bubbles communicate with the atmosphere and the distance Cl between the discharge port and the recording element.
28A to 28E are diagrams for explaining a third embodiment of a recording element substrate.
29A to 29D are views for explaining a fourth embodiment of a recording element substrate.
30 is a diagram illustrating a deformation of the liquid discharge head according to the first application example.
31 is a diagram illustrating a third circulation path of the recording apparatus.
32A and 32B are diagrams illustrating a schematic configuration of a deformation of a liquid discharge head according to an exemplary embodiment of the first application example.
33 is a diagram illustrating a schematic configuration of a deformation of the liquid discharge head according to the first application example.
34 is a diagram illustrating a schematic configuration of a deformation of the liquid discharge head according to the first application example.
35 is a diagram illustrating a schematic configuration of a recording apparatus according to a third application example.
36 is a diagram illustrating a fourth circulation path.
37A and 37B are diagrams illustrating a liquid discharge head according to a third application example.
38A to 38C are diagrams illustrating a liquid discharge head according to a third application example.

첨부 도면을 참조로 적용례 및 실시예를 설명한다. 명세서 및 도면에서, 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조 번호로 표시되고 그에 대한 중복 설명은 생략됨을 유의하여야 한다. 비록, 실시예의 예를 도면을 참조로 설명하지만, 이하의 설명은 본 발명의 범주를 제한하는 것은 아님을 이해하여야 한다.Application examples and embodiments will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the specification and drawings, elements having the same function are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions thereof are omitted. Although, examples of embodiments will be described with reference to the drawings, it should be understood that the following description does not limit the scope of the present invention.

비록, 적용례 및 실시예가 잉크 등 같은 액체가 탱크와 액체 토출 헤드 사이에서 순환하는 형태의 잉크젯 기록 장치(또는 단순히 "기록 장치")에 관련하지만, 다른 형태도 마찬가지로 사용될 수 있다. 예로서, 잉크 순환 대신, 액체 토출 헤드의 상류측에 하나와 하류측에 다른 하나의 두 개의 탱크가 제공되고, 압력 챔버 내의 잉크가 하나의 탱크로부터 다른 탱크로 잉크를 주행시킴으로써 유동하게 되는 형태가 사용될 수 있다.Although the application examples and embodiments relate to an inkjet recording apparatus (or simply "recording apparatus") of a type in which a liquid such as ink or the like circulates between the tank and the liquid discharge head, other types may likewise be used. For example, instead of circulating ink, two tanks are provided, one on the upstream side of the liquid discharge head and the other on the downstream side, and the ink in the pressure chamber flows by running ink from one tank to another. Can be used.

또한, 적용례 및 실시예는 기록 매체의 폭에 대응하는 길이를 갖는 소위 라인 헤드에 관련하지만, 이러한 실시예는 또한 기록 매체 위에서 주사하면서 기록하는 소위 시리얼 액체 토출 헤드일 수도 있다. 시리얼 액체 토출 헤드의 예는 흑색 잉크 기록 및 컬러 잉크 기록 각각을 위해 하나의 기판을 갖는 것이지만, 이에 한정되지는 않는다. 시리얼 액체 토출 헤드의 예는 기록 매체의 폭보다 짧은, 짧은 라인 헤드가 형성되고, 다수의 기록 소자 기판이 토출구 열 방향으로 토출구가 중첩하도록 배열되며, 이들이 기록 매체 위에서 주사되는 배열일 수 있다. Further, the application examples and embodiments relate to a so-called line head having a length corresponding to the width of the recording medium, but this embodiment may also be a so-called serial liquid discharge head for recording while scanning on the recording medium. An example of a serial liquid discharge head is to have one substrate for each of black ink recording and color ink recording, but is not limited thereto. An example of the serial liquid discharge head may be an arrangement in which a short line head, shorter than the width of the recording medium, is formed, a plurality of recording element substrates are arranged so that the discharge ports overlap in the discharge port column direction, and these are scanned over the recording medium.

다음은 본 발명에 적용될 수 있는 적용례에 대한 설명이다.The following is a description of application examples applicable to the present invention.

제1 적용례Application example 1

잉크젯 기록 장치의 설명Description of inkjet recording device

도 1은 액체를 토출하는 기기, 특히, 잉크를 토출하여 기록을 수행하는 잉크젯 기록 장치(1000)(이하에서, 간단히 "기록 장치"라고도 지칭됨)의 개략적 구성을 예시한다. 기록 장치(1000)는 기록 매체(2)를 반송하는 반송 유닛(1)과, 기록 매체(2)의 반송 방향에 대체로 직교하게 배치되어 있는 라인형(페이지-와이드) 액체 토출 헤드(3)를 갖는다. 기록 장치(1000)는 연속적으로 또는 간헐적으로 다수의 기록 매체(2)를 반송하면서 단일-패스 연속 기록을 수행한다. 기록 매체(2)는 절단 시트에 한정되지 않으며, 연속 롤 시트일 수 있다. 액체 토출 헤드(3)는 시안, 마젠타, 옐로우 및 블랙(약어 "CMYK") 잉크에 의해 풀 컬러 인쇄가 가능하다. 액체 토출 헤드(3)는 액체 토출 헤드(3)로 잉크를 공급하는 공급 경로로서 역할하는 액체 공급 유닛, 메인 탱크 및 유체 연결에 의해 연결되는 버퍼 탱크(도 2 참조)를 갖는다. 액체 토출 헤드(3)는 또한 전기 제어 유닛에 전기적으로 연결되며, 이 전기 제어 유닛은 액체 토출 헤드(3)에 전력 및 토출 제어 신호를 전송한다. 액체 토출 헤드(3) 내의 액체 경로 및 전기 신호 경로를 후술한다.1 illustrates a schematic configuration of an apparatus for discharging a liquid, in particular, an inkjet recording apparatus 1000 (hereinafter, also simply referred to as a “recording apparatus”) for performing recording by discharging ink. The recording apparatus 1000 includes a conveying unit 1 for conveying the recording medium 2, and a line-shaped (page-wide) liquid discharge head 3 disposed substantially orthogonal to the conveying direction of the recording medium 2. Have. The recording apparatus 1000 performs single-pass continuous recording while continuously or intermittently conveying a plurality of recording media 2. The recording medium 2 is not limited to a cut sheet, and may be a continuous roll sheet. The liquid discharge head 3 is capable of full color printing by cyan, magenta, yellow and black (abbreviated "CMYK") inks. The liquid discharge head 3 has a liquid supply unit serving as a supply path for supplying ink to the liquid discharge head 3, a main tank, and a buffer tank (see Fig. 2) connected by fluid connection. The liquid discharge head 3 is also electrically connected to the electric control unit, which transmits power and discharge control signals to the liquid discharge head 3. The liquid path and the electric signal path in the liquid discharge head 3 will be described later.

제1 순환 경로의 설명.Description of the first circulation path.

도 2는 본 적용례의 기록 장치에 적용되는 순환 경로의 제1 형태인 제1 순환 경로를 예시하는 개략도이다. 도 2는 유체 연결에 의해 연결되는 제1 순환 펌프(고압측)(1001), 제1 순환 펌프(저압측)(1002) 및 버퍼 탱크(1003) 등을 예시하는 도면이다. 비록, 도 2가 설명의 간결성을 위해 CMYK 잉크 유동 중 하나의 컬러 잉크가 유동하는 경로만을 예시하지만, 실제로, 기록 장치 메인 유닛과 액체 토출 헤드(3)에 제공되는 4색분의 순환 경로가 존재한다. 메인 탱크(1006)에 연결되는 서브 탱크로서 역할하는 버퍼 탱크(1003)는 대기 연통 개구(도시 생략)를 구비하며, 이에 의해, 탱크의 내측과 외측이 소통하고, 잉크 내의 기포가 외부로 배출될 수 있다. 버퍼 탱크(1003)는 또한 보충 펌프(1005)에 연결된다. 액체 토출 헤드(3)에서 잉크가 소비될 때, 보충 펌프(1005)는 메인 탱크(1006)로부터 버퍼 탱크(1003)로 소비된 것과 동일한 양의 잉크를 보내도록 작용한다. 잉크는 예로서 기록, 흡입 회수 등을 수행하기 위해 잉크를 토출함으로써 액체 토출 헤드(3)의 토출구로부터 잉크를 토출(배출)할 때 액체 토출 헤드(3)에서 소비된다.2 is a schematic diagram illustrating a first circulation path, which is a first form of a circulation path applied to the recording apparatus of this application example. 2 is a diagram illustrating a first circulation pump (high pressure side) 1001, a first circulation pump (low pressure side) 1002, a buffer tank 1003, and the like connected by fluid connection. Although Fig. 2 illustrates only the path through which one color ink flows among the CMYK ink flows for the sake of simplicity of explanation, in reality, there is a circulation path of four colors provided to the recording apparatus main unit and the liquid discharge head 3 . The buffer tank 1003 serving as a sub tank connected to the main tank 1006 has an atmospheric communication opening (not shown), whereby the inside and the outside of the tank communicate, and bubbles in the ink are discharged to the outside. I can. The buffer tank 1003 is also connected to a make-up pump 1005. When ink is consumed in the liquid discharge head 3, the replenishing pump 1005 acts to send the same amount of ink as consumed from the main tank 1006 to the buffer tank 1003. Ink is consumed in the liquid discharge head 3 when discharging (discharging) ink from the discharge port of the liquid discharge head 3 by discharging ink to perform recording, suction and recovery, for example.

제1 순환 펌프(1001, 1002)는 액체 토출 헤드(3)의 액체 커넥터(111)로부터 잉크를 추출하고 이 잉크를 버퍼 탱크(1003)로 유동시키도록 작용한다. 제1 순환 펌프(1001, 1002)는 바람직하게는 정량적 유체 전송 기능을 갖는 용적형 펌프이다. 특정 예는 튜브 펌프, 기어 펌프, 다이아프램 펌프, 주사기 펌프 등을 포함할 수 있다. 펌프의 출구에 공용 일정 유동 밸브 및 릴리프 밸브를 배치함으로써 일정 유동이 보증되는 배열이 사용될 수도 있다. 액체 토출 헤드(3)가 구동될 때, 제1 순환 펌프(고압측)(1001) 및 제1 순환 펌프(저압측)(1002)는 일정한 양의 잉크가 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)을 통해 유동하게 한다. 유동의 양은 바람직하게는 액체 토출 헤드(3)의 기록 소자 기판(10) 사이의 온도차가 기록 화상 품질에 영향을 주지 않는 수준 또는 그 이상으로 설정된다. 다른 한편, 유량이 과도하게 높게 설정되는 경우, 액체 토출 유닛(300) 내의 채널의 압력 강하의 영향이 기록 소자 기판(10) 사이에 부압의 과도하게 큰 차이를 유발하여 화상의 밀도의 불균등을 초래한다. 따라서, 유량은 기록 소자 기판(10) 사이의 온도차 및 부압차를 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.The first circulation pumps 1001 and 1002 act to extract ink from the liquid connector 111 of the liquid discharge head 3 and to flow this ink into the buffer tank 1003. The first circulation pumps 1001 and 1002 are preferably positive displacement pumps having a quantitative fluid transfer function. Specific examples may include tube pumps, gear pumps, diaphragm pumps, syringe pumps, and the like. An arrangement in which a constant flow is guaranteed by placing a common constant flow valve and a relief valve at the outlet of the pump may be used. When the liquid discharge head 3 is driven, the first circulation pump (high pressure side) 1001 and the first circulation pump (low pressure side) 1002 supply a constant amount of ink to the common supply channel 211 and the common recovery channel. Let flow through (212). The amount of flow is preferably set to a level or higher in which the temperature difference between the recording element substrates 10 of the liquid discharge head 3 does not affect the recorded image quality. On the other hand, when the flow rate is set excessively high, the influence of the pressure drop of the channel in the liquid discharge unit 300 causes an excessively large difference in negative pressure between the recording element substrates 10, resulting in uneven image density do. Therefore, the flow rate is preferably set in consideration of the temperature difference and the negative pressure difference between the recording element substrates 10.

부압 제어 유닛(230)은 액체 토출 유닛(300)과 제2 순환 펌프(1004)의 경로 사이에 제공된다. 따라서, 부압 제어 유닛(230)은 순환 시스템의 유량이 기록시 듀티의 차이에 기인하여 동요하는 경우에도 미리 설정된 일정한 압력으로 부압 제어 유닛(230)으로부터 하류의(즉, 액체 토출 유닛(300)측에서의) 압력이 유지될 수 있도록 기능한다. 그 자체로부터 하류의 압력이 원하는 설정 압력에 중심맞춰진 일정한 범위 이하 이내에서 동요하도록 제어될 수 있다면, 임의의 기구가 부압 제어 유닛(230)을 구성하는 두 개의 압력 조절 기구로서 사용될 수 있다. 일 예로서, 소위 "감압 조정기"에 상당하는 기구가 사용될 수 있다. 감압 조정기를 사용하는 경우에, 부압 제어 유닛(230)의 상류측은 바람직하게는 도 2에 예시된 바와 같이 액체 공급 유닛(220)을 통해 제2 순환 펌프(1004)에 의해 가압된다. 이는 액체 토출 헤드(3)에 관한 버퍼 탱크(1003)의 액체 토출 헤드(3)에 대한 수두 압력의 영향이 억제될 수 있게 함으로써 기록 장치(1000)의 버퍼 탱크(1003)의 레이아웃의 더 넓은 자유도를 제공한다. 제2 순환 펌프(1004)는 액체 토출 헤드(3) 구동시 사용되는 잉크의 순환 유동 압력의 범위 이내에서 특정 양정 압력 이상을 갖는 것으로 충분하며, 터보 펌프, 용적형 펌프 등이 사용될 수 있다. 구체적으로, 다이아프램 펌프 등이 사용될 수 있다. 대안적으로, 예로서, 부압 제어 유닛(230)에 대한 특정 수두차로 배치된 수두 탱크가 제2 순환 펌프(1004) 대신 사용될 수 있다.The negative pressure control unit 230 is provided between the liquid discharge unit 300 and the path of the second circulation pump 1004. Therefore, even when the flow rate of the circulation system fluctuates due to the difference in duty during recording, the negative pressure control unit 230 is downstream from the negative pressure control unit 230 (that is, on the liquid discharge unit 300) at a predetermined constant pressure. ) It functions so that the pressure can be maintained. If the pressure downstream from itself can be controlled to fluctuate within a certain range centered on the desired set pressure, any mechanism can be used as the two pressure regulating mechanisms constituting the negative pressure control unit 230. As an example, a mechanism equivalent to a so-called "pressure regulator" can be used. In the case of using the pressure reducing regulator, the upstream side of the negative pressure control unit 230 is preferably pressurized by the second circulation pump 1004 through the liquid supply unit 220 as illustrated in FIG. 2. This makes it possible to suppress the influence of the head pressure on the liquid discharge head 3 of the buffer tank 1003 on the liquid discharge head 3, thereby allowing a wider degree of freedom in the layout of the buffer tank 1003 of the recording apparatus 1000. Provides. It is sufficient that the second circulation pump 1004 has a specific head pressure or more within a range of the circulation flow pressure of ink used when the liquid discharge head 3 is driven, and a turbo pump, a positive displacement pump, or the like may be used. Specifically, a diaphragm pump or the like may be used. Alternatively, as an example, a head tank disposed with a specific head difference to the negative pressure control unit 230 may be used instead of the second circulation pump 1004.

도 2에 예시된 바와 같이, 부압 제어 유닛(230)은 두 개의 압력 조절 기구를 가지며, 이들은 서로간에 다른 제어 압력으로 설정되어 있다. 두 개의 부압 조절 기구 중에서, 상대적 고압 설정측(도 2에서 H로 표시됨) 및 상대적 저압 설정측(도 2에서 L로 표시됨)은 각각 액체 공급 유닛(220)을 거쳐 액체 토출 유닛(300) 내의 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에 연결된다. 액체 토출 유닛(300)에는 공통 공급 채널(211), 공통 회수 채널(212) 및 기록 소자 기판(10) 사이에서 연통하는 개별 공급 채널(213) 및 개별 회수 채널(214)이 제공된다. 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)과 연통하는 개별 공급 채널(213, 214)에 기인하여, 유동이 발생하고, 잉크의 일부가 공통 공급 채널(211)로부터 기록 소자 기판(10) 내의 내부 채널을 통해, 그리고, 공통 회수 채널(212)로 유동한다(도 2에 화살표로 표시됨). 이유는 압력 조절 기구(H)가 공통 공급 채널(211)에 연결되어 있고, 압력 조절 기구(L)가 공통 회수 채널(212)에 연결되어 있어서 두 공통 채널 사이에 압력차가 발생한다는 것이다.As illustrated in Fig. 2, the negative pressure control unit 230 has two pressure regulating mechanisms, which are set to different control pressures from each other. Among the two negative pressure control mechanisms, the relatively high pressure setting side (indicated by H in FIG. 2) and the relative low pressure setting side (indicated by L in FIG. 2) are common in the liquid discharge unit 300 via the liquid supply unit 220, respectively It is connected to the supply channel 211 and the common recovery channel 212. The liquid discharge unit 300 is provided with a common supply channel 211, a common recovery channel 212, and an individual supply channel 213 and an individual recovery channel 214 communicating between the recording element substrate 10. Due to the individual supply channels 213 and 214 communicating with the common supply channel 211 and the common recovery channel 212, flow occurs, and a part of the ink is transferred from the common supply channel 211 to the recording element substrate 10 Flows through the inner channel within and to the common recovery channel 212 (indicated by arrows in FIG. 2). The reason is that the pressure regulating mechanism H is connected to the common supply channel 211, and the pressure regulating mechanism L is connected to the common recovery channel 212, so that a pressure difference occurs between the two common channels.

따라서, 유동이 액체 토출 유닛(300) 내에서 발생하고, 잉크가 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212) 각각을 통해 유동하는 동안 잉크의 일부가 기록 소자 기판(10)을 통과한다. 따라서, 기록 소자 기판(10)에서 발생된 열은 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)을 통한 유동에 의해 기록 소자 기판(10)으로부터 외부로 배출될 수 있다. 이러한 구성은 또한 액체 토출 헤드(3)에 의해 기록이 수행되는 동안 기록을 위해 사용되지 않는 압력 챔버 및 토출구에서 잉크 유동이 발생될 수 있게 하며, 그래서, 이런 부분에서의 잉크의 농후화가 억제될 수 있다. 또한, 농후화된 잉크 및 잉크 내의 이물질이 공통 회수 채널(212)로 토출될 수 있다. 본 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3)는 높은 화상 품질로 고속으로 기록할 수 있다.Accordingly, a flow occurs within the liquid discharge unit 300, and a portion of the ink passes through the recording element substrate 10 while the ink flows through the common supply channel 211 and the common recovery channel 212, respectively. Accordingly, heat generated in the recording element substrate 10 can be discharged from the recording element substrate 10 to the outside by flow through the common supply channel 211 and the common recovery channel 212. This configuration also enables ink flow to occur in the discharge port and the pressure chamber not used for recording while recording is performed by the liquid discharge head 3, so that thickening of the ink in this part can be suppressed. have. In addition, the thickened ink and foreign matter in the ink may be discharged to the common recovery channel 212. The liquid discharge head 3 according to this application example can record at high speed with high image quality.

제2 순환 경로의 설명.Description of the second circulation path.

도 3은 본 적용례에 따른 기록 장치에 적용되는 순환 경로에 대한, 상술한 제1 순환 경로와는 다른 순환 경로인 제2 순환 경로를 예시한다. 상술한 제1 순환 경로에 대한 일차적 차이점은 다음과 같다. 먼저, 부압 제어 유닛(230)을 구성하는 두 개의 압력 조절 기구 양자 모두는 부압 제어 유닛(230)으로부터의 상류측의 압력을 원하는 설정 압력을 중심으로 하는 일정한 범위 내에서 동요하도록 제어하기 위한 기구(소위 "배압 조정기"에 상당하는 동작을 갖는 기구 부분)를 갖는다. 제2 순환 펌프(1004)는 부압 제어 유닛(230)으로부터 하류측을 감압하기 위한 부압원으로서 작용한다. 또한, 제1 순환 펌프(고압측)(1001) 및 제1 순환 펌프(저압측)(1002)은 액체 토출 헤드(3)의 상류측에 배치되고, 부압 제어 유닛(230)은 액체 토출 헤드(3)의 하류측에 배치된다.3 illustrates a second circulation path, which is a circulation path different from the above-described first circulation path, for the circulation path applied to the recording apparatus according to this application example. The primary difference from the above-described first circulation path is as follows. First, both of the two pressure control mechanisms constituting the negative pressure control unit 230 are a mechanism for controlling the pressure on the upstream side from the negative pressure control unit 230 to fluctuate within a certain range centered on the desired set pressure ( It has a part of the mechanism with an action equivalent to a so-called "back pressure regulator"). The second circulation pump 1004 acts as a negative pressure source for depressurizing the downstream side from 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 3, and the negative pressure control unit 230 is the liquid discharge head ( It is arranged on the downstream side of 3).

제2 적용례에 따른 부압 제어 유닛(230)은 액체 토출 헤드(3)에 의한 기록시 듀티의 차이로 인해 유량이 동요하는 경우에도 그 자체의 상류측(즉, 액체 토출 유닛(300)측)의 압력 동요를 일정한 범위 이내로 유지하도록 작용한다. 압력 동요는 예로서, 미리설정된 압력에 중심을 둔 일정 범위 이내로 유지된다. 부압 제어 유닛(230)의 하류측은 바람직하게는 도 3에 예시된 바와 같이 액체 공급 유닛(220)을 거쳐 제2 순환 펌프(1004)에 의해 가압된다. 이는 액체 토출 헤드(3)에 대한 버퍼 탱크(1003)의 수두의 영향이 억제될 수 있게 함으로써 기록 장치(1000) 내에서 버퍼 탱크(1003)의 레이아웃에 대한 더 넓은 선택 범위를 제공한다. 대안적으로, 예로서, 부압 제어 유닛(230)에 대한 특정 수두차로 배치된 수두 탱크가 제2 순환 펌프(1004) 대신 사용될 수 있다.The negative pressure control unit 230 according to the second application example is on the upstream side of itself (that is, the liquid discharge unit 300 side) even when the flow rate fluctuates due to a difference in duty during recording by the liquid discharge head 3. It acts to keep the pressure fluctuation within a certain range. The pressure fluctuation is maintained within a certain range centered on a preset pressure, for example. The downstream side of the negative pressure control unit 230 is preferably pressurized by the second circulation pump 1004 via the liquid supply unit 220 as illustrated in FIG. 3. This allows the influence of the head of the buffer tank 1003 on the liquid discharge head 3 to be suppressed, thereby providing a wider selection range for the layout of the buffer tank 1003 within the recording apparatus 1000. Alternatively, as an example, a head tank disposed with a specific head difference to the negative pressure control unit 230 may be used instead of the second circulation pump 1004.

도 3에 예시된 부압 제어 유닛(230)은 두 개의 압력 조절 기구를 가지며, 이들은 제1 적용례와 동일한 방식으로 서로간에 서로 다른 제어 압력이 설정되어 있다. 두 개의 부압 조절 기구 중에서, 상대적 고압 설정측(도 3에서 H로 표시됨) 및 상대적 저압 설정측(도 3에서 L로 표시됨)은 각각 액체 공급 유닛(220)을 거쳐 액체 토출 유닛(300) 내의 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에 연결된다. 공통 공급 채널(211)의 압력은 두 개의 부압 조절 기구에 의해 공통 회수 채널(212)의 압력보다 상대적으로 더 높아지게 된다. 이러한 구성에 따라, 유동이 발생하고, 잉크는 공통 공급 채널(211)로부터 개별 채널(213, 214) 및 기록 소자 기판(10)의 내부 채널을 통해 공통 회수 채널(212)로 유동한다(도 3에 화살표로 표시됨). 따라서, 제2 순환 경로는 액체 토출 유닛(300) 내의 제1 순환 경로의 것과 동일한 잉크 유동 상태를 산출하지만, 제1 순환 경로의 경우와는 다른 두 가지 장점을 갖는다.The negative pressure control unit 230 illustrated in FIG. 3 has two pressure regulating mechanisms, which have different control pressures set between them in the same manner as in the first application example. Among the two negative pressure control mechanisms, the relative high pressure setting side (indicated by H in FIG. 3) and the relative low pressure setting side (indicated by L in FIG. 3) are common in the liquid discharge unit 300 via the liquid supply unit 220, respectively. It is connected to the supply channel 211 and the common recovery channel 212. The pressure of the common supply channel 211 is relatively higher than the pressure of the common recovery channel 212 by the two negative pressure control mechanisms. According to this configuration, flow occurs, and ink flows from the common supply channel 211 through the individual channels 213 and 214 and the internal channels of the recording element substrate 10 to the common recovery channel 212 (Fig. 3 Indicated by an arrow). Thus, the second circulation path yields the same ink flow state as that of the first circulation path in the liquid discharge unit 300, but has two advantages different from the case of the first circulation path.

한 가지 장점은 제2 순환 경로에서, 부압 제어 유닛(230)은 액체 토출 헤드(3)의 하류측에 배치되고, 그래서, 부압 제어 유닛(230)에서 발생된 먼지 및 이물질이 헤드로 유입할 위험이 거의 없다는 것이다. 두 번째 장점은 버퍼 탱크(1003)로부터 액체 토출 헤드(3)로 공급되는 필요한 유량의 최대값이 제1 순환 경로의 경우에 비해 제2 순환 경로에서 더 작을 수 있다는 것이다. 그 이유는 다음과 같다. 기록 대기 동안 순환시 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212) 내의 전체 유량이 A로 표시된다. A의 값은 액체 토출 헤드(3)의 온도 조절이 기록 대기 동안 수행되는 경우에 바람직한 범위 이내에서 액체 토출 유닛(300)의 온도차를 유지하기 위해 필요한 최소 유량으로서 규정된다. 또한, 액체 토출 유닛(300)의 모든 토출구로부터 잉크가 토출되는 경우(전체 토출)의 토출 유량은 F로 규정된다. 따라서, 제1 순환 경로(도 2)의 경우에, 제1 순환 펌프(고압측)(1001) 및 제1 순환 펌프(저압측)(1002)의 설정 유량은 A이고 그래서, 전체 토출에 필요한 액체 토출 헤드(3)로의 액체 공급량의 최대값은 A + F이다.One advantage is that in the second circulation path, the negative pressure control unit 230 is disposed on the downstream side of the liquid discharge head 3, so there is a risk of dust and foreign matter generated in the negative pressure control unit 230 entering the head. There is very little. A second advantage is that the maximum value of the required flow rate supplied from the buffer tank 1003 to the liquid discharge head 3 can be smaller in the second circulation path than in the case of the first circulation path. The reason for this is as follows. The total flow rate in the common supply channel 211 and the common recovery channel 212 during circulation during recording standby is indicated by A. The value of A is defined as the minimum flow rate required to maintain the temperature difference of the liquid discharge unit 300 within a desirable range when the temperature control of the liquid discharge head 3 is performed during the recording standby. Further, the discharge flow rate when ink is discharged from all discharge ports of the liquid discharge unit 300 (total discharge) is defined as F. Therefore, in the case of the first circulation path (Fig. 2), the set flow rate of the first circulation pump (high pressure side) 1001 and the first circulation pump (low pressure side) 1002 is A, so that the liquid required for the entire discharge The maximum value of the liquid supply amount to the discharge head 3 is A + F.

한편, 제2 순환 경로의 경우(도 3), 기록 대기시에 필요한 액체 공급량은 유량(A)이다. 이는 전체 토출을 위해 필요한 액체 토출 헤드(3)로의 공급량이 유량(F)라는 것을 의미한다. 따라서, 제2 순환 경로의 경우, 제1 순환 펌프(고압측)(1001) 및 제1 순환 펌프(저압측(1002)의 설정 유량의 전체 값, 즉, 필요한 공급량의 최대값은 A와 F 중 큰 값이다. 따라서, 동일한 구성의 액체 토출 유닛(300)이 사용된다면, 제2 순환 경로의 필요 공급량의 최대값(A 또는 F)은 제1 순환 경로의 필요 공급량의 최대값(A + F)보다 항상 작다. 결과적으로, 제2 순환 경로의 경우에 적용될 수 있는 순환 펌프에 관한 자유도가 더 높다. 이는 예로서, 간단한 구조를 갖는 저비용 순환 펌프가 사용될 수 있고, 메인 유닛측 경로에 배치되는 냉각기(도시 생략)에 대산 부하가 감소될 수 있어서, 기록 장치 메인 유닛의 비용을 감소시킨다는 점에서 유리하다. 이러한 장점은 A 또는 F의 값이 비교적 큰, 라인 헤드에서 더욱 두드러지며, 라인 헤드의 길이가 길이 방향으로 더 길수록 더욱 유용하다.On the other hand, in the case of the second circulation path (Fig. 3), the amount of liquid supplied in standby for recording is the flow rate A. This means that the amount of supply to the liquid discharge head 3 required for the entire discharge is the flow rate F. Therefore, in the case of the second circulation path, the total value of the set flow rate 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 amount, is among A and F. Therefore, if the liquid discharge unit 300 of the same configuration is used, the maximum value (A or F) of the required supply amount of the second circulation path is the maximum value (A + F) of the required supply amount of the first circulation path As a result, the degree of freedom with respect to the circulation pump that can be applied in the case of the second circulation path is higher, as an example, a low-cost circulation pump with a simple structure can be used, and a cooler arranged in the main unit side path (Not shown) is advantageous in that the mass load can be reduced, thereby reducing the cost of the recording device main unit, which is more pronounced at the line head, where the value of A or F is relatively large, and the length of the line head The longer is in the longitudinal direction, the more useful.

그러나, 제1 순환 경로가 제2 순환 경로보다 더욱 유리한 점이 있다. 즉, 제2 순환 경로에서, 기록 대기시 액체 토출 유닛(300)을 통해 유동하는 유량이 최대치이고, 그래서, 화상의 기록 듀티가 더 낮을수록 노즐에 더 큰 부압이 인가된다. 따라서, 헤드 폭(횡방향으로의 액체 토출 헤드의 길이)을 감소시키기 위해 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)의 채널 폭(잉크 유동 방향에 직교하는 방향으로의 길이)이 감소되는 경우, 불균등이 잘 보이는 저듀티 화상에서 노즐에 높은 부압이 인가된다. 이는 세틀라이트 액적의 더 많은 영향을 초래할 수 있다. 다른 한편, 제1 순환 경로의 경우에 고듀티 화상 형성시 노즐에 높은 부압이 인가되며, 그래서, 발생된 임의의 세틀라이트가 덜 보이며, 이는 화상 품질에 대한 영향이 작다는 점에서 유리하다. 이들 두 순환 경로 중 어느 것이 더 바람직한지는 액체 토출 헤드 및 기록 장치 메인 유닛의 사양(토출 유량(F), 최소 순환 유량(A) 및 헤드 내의 채널 저항)의 견지에서 선택될 수 있다.However, the first circulation path is more advantageous than the second circulation path. That is, in the second circulation path, the flow rate flowing through the liquid discharge unit 300 during the recording standby is the maximum, and thus, the lower the recording duty of the image, the greater the negative pressure is applied to the nozzle. Accordingly, the channel width (length in the direction orthogonal to the ink flow direction) of the common supply channel 211 and the common recovery channel 212 is reduced in order to reduce the head width (the length of the liquid discharge head in the transverse direction). In this case, a high negative pressure is applied to the nozzle in a low-duty image where unevenness is well visible. This can lead to more impact of the satellite droplets. On the other hand, in the case of the first circulation path, a high negative pressure is applied to the nozzle when forming a high-duty image, so that any satellites generated are less visible, which is advantageous in that the influence on the image quality is small. Which of these two circulation paths is more preferable can be selected in terms of the specifications of the liquid discharge head and the recording apparatus main unit (discharge flow rate F, minimum circulation flow rate A, and channel resistance in the head).

제3 순환 경로의 설명Description of the third circulation path

도 31은 기록 장치에 적용되는 순환 경로의 제1 형태인 제3 순환 경로를 예시하는 개략도이다. 상술한 제1 및 제2 순환 경로와 동일한 기능 및 구성에 대한 설명은 생략하고, 차이점에 관하여 주로 설명한다.31 is a schematic diagram illustrating a third circulation path, which is a first form of a circulation path applied to a recording apparatus. Descriptions of the same functions and configurations as those of the first and second circulation paths described above will be omitted, and differences will be mainly described.

액체는 액체 토출 헤드(3)의 중간의 2개 장소와 액체 토출 헤드(3)의 일 단부측의, 총 3개 장소에서 액체 토출 헤드(3)의 내부로 공급된다. 액체는 공통 공급 채널(211)로부터 압력 챔버(23)를 통해 통과하고, 그후, 공통 회수 채널(212)에 의해 회수되며, 그후에는, 액체 토출 헤드(3)의 다른 단부의 회수 개구로부터 외부적으로 회수된다. 개별 채널(213, 214)이 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)과 연통하고, 기록 소자 기판(10) 및 기록 소자 기판(10) 내에 배치된 압력 챔버(23)는 개별 공급 채널(213, 214)의 경로 상에 제공된다. 따라서, 유동이 발생하고, 제1 순환 펌프(1002)가 펌핑하는 잉크의 일부는 공통 공급 채널(211)로부터 기록 소자 기판(10) 내의 압력 챔버(23)를 통해 공통 회수 채널(212)로 유동한다(도 31에 화살표로 표시됨). 그 이유는 공통 공급 채널(211)에 연결된 압력 조절 기구(H)와 공통 회수 채널(212)에 연결된 압력 조절 기구(L) 사이에 압력차가 형성되고, 제1 순환 펌프(1002)가 단지 공통 회수 채널(212)에만 연결된다는 것이다.The liquid is supplied to the inside of the liquid discharge head 3 at a total of three locations, two places in the middle of the liquid discharge head 3 and one end side of the liquid discharge head 3. The liquid passes through the pressure chamber 23 from the common supply channel 211, and is then recovered by the common recovery channel 212, and thereafter, externally from the recovery opening at the other end of the liquid discharge head 3 Is recovered. The individual channels 213 and 214 communicate with the common supply channel 211 and the common recovery channel 212, and the pressure chamber 23 disposed in the recording element substrate 10 and the recording element substrate 10 is an individual supply channel. It is provided on the path of (213, 214). Accordingly, a flow occurs, and a part of the ink pumped by the first circulation pump 1002 flows from the common supply channel 211 through the pressure chamber 23 in the recording element substrate 10 to the common recovery channel 212 (Indicated by arrows in Fig. 31). The reason is that a pressure difference is formed between the pressure regulating device H connected to the common supply channel 211 and the pressure regulating device L connected to the common recovery channel 212, and the first circulation pump 1002 only has a common recovery It is only connected to the channel 212.

따라서, 공통 회수 채널(212)을 통과하는 액체의 유동 및 기록 소자 기판(10)의 압력 챔버(23)를 통해 공통 공급 채널(211)로부터 공통 회수 채널(212)로 유동하는 유동이 액체 토출 유닛(300) 내에 형성된다. 따라서, 기록 소자 기판(10)에서 발생된 열은 압력 손실의 증가를 억제하면서 공통 공급 채널(211)로부터 공통 회수 채널(212)로의 유동에 의해 기록 소자 기판(10)으로부터 외부로 배출될 수 있다. 또한, 본 순환 경로에 따라서, 액체 반송 유닛으로서 기능하는 펌프의 수가 전술한 제1 및 제2 순환 경로에 비해 감소될 수 있다.Therefore, the flow of liquid passing through the common recovery channel 212 and the flow flowing from the common supply channel 211 to the common recovery channel 212 through the pressure chamber 23 of the recording element substrate 10 are the liquid discharge unit. It is formed within 300. Accordingly, heat generated in the recording element substrate 10 can be discharged from the recording element substrate 10 to the outside by flow from the common supply channel 211 to the common recovery channel 212 while suppressing an increase in pressure loss. . Further, according to this circulation path, the number of pumps functioning as the liquid conveying unit can be reduced compared to the above-described first and second circulation paths.

액체 토출 헤드의 구성의 설명Description of the configuration of the liquid discharge head

제1 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3)의 구성을 설명한다. 도 4a 및 도 4b는 본 적용예에 따른 액체 토출 헤드(3)의 사시도이다. 액체 토출 헤드(3)는 라인형 액체 토출 헤드이며, C, M, Y 및 K의 4개 컬러의 잉크를 토출할 수 있는 15개 기록 소자 기판(10)이 직선으로 배열되어 있다(인라인 레이아웃). 도 4a에 도시된 바와 같이, 액체 토출 헤드(3)는 기록 소자 기판(10)과, 가요성 인쇄 회로 기판(40)과 전기 배선 기판(90)을 거쳐 전기적으로 접속되어 있는 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)를 포함한다. 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)는 기록 장치(1000)의 제어 유닛에 전기적으로 연결되어 있고, 각각 기록 소자 기판(10)에 토출을 위해 필요한 토출 구동 신호 및 전력을 공급한다. 전기 회로에 의해 배선을 전기 배선 기판(90)에 통합하는 것은 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)의 수가 기록 소자 기판(10)의 수에 비해 감소될 수 있게 한다. 이는 액체 토출 헤드(3)의 교환시 또는 기록 장치(1000)에 대한 액체 토출 헤드(3)의 조립시 제거되어야 하는 전기 접속 부분의 수가 감소될 수 있게 한다. 액체 토출 헤드(3)의 양 단부에 제공된 액체 연결 부분(111)은 도 4b에 도시된 바와 같이, 기록 장치(1000)의 액체 공급 시스템과 연결된다. 따라서, CMYK의 4개 컬러의 잉크가 액체 토출 헤드(3)로 공급되고, 액체 토출 헤드(3)를 통과한 잉크가 기록 장치(1000)의 공급 시스템으로 회수된다. 이러한 방식으로, 각 컬러의 잉크는 기록 장치(1000)의 경로 및 액체 토출 헤드(3)의 경로에 걸쳐 순환할 수 있다.The configuration of the liquid discharge head 3 according to the first application example will be described. 4A and 4B are perspective views of the liquid discharge head 3 according to this application example. The liquid discharge head 3 is a line type liquid discharge head, and 15 recording element substrates 10 capable of discharging four colors of C, M, Y and K inks are arranged in a straight line (inline layout). . As shown in Fig. 4A, the liquid discharge head 3 includes a recording element substrate 10, an input terminal 91 electrically connected via a flexible printed circuit board 40 and an electric wiring board 90. And a power supply terminal 92. The input terminal 91 and the power supply terminal 92 are electrically connected to the control unit of the recording apparatus 1000, and supply discharge driving signals and electric power necessary for discharge to the recording element substrate 10, respectively. Incorporating the wiring into the electrical wiring board 90 by an electrical circuit enables the number of input terminals 91 and power supply terminals 92 to be reduced compared to the number of recording element boards 10. This makes it possible to reduce the number of electrical connection portions that must be removed when replacing the liquid discharge head 3 or when assembling the liquid discharge head 3 to the recording apparatus 1000. The liquid connection portions 111 provided at both ends of the liquid discharge head 3 are connected with the liquid supply system of the recording apparatus 1000, as shown in Fig. 4B. Accordingly, the four colors of CMYK ink are supplied to the liquid discharge head 3, and the ink that has passed through the liquid discharge head 3 is recovered to the supply system of the recording apparatus 1000. In this way, the ink of each color can be circulated over the path of the recording apparatus 1000 and the path of the liquid discharge head 3.

도 5는 액체 토출 헤드(3)를 구성하는 부품 및 유닛의 분해 사시도를 예시한다. 액체 토출 유닛(300), 액체 공급 유닛(220) 및 전기 배선 기판(90)이 케이스(80)에 부착된다. 액체 연결 부분(111)(도 3)은 액체 공급 유닛(220)에 제공되고, 공급된 잉크 내의 이물질을 제거하기 위해 액체 연결 부분(111)의 각 개구와 연통하는 각 컬러를 위한 필터(221)(도 2 및 도 3)가 액체 공급 유닛(220) 내측에 제공된다. 두 개의 액체 공급 유닛(220)은 두 개의 컬러를 위한 필터(221)를 각각 구비한다. 필터(221)를 통과한 잉크는 대응 액체 공급 유닛(220)에 제공된 각각의 부압 제어 유닛(230)으로 공급된다. 각 부압 제어 유닛(230)은 그 각각의 컬러를 위한 압력 조절 밸브로 구성된 유닛이다. 부압 제어 유닛(230)은 내부에 제공된 밸브 및 스프링 부재 등의 동작에 의한 잉크의 유량의 동요에 기인하여 발생하는 기록 장치(1000)의 공급 시스템(액체 토출 헤드(3)의 상류측의 공급 시스템) 내의 압력 강하의 변화를 현저히 감쇠시킨다. 따라서, 부압 제어 유닛(230)은 그들로부터 하류측(액체 토출 유닛(300)측)의 부압의 변화를 특정 범위 이내로 안정화할 수 있다. 각 컬러를 위한 각 부압 제어 유닛(230)은 도 2에서 설명된 바와 같이 내장된 두 개의 압력 조절 밸브를 가지고 있다. 이들 압력 조절 밸브는 다른 제어 압력으로 각각 설정되어 있고, 고압측의 경우 액체 토출 유닛(300) 내의 공통 공급 채널(211)을 거쳐, 그리고, 저압측의 경우 공통 회수 채널(212)을 거쳐 액체 공급 유닛(220)과 연통한다.5 illustrates an exploded perspective view of the parts and units constituting the liquid discharge head 3. The liquid discharge unit 300, the liquid supply unit 220, and the electric wiring board 90 are attached to the case 80. A liquid connection part 111 (FIG. 3) is provided to the liquid supply unit 220, and a filter 221 for each color communicating with each opening of the liquid connection part 111 to remove foreign matter in the supplied ink (Figs. 2 and 3) are provided inside the liquid supply unit 220. The two liquid supply units 220 each have filters 221 for two colors. Ink that has passed through the filter 221 is supplied to each negative pressure control unit 230 provided to the corresponding liquid supply unit 220. Each negative pressure control unit 230 is a unit composed of a pressure regulating valve for its respective color. The negative pressure control unit 230 is a supply system of the recording apparatus 1000 (supply system on the upstream side of the liquid discharge head 3) generated due to fluctuations in the flow rate of ink due to the operation of valves and spring members provided therein. ) Significantly attenuates the change in pressure drop within. Accordingly, the negative pressure control unit 230 can stabilize the change in the negative pressure downstream from them (the liquid discharge unit 300 side) within a specific range. Each negative pressure control unit 230 for each color has two built-in pressure regulating valves as described in FIG. 2. These pressure regulating valves are each set to a different control pressure, and in the case of the high pressure side, the liquid is supplied through the common supply channel 211 in the liquid discharge unit 300, and in the case of the low pressure side, the liquid is supplied through the common recovery channel 212 It communicates with the unit 220.

케이스(80)는 액체 토출 유닛 지지 부재(81) 및 전기 배선 기판 지지 부재(82)를 포함하도록 구성되고, 액체 토출 유닛(300) 및 전기 배선 기판(90)을 지지하며, 액체 토출 헤드(3)의 강성도를 확보하도록 구성된다. 전기 배선 기판 지지 부재(82)는 전기 배선 기판(90)을 지지하기 위한 것이며, 액체 토출 유닛 지지 부재(81)에 대한 나사결합에 의해 고정된다. 액체 토출 유닛 지지 부재(81)는 액체 토출 유닛(300)의 뒤틀림 및 변형을 교정하도록 기능하며, 따라서, 다수의 기록 소자 기판(10)의 상대적 위치 정확도를 보증함으로써 기록물의 불균등을 억제한다. 따라서, 액체 토출 유닛 지지 부재(81)는 충분한 강성도를 갖는 것이 바람직하다. 적절한 재료의 예는 스테인레스 스틸 및 알루미늄 같은 금속 재료와 알루미나 같은 세라믹을 포함한다. 액체 토출 유닛 지지 부재(81)는 개구(83, 84)를 가지며, 이들 내로 결합 고무 부재(100)가 삽입된다. 액체 공급 유닛(220)으로부터 공급되는 잉크는 결합 고무 부재(100)를 통과하고, 액체 토출 유닛(300)을 구성하는 부품인 제3 채널 부재(70)로 안내된다.The case 80 is configured to include a liquid discharge unit support member 81 and an electric wiring board support member 82, supports the liquid discharge unit 300 and the electric wiring board 90, and a liquid discharge head 3 It is configured to secure the stiffness of ). The electric wiring board support member 82 is for supporting the electric wiring board 90 and is fixed by screwing to the liquid discharge unit support member 81. The liquid discharge unit support member 81 functions to correct distortion and deformation of the liquid discharge unit 300, and thus, suppresses unevenness of the recorded material by ensuring the relative positional accuracy of the plurality of recording element substrates 10. Therefore, it is preferable that the liquid discharge unit support member 81 has sufficient rigidity. Examples of suitable materials include metallic materials such as stainless steel and aluminum, and ceramics such as alumina. The liquid discharge unit support member 81 has openings 83 and 84, and the engaging rubber member 100 is inserted into them. Ink supplied from the liquid supply unit 220 passes through the coupling rubber member 100 and is guided to the third channel member 70 which is a component constituting the liquid discharge unit 300.

액체 토출 유닛(300)은 다수의 토출 모듈(200)과 채널 부재(210)로 구성되고, 커버 부재(130)가 기록 매체에 대면하는 액체 토출 유닛(300)의 면에 부착된다. 커버 부재(130)는 긴 개구(131)가 제공되는 프레임형 면을 갖는 부재이다. 토출 모듈(200)에 포함된 기록 소자 기판(10) 및 밀봉 부재(110)(도 9)는 도 5에 예시된 바와 같이 개구(131)로부터 노출되어 있다. 개구(131)의 주연부의 프레임 부분은 기록 대기시 액체 토출 헤드(3)를 덮어 가리는 캡 부재를 위한 접촉 표면으로서 기능한다. 따라서, 접착제, 밀봉제, 충전 부재 등으로 개구(131)의 주연부를 코팅하여 액체 토출 유닛(300)의 토출구 면의 간극 및 요철부를 채우는 것에 의해 덮개부착시 폐쇄된 공간이 바람직하게 형성된다.The liquid discharge unit 300 is composed of a plurality of discharge modules 200 and a channel member 210, and the cover member 130 is attached to the surface of the liquid discharge unit 300 facing the recording medium. The cover member 130 is a member having a frame-like surface provided with an elongated opening 131. The recording element substrate 10 and the sealing member 110 (FIG. 9) included in the discharge module 200 are exposed from the opening 131 as illustrated in FIG. 5. The frame portion of the periphery of the opening 131 functions as a contact surface for a cap member that covers and covers the liquid discharge head 3 when waiting for recording. Accordingly, a closed space is preferably formed when the cover is attached by coating the periphery of the opening 131 with an adhesive, a sealant, a filling member, or the like, and filling the gaps and uneven portions of the discharge port surface of the liquid discharge unit 300.

다음에, 액체 토출 유닛(300)에 포함되는 채널 부재(210)의 구성에 관하여 설명한다. 채널 부재(210)는 도 5에 예시된 바와 같이 제1 채널 부재(50), 제2 채널 부재(60) 및 제3 채널 부재(70)를 적층하는 것에 의해 형성되는 물품이다. 채널 부재(210)는 액체 공급 유닛(220)으로부터 토출 모듈(200) 각각으로 공급되는 잉크를 분배하고 토출 모듈(200)로부터 액체 공급 유닛(220)으로 재순환되는 잉크를 복귀시킨다. 채널 부재(210)는 나사에 의해 액체 토출 유닛 지지 부재(81)에 고정됨으로써 채널 부재(210)의 뒤틀림 및 변형을 억제한다.Next, the configuration of the channel member 210 included in the liquid discharge unit 300 will be described. The channel member 210 is an article formed by laminating the first channel member 50, the second channel member 60, and the third channel member 70 as illustrated in FIG. 5. The channel member 210 distributes ink supplied from the liquid supply unit 220 to each of the discharge modules 200 and returns ink recycled from the discharge module 200 to the liquid supply unit 220. The channel member 210 is fixed to the liquid discharge unit support member 81 by screws, thereby suppressing distortion and deformation of the channel member 210.

도 6a 내지 도 6f는 제1 내지 제3 채널 부재를 구성하는 채널 부재의 전방 및 후방 측부를 예시하는 도면이다. 도 6a는 토출 모듈(200)이 장착되는 제1 채널 부재(50)의 측부를 예시하고, 도 6f는 액체 토출 유닛 지지 부재(81)와 접촉하게 되는 제3 채널 부재(70)의 면을 예시한다. 제1 채널 부재(50) 및 제2 채널 부재(60)는 각각 도 6b 및 도 6c에 예시되어 있는 서로 결합하는 채널 부재 접촉 면을 가지고, 도 6d 및 도 6e에 예시된 바와 같이 제2 채널 부재(60)와 제3 채널 부재(70)도 마찬가지이다. 결합하는 제2 채널 부재(60) 및 제3 채널 부재(70)는 그 위에 공통 채널 홈(62, 71)이 형성되어 있으며, 이들은 서로 대면할 때, 채널 부재의 길이 방향으로 연장하는 8개 공통 채널을 형성한다. 이는 채널 부재(210) 내에서 각 색상에 대해 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)의 세트를 형성한다(도 7). 제3 채널 부재(70)의 연통 포트(72)는 유체 연결에 의해 액체 공급 유닛(220)과 연통하도록 결합 고무 부재(100) 내의 구멍과 연통한다. 다수의 연통 포트(61)가 제2 채널 부재(60)의 공통 채널 홈(62)의 저부 면 상에 형성되어 제1 채널 부재(50)의 개별 채널 홈(52)의 일 단부와 연통한다. 연통 포트(51)는 연통 포트(51)를 거친 유체 연결에 의해 다수의 토출 모듈(200)과 연통하도록 제1 채널 부재(50)의 개별 채널 홈(52)의 다른 단부에 형성된다. 이들 개별 채널 홈(52)은 채널 부재의 중간에 채널이 통합될 수 있게 한다.6A to 6F are views illustrating front and rear side portions of a channel member constituting the first to third channel members. 6A illustrates the side of the first channel member 50 on which the discharge module 200 is mounted, and FIG. 6F illustrates the surface of the third channel member 70 that comes into contact with the liquid discharge unit support member 81 do. The first channel member 50 and the second channel member 60 each have a channel member contact surface that engages each other illustrated in FIGS. 6B and 6C, and a second channel member as illustrated in FIGS. 6D and 6E. The same is true for 60 and the third channel member 70. The second channel member 60 and the third channel member 70 to be coupled have common channel grooves 62 and 71 formed thereon, and when they face each other, eight common channels extending in the longitudinal direction of the channel member Forming a channel. This forms a set of common supply channels 211 and common return channels 212 for each color within the channel member 210 (FIG. 7). The communication port 72 of the third channel member 70 communicates with a hole in the coupling rubber member 100 to communicate with the liquid supply unit 220 by fluid connection. A plurality of communication ports 61 are formed on the bottom surface of the common channel groove 62 of the second channel member 60 to communicate with one end of the individual channel groove 52 of the first channel member 50. The communication port 51 is formed at the other end of the individual channel groove 52 of the first channel member 50 to communicate with the plurality of discharge modules 200 by fluid connection through the communication port 51. These individual channel grooves 52 allow the channel to be integrated in the middle of the channel member.

제1 내지 제3 채널 부재는 바람직하게는 잉크에 대해 내식성이고, 낮은 선형 팽창 계수를 갖는 재료로 형성된다. 예시적인 적절한 재료는 알루미나, 액정 폴리머(LCP) 및 복합 재료(수지 재료)를 포함하며, 복합재는 무기 충전재, 예컨대, 미세 실리카 입자 또는 섬유 등이 폴리페닐 설파이드(PPS), 폴리설폰(PSF) 또는 변성 폴리페닐렌 에테르(PPE) 같은 기재에 추가되어 있다. 채널 부재(210)는 세 개의 채널 부재를 적층하고 접착제를 사용하여 접착함으로서 형성될 수 있거나, 재료로서 복합 수지 재료를 선택하는 경우에는, 세 개의 채널 부재가 융합에 의해 결합될 수 있다.The first to third channel members are preferably formed of a material that is corrosion resistant to ink and has a low coefficient of linear expansion. Exemplary suitable materials include alumina, liquid crystal polymers (LCPs) and composite materials (resin materials), and the composites include inorganic fillers such as fine silica particles or fibers, etc., polyphenyl sulfide (PPS), polysulfone (PSF) or In addition to substrates such as modified polyphenylene ether (PPE). The channel member 210 may be formed by laminating three channel members and bonding them using an adhesive, or when a composite resin material is selected as the material, the three channel members may be joined by fusion.

다음에, 채널 부재(210) 내의 채널의 연결 관계를 도 7을 참조로 설명한다. 도 7은 토출 모듈(200)이 장착되는 제1 채널 부재(50)의 측부로부터 본 바와 같은, 제1 내지 제3 채널 부재를 결합함으로써 형성된 채널 부재(210) 내의 채널의 부분 확대 투시도이다. 채널 부재(210)는 각 컬러에 대하여, 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 연장하는 공통 공급 채널(211)(211a, 211b, 211c, 211d) 및 공통 회수 채널(212)(212a, 212b, 212c, 212d)을 갖는다. 개별 채널 홈(52)으로 형성된 다수의 개별 공급 채널(213)(213a, 213b, 213c, 213d)이 연통 포트(61)를 거쳐 각 컬러의 공통 공급 채널(211)에 연결된다. 개별 채널 홈(52)으로 형성된 다수의 개별 회수 채널(214)(214a, 214b, 214c, 214d)이 연통 포트(61)를 거쳐 각 컬러의 공통 회수 채널(212)에 연결된다. 이러한 채널 구성은 공통 공급 채널(211)로부터 개별 공급 채널(213)을 거쳐 채널 부재의 중간에 배치된 기록 소자 기판(10)에서 잉크가 통합될 수 있게 한다. 또한, 잉크는 기록 소자 기판(10)으로부터 개별 회수 채널(214)을 거쳐 공통 회수 채널(212)로 회수될 수 있다.Next, a connection relationship between channels in the channel member 210 will be described with reference to FIG. 7. 7 is a partially enlarged perspective view of a channel in the channel member 210 formed by combining the first to third channel members, as seen from the side of the first channel member 50 on which the discharge module 200 is mounted. The channel member 210 includes a common supply channel 211 (211a, 211b, 211c, 211d) and a common recovery channel 212 (212a, 212b) extending in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 for each color. 212c, 212d). A plurality of individual supply channels 213 (213a, 213b, 213c, 213d) formed of individual channel grooves 52 are connected to a common supply channel 211 of each color through a communication port 61. A plurality of individual recovery channels 214 (214a, 214b, 214c, 214d) formed of individual channel grooves 52 are connected to a common recovery channel 212 of each color via a communication port 61. This channel configuration enables ink to be integrated in the recording element substrate 10 disposed in the middle of the channel member from the common supply channel 211 via the individual supply channels 213. Further, ink can be recovered from the recording element substrate 10 to the common recovery channel 212 via individual recovery channels 214.

도 8은 개별 회수 채널(214a 및 214c)이 연통 포트(51)를 거쳐 토출 모듈(200)과 연통하는 것을 예시하는 도 7의 선 VIII-VIII을 따라 취한 단면도이다. 비록, 도 8이 개별 회수 채널(214a, 214c)만을 예시하지만, 개별 공급 채널(213) 및 토출 모듈(200)이 다른 단면에서 도 7에 예시된 바와 같이 연통한다. 기록 소자 기판(10)에 제공된, 제1 채널 부재(50)로부터 기록 소자(15)로 잉크를 공급하기 위한 채널(도 10b)은 기록 소자 기판(10)과 토출 모듈(200)에 포함된 지지 부재(30)에 형성된다. 또한, 기록 소자(15)로 공급되는 잉크 중 일부 또는 모두를 회수(재순환)하기 위한 채널이 기록 소자 기판(10)과 지지 부재(30)에 형성된다. 각 컬러의 공통 공급 채널(211)은 액체 공급 유닛(220)을 거쳐 대응 컬러의 부압 제어 유닛(230)(고압측)에 연결되고, 공통 회수 채널(212)은 액체 공급 유닛(220)을 거쳐 부압 제어 유닛(230)(저압측)에 연결된다. 부압 제어 유닛(230)은 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212) 사이에 압력차를 생성한다. 따라서, 도 7 및 도 8에 예시된 바와 같이 채널이 연결되어 있는 본 적용례 따른 액체 토출 헤드(3)에서 공통 공급 채널(211)→개별 공급 채널(213)→기록 소자 기판(10)→개별 회수 채널(214)→공통 회수 채널(212)의 순서로 각 컬러를 위한 유동이 발생한다.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII of FIG. 7 illustrating that the individual recovery channels 214a and 214c communicate with the discharge module 200 via the communication port 51. Although FIG. 8 illustrates only the individual return channels 214a and 214c, the individual supply channels 213 and discharge module 200 communicate as illustrated in FIG. 7 in different cross-sections. A channel for supplying ink from the first channel member 50 to the recording element 15 (FIG. 10B) provided on the recording element substrate 10 is a support included in the recording element substrate 10 and the discharge module 200 It is formed on the member 30. Further, a channel for recovering (recirculating) some or all of the ink supplied to the recording element 15 is formed in the recording element substrate 10 and the support member 30. The common supply channel 211 of each color is connected to the negative pressure control unit 230 (high pressure side) of the corresponding color through the liquid supply unit 220, and the common recovery channel 212 is through the liquid supply unit 220. It is connected to the negative pressure control unit 230 (low pressure side). The negative pressure control unit 230 creates a pressure difference between the common supply channel 211 and the common recovery channel 212. Accordingly, as illustrated in FIGS. 7 and 8, in the liquid discharge head 3 in which channels are connected, the common supply channel 211 → individual supply channels 213 → recording element substrate 10 → individual collection Flow for each color occurs in the order of channel 214 → common recovery channel 212.

토출 모듈의 설명Description of the discharge module

도 9a는 하나의 토출 모듈(200)의 사시도를 예시하고, 도 9b는 그 분해도를 도시한다. 토출 모듈(200)을 제조하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 기록 소자 기판(10) 및 가요성 인쇄 회로 기판(40)이 연통 포트(31)가 미리 형성되어 있는 지지 부재(30)에 부착된다. 후속하여, 기록 소자 기판(10) 상의 단자(16)가 와이어 본딩에 의해 가요성 인쇄 회로 기판(40) 상의 단자(41)에 전기적으로 연결되고, 그후, 와이어 본딩된 부분(전기 접속 부분)이 밀봉제(110)에 의해 덮여지고 밀봉된다. 기록 소자 기판(10)으로부터 가요성 인쇄 회로 기판(40)의 다른 단부의 단자(42)는 전기 배선 기판(90)의 연결 단자(93)(도 5)에 전기적으로 연결된다. 지지 부재(30)는 기록 소자 기판(10)을 지지하는 지지 부재이고, 또한, 유체 연결에 의해 채널 부재(210)와 기록 소자 기판(10) 사이에서 연통하는 채널 부재이다. 따라서, 지지 부재(30)는 고도의 평탄도를 가져야 하며, 또한, 높은 신뢰도로 기록 소자 기판(10)에 결합될 수 있어야 한다. 적절한 재료의 예는 알루미나 및 수지 재료를 포함한다.9A illustrates a perspective view of one discharge module 200, and FIG. 9B illustrates an exploded view thereof. A method of manufacturing the discharge module 200 is as follows. First, the recording element substrate 10 and the flexible printed circuit board 40 are attached to the support member 30 on which the communication port 31 is formed in advance. Subsequently, the terminal 16 on the recording element substrate 10 is electrically connected to the terminal 41 on the flexible printed circuit board 40 by wire bonding, and then the wire bonded portion (electrical connection portion) is It is covered and sealed by the sealant 110. The terminal 42 at the other end of the flexible printed circuit board 40 from the recording element board 10 is electrically connected to the connection terminal 93 (FIG. 5) of the electrical wiring board 90. The support member 30 is a support member that supports the recording element substrate 10, and is a channel member that communicates between the channel member 210 and the recording element substrate 10 by fluid connection. Therefore, the support member 30 must have a high degree of flatness, and must be able to be coupled to the recording element substrate 10 with high reliability. Examples of suitable materials include alumina and resin materials.

기록 소자 기판의 구조의 설명Description of the structure of the recording element substrate

본 적용례에 따른 기록 소자 기판(10)의 구성을 설명한다. 도 10a는 토출구(13)가 형성되어 있는 기록 소자 기판(10)의 측부의 평면도이고, 도 10b는 도 10a에 XB로 표시된 부분의 확대도이며, 도 10c는 도 10a의 것으로부터의 기록 소자 기판(10)의 후방 면의 평면도이다. 기록 소자 기판(10)은 토출구 형성 부재(12)를 가지고, 이 토출구 형성 부재에 잉크 컬러에 대응하는 네 개의 토출구 열이 도 10a에 도시된 바와 같이 형성된다. 이하에서, 다수의 토출구(13)가 배열되어 있는 토출구 열이 연장하는 방향을 "토출구 열" 방향이라 지칭할 것임을 언급해둔다.The configuration of the recording element substrate 10 according to this application example will be described. Fig. 10A is a plan view of the side of the recording element substrate 10 on which the discharge port 13 is formed, Fig. 10B is an enlarged view of the portion indicated by XB in Fig. 10A, and Fig. 10C is the recording element substrate from that of Fig. 10A. It is a plan view of the rear surface of (10). The recording element substrate 10 has a discharge port forming member 12, in which four rows of discharge ports corresponding to the ink color are formed as shown in Fig. 10A. Hereinafter, it will be mentioned that the direction in which the rows of discharge ports in which the plurality of discharge ports 13 are arranged will be referred to as a "discharge port row" direction.

열적 에너지에 기인한 잉크의 발포를 유발하기 위한 가열 소자인 기록 소자(15)는 도 10b에 예시된 바와 같이 토출구(13)에 대응하는 위치에 배치된다. 기록 소자(15)를 수용하는 압력 챔버(23)는 격벽(22)에 의해 격리되어 있다. 기록 소자(15)는 기록 소자 기판(10)에 제공된 전기 배선(도시 생략)에 의해 도 10a의 단자(16)에 전기적으로 연결된다. 기록 소자(15)는 전기 배선 기판(90)(도 5) 및 가요성 인쇄 회로 기판(40)(도 9)을 거쳐 기록 장치(1000)의 제어 회로로부터 입력된 펄스 신호에 기초하여 잉크가 비등하게 하도록 열을 발생시킨다. 이러한 비등으로 인한 발포의 힘은 잉크를 토출구(13)로부터 토출한다. 도 10b에 예시된 바와 같이, 액체 공급 채널(18)은 각 토출구 열의 일 측부를 따라 연장하고, 타측을 따라 액체 회수 채널(19)이 연장한다. 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)은 기록 소자 기판(10)에 제공된 토출구 열의 방향으로 연장하는 채널이며, 각각 공급 채널(17a) 및 회수 채널(17b)을 거쳐 토출구(13)와 연통한다. 공급 채널(17a) 및 회수 채널(17b)은 기판(11)의 평면 방향과 교차하는 방향으로 연장하고, 각각 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)과 연통한다.The recording element 15, which is a heating element for causing foaming of ink due to thermal energy, is disposed at a position corresponding to the discharge port 13 as illustrated in Fig. 10B. The pressure chamber 23 accommodating the recording element 15 is isolated by a partition wall 22. 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 boils ink based on a pulse signal input from the control circuit of the recording apparatus 1000 via the electric wiring board 90 (Fig. 5) and the flexible printed circuit board 40 (Fig. 9). It generates heat to make it happen. The foaming force due to this boiling discharges the ink from the discharge port 13. As illustrated in FIG. 10B, the liquid supply channel 18 extends along one side of each outlet row, and the liquid recovery channel 19 extends along the other side. The liquid supply channel 18 and the liquid recovery channel 19 are channels extending in the direction of a row of discharge ports provided on the recording element substrate 10, respectively, through the supply channel 17a and the recovery channel 17b, the discharge port 13 and Communicate. The supply channel 17a and the recovery channel 17b extend in a direction crossing the plane direction of the substrate 11 and communicate with the liquid supply channel 18 and the liquid recovery channel 19, respectively.

시트형 커버(20)가 토출구(13)가 형성되어 있는 기록 소자 기판(10)의 면으로부터 후방 면 상에 적층되고, 커버(20)는 도 10c 및 도 11에 예시된 바와 같이, 후술된 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)과 연통하는 다수의 개구(21)를 갖는다. 본 적용예에서, 세 개의 개구(21)가 각 액체 공급 채널(18)을 위해 커버(20)에 제공되고, 두 개의 개구(21)가 각 액체 회수 채널(19)을 위해 제공된다. 커버(20)의 개구(21)는 도 10b에 예시된 바와 같이, 도 6a에 예시된 다수의 연통 포트(51)와 연통한다. 커버(20)는 도 11에 도시된 바와 같이 기록 소자 기판(10)의 기판(11)에 형성된 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)의 측부의 일부를 구성하는 덮개로서 기능한다. 커버(20)는 바람직하게는 잉크에 대해 충분히 내식성이고, 컬러 혼합 방지의 견지로부터 개구(21)의 개구 형상 및 그 위치에 관한 고도의 정밀도를 가져야 한다. 따라서, 포토리소그래피 공정에 의해 개구(21)가 형성되는, 감광 수지 재료 또는 실리콘 판이 커버(20)를 위한 재료로서 바람직하게 사용된다. 따라서, 커버(20)는 개구(21)에 의해 채널의 피치를 변화시키기 위한 것이다. 커버(20)는 바람직하게는 압력 강하를 고려하여 얇고, 바람직하게는 필름 재료로 형성된다.A sheet-shaped cover 20 is stacked on the rear surface from the surface of the recording element substrate 10 on which the discharge port 13 is formed, and the cover 20 is supplied with liquid described below, as illustrated in FIGS. It has a number of openings 21 in communication with the channel 18 and the liquid return channel 19. In this application example, three openings 21 are provided in the cover 20 for each liquid supply channel 18 and two openings 21 are provided for each liquid return channel 19. The opening 21 of the cover 20 communicates with a plurality of communication ports 51 illustrated in FIG. 6A, as illustrated in FIG. 10B. The cover 20 functions as a cover constituting a part of a side portion of the liquid supply channel 18 and the liquid recovery channel 19 formed in the substrate 11 of the recording element substrate 10 as shown in FIG. 11. The cover 20 should preferably be sufficiently corrosion resistant to ink and have a high degree of precision regarding the opening shape of the opening 21 and its position from the standpoint of preventing color mixing. Therefore, a photosensitive resin material or a silicone plate, in which the opening 21 is formed by a photolithography process, is preferably used as the material for the cover 20. Thus, the cover 20 is for changing the pitch of the channel by the opening 21. The cover 20 is preferably made of a thin, preferably film material taking into account the pressure drop.

다음에, 기록 소자 기판(10) 내의 잉크의 유동을 설명한다. 도 11은 도 10a의 평면 XI-XI을 따라 취한 커버(20)와 기록 소자 기판(10)의 단면을 예시하는 사시도이다. 기록 소자 기판(10)은 감광 수지로 형성된 토출구 형성 부재(12)와 실리콘(Si)으로 형성된 기판(11)을 적층함으로써 형성되고, 커버(20)가 기판(11)의 후방 면에 결합된다. 기록 소자(15)는 기판(11)의 다른 면 측에 형성되고(도 10b), 토출구 열을 따라 연장하는 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)을 구성하는 홈이 그 이면측에 형성된다. 기판(11)과 커버(20)에 의해 형성되는 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)은 각각 채널 부재(210) 내의 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에 연결되고, 액체 공급 채널(18)과 액체 회수 채널(19) 사이에는 차압이 존재한다. 잉크가 액체 토출 헤드(3)의 다수의 토출구(13)로부터 토출되고 기록이 수행될 때, 기판(11)에 제공된 액체 공급 채널(18)의 잉크는 이러한 차압에 기인하여 토출 동작을 수행하지 않는 토출구(13)에서 도 11에 화살표 C로 표시된 바와 같이 유동한다. 즉, 잉크는 공급 채널(17a), 압력 챔버(23) 및 회수 채널(17b)을 거쳐 액체 공급 채널(18)로부터 액체 회수 채널(19)로 유동한다. 이러한 유동은 토출구(13)로부터의 증발에 기인하여 농후화된 잉크, 기포, 이물질 등이 기록이 수행되지 않는 토출구(13)와 압력 챔버(23)로부터 액체 회수 채널(19)로 회수될 수 있게 한다. 이는 압력 챔버(23) 및 토출구(13)에서의 잉크의 농후화가 억제될 수 있게 한다. 액체 회수 채널(19)로 회수된 잉크는 채널 부재(210)의 연통 포트(51), 개별 회수 채널(214) 및 공통 회수 채널(212)의 순서로 커버(20)의 개구(21) 및 지지 부재(30)의 액체 연통 포트(31)를 거쳐 회수된다(도 9b 참조). 이 잉크는 궁극적으로 기록 장치(1000)의 공급 경로로 회수된다.Next, the flow of ink in the recording element substrate 10 will be described. 11 is a perspective view illustrating a cross section of the cover 20 and the recording element substrate 10 taken along the plane XI-XI of FIG. 10A. The recording element substrate 10 is formed by laminating a discharge port forming member 12 made of a photosensitive resin and a substrate 11 made of silicon (Si), and the cover 20 is bonded to the rear surface of the substrate 11. The recording element 15 is formed on the other side of the substrate 11 (Fig. 10B), and a groove constituting the liquid supply channel 18 and the liquid recovery channel 19 extending along the discharge port row is on the rear side thereof. Is formed. The liquid supply channel 18 and the liquid recovery channel 19 formed by the substrate 11 and the cover 20 are connected to a common supply channel 211 and a common recovery channel 212 in the channel member 210, respectively. , A differential pressure exists between the liquid supply channel 18 and the liquid recovery channel 19. When ink is discharged from the plurality of discharge ports 13 of the liquid discharge head 3 and recording is performed, the ink in the liquid supply channel 18 provided to the substrate 11 does not perform the discharge operation due to this differential pressure. It flows from the discharge port 13 as indicated by arrow C in FIG. 11. That is, the ink flows from the liquid supply channel 18 to the liquid recovery channel 19 via the supply channel 17a, the pressure chamber 23 and the recovery channel 17b. This flow allows the ink, air bubbles, foreign matter, etc., thickened due to evaporation from the discharge port 13, to be recovered from the discharge port 13 and the pressure chamber 23 where recording is not performed, to the liquid recovery channel 19. do. This makes it possible to suppress thickening of the ink in the pressure chamber 23 and the discharge port 13. The ink recovered by the liquid recovery channel 19 is supported by the opening 21 of the cover 20 in the order of the communication port 51 of the channel member 210, the individual recovery channel 214, and the common recovery channel 212. It is recovered via the liquid communication port 31 of the member 30 (see Fig. 9B). This ink is ultimately recovered to the supply path of the recording apparatus 1000.

즉, 기록 장치 메인 유닛으로부터 액체 토출 헤드(3)로 공급된 잉크는 후술된 순서의 유동에 의해 공급 및 회수된다. 먼저, 잉크는 액체 공급 유닛(220)의 액체 연결 부분(111)으로부터 액체 토출 헤드(3) 내로 유동한다. 그후, 잉크는 결합 고무 부재(100), 제3 채널 부재(70)에 제공된 연통 포트(72) 및 공통 채널 홈(71), 제2 채널 부재(60)에 제공된 공통 채널 홈(62) 및 연통 포트(61), 그리고, 제1 채널 부재(50)에 제공된 개별 채널 홈(52) 및 연통 포트(51)로 공급된다. 그후, 잉크는 기판(11)에 제공되어 있는 액체 공급 채널(18) 및 공급 채널(17a)의 순서로 압력 챔버(23)에 공급된다. 압력 챔버(23)에 공급되었지만 토출구(13)로부터 토출되지 않은 잉크는 기판(11)에 제공된 회수 채널(17b) 및 액체 회수 채널(19), 커버(20)에 제공된 개구(21) 및 지지 부재(30)에 제공된 액체 연통 포트(31)의 순서로 유동한다. 그후, 잉크는 제1 채널 부재(50)에 제공된 연통 포트(51) 및 개별 채널 홈(52), 제2 채널 부재(60)에 제공된 연통 포트(61) 및 공통 채널 홈(62), 제3 채널 부재(70)에 제공된 공통 채널 홈(71) 및 연통 포트(72), 그리고, 결합 고무 부재(100)의 순서로 유동한다. 잉크는 추가로 액체 공급 유닛에 제공된 액체 연결 부분(111)으로부터 액체 토출 헤드(3)의 외측으로 유동한다. 도 2에 예시된 제1 순환 경로에서, 액체 연결 부분(111)으로부터 유입된 잉크는 부압 제어 유닛(230)을 통과하고, 그후 결합 고무 부재(100)에 공급된다. 도 3에 예시된 제2 순환 경로에서, 압력 챔버(23)로부터 회수된 잉크는 결합 고무 부재(100)를 통과하고, 그후 부압 제어 유닛(230)을 거쳐 액체 연결 부분(111)으로부터 액체 토출 헤드(3)의 외부로 유출된다.That is, the ink supplied from the recording apparatus main unit to the liquid discharge head 3 is supplied and recovered by flow in the order described later. First, the ink flows from the liquid connection portion 111 of the liquid supply unit 220 into the liquid discharge head 3. Thereafter, the ink is combined with the rubber member 100, the communication port 72 provided in the third channel member 70 and the common channel groove 71, the common channel groove 62 provided in the second channel member 60, and communication. It is supplied to the port 61 and the individual channel groove 52 and the communication port 51 provided in the first channel member 50. Then, ink is supplied to the pressure chamber 23 in the order of the liquid supply channel 18 and the supply channel 17a provided on the substrate 11. Ink supplied to the pressure chamber 23 but not discharged from the discharge port 13 is a recovery channel 17b and a liquid recovery channel 19 provided on the substrate 11, an opening 21 provided on the cover 20, and a support member. It flows in the order of the liquid communication port 31 provided in 30. Thereafter, the ink is transferred to the communication port 51 and individual channel groove 52 provided in the first channel member 50, the communication port 61 and common channel groove 62 provided in the second channel member 60, and the third The common channel groove 71 and the communication port 72 provided in the channel member 70, and the coupling rubber member 100 flow in this order. Ink further flows out of the liquid discharge head 3 from the liquid connection portion 111 provided in the liquid supply unit. In the first circulation path illustrated in FIG. 2, the ink introduced from the liquid connection portion 111 passes through the negative pressure control unit 230 and is then supplied to the coupling rubber member 100. In the second circulation path illustrated in FIG. 3, the ink recovered from the pressure chamber 23 passes through the coupling rubber member 100, and thereafter, the liquid discharge head from the liquid connection portion 111 via the negative pressure control unit 230. (3) It leaks to the outside.

또한, 액체 토출 유닛(300)의 공통 공급 채널(211)의 일 단부로부터 유입된 모든 잉크가 도 2 및 도 3에 예시된 바와 같이 개별 공급 채널(213a)을 거쳐 압력 챔버(23)에 공급되는 것은 아니다. 개별 공급 채널(213a)에 전혀 진입하지 않고 공통 공급 채널(211)의 다른 단부로부터 액체 공급 유닛(220)을 통해 유동하는 잉크가 존재한다. 따라서, 기록 소자 기판(10)을 통해 진행하지 않고 잉크가 유동하는 채널을 제공하는 것은 기록 소자 기판(10)이 본 적용례의 경우와 같이 유동 저항이 큰 미세 채널을 구비하는 경우에도 잉크의 순환 유동의 역류가 억제될 수 있게 한다. 따라서, 본 적용례에 따른 액체 토출 헤드는 토출구 부근의 그리고 압력 챔버 내의 잉크의 농후화를 억제할 수 있어서 정상 방향으로부터의 토출 이탈 및 잉크 비토출을 억제할 수 있고, 그래서, 결과적으로 높은 화상 품질의 기록이 수행될 수 있다.In addition, all of the ink introduced from one end of the common supply channel 211 of the liquid discharge unit 300 is supplied to the pressure chamber 23 through the individual supply channel 213a as illustrated in FIGS. 2 and 3. It is not. Ink does not enter the individual supply channels 213a at all and flows through the liquid supply unit 220 from the other end of the common supply channel 211. Therefore, providing a channel through which ink flows without proceeding through the recording element substrate 10 is a circulating flow of ink even when the recording element substrate 10 has a fine channel having a large flow resistance as in the case of this application example. To be suppressed. Therefore, the liquid discharge head according to the present application example can suppress the thickening of ink near the discharge port and in the pressure chamber, thereby suppressing discharge departure from the normal direction and non-discharging of ink, and as a result, high image quality Recording can be performed.

기록 소자 기판 사이의 위치 관계의 설명Description of the positional relationship between the recording element substrates

도 12는 두 개의 인접한 토출 모듈의 기록 소자 기판(10)의 인접한 부분들의 부분 확대도를 보여주는 평면도이다. 본 적용례에 따른 기록 소자 기판(10)은 도 10a 내지 도 10c에 예시된 바와 같이 평행사변형으로 형성된다. 토출구(13)가 기록 소자 기판(10) 상에 배열되는 토출구 열(14a 내지 14d)은 도 12에 예시된 바와 같이 특정 각도만큼 기록 매체의 반송 방향에 대해 경사지게 배치된다. 기록 소자 기판(10)의 인접한 부분의 토출구 열의 적어도 하나의 토출구는 그에 의해 기록 매체의 반송 방향으로 중첩하게 된다. 도 12에서, 라인 D 상의 두 개의 토출구가 서로 중첩 관계로 존재한다. 이러한 레이아웃은 기록 소자 기판(10)의 위치가 다소 미리결정된 위치로부터 이탈되는 경우에도 중첩하는 토출구의 구동 제어에 의해 기록된 화상의 검은 줄무늬 및 공백 부분이 잘 보이지 않게 할 수 있다. 도 12에 예시된 구성은 다수의 기록 소자 기판(10)이 엇갈린 배치 대신 직선(인라인)으로 배설되는 경우에도 사용될 수 있다. 따라서, 기록 매체의 반송 방향으로 액체 토출 헤드(3)의 길이의 증가를 억제하면서 기록 소자 기판(10) 사이의 중첩 부분에서의 검은 줄무늬 및 공백 부분이 처리될 수 있다. 비록, 본 토출구 열에 따른 기록 소자 기판(10)의 주 면의 형상이 평행사변형이지만, 이는 제한적인 것은 아니다. 구성은 형상이 직사각형, 사다리꼴 또는 다른 형상인 경우에도 적절히 적용될 수 있다.12 is a plan view showing a partially enlarged view of adjacent portions of the recording element substrate 10 of two adjacent ejection modules. The recording element substrate 10 according to this application example is formed in a parallelogram shape as illustrated in Figs. 10A to 10C. The discharge port rows 14a to 14d in which the discharge ports 13 are arranged on the recording element substrate 10 are arranged inclined with respect to the conveying direction of the recording medium by a specific angle as illustrated in FIG. 12. At least one discharge port of the row of discharge ports in the adjacent portion of the recording element substrate 10 is thereby overlapped in the conveying direction of the recording medium. In Fig. 12, two discharge ports on the line D exist in an overlapping relationship with each other. Such a layout can make black stripes and blank portions of the recorded image invisible by driving control of the overlapping discharge ports even when the position of the recording element substrate 10 is somewhat deviated from the predetermined position. The configuration illustrated in FIG. 12 can also be used when a plurality of recording element substrates 10 are disposed in a straight line (in-line) instead of staggered arrangement. Accordingly, black stripes and blank portions in the overlapping portions between the recording element substrates 10 can be processed while suppressing an increase in the length of the liquid discharge head 3 in the conveying direction of the recording medium. Although, the shape of the main surface of the recording element substrate 10 according to this discharge port row is a parallelogram, this is not restrictive. The configuration can be appropriately applied even when the shape is a rectangular, trapezoidal or other shape.

액체 토출 헤드 구성의 변형의 설명Description of the variation of the liquid discharge head configuration

전술한 액체 토출 헤드 구성의 변형을 도 30과 도 32a 내지 도 34를 참조로 설명한다. 전술한 예와 동일한 구성 및 기능은 설명에서 생략될 것이며, 차이점을 주로 설명한다. 이러한 변형에서, 액체와 액체 토출 헤드(3) 외측 사이의 연결 부분인 다수의 액체 연결 부분(111)이 도 30, 도 32a 및 도 32b에 예시된 바와 같이 길이 방향으로 액체 토출 헤드(3)의 일 단부측에서 통합된 방식으로 배치된다. 다수의 부압 제어 유닛(230)이 액체 토출 헤드(3)의 다른 단부측에서 통합된 방식으로 배치된다(도 33). 액체 토출 헤드(3)에 포함된 액체 공급 유닛(220)은 액체 토출 헤드(3)의 길이에 대응하는 길고 가는 유닛으로서 구성되며, 공급되는 4개 컬러의 액체에 대응하는 채널 및 필터(221)를 갖는다. 액체 토출 유닛 지지 부재(81)에 제공되는 개구(83 내지 86)의 위치도 도 33에 예시된 바와 같이 전술된 액체 토출 헤드(3)로부터 다른 위치에 있다.A modification of the above-described liquid discharge head configuration will be described with reference to FIGS. 30 and 32A to 34. The same configurations and functions as the above-described examples will be omitted from the description, and differences will be mainly described. In this modification, a plurality of liquid connection portions 111, which are connection portions between the liquid and the liquid discharge head 3 outside, are formed of the liquid discharge head 3 in the longitudinal direction as illustrated in Figs. It is arranged in an integrated manner at one end side. A number of negative pressure control units 230 are arranged in an integrated manner at 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 and thin unit corresponding to the length of the liquid discharge head 3, and a channel and filter 221 corresponding to the four color liquids supplied Has. The positions of the openings 83 to 86 provided in the liquid discharge unit support member 81 are also at different positions from the liquid discharge head 3 described above, as illustrated in FIG. 33.

도 34는 채널 부재(50, 60, 70)의 적층된 상태를 예시한다. 다수의 기록 소자 기판(10)은 다수의 채널 부재(50, 60, 70)의 최고위 층인 제1 채널 부재(50)의 상부 면 상에 직선으로 배열된다. 각 기록 소자 기판(10)의 후방측 상에 형성된 개구(21)(도 19)와 연통하는 채널로서, 두 개의 개별 공급 채널(213) 및 하나의 개별 회수 채널(214)이 각 액체 컬러를 위해 존재한다. 이에 대응하여, 또한, 기록 소자 기판(10)의 후방 면에 제공된 커버(20) 상에 형성된 개구(21)에 관하여, 각 액체 컬러를 위한 두 개의 공급 개구(21) 및 하나의 회수 개구(21)가 존재한다. 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 연장하는 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)이 도 34에 예시된 바와 같이 교번적으로 배열된다.34 illustrates a stacked state of the channel members 50, 60, and 70. The plurality of recording element substrates 10 are arranged in a straight line on the upper surface of the first channel member 50, which is the highest layer of the plurality of channel members 50, 60, 70. As a channel in communication with an opening 21 (Fig. 19) formed on the rear side of each recording element substrate 10, two separate supply channels 213 and one separate recovery channel 214 are provided for each liquid color. exist. Correspondingly, also, with respect to the opening 21 formed on the cover 20 provided on the rear surface of the recording element substrate 10, two supply openings 21 and one recovery opening 21 for each liquid color. ) Exists. Common supply channels 211 and common recovery channels 212 extending in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 are alternately arranged as illustrated in FIG. 34.

제2 적용례Second application example

제2 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3) 및 잉크젯 기록 장치(1000)의 구성을 설명한다. 제1 적용례와 다른 부분이 주로 설명되고, 제1 적용례와 동일한 부분은 설명이 생략된다는 것을 언급해둔다.The configurations of the liquid discharge head 3 and the inkjet recording apparatus 1000 according to the second application example will be described. It should be noted that parts different from the first application example are mainly described, and the description of parts that are the same as those of the first application example will be omitted.

잉크젯 기록 장치의 설명Description of inkjet recording device

도 13은 제2 적용례에 따른 잉크젯 기록 장치를 예시한다. 제2 적용례에 따른 기록 장치(1000)는 CMYK 잉크 중 하나에 각각 대응하는 네 개의 단색 액체 토출 헤드(3)를 배열함으로써 기록 매체 상에 풀 컬러 기록이 수행된다는 점에 관하여 제1 적용례와 다르다. 비록, 제1 적용례에서 컬러당 사용가능한 토출구 열의 수가 하나의 열이었지만, 제2 적용례에서 컬러당 사용가능한 토출구 열의 수는 20 열이다(도 20a). 이는 다수의 토출구 열에 기록 데이터를 할당함으로써 극도로 고속의 기록이 수행될 수 있게 한다. 잉크 비토출을 나타내는 토출구가 존재하는 경우에도 상보적 방식으로 토출을 수행하는 다른 열의 기록 매체의 반송 방향으로 대응 위치의 토출구에 의해 신뢰도가 개선될 수 있고, 따라서, 이러한 배열은 산업적 인쇄에 적합하다. 기록 장치(1000)의 공급 시스템, 버퍼 탱크(1003) 및 메인 탱크(1006)(도 2)는 제1 적용례와 동일한 방식으로 유체 연결에 의해 액체 토출 헤드(3)에 연결된다. 각 액체 토출 헤드(3)는 또한 전기 제어 유닛에 전기적으로 연결되며, 이 전기 제어 유닛은 액체 토출 헤드(3)에 전력 및 토출 제어 신호를 전송한다.13 illustrates an inkjet recording apparatus according to a second application example. The recording apparatus 1000 according to the second application example differs from the first application example in that full color recording is performed on a recording medium by arranging four monochromatic liquid discharge heads 3 each corresponding to one of the CMYK inks. Although, in the first application example, the number of usable outlet rows per color was one row, in the second application example, the number of usable outlet rows per color is 20 rows (Fig. 20A). This makes it possible to perform extremely high-speed recording by allocating recording data to a plurality of outlet rows. Even when a discharge port indicating non-discharge of ink is present, reliability can be improved by the discharge port at the corresponding position in the conveying direction of the recording medium of another row performing discharge in a complementary manner, and thus this arrangement is suitable for industrial printing. . The supply system of the recording apparatus 1000, the buffer tank 1003 and the main tank 1006 (Fig. 2) are connected to the liquid discharge head 3 by fluid connection in the same manner as in the first application example. Each liquid discharge head 3 is also electrically connected to an electric control unit, which transmits power and discharge control signals to the liquid discharge head 3.

순환 경로의 설명.Description of the circulation path.

도 2 및 도 3에 예시된 제1 및 제2 순환 경로가 제1 적용례와 동일한 방식으로 기록 장치(1000)와 액체 토출 헤드(3) 사이의 액체 순환 경로로서 사용될 수 있다.The first and second circulation paths illustrated in FIGS. 2 and 3 can be used as a liquid circulation path between the recording apparatus 1000 and the liquid discharge head 3 in the same manner as the first application example.

액체 토출 헤드의 구조의 설명Description of the structure of the liquid discharge head

제2 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3)의 구조에 관하여 설명한다. 도 14a 및 도 14b는 본 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3)의 사시도이다. 액체 토출 헤드(3)는 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 직선으로 배열된 16개 기록 소자 기판(10)을 구비하며, 하나의 컬러의 잉크로 기록할 수 있는 잉크젯 라인 기록 헤드이다. 액체 토출 헤드(3)는 제1 적용례와 동일한 방식으로 액체 연결 부분(111), 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)를 갖는다. 본 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3)는 토출구 열의 수가 더 많기 때문에 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)가 액체 토출 헤드(3)의 양 측부에 배치된다는 점에서 제1 적용례와 다르다. 이는 기록 소자 기판(10)에 제공되는 배선 부분에서 발생하는 전압 강하 및 신호 전송 지연을 감소시키기 위한 것이다.The structure of the liquid discharge head 3 according to the second application example will be described. 14A and 14B are perspective views of the liquid discharge head 3 according to this application example. The liquid discharge head 3 is an inkjet line recording head that has 16 recording element substrates 10 arranged in a straight line in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3, and is capable of recording with one color of ink. The liquid discharge head 3 has a liquid connection portion 111, an input terminal 91 and a power supply terminal 92 in the same manner as in the first application example. The liquid discharge head 3 according to this application example differs from the first application example in that the input terminal 91 and the power supply terminal 92 are disposed on both sides of the liquid discharge head 3 because the number of discharge port rows is larger. This is to reduce a voltage drop and signal transmission delay occurring in a wiring portion provided on the recording element substrate 10.

도 14a 및 도 14b는 액체 토출 헤드(3)의 사시도이고, 도 15는 기능에 따라 분해되어 있는 액체 토출 헤드(3)를 구성하는 각 부분 또는 유닛을 예시하는, 액체 토출 헤드의 분해 사시도이다. 유닛 및 부재의 역할과, 액체 토출 헤드를 통한 액체 유동의 순서는 기본적으로 제1 적용례와 동일하지만, 액체 토출 헤드의 강성도가 보증되는 기능은 서로 다르다. 액체 토출 헤드의 강성도는 주로 제1 적용례에서 액체 토출 유닛 지지 부재(81)에 의해 보증되지만, 제2 적용례에서는 액체 토출 유닛(300)에 포함된 제2 채널 부재(60)에 의해 보증된다. 본 적용례에서 제2 채널 부재(60)의 양 단부에 연결된 액체 토출 유닛 지지 부재(81)가 존재한다. 이러한 액체 토출 유닛(300)은 기록 장치(1000)의 캐리지에 기계적으로 결합되어 있고, 그에 의해, 액체 토출 헤드(3)가 위치된다. 전기 배선 기판(90)과 부압 제어 유닛(230)을 갖는 액체 공급 유닛(220)은 액체 토출 유닛 지지 부재(81)에 결합된다. 필터(도시 생략)가 두 개의 액체 공급 유닛(220) 내에 내장된다. 두 개의 부압 제어 유닛(230)은 서로 상대적으로 다른 고 및 저 부압에 의해 압력을 제어하도록 설정된다. 고압측 및 저압측 부압 제어 유닛(230)이 도 14a 내지 도 15에 예시된 바와 같이 액체 토출 헤드(3)의 단부에 배치될 때, 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 연장하는 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212) 상의 잉크 유동은 서로 반대방향이다. 이는 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212) 사이의 열 교환을 촉진하여 두 공통 채널 사이의 온도차가 감소될 수 있게 한다. 이는 공통 채널을 따라 배치된 다수의 기록 소자 기판(10) 사이에 온도차가 쉽게 발생하지 않으며, 따라서, 온도차에 기인한 기록의 불균등이 쉽게 발생하지 않는다는 점에서 유리하다.14A and 14B are perspective views of the liquid discharge head 3, and FIG. 15 is an exploded perspective view of the liquid discharge head, exemplifying each part or unit constituting the liquid discharge head 3 disassembled according to its function. The roles of the units and members and the sequence of liquid flow through the liquid discharge head are basically the same as those of the first application example, but the functions of ensuring the rigidity of the liquid discharge head are different from each other. The rigidity of the liquid discharge head is mainly guaranteed by the liquid discharge unit support member 81 in the first application example, but is guaranteed by the second channel member 60 included in the liquid discharge unit 300 in the second application example. In this application example, there are liquid discharge unit support members 81 connected to both ends of the second channel member 60. This liquid discharge unit 300 is mechanically coupled to the carriage of the recording apparatus 1000, whereby the liquid discharge head 3 is positioned. The liquid supply unit 220 having the electric wiring board 90 and the negative pressure control unit 230 is coupled to the liquid discharge unit support member 81. Filters (not shown) are built into the two liquid supply units 220. The two negative pressure control units 230 are set to control the pressure by high and low negative pressures that are relatively different from each other. When the high-pressure side and low-pressure side negative pressure control units 230 are disposed at the ends of the liquid discharge head 3 as illustrated in FIGS. 14A to 15, a common supply channel extending in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 The ink flows on 211 and the common recovery channel 212 are opposite to each other. This promotes heat exchange between the common supply channel 211 and the common recovery channel 212 so that the temperature difference between the two common channels can be reduced. This is advantageous in that a temperature difference does not easily occur between the plurality of recording element substrates 10 arranged along a common channel, and therefore, unevenness of recording due to the temperature difference does not easily occur.

액체 토출 유닛(300)의 채널 부재(210)를 다음에 상세히 설명한다. 채널 부재(210)는 도 15에 예시된 바와 같이 적층되어 있는 제1 채널 부재(50) 및 제2 채널 부재(60)이며, 액체 공급 유닛(220)으로부터 공급되는 잉크를 토출 모듈(200)로 분배한다. 채널 부재(210)는 또한 토출 모듈(200)로부터 액체 공급 유닛(220)으로 재순환하는 잉크를 복귀시키기 위한 채널 부재로서 기능한다. 채널 부재(210)의 제2 채널 부재(60)는 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)이 형성되어 있는 채널 부재이며, 또한, 주로, 액체 토출 헤드(3)의 강성도를 담당한다. 따라서, 제2 채널 부재(60)의 재료는 잉크에 대하여 충분히 내식성이며, 높은 기계적 강도를 갖는다. 적절히 사용되는 재료의 예는 스테인레스 스틸, 티타늄(Ti), 알루미나 등을 포함한다.The channel member 210 of the liquid discharge unit 300 will be described in detail next. The channel member 210 is a first channel member 50 and a second channel member 60 that are stacked as illustrated in FIG. 15, and the ink supplied from the liquid supply unit 220 is transferred to the discharge module 200. Distribute. The channel member 210 also functions as a channel member for returning ink recirculating from the discharge module 200 to the liquid supply unit 220. The second channel member 60 of the channel member 210 is a channel member in which a common supply channel 211 and a common recovery channel 212 are formed, and is mainly responsible for the rigidity of the liquid discharge head 3 . Accordingly, the material of the second channel member 60 is sufficiently corrosion resistant to ink and has a high mechanical strength. Examples of materials that are suitably used include stainless steel, titanium (Ti), alumina, and the like.

도 16a는 토출 모듈(200)이 장착되는 측부의 제1 채널 부재(50)의 면을 예시하고, 도 16b는 제2 채널 부재(60)와 접촉하게 되는, 그로부터의 이면을 예시하는 도면이다. 제1 적용례의 경우와는 달리, 제2 적용례에 따른 제1 채널 부재(50)는 토출 모듈(200)에 대응하는 다수의 부재가 인접하게 배열되어 있는 배열이다. 이러한 분할된 구조의 사용은 액체 토출 헤드의 길이에 대응하는 길이가 실현될 수 있게 하고, 따라서, 예로서, B2 사이즈 및 더 큰 시트에 대응하는 비교적 긴 규모의 액체 토출 헤드에 특히 적절히 사용될 수 있다. 제1 채널 부재(50)의 연통 포트(51)는 도 16a에 예시된 바와 같이 유체 연결에 의해 토출 모듈(200)과 연통하고, 제1 채널 부재(50)의 개별 연통 포트(53)는 도 16b에 예시된 바와 같이 유체 연결에 의해 제2 채널 부재(60)의 연통 포트(61)와 연통한다. 도 16c는 제1 채널 부재(50)와 접촉하는 제2 채널 부재(60)의 면을 예시하고, 도 16d는 두께 방향으로 취한, 제2 채널 부재(60)의 중간 부분의 단면을 예시하며, 도 16e는 액체 공급 유닛(220)과 접촉하게 되는 제2 채널 부재(60)의 면을 예시하는 도면이다. 제2 채널 부재(60)의 채널 및 연통 포트의 기능은 제1 적용례에서 1개 컬러분의 것과 동일하다. 제2 채널 부재(60)의 공통 채널 홈(71) 중 하나는 도 17에 예시된 공통 공급 채널(211)이고, 나머지는 공통 회수 채널(212)이다. 양자 모두는 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향을 따라서 일 단부측으로부터 다른 단부측을 향해 공급되는 잉크를 갖는다. 제1 적용례의 경우와는 달리, 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에 대한 잉크의 길이 방향은 서로 반대 방향이다.FIG. 16A is a diagram illustrating a surface of the first channel member 50 on the side on which the discharge module 200 is mounted, and FIG. 16B is a view illustrating a rear surface from and coming into contact with the second channel member 60. Unlike the case of the first application example, the first channel member 50 according to the second application example is an arrangement in which a plurality of members corresponding to the discharge module 200 are arranged adjacently. The use of such a divided structure allows a length corresponding to the length of the liquid discharge head to be realized, and thus, can be particularly suitably used for a relatively long-scale liquid discharge head corresponding to, for example, a B2 size and a larger sheet. . The communication port 51 of the first channel member 50 communicates with the discharge module 200 by fluid connection as illustrated in FIG. 16A, and the individual communication ports 53 of the first channel member 50 are illustrated in FIG. It communicates with the communication port 61 of the second channel member 60 by fluid connection, as illustrated in 16b. 16C illustrates a surface of the second channel member 60 in contact with the first channel member 50, and FIG. 16D illustrates a cross section of the middle portion of the second channel member 60, taken in the thickness direction, 16E is a diagram illustrating a surface of the second channel member 60 that comes into contact with the liquid supply unit 220. The functions of the channels and communication ports of the second channel member 60 are the same as those for one color in the first application example. One of the common channel grooves 71 of the second channel member 60 is a common supply channel 211 illustrated in FIG. 17, and the other is a common recovery channel 212. Both have ink supplied from one end side toward the other end side along the longitudinal direction of the liquid discharge head 3. Unlike the case of the first application example, the length directions of the ink for the common supply channel 211 and the common recovery channel 212 are opposite to each other.

도 17은 기록 소자 기판(10)과 채널 부재(210) 사이의 잉크에 관한 연결 관계를 예시하는 투시도이다. 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 연장하는 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)은 도 17에 예시된 바와 같이 채널 부재(210) 내에 제공된다. 제2 채널 부재(60)의 연통 포트(61)는 각각 제1 채널 부재(50)의 개별 연통 포트(53)와 함께 위치되고, 그에 연결되며, 그에 의해, 제2 채널 부재(60)의 연통 포트(72)로부터 공통 공급 채널(211)을 거쳐 제1 채널 부재(50)의 연통 포트(51)로의 액체 공급 경로를 형성한다. 동일한 방식으로, 제2 채널 부재(60)의 연통 포트(72)로부터 공통 회수 채널(212)을 거쳐 제1 채널 부재(50)의 연통 포트(51)로의 액체 공급 경로도 형성된다.17 is a perspective view illustrating a connection relationship regarding ink between the recording element substrate 10 and the channel member 210. A common supply channel 211 and a common recovery channel 212 extending in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3 are provided in the channel member 210 as illustrated in FIG. 17. The communication ports 61 of the second channel member 60 are each positioned together with the individual communication ports 53 of the first channel member 50 and are connected thereto, whereby communication of the second channel member 60 A liquid supply path is formed from the port 72 to the communication port 51 of the first channel member 50 via the common supply channel 211. In the same way, a liquid supply path is also formed from the communication port 72 of the second channel member 60 through the common recovery channel 212 to the communication port 51 of the first channel member 50.

도 18은 도 17의 XVIII-XVIII를 따라 취한 단면을 예시하는 도면이다. 도 18은 공통 공급 채널(211)이 연통 포트(61), 개별 연통 포트(53) 및 연통 포트(51)를 통해 토출 모듈(200)에 연결되는 방식을 도시한다. 비록, 도 18의 예시에서는 생략되어 있지만, 도 17로부터, 다른 단면은 유사한 경로를 통해 토출 모듈(200)에 연결되는 개별 회수 채널(214)을 보여주게 될 것임을 명백히 알 수 있다. 토출구(13)와 연통하도록 기록 소자 기판(10) 및 토출 모듈(200) 상에 채널이 형성되고, 공급된 잉크 중 일부 또는 모두가 토출 동작을 수행하지 않는 토출구(13)(압력 챔버(23))를 통해 제1 적용례에서와 동일한 방식으로 재순환된다. 제1 적용례에서와 동일한 방식으로 액체 공급 유닛(220)을 거쳐, 공통 공급 채널(211)은 부압 재어 유닛(230)(고압측)에 연결되고, 공통 회수 채널(212)은 부압 제어 유닛(230)(저압측)에 연결된다. 따라서, 그 차압에 의해 유동이 발생하고, 이 유동은 공통 공급 채널(211)로부터 기록 소자 기판(10)의 토출구(13)(압력 챔버(23)를 통해 공통 회수 채널(212)로 유동한다.FIG. 18 is a diagram illustrating a cross section taken along XVIII-XVIII in FIG. 17. 18 shows how the common supply channel 211 is connected to the discharge module 200 through a communication port 61, an individual communication port 53, and a communication port 51. Although omitted in the example of FIG. 18, it can be clearly seen from FIG. 17 that another cross section will show individual recovery channels 214 connected to the discharge module 200 via a similar path. A channel is formed on the recording element substrate 10 and the discharge module 200 so as to communicate with the discharge port 13, and a discharge port 13 (pressure chamber 23) in which some or all of the supplied ink does not perform a discharge operation. ) Through recirculation in the same way as in the first application example. Through the liquid supply unit 220 in the same manner as in the first application example, the common supply channel 211 is connected to the negative pressure measuring unit 230 (high pressure side), and the common recovery channel 212 is the negative pressure control unit 230 ) (Low pressure side). Accordingly, a flow occurs due to the differential pressure, and this flow flows from the common supply channel 211 to the discharge port 13 of the recording element substrate 10 (via the pressure chamber 23) to the common recovery channel 212.

토출 모듈의 설명Description of the discharge module

도 19a는 하나의 토출 모듈(200)의 사시도를 예시하고, 도 19b는 그 분해도이다. 제1 적용례와의 차이는 다수의 단자(16)가 기록 소자 기판(10)의 다수의 토출구 열의 방향을 따라 양 측부(기록 소자 기판(10)의 장측 부분) 상에 배열되어 배치된다는 점이다. 다른 점은 두 개의 가요성 인쇄 회로 기판(40)이 하나의 기록 소자 기판(10)에 제공되고, 단자(16)에 전기적으로 연결된다는 것이다. 그 이유는 기록 소자 기판(10) 상에 제공되는 토출구 열의 수가 20개 열이고, 이는 제1 적용례에서의 8개 열에 비해 크게 증가된 것이기 때문이다. 그 목적은 토출구 열에 대응하여 제공되는 기록 소자(15)까지의 단자(16)로부터의 최대 거리를 짧게 유지함으로써 기록 소자 기판(10)에 제공되는 배선 부분에서 발생하는 전압 강하 및 신호 전송 지연을 감소시키는 것이다. 지지 부재(30)의 액체 연통 포트(31)가 기록 소자 기판(10)에 제공되며, 모든 토출구 열에 걸쳐지도록 개방된다. 다른 점은 제1 적용례에서와 동일하다.19A is a perspective view of one discharge module 200, and FIG. 19B is an exploded view thereof. The difference from the first application example is that a plurality of terminals 16 are arranged and disposed on both sides (long side portions of the recording element substrate 10) along the direction of the plurality of outlet rows of the recording element substrate 10. The difference is that two flexible printed circuit boards 40 are provided on one recording element board 10 and are electrically connected to the terminals 16. The reason is that the number of discharge port rows provided on the recording element substrate 10 is 20 rows, which is significantly increased compared to the 8 rows in the first application example. Its purpose is to reduce the voltage drop and signal transmission delay occurring in the wiring portion provided to the recording element substrate 10 by keeping the maximum distance from the terminal 16 to the recording element 15 provided corresponding to the discharge port row short. It is to let. A liquid communication port 31 of the support member 30 is provided on the recording element substrate 10 and is opened to span all rows of discharge ports. The difference is the same as in the first application example.

기록 소자 기판의 구조의 설명Description of the structure of the recording element substrate

도 20a는 토출구(13)가 배치되는 측부의 기록 소자 기판(10)의 면을 예시하는 개략도이고, 도 20c는 도 20a에 예시된 것의 이면을 예시하는 개략도이다. 도 20b는 기록 소자 기판(10)의 후방 면측에 제공된 커버(20)가 도 20c에서 제거되어 있는 경우의 기록 소자 기판(10)의 면을 예시하는 개략도이다. 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)은 도 20b에 예시된 바와 같이 토출구 열 방향을 따라 기록 소자 기판(10)의 후방 면 상에 교번적으로 제공된다. 토출구 열의 수가 제1 적용례의 것보다 매우 많음에도 불구하고, 제1 적용례와의 현저한 차이점은 단자(16)가 전술한 바와 같이 토출구 열 방향을 따라 기록 소자 기판(10)의 양 측부 부분에 배치된다는 점이다. 기본적 구성은 제1 적용례의 것과 동일하며, 예컨대, 한 세트의 액체 공급 채널(18) 및 액체 회수 채널(19)이 각 토출구 열에 제공되고, 지지 부재(30)의 액체 연통 포트(31)와 연통하는 개구(21)가 커버(20)에 제공되는 등이다.Fig. 20A is a schematic diagram illustrating the surface of the recording element substrate 10 on the side on which the discharge port 13 is disposed, and Fig. 20C is a schematic diagram illustrating the rear surface of the one illustrated in Fig. 20A. Fig. 20B is a schematic diagram illustrating the surface of the recording element substrate 10 when the cover 20 provided on the rear surface side of the recording element substrate 10 is removed in Fig. 20C. The liquid supply channel 18 and the liquid recovery channel 19 are alternately provided on the rear surface of the recording element substrate 10 along the discharge port row direction as illustrated in Fig. 20B. Despite the fact that the number of discharge port rows is much larger than that of the first application example, a significant difference from the first application example is that the terminals 16 are disposed on both side portions of the recording element substrate 10 along the discharge port column direction as described above. Point. The basic configuration is the same as that of the first application example, for example, a set of liquid supply channels 18 and liquid recovery channels 19 are provided for each outlet row, and communicate with the liquid communication port 31 of the support member 30. The opening 21 is provided in the cover 20, and so on.

제3 적용례Third application example

제3 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3) 및 잉크젯 기록 장치(1000)의 구성을 설명한다. 제3 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3)는 단일 주사로 B2 사이즈 기록 매체 시트에 기록하는 페이지-와이드 헤드이다. 제3 적용례는 다수의 점에 관하여 제2 적용례와 유사하며, 그래서, 제2 적용례에 대한 차이점을 주로 후술하고, 제2 적용례와 동일한 부분은 설명에서 생략한다.The configurations of the liquid discharge head 3 and the inkjet recording apparatus 1000 according to the third application example will be described. The liquid discharge head 3 according to the third application example is a page-wide head that records on a B2 size recording medium sheet with a single scan. The third application example is similar to the second application example with respect to a number of points, and therefore, differences with respect to the second application example are mainly described later, and the same parts as the second application example are omitted from the description.

잉크젯 기록 장치의 설명Description of inkjet recording device

도 35는 본 적용례에 따른 잉크젯 기록 장치의 개략도이다. 기록 장치(1000)는 액체 토출 헤드(3)로부터 기록 매체 상으로 직접적으로 기록하지 않고 중간 전사 부재(중간 전사 드럼(1007) 상으로 액체를 토출하여 화상을 형성하고, 그후, 화상을 기록 매체(2) 상으로 전사하는 구성으로 이루어진다. 기록 장치(1000)는 중간 전사 드럼(1007)을 따르는 원호부에 배치된 CMYK의 4개 잉크 유형에 대응하는 네 개의 단색 액체 토출 헤드(3)를 갖는다. 따라서, 중간 전사 부재 상에 풀 컬러 기록이 수행되고, 기록된 화상은 중간 전사 부재 상에서 적절한 상태로 건조되며, 그후, 전사 유닛(1008)에 의해 시트 반송 롤러(1009)에 의해 반송되는 기록 매체(2) 상으로 전사된다. 제2 적용례의 시트 반송 시스템이 주로 절단 시트를 반송하려는 의도로 수평 반송로를 갖는 반면, 본 적용례는 메인 롤(도시 생략)로부터 공급되는 연속 시트를 취급할 수 있다. 이 종류의 드럼 반송 시스템은 특정 장력이 인가된 상태로 시트를 쉽게 반송할 수 있으며, 그래서, 고속 기록 수행시 반송 잼현상(jamming)이 적다. 따라서, 장치의 신뢰성이 개선되고, 상업적 인쇄 등에 대한 적용에 적합하다. 기록 장치(1000)의 공급 시스템, 버퍼 탱크(1003) 및 메인 탱크(1006)는 제1 및 제2 적용례와 동일한 방식으로 유체 연결에 의해 액체 토출 헤드(3)에 연결된다. 각 액체 토출 헤드(3)는 또한 전기 제어 유닛에 전기적으로 연결되며, 이 전기 제어 유닛은 액체 토출 헤드(3)에 전력 및 토출 제어 신호를 전송한다.35 is a schematic diagram of an ink jet recording apparatus according to this application example. The recording apparatus 1000 forms an image by discharging the liquid onto the intermediate transfer member (intermediate transfer drum 1007) without recording directly onto the recording medium from the liquid discharge head 3, and then, the image is recorded on the recording medium ( 2) Consists of an image transfer configuration The recording apparatus 1000 has four monochromatic liquid discharge heads 3 corresponding to the four ink types of CMYK arranged in an arc portion along the intermediate transfer drum 1007. Therefore, full-color recording is performed on the intermediate transfer member, and the recorded image is dried in an appropriate state on the intermediate transfer member, and thereafter, a recording medium conveyed by the sheet conveying roller 1009 by the transfer unit 1008 ( 2) Transfer to the image While the sheet conveying system of the second application example has a horizontal conveying path mainly with the intention of conveying cut sheets, this application example can handle continuous sheets fed from a main roll (not shown). This kind of drum conveying system can easily convey a sheet with a certain tension applied, so that conveying jamming is small when performing high-speed recording, thus improving the reliability of the device, and for commercial printing, etc. The supply system of the recording apparatus 1000, the buffer tank 1003 and the main tank 1006 are connected to the liquid discharge head 3 by fluid connection in the same manner as the first and second application examples. Each liquid discharge head 3 is also electrically connected to an electric control unit, which transmits power and discharge control signals to the liquid discharge head 3.

제4 순환 경로의 설명Description of the fourth circulation path

비록 기록 장치(1000)의 탱크와 액체 토출 헤드(3) 사이의 도 2 및 도 3에 예시된 제1 및 제2 순환 경로가 제2 적용례와 동일한 방식으로 액체 순환 경로로서 적용될 수 있지만, 도 36에 예시된 순환 경로가 적합하다. 도 3의 제2 순환 경로에 대한 주된 차이점은 제1 순환 펌프(1001, 1002) 및 제2 순환 펌프(1004) 각각의 채널과 연통하는 바이패스 밸브(1010)가 추가된다는 것이다. 바이패스 밸브(1010)는 압력이 미리설정된 압력을 초과할 대 밸브 개방으로 인해 바이패스 밸브(1010)의 상류측에서의 압력을 저하시키도록 기능한다(제1 기능). 또한, 바이패스 밸브(1010)는 기록 장치 메인 유닛에서 제어 기판으로부터의 신호에 의해 사전결정된 타이밍에 밸브를 개방 및 폐쇄하도록 기능한다(제2 기능).Although the first and second circulation paths illustrated in FIGS. 2 and 3 between the tank of the recording apparatus 1000 and the liquid discharge head 3 can be applied as the liquid circulation path in the same manner as the second application example, FIG. 36 The circulation path illustrated in is suitable. The main difference from the second circulation path of FIG. 3 is that a bypass valve 1010 communicating with channels of the first circulation pumps 1001 and 1002 and the second circulation pump 1004 is added. The bypass valve 1010 functions to lower the pressure on the upstream side of the bypass valve 1010 due to the valve opening when the pressure exceeds a preset pressure (first function). Further, the bypass valve 1010 functions to open and close the valve at a predetermined timing by a signal from the control board in the recording apparatus main unit (second function).

제1 기능에 따라서, 과도하게 크거나 과도하게 작은 압력이 제1 순환 펌프(1001, 1002)의 하류측 및 제2 순환 펌프(1004)의 상류측에서 채널에 인가되는 것이 방지될 수 있다. 예로서, 제1 순환 펌프(1001, 1002)의 기능이 오기능하는 경우, 과도한 유량이나 압력이 액체 토출 헤드(3)에 적용될 수 있다. 이는 액체 토출 헤드(3)의 토출구(13)로부터 액체가 누설되게 하거나 액체 토출 헤드(3) 내의 결합 부분이 손상되게 할 수 있다. 그러나, 본 적용례에서와 같이 제1 순환 펌프(1001, 1002)에 바이패스 밸브가 추가되는 경우, 바이패스 밸브(1010)의 개방은 순환 펌프의 상류측으로 액체 경로를 개방시키며, 그래서, 과도한 압력이 발생하는 경우에도 전술된 것 같은 문제가 억제될 수 있다.Depending on the first function, an excessively large or excessively small pressure can be prevented from being applied to the channel at the downstream side of the first circulation pumps 1001 and 1002 and upstream of the second circulation pump 1004. For example, when a function of the first circulation pumps 1001 and 1002 malfunctions, an excessive flow rate or pressure may be applied to the liquid discharge head 3. This may cause the liquid to leak from the discharge port 13 of the liquid discharge head 3 or to damage the engaging portion in the liquid discharge head 3. However, when the bypass valve is added to the first circulation pumps 1001 and 1002 as in this application example, the opening of the bypass valve 1010 opens the liquid path to the upstream side of the circulation pump, so that excessive pressure is Even if it occurs, the problem as described above can be suppressed.

또한, 제2 기능으로 인해, 순환 동작의 정지시, 모든 바이패스 밸브(1010)는 제1 순환 펌프(1001, 1002) 및 제2 순환 펌프(1004)가 정지한 이후 메인 유닛측으로부터의 제어 신호에 기초하여 신속히 개방된다. 이는 액체 토출 헤드(3)의 하류 부분(부압 제어 유닛(230)과 제2 순환 펌프(1004) 사이)의 높은 부압(예를 들어, 수 kPa 내지 수십 kPa)이 짧은 시간에 해제될 수 있게 한다. 순환 펌프로서 다이아프램 펌프 같은 용적형 펌프를 사용하는 경우에, 일반적으로 펌프에 체크 밸브가 내장된다. 그러나, 바이패스 밸브(1010)의 개방은 마찬가지로 하류 버퍼 탱크(1003)로부터 액체 토출 헤드(3)의 하류측에서의 압력 해제가 수행될 수 있게 한다. 비록, 액체 토출 헤드(3)의 하류측의 압력 해제가 마찬가지로 상류측으로부터만 수행될 수 있지만, 액체 토출 헤드(3) 내의 채널과 액체 토출 헤드(3)의 상류측의 채널에서 압력 강하가 존재한다. 따라서, 압력 배출에 시간이 소요되고, 액체 토출 헤드(3) 내의 공통 채널 내의 압력이 일시적으로 너무 많이 강하하고, 토출구에서의 메니스커스가 파괴될 수 있는 우려가 존재한다. 액체 토출 헤드(3)의 상류측에서의 바이패스 밸브(1010)의 개방은 액체 토출 헤드(3)의 하류측에서의 압력 배출을 촉진하고, 그래서, 토출구에서의 메니스커스의 파괴 위험이 감소된다.In addition, due to the second function, when the circulation operation is stopped, all bypass valves 1010 are controlled signals from the main unit side after the first circulation pumps 1001 and 1002 and the second circulation pump 1004 are stopped. It opens quickly on the basis of. This allows the high negative pressure (for example, several kPa to tens of kPa) of the downstream portion of the liquid discharge head 3 (between the negative pressure control unit 230 and the second circulation pump 1004) to be released in a short time. . In the case of using a positive displacement pump such as a diaphragm pump as the circulation pump, a check valve is generally incorporated in the pump. However, opening of the bypass valve 1010 likewise enables pressure relief on the downstream side of the liquid discharge head 3 from the downstream buffer tank 1003 to be performed. Although, pressure relief on the downstream side of the liquid discharge head 3 can likewise be performed only from the upstream side, there is a pressure drop in the channel in the liquid discharge head 3 and in the channel on the upstream side of the liquid discharge head 3 do. Therefore, there is a concern that it takes time to discharge the pressure, the pressure in the common channel in the liquid discharge head 3 temporarily drops too much, and the meniscus at the discharge port may be destroyed. Opening of the bypass valve 1010 on the upstream side of the liquid discharge head 3 promotes pressure discharge on the downstream side of the liquid discharge head 3, so that the risk of destruction of the meniscus at the discharge port is reduced.

액체 토출 헤드의 구조의 설명Description of the structure of the liquid discharge head

제3 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3)의 구조를 설명한다. 도 37a는 본 적용례에 따른 액체 토출 헤드(3)의 사시도이고, 도 37b는 그 분해 사시도이다. 액체 토출 헤드(3)는 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 직선(인라인)으로 배열된 36개 기록 소자 기판(10)을 구비하며, 단일 컬러 액체를 사용하여 기록하는 라인형(페이지-와이드) 잉크젯 기록 헤드이다. 액체 토출 헤드(3)는 제2 적용례와 동일한 방식으로 신호 입력 단자(91) 및 전력 공급 단자(92)를 구비하고, 또한, 헤드의 길이방향 측부 면을 보호하기 위해 차폐 판(132)을 구비한다.The structure of the liquid discharge head 3 according to the third application example will be described. 37A is a perspective view of the liquid discharge head 3 according to this application example, and FIG. 37B is an exploded perspective view thereof. The liquid discharge head 3 has 36 recording element substrates 10 arranged in a straight line (in-line) in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3, and is a line type (page-wide) for recording using a single color liquid. ) Inkjet recording head. The liquid discharge head 3 has a signal input terminal 91 and a power supply terminal 92 in the same manner as the second application example, and also has a shield plate 132 to protect the longitudinal side surface of the head. do.

도 37b는 기능에 따라 분해된 액체 토출 헤드(3)를 구성하는 각 부분 또는 유닛을 예시하는 액체 토출 헤드(3)의 분해 사시도이다(차폐 판(132)은 도시 생략). 유닛 및 부재의 역할과 액체 토출 헤드(3)를 통한 액체 유동의 순서는 기본적으로 제2 적용례와 동일하다. 제3 적용례는 주로 제1 채널 부재(50)의 형상과 부압 제어 유닛(230)의 위치 및 복수로 분할 및 배치되어 있는 전기 배선 기판(90)의 점에 관하여 제2 적용례와 다르다. 예로서, B2 사이즈 기록 매체에 대응하는 길이를 갖는 액체 토출 헤드(3)의 경우에, 액체 토출 헤드(3)가 사용하는 전력의 양이 크기 때문에 본 적용례의 경우에서와 같이, 8개 전기 배선 기판(90)이 제공된다. 각 4개의 전기 배선 기판(90)이 액체 토출 유닛 지지 부재(81)에 부착된 가는 전기 배선 기판 지지 부재(82)의 양 측부에 부착된다.Fig. 37B is an exploded perspective view of the liquid discharge head 3 illustrating each part or unit constituting the liquid discharge head 3 disassembled according to the function (shield plate 132 is not shown). The roles of the units and members and the sequence of liquid flow through the liquid discharge head 3 are basically the same as those of the second application example. The third application example differs from the second application example mainly with respect to the shape of the first channel member 50 and the position of the negative pressure control unit 230 and the points of the electric wiring board 90 divided and arranged in a plurality. As an example, in the case of the liquid discharge head 3 having a length corresponding to the B2 size recording medium, as in the case of this application example, since the amount of power used by the liquid discharge head 3 is large, 8 electric wires A substrate 90 is provided. Each of the four electrical wiring boards 90 is attached to both sides of the thin electrical wiring board supporting member 82 attached to the liquid discharge unit supporting member 81.

도 38a는 액체 토출 유닛(300), 액체 공급 유닛(220) 및 부압 제어 유닛(230)을 갖는 액체 토출 헤드(3)의 측면도이고, 도 38b는 액체 유동을 예시하는 개략도이며, 도 38c는 도 38a의 선 XXXVIIIC-XXXVIIIC을 따라 취한 단면을 예시하는 사시도이다. 구성의 부분은 이해를 용이하게 하기 위해 단순화되어 있다.38A is a side view of a liquid discharge head 3 having a liquid discharge unit 300, a liquid supply unit 220 and a negative pressure control unit 230, FIG. 38B is a schematic diagram illustrating a liquid flow, and FIG. 38C is a diagram It is a perspective view illustrating a cross section taken along line XXXVIIIC-XXXVIIIC of 38a. Parts of the configuration have been simplified to facilitate understanding.

액체 연결 부분(111) 및 필터(221)가 액체 공급 유닛(220) 내에 제공되고, 부압 제어 유닛(230)이 액체 공급 유닛(220) 아래에 일체로 형성된다. 이는 기록 소자 기판(10)과 부압 제어 유닛(230) 사이의 높이 방향으로의 거리가 제2 적용례에 비해 감소될 수 있게 한다. 이러한 구성은 액체 공급 유닛(220) 내의 채널 연결 부분의 수를 감소시키고, 기록 액체의 누설에 관한 증가된 신뢰성 뿐만 아니라 부품 수 및 조립 공정이 감소될 수 있다는 점에서도 유리하다.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 under the liquid supply unit 220. This enables the distance in the height direction between the recording element substrate 10 and the negative pressure control unit 230 to be reduced compared to the second application example. This configuration is advantageous in that the number of channel connection portions in the liquid supply unit 220 can be reduced, and the number of parts and the assembly process can be reduced as well as increased reliability regarding leakage of the recording liquid.

또한, 부압 제어 유닛(230)과 토출구가 형성되는 면 사이의 수두차가 비교적 더 작으며, 따라서, 도 35에 예시된 바와 같은 각 액체 토출 헤드(3)에 대하여 액체 토출 헤드(3)의 경사 각도가 다른 기록 장치에 적절히 적용될 수 있다. 그 이유는 다수의 액체 토출 헤드(3) 각각이 서로 다른 경사 각도로 사용되는 경우에도 감소된 수두차가 각 기록 소자 기판(10)의 토출구에 적용되는 부압차가 감소될 수 있게 하기 때문이다. 부압 제어 유닛(230)으로부터 기록 소자 기판(10)까지의 거리를 감소시키는 것은 또한 유동 저항이 감소되기 때문에 액체의 유동 내의 동요에 기인한 압력 강하 차이를 감소시키며, 더욱 안정적인 부압 제어가 수행될 수 있다는 점에서 바람직하다.In addition, the head difference between the negative pressure control unit 230 and the surface on which the discharge port is formed is relatively smaller, and therefore, the inclination angle of the liquid discharge head 3 with respect to each liquid discharge head 3 as illustrated in FIG. 35 Can be appropriately applied to other recording devices. The reason is that even when each of the plurality of liquid discharge heads 3 is used at different inclination angles, the reduced water head difference enables the negative pressure difference applied to the discharge ports of each recording element substrate 10 to be reduced. Reducing the distance from the negative pressure control unit 230 to the recording element substrate 10 also reduces the pressure drop difference due to fluctuations in the flow of the liquid because the flow resistance is reduced, and more stable negative pressure control can be performed. It is preferable in that there is.

도 38b는 액체 토출 헤드(3) 내의 기록 액체의 유동을 예시하는 개략도이다. 회로는 도 36에 예시된 순환 경로와 동일하지만, 도 38b는 실제 액체 토출 헤드(3) 내의 각 구성요소에서의 액체 유동을 예시한다. 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212)이 세트가 가는 제2 채널 부재(60) 내에 제공되어 액체 토출 헤드(3)의 길이 방향으로 연장한다. 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)은 액체가 서로 반대방향으로 유동하도록 구성되며, 필터(221)가 이들 채널의 상류측에 배치되어 연결 부분(111) 등으로부터 도입되는 이물질을 포획한다. 액체가 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)에서 서로 반대 방향으로 유동하는 이러한 배열은 액체 토출 헤드(3) 내의 길이 방향으로의 온도 구배가 감소되는 점에서 바람직하다. 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212)의 유동 방향은 설명을 단순화하기 위해 도 36에서는 동일한 방향인 것으로 도시되어 있다.38B is a schematic diagram illustrating the flow of the recording liquid in the liquid discharge head 3. The circuit is the same as the circulation path illustrated in FIG. 36, but FIG. 38B illustrates the liquid flow in each component in the actual liquid discharge head 3. A common supply channel 211 and a common recovery channel 212 are provided in the second set of channel members 60 to extend in the longitudinal direction of the liquid discharge head 3. The common supply channel 211 and the common recovery channel 212 are configured so that liquid flows in opposite directions, and a filter 221 is disposed on the upstream side of these channels to capture foreign substances introduced from the connection part 111, etc. do. This arrangement in which the liquid flows in opposite directions in the common supply channel 211 and the common recovery channel 212 is preferable in that the temperature gradient in the longitudinal direction in the liquid discharge head 3 is reduced. The flow directions of the common supply channel 211 and the common return channel 212 are shown to be the same direction in FIG. 36 to simplify the description.

부압 제어 유닛(230)은 공통 공급 채널(211) 및 공통 회수 채널(212) 각각의 하류측에 배치된다. 공통 공급 채널(211)은 경로를 따라 다수의 개별 공급 채널(213)로의 분기 부분을 갖고, 공통 회수 채널(212)은 경로를 따라 다수의 개별 회수 채널(214)로의 분기 부분을 갖는다. 개별 공급 채널(213) 및 개별 회수 채널(214)은 다수의 제1 채널 부재(50) 내에 형성된다. 개별 채널 각각은 기록 소자 기판(10)의 이면에 제공되는 커버(20)의 개구(21)와 연통한다(도 20c 참조)The negative pressure control unit 230 is disposed on the downstream side of each of the common supply channel 211 and the common recovery channel 212. The common supply channel 211 has a branching portion along the path to a number of individual supply channels 213, and the common return channel 212 has a branching portion along the path to a number of individual return channels 214. Individual supply channels 213 and individual return channels 214 are formed within the plurality of first channel members 50. Each of the individual channels communicates with the opening 21 of the cover 20 provided on the back surface of the recording element substrate 10 (see Fig. 20C).

도 38b에서 H 및 L로 표시되는 부압 제어 유닛(230)은 고압측(H) 및 저압측(L) 유닛이다. 각각의 부압 제어 유닛(230)은 상대적 고(H) 및 저(L) 부압으로 부압 제어 유닛(230)의 상류 압력을 제어하도록 설정된 역압형 압력 조절 기구이다. 공통 공급 채널(211)은 부압 제어 유닛(230)(고압측)에 연결되고, 공통 회수 채널(212)은 부압 제어 유닛(230)(저압측)에 연결된다. 이는 공통 공급 채널(211)과 공통 회수 채널(212) 사이에 차압을 생성한다. 이러한 차압은 액체가 공통 공급 채널(211)로부터 개별 공급 채널(213), 기록 소자 기판(10) 내의 토출구(13)(압력 챔버(23) 및 개별 회수 채널(214)을 해당 순서로 통과하여 공통 회수 채널(212)로 유동하게 한다.The negative pressure control unit 230 indicated by H and L in FIG. 38B is a high pressure side (H) and a low pressure side (L) unit. Each of the negative pressure control units 230 is a counterpressure type pressure adjusting mechanism set to control the upstream pressure of the negative pressure control unit 230 with relative high (H) and low (L) negative pressures. The common supply channel 211 is connected to the negative pressure control unit 230 (high pressure side), and the common recovery channel 212 is connected to the negative pressure control unit 230 (low pressure side). This creates a differential pressure between the common supply channel 211 and the common recovery channel 212. This differential pressure causes the liquid to pass from the common supply channel 211 to the individual supply channel 213, the discharge port 13 in the recording element substrate 10 (the pressure chamber 23 and the individual recovery channel 214 in the corresponding order, and is common. Flow into the return channel 212.

도 38c는 도 38a의 선 XXXVIIIC-XXXVIIIC을 따라 취한 단면을 예시하는 사시도이다. 본 적용례의 각 토출 모듈(200)은 제1 채널 부재(50), 기록 소자 기판(10) 및 가요성 인쇄 회로 기판(40)을 포함하도록 구성된다. 본 적용례는 제2 적용례에서 설명된 지지 부재(30)(도 18)를 갖지 않으며, 기록 소자 기판(10)은 제1 채널 부재(50)에 직접적으로 결합되는 커버(20)를 갖는다. 제2 채널 부재(60)에 제공된 공통 공급 채널(211)은 그 상부 면 상에 제공된 연통 포트(61)로부터 제1 채널 부재(50)의 하부 면에 형성된 개별 연통 포트(53)를 거쳐 개별 공급 채널(213)로 액체를 공급한다. 그후, 액체는 압력 챔버(23)를 통과하고, 개별 회수 채널(214), 개별 연통 포트(53) 및 연통 포트(61)를 해당 순서로 거쳐서 공통 회수 채널(212)로 회수된다.38C is a perspective view illustrating a cross section taken along line XXXVIIIC-XXXVIIIC in FIG. 38A. Each discharge module 200 of this application example is configured to include a first channel member 50, a recording element substrate 10, and a flexible printed circuit board 40. This application example does not have the support member 30 (FIG. 18) described in the second application example, and the recording element substrate 10 has a cover 20 that is directly coupled to the first channel member 50. The common supply channel 211 provided to the second channel member 60 is individually supplied from the communication port 61 provided on the upper surface thereof through the individual communication port 53 formed on the lower surface of the first channel member 50 Liquid is supplied to the channel 213. Thereafter, the liquid passes through the pressure chamber 23 and is recovered to the common recovery channel 212 via the individual recovery channels 214, the individual communication ports 53 and the communication ports 61 in that order.

도 16a 및 도 16b에 예시된 제2 적용례에서 예시된 배열과는 달리, 제1 채널 부재(50)의 하부 면(제2 채널 부재(60)를 향한 면) 상의 개별 연통 포트(53)는 제2 채널 부재(60)의 상부 면에 형성된 연통 포트(61)에 관하여 충분한 크기의 개구이다. 이러한 구성에 따라서, 제2 채널 부재(60)에 토출 모듈(200)을 장착할 때 위치 편차가 존재하는 경우에도, 제1 채널 부재(50)과 제2 채널 부재(60) 사이에 확실한 방식으로 유체 연통이 실현되고, 그래서, 헤드 제조시 수율이 개선되어 비용이 감소된다. Unlike the arrangement illustrated in the second application example illustrated in FIGS. 16A and 16B, the individual communication ports 53 on the lower surface of the first channel member 50 (the surface facing the second channel member 60) are It is an opening of sufficient size with respect to the communication port 61 formed on the upper surface of the two-channel member 60. According to this configuration, even when there is a positional deviation when mounting the discharge module 200 to the second channel member 60, the first channel member 50 and the second channel member 60 in a certain manner Fluid communication is realized, so that the yield is improved in manufacturing the head and the cost is reduced.

제1 내지 제3 적용례를 사용하여 액체 토출 헤드(3)의 예를 설명하였다. 여기서 설명된 액체 토출 헤드(3)가 구비하는 기록 소자 기판(10)은 후술될 제1 내지 제4 실시예로서 구성될 수 있다. 전술한 적용례가 실시예들에 적용될 수 있다.An example of the liquid discharge head 3 has been described using the first to third application examples. The recording element substrate 10 provided in the liquid discharge head 3 described herein can be configured as first to fourth embodiments to be described later. The above-described application examples can be applied to the embodiments.

제1 실시예Embodiment 1

도 21a 내지 도 21c는 액체 토출 헤드(3)가 구비하는 기록 소자 기판(10)의 제1 실시예를 설명하는 도면이다. 도 21a는 제1 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)의 외관을 예시하는 사시도이다. 기록 소자 기판(10)은 기판(11) 및 토출구 형성 부재(12)를 갖는다. 다수의 토출구(13)가 토출구 형성 부재(12) 상에 형성되어 있다.21A to 21C are views for explaining the first embodiment of the recording element substrate 10 provided in the liquid discharge head 3. 21A is a perspective view illustrating the appearance of the recording element substrate 10 according to the first embodiment. The recording element substrate 10 has a substrate 11 and a discharge port forming member 12. A plurality of discharge ports 13 are formed on the discharge port forming member 12.

도 21b는 도 21a의 XXIB-XXIB를 따라 취한 단면도이다. 기록 소자 기판(10)은 액체 토출 채널(노즐)(25), 압력 챔버(23), 채널(24) 및 기록 소자(15)를 더 포함한다. 액체 토출 채널(25)은 토출구(13)와 연통하고, 기록 소자(15) 및 압력 챔버(23)에 대면하는 위치에서 토출구 형성 부재(12)를 관통하는 공간이다. 액체 토출 채널(25)의 외측 단부 부분, 즉, 기록 소자(15)로부터 반대쪽의 단부 부분은 잉크를 토출하기 위한 구멍인 토출구(13)를 구성한다. 본 명세서에서, 토출구(13)는 토출구 형성 부재(12)의 외부 면 상에 위치되고 기록 매체와 대면하는 개구이며, 액체 토출 채널(25)은 토출구 형성 부재(12)를 관통하는 관통 구멍이다.21B is a cross-sectional view taken along XXIB-XXIB of FIG. 21A. The recording element substrate 10 further includes a liquid discharge channel (nozzle) 25, a pressure chamber 23, a channel 24, and a recording element 15. The liquid discharge channel 25 is a space that communicates with the discharge port 13 and passes through the discharge port forming member 12 at a position facing the recording element 15 and the pressure chamber 23. The outer end portion of the liquid discharge channel 25, that is, the end portion opposite from the recording element 15 constitutes a discharge port 13 which is a hole for discharging ink. In this specification, the discharge port 13 is an opening located on the outer surface of the discharge port forming member 12 and facing the recording medium, and the liquid discharge channel 25 is a through hole penetrating the discharge port forming member 12.

압력 챔버(23)는 토출구(13) 및 액체 토출 채널(25)과 연통하는 공간이고, 토출구 형성 부재(12)와 기판(11) 사이에 형성된다. 기록 소자(15)는 가열 저항 소자이고, 압력 챔버(23) 내에서 기판(11) 상에 제공되어 토출구(13)와 대면한다. 채널(24)은 토출구 형성 부재(12)와 기판(11) 사이에 형성된 압력 챔버(23)와 연통하는 공간이다. 채널(24)과 연통하는 관통 구멍인 공급 채널(17a)은 기판(11)에 형성된다. 이러한 구성에 따라서, 공급 채널(17a)로부터 유입되는 잉크는 채널(24)을 거쳐 압력 챔버(23)에 공급된다. 압력 챔버(23) 내의 잉크는 기록 소자(15)에 의해 인가된 토출 에너지에 의해 토출구(13)로부터 외부로 토출된다. 본 실시예에서, 공급 채널(17a)은 각 기록 소자(15)의 일 측부에 제공된다.The pressure chamber 23 is a space communicating with the discharge port 13 and the liquid discharge channel 25, and is formed between the discharge port forming member 12 and the substrate 11. The recording element 15 is a heating resistance element, and is provided on the substrate 11 in the pressure chamber 23 to face the discharge port 13. The channel 24 is a space communicating with the pressure chamber 23 formed between the discharge port forming member 12 and the substrate 11. A supply channel 17a, which is a through hole communicating with the channel 24, is formed in the substrate 11. According to this configuration, ink flowing from the supply channel 17a is supplied to the pressure chamber 23 via the channel 24. Ink in the pressure chamber 23 is discharged to the outside from the discharge port 13 by the discharge energy applied by the recording element 15. In this embodiment, a supply channel 17a is provided on one side of each recording element 15.

도 21c는 토출구(13)가 형성되어 있는 측부로부터의 기록 소자 기판(10)의 확대 투시도이다. 다수의 압력 챔버(23)가 공급 채널(17a)의 각 측부 상에 형성되어 있고, 노이즈 필터(F)가 각 압력 챔버(23)로의 입구에 제공되어 있다. 압력 챔버(23) 내의 기록 소자(15)는 토출구(13)의 개방 측부로부터 볼 때 토출구(13)와 일치하는 위치에 제공된다.21C is an enlarged perspective view of the recording element substrate 10 from the side on which the discharge port 13 is formed. A number of pressure chambers 23 are formed on each side of the supply channel 17a, and a noise filter F is provided at the inlet to each pressure chamber 23. The recording element 15 in the pressure chamber 23 is provided at a position coincident with the discharge port 13 when viewed from the open side of the discharge port 13.

도 22a 내지 도 22f는 비교예에 따른 기록 소자 기판을 설명하기 위한 도면이다. 도 22a는 기판(11)에 수직인 방향으로부터 볼 때, 기판(11) 상에 토출구(13)와 기록 소자(15)의 외부 형상이 투영되어 있는 상태를 예시하는 도면이다. 본 비교예에서, 토출구(13)가 기판(11) 상에 투영되어 있는 토출구 투영 영역(13P)의 윤곽을 둘러싸는 직사각형(S)은 기록 소자(15)의 발열 영역이 기판(11) 상에 투영되어 있는 발열 영역 투영 영역(15P)의 내측에 존재한다. 발열 영역 투영 영역(15P)은 기록 소자(15)의 면적보다 다소 작다는 것을 유의하여야 한다. 그 이유는 기록 소자(15)가 구동될 때 기록 소자(15)의 주연 영역이 실질적 발열 영역으로서 기능하지 않는다는 것이다. 본 실시예에서, 기록 소자(15)의 주연부로부터 2 μm 내측까지의 영역은 실질적 발열 영역이 아니다.22A to 22F are views for explaining a recording element substrate according to a comparative example. 22A is a diagram illustrating a state in which the discharge port 13 and the external shape of the recording element 15 are projected onto the substrate 11 when viewed from a direction perpendicular to the substrate 11. In this comparative example, the rectangle S surrounding the outline of the discharge port projection area 13P on which the discharge port 13 is projected on the substrate 11 is a heating area of the recording element 15 on the substrate 11. It exists inside the projected heat generating area|region 15P of projection areas. It should be noted that the heating area projection area 15P is somewhat smaller than the area of the recording element 15. The reason is that when the recording element 15 is driven, the peripheral region of the recording element 15 does not function as a substantial heat generating region. In this embodiment, the area from the periphery of the recording element 15 to the inside of 2 μm is not a substantial heat generating area.

도 22b 내지 도 22f는 도 22a에 예시된 기록 소자(15)와 토출구(13)를 갖는 비교예에 따른 기록 소자 기판을 사용하여 토출된 잉크의 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 22b는 기록 소자 기판의 압력 챔버(23)와 채널(24)이 잉크로 충전되어 있고 기록 소자(15)가 구동되는 상태를 예시한다. 기록 소자(15)의 구동은 압력 챔버(23) 내의 잉크에 인가되는 열적 에너지를 발생한다. 잉크에 열적 에너지를 인가하는 것은 기포(B)가 형성되게 한다. 그후, 기포(B)의 체적이 증가하고, 이는 도 22c에 도시된 바와 같이 압력 챔버(23) 내의 잉크를 액체 토출 채널(25)을 통해 토출구(13)로부터의 외측을 향해 추진한다. 기포(B)가 계속 더 커짐에 따라, 기포(B)는 액체 토출 채널(25)에 진입하고, 그래서, 토출된 잉크 액적(Dr) 및 채널(24) 내의 잉크(I)가 도 22d에 예시된 바와 같이 분할된 상태로 존재하게 된다. 토출구(13)의 단부 부분 바로 아래의 기록 소자(15)에 발생된 기포(B)의 유동은 화살표로 표시된 바와 같이 채널(24)에서 기판(11)에 수직인 토출 방향, 즉, 토출 방향이다. 기포(B)의 이러한 유동은 액체 토출 채널(25)의 벽에 충돌하고, 액체 토출 채널(25) 내에서 토출구(13)의 중간을 향한 방향으로의 유동이 된다. 최대 체적까지 성장한 이후, 기포(B)의 체적은 감소하기 시작한다. 기포(B)가 수축함에 따라, 토출된 잉크 액적(Dr)의 후방 부분은 도 22e에 예시된 바와 같이 기록 소자(15)를 향해 이동한다. 이때, 잉크의 토출 방향에 관하여 토출된 잉크 액적(Dr)의 선단 단부와 후방 부분 사이에서 반대 방향으로의 속도차가 발생함으로써 가는 액적 미부를 형성한다. 그후, 토출된 잉크 액적(Dr)은 잉크(I)로부터 분리되고 도 22f에 예시된 바와 같이 토출구(13)로부터 외측으로 비행한다. 액적 미부는 잉크의 표면 장력과 속도차에 기인하여 결국 추가로 주 액적 및 세틀라이트로 분리된다.22B to 22F are views for explaining the state of ink ejected using the recording element substrate according to the comparative example having the recording element 15 and the discharge port 13 illustrated in FIG. 22A. 22B illustrates a state in which the pressure chamber 23 and the channel 24 of the recording element substrate are filled with ink and the recording element 15 is driven. Driving of the recording element 15 generates thermal energy applied to the ink in the pressure chamber 23. Applying thermal energy to the ink causes bubbles B to form. Then, the volume of the bubble B increases, which pushes the ink in the pressure chamber 23 toward the outside from the discharge port 13 through the liquid discharge channel 25 as shown in FIG. 22C. As the bubble B continues to grow larger, the bubble B enters the liquid discharge channel 25, so that the discharged ink droplet Dr and the ink I in the channel 24 are illustrated in Fig. 22D. It exists in a divided state as previously described. The flow of bubbles B generated in the recording element 15 just below the end portion of the discharge port 13 is the discharge direction perpendicular to the substrate 11 in the channel 24, that is, the discharge direction as indicated by the arrow. . This flow of the air bubbles B collides with the wall of the liquid discharge channel 25 and becomes a flow in the direction toward the middle of the discharge port 13 in the liquid discharge channel 25. After growing to the maximum volume, the volume of the air bubbles (B) begins to decrease. As the bubble B contracts, the rear portion of the discharged ink droplet Dr moves toward the recording element 15 as illustrated in Fig. 22E. At this time, a difference in speed in the opposite direction occurs between the front end and the rear portion of the discharged ink droplet Dr with respect to the discharge direction of the ink, thereby forming a fine droplet tail. Then, the ejected ink droplet Dr is separated from the ink I and flows outward from the ejection port 13 as illustrated in Fig. 22F. The droplet tail is eventually separated into an additional main droplet and satellite due to the difference in surface tension and velocity of the ink.

상술한 바와 같이, 토출구(13)의 단부 부분 바로 아래의 기록 소자(15) 위에서 발생된 기포(B)의 유동은 잉크 토출시 압력 챔버(23) 내에서 기판(11)에 수직이며, 즉, 토출 방향이 된다. 그후, 기포(B)의 잉크의 유동은 액체 토출 채널(25)의 벽에 충돌하고, 액체 토출 채널(25) 내에서 토출구(13)의 중간을 향한 방향으로의 유동이 된다. 따라서, 비교적 두꺼운 액체 필름(Im)이 잉크(I)와 토출된 잉크 액적(Dr) 사이에 형성된다. 두꺼운 액체 필름(Im)은 기포(B)가 대기와 연통하는 위치가 기록 소자(15)에 근접하고, 그래서, 기포(B)가 대기와 연통하는 시기가 지연된다는 것을 의미한다. 따라서, 토출된 잉크 액적(Dr)의 액적 미부가 더 길어지게 된다. 토출된 잉크 액적(Dr)의 더 긴 액적 미부는 토출된 잉크 액적(Dr)이 비행 동안 주 액적과 세틀라이트로 더 쉽게 분리된다는 것을 의미한다. 세틀라이트가 발생되면, 더 많은 잉크가 의도된 위치에 착지하지 않아서 더 낮은 화상 품질을 초래할 우려가 있다.As described above, the flow of air bubbles B generated above the recording element 15 just below the end portion of the discharge port 13 is perpendicular to the substrate 11 in the pressure chamber 23 during ink discharge, that is, It becomes the discharge direction. After that, the flow of the ink in the bubble B collides with the wall of the liquid discharge channel 25, and becomes a flow in the liquid discharge channel 25 toward the middle of the discharge port 13. Thus, a relatively thick liquid film Im is formed between the ink I and the ejected ink droplet Dr. The thick liquid film Im means that the position where the bubble B communicates with the atmosphere is close to the recording element 15, so that the timing at which the bubble B communicates with the atmosphere is delayed. Accordingly, the droplet tail portion of the discharged ink droplet Dr becomes longer. The longer droplet tail of the ejected ink droplet Dr means that the ejected ink droplet Dr is more easily separated into the main droplet and the satellite during flight. When satellites are generated, there is a concern that more ink does not land on the intended position, resulting in lower image quality.

다음에, 제1 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)을 설명한다. 도 23a 내지 도 23f는 제1 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)의 구성을 설명하는 도면이다. 도 23a는 기판(11)에 수직인 방향으로부터 볼 때, 기판(11) 상에 토출구(13)와 기록 소자(15)의 외부 형상이 투영되어 있는 상태를 예시하는 도면이다. 본 실시예에서, 토출구(13)가 기판(11) 상에 투영되어 있는 토출구 투영 영역(13P)의 윤곽을 둘러싸는 직사각형(S)은 기록 소자(15)의 발열 영역이 기판(11) 상에 투영되어 있는 발열 영역 투영 영역(15P)의 윤곽을 포함한다. 여기서 용어 "포함"은 발열 영역 투영 영역(15P)의 윤곽이 직사각형 형상(S)과 동일한 경우(중첩)를 포함한다는 것을 유의하여야 한다. 또한, 발열 영역 투영 영역(15P)은 상술한 비교예에서와 동일한 방식으로 기록 소자(15)의 면적보다 다소 작다는 것을 유의하여야 한다. 직사각형 형상(S)의 두 대향 측부는 액체가 채널(24)을 통해 유동하는 방향에 대체로 평행하다. 대안적으로, 직사각형 형상(S)의 두 대향 측부는 토출구(13)가 배열되는 토출구 열의 방향에 대체로 평행하다.Next, the recording element substrate 10 according to the first embodiment will be described. 23A to 23F are diagrams for explaining the configuration of the recording element substrate 10 according to the first embodiment. 23A is a diagram illustrating a state in which the discharge port 13 and the external shape of the recording element 15 are projected onto the substrate 11 when viewed from a direction perpendicular to the substrate 11. In this embodiment, the rectangle S surrounding the outline of the discharge port projection area 13P on which the discharge port 13 is projected on the substrate 11 is a heating area of the recording element 15 on the substrate 11 It includes the outline of the projected heat-generating area projection area 15P. It should be noted that the term "comprising" here includes the case where the outline of the heating area projection area 15P is the same as the rectangular shape S (overlapping). In addition, it should be noted that the heat-generating area projection area 15P is somewhat smaller than the area of the recording element 15 in the same manner as in the above-described comparative example. The two opposite sides of the rectangular shape S are generally parallel to the direction in which the liquid flows through the channel 24. Alternatively, the two opposite sides of the rectangular shape S are generally parallel to the direction of the outlet row in which the outlets 13 are arranged.

도 23b 내지 도 23f는 도 23a에 예시된 기록 소자(15)와 토출구(13)를 갖는 제1 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)을 사용하여 토출된 잉크의 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 23b 내지 도 23f는 토출구 투영 영역(13P)을 둘러싸는 직사각형 형상(S)에 의해 발열 영역 투영 영역(15P)이 포함되는 경우의 기포(B)의 유동을 예시한다. 기록 소자(15)를 구동하고 잉크에 열적 에너지를 인가하는 것은 도 23b에 예시된 바와 같이 기포(B)가 형성되게 한다. 기포(B)의 체적은 그후 도 23c에 도시된 바와 같이 증가한다. 압력 챔버(23) 내의 기포(B)의 유동은 액체 토출 채널(25)의 벽을 향한 속도 성분을 갖는 유동이 되며, 기포(B)가 액체 토출 채널(25) 내측에 진입할 때, 내부에 진입된 기포(B)의 부분의 유동은 액체 토출 채널(25)의 외부 에지를 따르는 유동이 되며, 즉, 기포(B)의 유동은 액체 토출 채널(25)의 외부 에지(액체 토출 채널(25)의 내부 벽 표면)에 실질적으로 평행한 유동이다. 이 유동의 방향은 기록 소자(15)의 크기 등에 의존하여 다르며, 도 23a 내지 도 23f의 예에 비해 비교예에서 토출구(13)의 중심을 향해 진행하는 방향이다. 발열 영역 투영 영역(15P)이 직사각형 형상(S)과 동일하거나 직사각형 형상(S) 내에 포함되는 경우에, 유동은 비교예에 비해 액체 토출 채널(25)의 벽 표면을 비교적 더 근접하게 추종한다. 즉, 유동의 방향은 비교예에 비해 토출구(13)의 주연을 향해 진행하는 방향에 더 근접한다. 토출구(13)의 주연을 향해 진행하는 방향에 더 근접한 기포(B)의 유동 방향은 채널 내측의 잉크(I)와 토출된 잉크 액적(Dr) 사이에 더 얇은 액체 필름(Im)을 촉진한다. 따라서, 기포(B)는 비교예에 비해 더 이른 시기에 대기와 연통하며, 토출된 잉크 액적(Dr)의 액적 미부는 더 짧다. 토출된 잉크 액적(Dr)의 더 짧은 액적 미부는 비행시 액적이 더 쉽게 합쳐지고 세틀라이트가 쉽게 형성되지 않는다는 것을 의미한다. 세틀라이트가 쉽게 형성되지 않는 이러한 배열은 인쇄 품질을 개선시킨다. 따라서, 압력 챔버(23)로부터 액체 토출 채널(25)에 진입하는 기포(B)의 유동에서 액체 토출 채널(25)의 외부 주연(내부 벽 표면)을 추종하는 유동의 성분이 더 커지고, 동시에 토출구(13)의 중심을 향한 성분을 억제하는 것이 본 실시예의 핵심이다. 추후 설명될 액체 토출 헤드(3)의 치수는 이러한 기포 유동을 실현하도록 적절히 설정될 수 있다.23B to 23F are views for explaining the state of ink ejected using the recording element substrate 10 according to the first embodiment having the recording element 15 and the ejection port 13 illustrated in FIG. 23A. 23B to 23F illustrate the flow of the air bubbles B when the heating region projection region 15P is included by the rectangular shape S surrounding the discharge port projection region 13P. Driving the recording element 15 and applying thermal energy to the ink causes bubbles B to be formed as illustrated in Fig. 23B. The volume of the bubble B then increases as shown in Fig. 23C. The flow of the bubble (B) in the pressure chamber (23) becomes a flow having a velocity component toward the wall of the liquid discharge channel (25), and when the bubble (B) enters the inside of the liquid discharge channel (25), The flow of the part of the bubble B that has entered becomes a flow along the outer edge of the liquid discharge channel 25, that is, the flow of the bubble B is the outer edge of the liquid discharge channel 25 (liquid discharge channel 25 ) Is a flow substantially parallel to the inner wall surface). The direction of this flow differs depending on the size of the recording element 15 and the like, and is a direction that proceeds toward the center of the discharge port 13 in the comparative example compared to the examples in Figs. 23A to 23F. When the heat-generating area projection area 15P is the same as the rectangular shape S or is contained within the rectangular shape S, the flow follows the wall surface of the liquid discharge channel 25 relatively closer compared to the comparative example. That is, the flow direction is closer to the direction traveling toward the periphery of the discharge port 13 compared to the comparative example. The flow direction of the bubble B closer to the direction traveling toward the periphery of the discharge port 13 promotes a thinner liquid film Im between the ink I inside the channel and the discharged ink droplet Dr. Therefore, the bubble B communicates with the atmosphere at an earlier time than in the comparative example, and the droplet tail portion of the discharged ink droplet Dr is shorter. The shorter droplet tail of the ejected ink droplet Dr means that the droplets merge more easily during flight and satellites are not easily formed. This arrangement in which the satellites are not easily formed improves the print quality. Therefore, in the flow of the bubbles B entering the liquid discharge channel 25 from the pressure chamber 23, the component of the flow following the outer periphery (inner wall surface) of the liquid discharge channel 25 becomes larger, and at the same time, the discharge port It is the core of this embodiment to suppress the component toward the center of (13). The dimensions of the liquid discharge head 3 to be described later can be appropriately set to realize such bubble flow.

제2 실시예Embodiment 2

제2 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)을 설명한다. 도 24a 및 도 24b는 본 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)의 상면도이다. 도 25a는 본 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)의 단면 구성을 개략적으로 예시하는 도면이다. 제2 실시예에서, 각 기록 소자(15)는 기록 소자(15)의 양 측부에 형성된 공급 채널(17a)을 갖는다. 잉크는 기록 소자(15)를 가로질러 압력 챔버(23) 양 측부에서 대칭적 위치에 위치되는 두 개의 공급 채널(17a)에 공급된다.A recording element substrate 10 according to the second embodiment will be described. 24A and 24B are top views of the recording element substrate 10 according to this embodiment. 25A is a diagram schematically illustrating a cross-sectional configuration of the recording element substrate 10 according to this embodiment. In the second embodiment, each recording element 15 has supply channels 17a formed on both sides of the recording element 15. Ink is supplied across the recording element 15 to the two supply channels 17a located at symmetrical positions on both sides of the pressure chamber 23.

도 25b 내지 도 25f는 제2 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)을 사용하여 토출된 잉크의 상태를 설명하는 도면이다. 제1 실시예에서, 공급 채널(17a)은 기록 소자(15)의 일 측부에만 형성되었고, 그래서, 측방향에 관해 발포가 비대칭적일 때의 기포(B)의 팽창이다.25B to 25F are diagrams for explaining the state of ink ejected using the recording element substrate 10 according to the second embodiment. In the first embodiment, the supply channel 17a is formed only on one side of the recording element 15, so it is the expansion of the air bubble B when the foaming is asymmetric with respect to the lateral direction.

대조적으로, 제2 실시예에서, 공급 채널(17a)은 기록 소자(15)의 양 측부에 형성되고, 그래서, 압력 챔버(23)와 채널(24)은 실질적으로 대칭적으로 형성되며, 기포(B)는 대칭적으로 팽창한다. 대칭적으로 확산되는 기포(B)로 인해 액체 필름(Im)의 박화는 더욱 쉽게 대칭적이 되고, 따라서, 토출된 잉크 액적(Dr)의 토출 방향은 더욱 쉽게 기판(11)에 수직인 방향이 된다. 따라서, 잉크 액적은 기록 매체 상의 원하는 위치에 착지할 가능성이 더 높고, 그래서, 제1 실시예보다 매우 더 높은 인쇄 품질을 기대할 수 있다.In contrast, in the second embodiment, the supply channels 17a are formed on both sides of the recording element 15, so that the pressure chamber 23 and the channel 24 are formed substantially symmetrically, and bubbles ( B) expands symmetrically. Due to the symmetrically diffused bubbles B, the thinning of the liquid film Im becomes more easily symmetric, and thus, the discharge direction of the discharged ink droplet Dr becomes more easily a direction perpendicular to the substrate 11 . Therefore, the ink droplets are more likely to land on the desired position on the recording medium, and thus, much higher print quality than in the first embodiment can be expected.

도 26a 내지 도 26n은 제2 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)을 사용한 잉크 토출시의 토출 상태를 예시하는 연속적 도면이다. 도 26a 내지 도 26g는 비교예의 것이며, 도 26h 내지 도 26n은 본 실시예의 것이다. 도 26a 내지 도 26g에 예시된 비교예에서, 토출구(13)의 외부 형상은 직경이 18 μm인 원형 형상이고, 기록 소자(15)의 발열 영역 투영 영역(15P)은 일 측부의 길이가 19 μm인 정사각형으로서 형성되었다. 본 예에서, 발열 영역 투영 영역(15P)의 윤곽은 토출구 투영 영역(13P)의 윤곽에 외접하는 직사각형 형상(S)과 동일하다. 도 26h 내지 도 26n에 예시된 본 실시예에서, 토출구(13)의 외부 형상은 직경이 18 μm인 원형 형상이고, 기록 소자(15)의 발열 영역 투영 영역(15P)은 일 측부의 길이가 15 μm인 정사각형으로서 형성되었다. 본 예에서, 발열 영역 투영 영역(15P)의 윤곽은 토출구 투영 영역(13P)의 윤곽을 포위하는 직사각형 형상(S)에 포함된다. 도 26a 내지 도 26n의 예 각각에서, 압력 챔버(23)의 채널(24)의 높이, 즉, 기판(11)에 수직인 방향으로의 채널(24)의 단면 길이는 7 μm이고, 토출구(13)로부터 기록 소자(15)까지의 거리는 12 μm이었다. 도 26a 내지 도 26g를 도 26h 내지 도 26n과 비교함으로써, 액적 미부의 길이는 도 26a 내지 도 26g에 비해 도 26h 내지 도 26n에서 더 짧다는 것을 알 수 있다. 따라서, 세틀라이트의 생성이 감소될 수 있다.26A to 26N are successive diagrams exemplifying a discharge state at the time of ink discharge using the recording element substrate 10 according to the second embodiment. 26A to 26G are for a comparative example, and FIGS. 26H to 26N are for this embodiment. In the comparative example illustrated in FIGS. 26A to 26G, the outer shape of the discharge port 13 is a circular shape having a diameter of 18 μm, and the heating area projection area 15P of the recording element 15 has a length of 19 μm at one side. Was formed as a square. In this example, the outline of the heat generating area projection area 15P is the same as the rectangular shape S circumscribed to the outline of the discharge port projection area 13P. In the present embodiment illustrated in FIGS. 26H to 26N, the outer shape of the discharge port 13 is a circular shape with a diameter of 18 μm, and the heat generating area projection area 15P of the recording element 15 has a length of one side of 15 It was formed as a square of μm. In this example, the outline of the heat generating area projection area 15P is included in the rectangular shape S surrounding the outline of the discharge port projection area 13P. In each of the examples of FIGS. 26A to 26N, the height of the channel 24 of the pressure chamber 23, that is, the cross-sectional length of the channel 24 in the direction perpendicular to the substrate 11 is 7 μm, and the discharge port 13 ) To the recording element 15 was 12 μm. By comparing FIGS. 26A to 26G with FIGS. 26H to 26N, it can be seen that the length of the tail of the droplet is shorter in FIGS. 26H to 26N compared to FIGS. 26A to 26G. Thus, the generation of satellites can be reduced.

도 27a 및 도 27b는 본 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)을 사용할 때, 기록 소자(15)에 대한 토출 에너지의 인가로부터 기포(B)가 대기와 연통할 때까지의 시간의 양과 토출구(13)에 대한 기록 소자(15)의 크기 사이의 관계를 예시한다. 기록 소자(15)의 상대적 크기는 도 27a에 예시된 바와 같이 토출구 투영 영역(13P)과 발열 영역 투영 영역(15P) 사이의 거리(Cl)로 나타내어 진다. 이 거리(Cl)는 발열 영역 투영 영역(15P)의 일 측부로부터 토출구 투영 영역(13P)을 둘러싸는 직사각형 형상(S)의 일 측부까지의 거리이다. 거리(Cl)의 값은 여기서 발열 영역 투영 영역(15P)이 직사각형(S)의 내측에 있을 경우 음의 값이다. 여기서, 토출구(13)는 직경이 18 μm인 원형이고, 기록 소자(15)의 유효 발포 영역의 외부 형상은 정사각형이다. 기판(11)에 수직인 방향으로의 채널(24)의 높이는 7 μm이고, 토출구(13)로부터 기록 소자(15)까지의 거리는 12 μm이다. 토출구(13)로부터 기록 소자(15)까지의 거리는 토출구(13)가 형성된 면의 표면으로부터 토출구(13)가 형성되는 기판(11)의 표면까지의 거리이다.27A and 27B show the amount of time from the application of discharge energy to the recording element 15 until the air bubbles B communicate with the atmosphere when using the recording element substrate 10 according to the present embodiment and the discharge port ( The relationship between the size of the recording element 15 for 13) is illustrated. The relative size of the recording element 15 is represented by the distance Cl between the discharge port projection area 13P and the heating area projection area 15P, as illustrated in Fig. 27A. This distance Cl is a distance from one side of the heat generating area projection area 15P to one side of the rectangular shape S surrounding the discharge port projection area 13P. The value of the distance Cl is a negative value here when the heating area projection area 15P is inside the rectangle S. Here, the discharge port 13 is a circular shape having a diameter of 18 μm, and the outer shape of the effective foaming area of the recording element 15 is a square. The height of the channel 24 in the direction perpendicular to the substrate 11 is 7 μm, and the distance from the discharge port 13 to the recording element 15 is 12 μm. The distance from the discharge port 13 to the recording element 15 is a distance from the surface of the surface where the discharge port 13 is formed to the surface of the substrate 11 on which the discharge port 13 is formed.

도 27b로부터, 거리(Cl)의 값이 작을 수록, 즉, 간극 값이 더 클수록, 기록 소자(15)의 구동으로부터 기포(B)가 대기와 연통할 때까지의 시간은 더 짧다는 것을 알 수 있다. 달리 말하면, 발열 영역 투영 영역(15P)의 윤곽이 토출구 투영 영역(13P)에 외접하는 직사각형 형상(S)에 비해 더 작을 수록, 기포(B)가 대기와 연통할 때까지의 시간의 양이 더 짧아진다. 기포(B)가 대기와 연통할 때까지의 시간의 양이 더 짧고, 토출된 잉크 액적(Dr)의 액적 미부가 더 짧으며, 이는 액적이 비행중에 더 쉽게 합쳐지고, 세틀라이트가 쉽게 형성되지 않는다는 것을 의미한다. 세틀라이트가 쉽게 형성되지 않는다는 것은 토출된 잉크 액적(Dr)이 원하는 위치에 착지할 가능성이 더 높고, 그래서, 인쇄 품질이 개선된다는 것을 의미한다. 기포(B)가 대기와 연통할 때까지의 시간의 감소의 효과는 거리(Cl)가 더 클수록(간격이 더 클수록) 증가하는 경향을 가지고, 그래서, 거리(Cl)가 -2 μm 이하인 영역이 마찬가지로 적절히 적용될 수 있다.From Fig. 27B, it can be seen that the smaller the value of the distance Cl, that is, the larger the gap value, the shorter the time from driving the recording element 15 until the air bubbles B communicate with the atmosphere. have. In other words, the smaller the outline of the heating area projection area 15P is compared to the rectangular shape S circumscribed to the discharge port projection area 13P, the more time it takes for the bubble B to communicate with the atmosphere. It becomes shorter. The amount of time until the bubble (B) communicates with the atmosphere is shorter, and the droplet tail of the ejected ink droplet (Dr) is shorter, which means that the droplets merge more easily during flight, and satellites are not easily formed. Means that. That the satellite is not easily formed means that the ejected ink droplet Dr is more likely to land on the desired position, so that the print quality is improved. The effect of the decrease in the time until the bubble (B) communicates with the atmosphere tends to increase as the distance (Cl) becomes larger (the larger the interval is), so that the area where the distance (Cl) is -2 μm or less Likewise, it can be appropriately applied.

본 실시예의 효과를 추가로 증진시키기 위해, 채널(24)의 높이는 낮은 것이 바람직하다. 그 이유는 채널(24)의 높이가 더 낮을수록, 기록 소자(15)에 의한 토출구(13) 부근으로부터 토출구(13) 주연을 향한 유동이 더 강해진다는 것이다. 채널(24)의 높이를 감소시키는 것은 또한 채널(24) 내로의 이물질의 함입을 억제하는 역할을 한다. 이는 공급 채널(17a)의 출구에 구비된 노이즈 필터(F)의 효과와 동일한 효과를 가능하게 하며, 그래서, 구성이 노이즈 필터(F)를 사용하지 않고 구성될 수 있게 한다. 채널(24)의 높이를 감소시키는 것은 또한 공급 채널(17a)로부터 압력 챔버(23)로의 유동 저항이 충분히 커지게 하며, 그래서, 공급 채널(17a)로부터 압력 챔버(23)로의 경로 사이의 스로틀 저항 유닛(도시 생략)이 불필요해지게 한다.In order to further enhance the effect of this embodiment, it is preferable that the height of the channel 24 is low. The reason is that the lower the height of the channel 24, the stronger the flow from the vicinity of the discharge port 13 by the recording element 15 toward the periphery of the discharge port 13 becomes. Reducing the height of the channel 24 also serves to suppress the ingress of foreign matter into the channel 24. This enables the same effect as the effect of the noise filter F provided at the outlet of the supply channel 17a, so that the configuration can be constructed without using the noise filter F. Reducing the height of the channel 24 also makes the flow resistance from the supply channel 17a to the pressure chamber 23 sufficiently large, so that the throttle resistance between the path from the supply channel 17a to the pressure chamber 23 It makes the unit (not shown) unnecessary.

예로서, 토출구(13)로부터 기록 소자(15)까지의 거리가 9.5 μm인 배열에서, 토출구(13)의 직경은 20 μm이고, 기록 소자(15)는 각 측부가 14 μm인 정사각형이며, 압력 챔버(23)의 폭은 35 μm이고, 채널(24)의 높이는 5 μm으로 이루어질 수 있다. 이 경우에, 채널(24)의 높이인 5 μm보다 큰 이물질은 공급 채널(17a)을 지나 진행할 수 없다. 따라서, 채널(24)의 높이가 낮은 경우 노이즈 필터(F)가 불필요해진다. 또한, 공급 채널(17a)로부터 압력 챔버(23)까지의 거리가 60 μm인 경우, 유동 저항은 충분히 크다. 따라서, 기록 소자(15)에 의해 발생된 에너지는 토출된 잉크 액적(Dr)에 충분히 인가될 수 있고, 동시에, 인접한 압력 챔버(23) 상의 압력의 영향은 감소되며, 그래서, 스로틀 저항 유닛이 불필요해진다. 토출구(13)로부터 기록 소자(15)까지의 거리는 바람직하게는 토출된 잉크 액적(Dr)에 기록 소자(15)에 의해 발생된 에너지를 충분히 인가할 수 있도록 적어도 채널(24)의 높이의 두배보다 작다. 이는 양호한 에너지 효율로의 토출을 가능하게 한다.As an example, in an arrangement in which the distance from the discharge port 13 to the recording element 15 is 9.5 μm, the diameter of the discharge port 13 is 20 μm, the recording element 15 is a square with 14 μm on each side, and the pressure The width of the chamber 23 may be 35 μm, and the height of the channel 24 may be 5 μm. In this case, foreign matter larger than 5 μm, which is the height of the channel 24, cannot pass through the supply channel 17a. Therefore, when the height of the channel 24 is low, the noise filter F becomes unnecessary. Further, when the distance from the supply channel 17a to the pressure chamber 23 is 60 μm, the flow resistance is sufficiently large. Thus, the energy generated by the recording element 15 can be sufficiently applied to the ejected ink droplet Dr, and at the same time, the influence of the pressure on the adjacent pressure chamber 23 is reduced, so that a throttle resistance unit is unnecessary. It becomes. The distance from the discharge port 13 to the recording element 15 is preferably at least twice the height of the channel 24 so as to sufficiently apply the energy generated by the recording element 15 to the ejected ink droplet Dr. small. This makes it possible to discharge with good energy efficiency.

인쇄 속도를 상승시키기 위해 잉크 재충전 빈도수를 상승시킬 필요가 있다. 이를 위해, 공급 채널(17a)로부터 압력 챔버(23) 까지의 거리를 감소시키는 것, 공급 채널(17a)로부터 압력 챔버(23)까지의 채널(24)의 부분의 높이를 상승시키는 것 등 같은 조치가 취해지는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 인접한 압력 챔버(23)에 대한 압력파의 영향(크로스토크의 영향)이 크고, 그래서, 도 24b에 예시된 바와 같이 공급 채널(17a) 사이에 벽(101)이 제공되는 것이 바람직하다. 공급 채널(17a) 사이에 벽(101)을 제공하는 경우, 공급 채널(17a)은 액체 토출 헤드(3)의 제조 공정 동안 또는 그 사용 동안 이물질 등으로 막힐 수 있어서 잉크가 특정 압력 챔버(23)에 공급되지 않는 상황을 초래할 수 있다. 따라서, 이 벽(101)은 바람직하게는 간극을 형성하도록 압력 챔버(23)의 벽(102)으로부터 분리되되고, 그래서, 공급 채널(17a)이 차단된 경우에도, 잉크의 공급이 정지되지 않는다. 이 간극은 더 더욱 바람직하게는 벽(101)의 양 단부에, 구체적으로는, 공급 채널(17a)보다 압력 챔버(23)에 더 근접한 그 측부 및 대향 측부인 두 개의 위치에 형성된다. 잉크 공급시 압력파의 영향을 억제하기 위해, 전자의, 압력 챔버(23)에 더 근접한 벽(101)의 단부에 제공된 간극(101a)은 후자의, 압력 챔버(23)로부터 더 먼 간극(101b)보다 더 좁게 형성되는 것이 바람직하다. 예로서, 전자의 간극(101a)은 바람직하게는 3 내지 7 μm 정도이고, 후자의 간극(101b)은 바람직하게는 15 내지 30 μm 정도이다.In order to increase the printing speed, it is necessary to increase the frequency of ink refilling. To this end, measures such as reducing the distance from the supply channel 17a to the pressure chamber 23, raising the height of the portion of the channel 24 from the supply channel 17a to the pressure chamber 23, etc. It is preferred that is taken. In this case, the influence of the pressure wave on the adjacent pressure chamber 23 (the influence of crosstalk) is large, so it is preferable that the wall 101 is provided between the supply channels 17a as illustrated in FIG. 24B. . In the case of providing a wall 101 between the supply channels 17a, the supply channels 17a may be clogged with foreign substances or the like during the manufacturing process of the liquid discharge head 3 or during its use, so that the ink is prevented from a specific pressure chamber 23 It may lead to a situation that is not supplied to Thus, this wall 101 is preferably separated from the wall 102 of the pressure chamber 23 to form a gap, so that even when the supply channel 17a is blocked, the supply of ink is not stopped. . This gap is even more preferably formed at both ends of the wall 101, in particular at two positions, its side closer to the pressure chamber 23 than to the supply channel 17a and the opposite side. In order to suppress the influence of the pressure wave during ink supply, the former, the gap 101a provided at the end of the wall 101 closer to the pressure chamber 23 is the latter, the gap 101b further away from the pressure chamber 23. ) Is preferably formed narrower than. For example, the former gap 101a is preferably about 3 to 7 μm, and the latter gap 101b is preferably about 15 to 30 μm.

제3 실시예Embodiment 3

토출구(13)의 형상이 제1 및 제2 실시예에서 원형인 것으로 설명되었지만, 토출구(13)의 형상은 원형에 한정되지 않는다. 예로서, 토출구(13)는 토출구(13)의 주연의 일부를 형성하는 다수의 원호 부분(13a)과 다수의 원호 부분(13a)을 연결하는 돌출부(13b)를 포함하는 형상을 가질 수 있다. 도 28a 및 도 28b는 이런 형상을 갖는 토출구(13)의 예를 예시한다. 이런 형상을 갖는 토출구(13)를 구비하는 기록 소자 기판(10)은 토출구 투영 영역(13P)의 윤곽을 둘러싸는 직사각형 형상(S)이 발열 영역 투영 영역(15P)을 포함하는 경우 더 얇은 액체 필름(Im)을 촉진하는 효과를 추가로 강화시킬 수 있다. 따라서, 기포(B)가 대기와 연통하기 위한 시간의 양은 추가로 감소되고 세틀라이트의 발생이 감소될 수 있다. 도 28a 및 도 28b에 도시된 돌출부(13b) 사이의 폭(W)이 너무 넓은 경우, 더 얇은 액체 필름(Im)을 촉진하는 효과가 더 작아지지만, 너무 좁은 경우에는 액적이 둘로 분할될 수 있다. 따라서, 돌출부(13b)의 폭(W)은 2 내지 8 μm 정도인 것이 바람직하다.Although the shape of the discharge port 13 has been described as being circular in the first and second embodiments, the shape of the discharge port 13 is not limited to the circular shape. For example, the discharge port 13 may have a shape including a plurality of arc portions 13a forming a part of the periphery of the discharge port 13 and protrusions 13b connecting the plurality of arc portions 13a. 28A and 28B illustrate an example of a discharge port 13 having such a shape. The recording element substrate 10 having the discharge port 13 having such a shape is a thinner liquid film when the rectangular shape S surrounding the outline of the discharge port projection area 13P includes the heating area projection area 15P. The effect of promoting (Im) can be further strengthened. Thus, the amount of time for the air bubbles B to communicate with the atmosphere can be further reduced and the occurrence of satellites can be reduced. If the width W between the protrusions 13b shown in FIGS. 28A and 28B is too wide, the effect of promoting the thinner liquid film Im becomes smaller, but if it is too narrow, the droplet may be divided into two. . Therefore, the width W of the protrusion 13b is preferably about 2 to 8 μm.

비록 발열 영역 투영 영역(15P)의 형상이 제1 및 제2 실시예에서 정사각형인 것으로 설명되었지만, 본 실시예에서, 도 28a 및 도 28b에 예시된 바와 같이, 발열 영역 투영 영역(15P)은 이들 예에 한정되지는 않는다. 예로서, 기록 소자(15)의 형상 및 발열 영역 투영 영역(15P)의 형상은 직사각형일 수 있고, 이 경우, 도 28c에 예시된 바와 같이 인접한 측부의 길이가 서로 다르다. 직사각형 기록 소자(15)는 높은 밀도로 기록 소자(15)를 배열하는 경우에 적합하다.Although the shape of the heating area projection area 15P has been described as being square in the first and second embodiments, in this embodiment, as illustrated in Figs. 28A and 28B, the heating area projection area 15P is It is not limited to examples. As an example, the shape of the recording element 15 and the shape of the heat generating area projection area 15P may be rectangular, and in this case, the lengths of the adjacent side portions are different from each other as illustrated in Fig. 28C. The rectangular recording elements 15 are suitable for arranging the recording elements 15 at a high density.

도 28d 및 도 28e는 본 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)의 평면도이다. 토출구(13)는 바람직하게는 두 개의 원호 부분(13a)이 도 28d 및 도 28e에 예시된 바와 같이 토출구 열의 방향으로 정렬되도록 배열된다. 이는 토출구(13)의 형상이 비대칭적이고 불균등이 발생하는 경우에 발생하는, 액적의 착지 위치의 이탈의 인쇄 화상 품질에 대한 영향을 감소시키기 위한 것이다.28D and 28E are plan views of the recording element substrate 10 according to this embodiment. The discharge port 13 is preferably arranged so that the two arc portions 13a are aligned in the direction of the discharge port row as illustrated in Figs. 28D and 28E. This is to reduce the influence on the print image quality of the departure of the landing position of the droplet, which occurs when the shape of the discharge port 13 is asymmetric and unevenness occurs.

제4 실시예Embodiment 4

비록, 공급 채널(17a)이 기록 소자(15)의 일 측부 및 기록 소자(15)의 양 측부에 제공되는 예를 제1 내지 제3 실시예에서 설명하였지만, 본 개시내용은 이들 예에 한정되지 않는다. 제4 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)은 압력 챔버(23)와 연통하는 공급 채널(17a) 및 회수 채널(17b)을 갖는다. 도 29a 내지 도 29d는 제4 실시예에 따른 기록 소자 기판(10)을 설명하기 위한 도면이다.Although the examples in which the supply channel 17a is provided on one side of the recording element 15 and both sides of the recording element 15 have been described in the first to third embodiments, the present disclosure is not limited to these examples. Does not. The recording element substrate 10 according to the fourth embodiment has a supply channel 17a and a recovery channel 17b in communication with the pressure chamber 23. 29A to 29D are views for explaining the recording element substrate 10 according to the fourth embodiment.

본 실시예는 압력 챔버(23)와 연통하는 공급 채널(17a) 및 회수 채널(17b)을 포함한다. 공급 채널(17a)은 압력 챔버(23) 내로 잉크가 유동하게 하기 위한 채널로서 기능하고, 회수 채널(17b)은 압력 챔버(23)로부터 잉크를 회수하기 위한 채널로서 기능한다. 공급 채널(17a) 및 회수 채널(17b) 양자 모두는 기판(11)을 관통하는 관통 구멍으로서 제공된다. 따라서, 압력 챔버(23) 내의 잉크가 순환된다. 잉크가 순환되지 않는 경우, 토출구(13) 부근의 잉크의 점도는 토출구(13)로부터의 증발에 기인하여 점진적으로 증가되고, 잉크는 토출이 더 어려워지게 된다. 특히, 도 29b에 예시된 바와 같이, 토출구(13)의 주연에 더 근접할 수록, 잉크의 점도가 더 높아진다.This embodiment includes a supply channel 17a and a return channel 17b in communication with the pressure chamber 23. The supply channel 17a functions as a channel for allowing ink to flow into the pressure chamber 23, and the recovery channel 17b functions as a channel for recovering ink from the pressure chamber 23. Both the supply channel 17a and the recovery channel 17b are provided as a through hole through the substrate 11. Thus, the ink in the pressure chamber 23 is circulated. When the ink is not circulated, the viscosity of the ink near the discharge port 13 increases gradually due to evaporation from the discharge port 13, and the ink becomes more difficult to discharge. In particular, as illustrated in FIG. 29B, the closer to the periphery of the discharge port 13, the higher the viscosity of the ink.

발열 영역 투영 영역(15P)의 윤곽은 마찬가지로 본 실시예에서 토출구 투영 영역(13P)의 윤곽에 외접하는 직사각형 형상(S)에 포함된다. 용어 "포함"은 발열 영역 투영 영역(15P)의 윤곽이 직사각형 형상(S)과 동일한 경우를 포함한다는 것을 유의하여야 한다. 또한, 본 실시예에서 마찬가지로, 기포(B)의 유동의 방향은 전술한 바와 같이 토출구(13)의 주연을 향하지만, 잉크의 점도가 증가할 때 이 유동이 약화된다는 것이 중요하다. 따라서, 잉크가 본 실시예에서, 잉크가 순환되는 구성은 토출구(13) 부근의 잉크가 일정하게 리프레시되고 토출구(13) 부근의 잉크의 점도의 증가가 도 29c에 예시된 바와 같이 억제될 수 있다. 이 경우에, 기포(B)가 토출구(13)의 벽에 대해 충돌할 때 토출구(13)의 주연을 향한 유동의 감소가 억제될 수 있고, 도 29d에 예시된 바와 같이 토출된 잉크 액적(Dr)과 채널 내의 잉크(I) 사이의 더 얇은 액체 필름(Im)이 촉진될 수 있다. 따라서, 인쇄 품질이 제1 내지 제3 실시예에 비해 추가로 개선될 수 있다.The outline of the heat generating area projection area 15P is similarly included in the rectangular shape S circumscribed to the outline of the discharge port projection area 13P in this embodiment. It should be noted that the term "comprising" includes the case where the outline of the heating area projection area 15P is the same as the rectangular shape S. Also, as in this embodiment, the direction of the flow of the air bubbles B is toward the periphery of the discharge port 13 as described above, but it is important that this flow is weakened when the viscosity of the ink increases. Therefore, in the configuration in which the ink is circulated in this embodiment, the ink in the vicinity of the discharge port 13 is constantly refreshed, and an increase in the viscosity of the ink in the vicinity of the discharge port 13 can be suppressed as illustrated in Fig. 29C. . In this case, when the air bubbles B collide against the wall of the discharge port 13, a decrease in the flow toward the periphery of the discharge port 13 can be suppressed, and as illustrated in FIG. 29D, the discharged ink droplet Dr A thinner liquid film Im between) and the ink I in the channel can be promoted. Therefore, the print quality can be further improved compared to the first to third embodiments.

전술한 바와 같이, 압력 챔버(23)로부터 액체 토출 채널(25)에 진입하는 기포(B)의 유동에서 액체 토출 채널(25)의 외부 주연(내부 벽 표면)을 추종하는 유동의 성분이 더 커지고, 동시에 토출구(13)의 중심을 향한 성분이 억제된다. 현재까지 실시예에 의거하여 설명하였지만, 본 개시내용은 상술한 실시예에 한정되지 않는다. 본 개시내용의 기술적 개념으로부터 벗어나지 않고, 본 기술 분야의 숙련자가 이해할 수 있는 다양한 변경이 해당 구성에 대해 이루어질 수 있다.As described above, in the flow of the bubbles B entering the liquid discharge channel 25 from the pressure chamber 23, the component of the flow following the outer periphery (inner wall surface) of the liquid discharge channel 25 becomes larger and At the same time, the component toward the center of the discharge port 13 is suppressed. Until now, description has been made based on the embodiments, but the present disclosure is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art may be made to the configuration without departing from the technical concept of the present disclosure.

예로서, 토출구(13)의 형상에 관한 다수의 예가 상술한 실시예에서 제공되었지만, 이 형상은 도면에 예시된 것들에 한정되지 않으며, 본 개시내용의 기술적 개념 내에서 다양한 형상이 이루어질 수 있다.As an example, although a number of examples regarding the shape of the discharge port 13 have been provided in the above-described embodiment, this shape is not limited to those illustrated in the drawings, and various shapes may be made within the technical concept of the present disclosure.

예로서, 토출구(13), 압력 챔버(23) 및 채널(24)은 상술한 실시예에서 단일 토출구 형성 부재(12)로 형성되지만, 본 개시내용은 이러한 예에 한정되지 않는다. 토출구(13), 압력 챔버(23) 및 채널(24)은 다수 부재를 조합하여 형성될 수 있다.As an example, the discharge port 13, the pressure chamber 23 and the channel 24 are formed of a single discharge port forming member 12 in the above-described embodiment, but the present disclosure is not limited to this example. The discharge port 13, the pressure chamber 23, and the channel 24 may be formed by combining a plurality of members.

예로서, 기판(11)에 수직인 방향으로의 기록 소자(15)와 토출구(13) 사이의 거리와 채널(24)의 높이의 예가 상술한 실시예에 제공되었지만, 본 개시내용은 이러한 예에 한정되지 않는다. 압력 챔버(23)로부터 액체 토출 채널(25) 내로 진입한 기포의 유동이 액체 토출 채널(25)의 주연(내부 벽 표면)을 따른 더 큰 유동 성분을 갖도록 (1) 채널(24)의 높이 및 (2) 기록 소자(15)와 토출구(13) 사이의 거리를 적절히 설정하는 것이 효과적이다. 채널(24)의 높이는 바람직하게는 7 μm 이하이고, 기록 소자(15)와 토출구(13) 사이의 거리는 바람직하게는 12 μm 이하이다. 채널(24)의 높이가 8 μm 이상인 경우, 액체 토출 채널(25) 내로 진입하는 기포의 유동에서 토출구(13)의 중심을 향해 진행하는 성분이 커지고, 이는 바람직하지 못하다. 또한, 토출구(13)로부터 기록 소자(15)까지의 거리는 바람직하게는 채널(24)의 높이의 두배 이하이다. 비록, 액체 토출 헤드의 상술한 치수 이외에 액체 토출 헤드의 다른 구성요소의 치수, 액체의 물리적 특성 등도 기포의 유동에 영향을 미치지만, 상술한 (1) 및 (2)의 치수가 주도적이다.As an example, an example of the height of the channel 24 and the distance between the recording element 15 and the discharge port 13 in the direction perpendicular to the substrate 11 has been provided in the above embodiment, but the present disclosure is not limited to this example. Not limited. (1) the height of the channel 24 so that the flow of bubbles entering the liquid discharge channel 25 from the pressure chamber 23 has a larger flow component along the periphery (inner wall surface) of the liquid discharge channel 25 and (2) It is effective to properly set the distance between the recording element 15 and the discharge port 13. The height of the channel 24 is preferably 7 μm or less, and the distance between the recording element 15 and the discharge port 13 is preferably 12 μm or less. When the height of the channel 24 is 8 μm or more, a component that advances toward the center of the discharge port 13 in the flow of bubbles entering the liquid discharge channel 25 increases, which is not preferable. Further, the distance from the discharge port 13 to the recording element 15 is preferably not more than twice the height of the channel 24. Although, in addition to the above-described dimensions of the liquid discharge head, dimensions of other components of the liquid discharge head, physical properties of the liquid, etc. also affect the flow of air bubbles, the dimensions of (1) and (2) described above are dominant.

비록, 본 실시예에 사용되는 액체 토출 헤드가 일반적 잉크젯 기록 장치의 예에 의거하여 설명되었지만, 본 실시예에 따른 액체 토출 헤드는 일반적으로 모든 액체 토출 장치에 적용될 수 있다.Although the liquid ejection head used in this embodiment has been described based on the example of a general inkjet recording apparatus, the liquid ejection head according to this embodiment can generally be applied to all liquid ejection apparatuses.

본 명세서에서 용어 "기록"은 문자나 형상 같은 유의미한 정보를 형성하는 경우에 한정되지 않으며, 기록 대상이 유의미한 것인지 무의미한 것인지 여부 또는 기록 대상이 인간이 인식되도록 유도된 것인지 여부 사이에 어떠한 구별도 이루어지지 않는다는 것을 유의하여야 한다. 또한, "기록"은 기록 매체 상에 화상, 디자인, 패턴 등을 형성하는 경우와, 또한, 매체를 처리하는 경우를 폭넓게 포함하는 개념이다.In the present specification, the term "record" is not limited to the case of forming meaningful information such as characters or shapes, and no distinction is made between whether the recording object is meaningful or meaningless, or whether the recording object is induced to be recognized by humans. It should be noted that it does not. Further, "recording" is a concept that broadly includes a case where an image, design, pattern, etc. is formed on a recording medium and a case where the medium is processed.

본 명세서에서, 용어 "잉크"는 상술한 용어 "기록"과 동일한 넓은 해석에 준하여야 하며, 기록 매체에 대한 적용에 의해 화상, 디자인, 패턴 등을 형성하는 액체, 기록 매체를 처리하는 액체 및 잉크의 처리를 위해 제공되는 액체를 포함한다. 따라서, 용어 "잉크"는 기록에 사용될 수 있는 모든 액체를 포함하는 개념이다.In this specification, the term "ink" should conform to the same broad interpretation as the term "recording" described above, and liquids forming images, designs, patterns, etc. by application to recording media, liquids and ink processing recording media Contains liquids provided for the treatment of. Thus, the term “ink” is a concept that includes all liquids that can be used for recording.

따라서, 본 개시내용에 따라, 기포가 대기와 연통하는 시기가 더 빨라질 수 있고, 그래서, 주 액적을 뒤따르는 배후의 추종 미부가 더 짧아지게 되고, 주 액적으로부터 절단 유리된 세틀라이트가 감소되고, 화상 품질이 개선될 수 있다.Accordingly, according to the present disclosure, the time when the air bubbles communicate with the atmosphere can be faster, so that the following tail behind the main droplet becomes shorter, and the cut-off satellite from the main droplet is reduced, and the image Quality can be improved.

예시적 실시예를 참조로 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적 실시예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 이하의 청구범위의 범주는 모든 이런 변형과 균등 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석에 준한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and equivalent structures and functions.

Claims (20)

기록 소자 기판이며,
액체를 토출하도록 구성된 토출구;
상기 토출구와 연통하는 압력 챔버;
액체의 발포를 유발하도록 열 에너지를 생성하도록 구성되고 상기 토출구에 대면하여 상기 압력 챔버 내에 배치되는 기록 소자;
상기 압력 챔버와 연통하는 채널; 및
상기 기록 소자가 형성되는 기판을 포함하고,
상기 기판에 수직인 방향으로 상기 압력 챔버의 높이는 7μm 이하이고,
상기 기록 소자의 구동에 의해 상기 압력 챔버의 내측에 발생된 기포가 대기와 연통하며,
상기 기판에 수직인 방향으로 상기 기판에 상기 토출구가 투영된 토출구 투영 영역의 윤곽을 둘러싸는 정사각형 형상은 상기 기판 상에 상기 기록 소자의 발열 영역이 투영된 발열 영역 투영 영역을 포함하고,
상기 기판에 수직인 방향으로 상기 기록 소자와 상기 토출구 사이의 거리는 12μm 이하이며,
상기 토출구 및 상기 압력 챔버와 연통하는 액체 토출 채널을 더 포함하고,
상기 기록 소자의 구동에 의해 상기 압력 챔버 내에 발생된 기포가, 상기 액체 토출 채널의 내측에 진입한 이후 대기와 연통하고, 상기 토출구로부터 액체를 토출하며,
상기 액체 토출 채널의 내측에 진입한 기포의 유동은 상기 액체 토출 채널의 벽 표면을 따르는 유동이 되는, 기록 소자 기판.Is a recording element substrate,
A discharge port configured to discharge a liquid;
A pressure chamber in communication with the discharge port;
A recording element configured to generate thermal energy to induce foaming of liquid and disposed in the pressure chamber facing the discharge port;
A channel in communication with the pressure chamber; And
Comprising a substrate on which the recording element is formed,
The height of the pressure chamber in a direction perpendicular to the substrate is 7 μm or less,
Air bubbles generated inside the pressure chamber by the driving of the recording element communicate with the atmosphere,
The square shape surrounding the outline of the discharge port projection area in which the discharge port is projected on the substrate in a direction perpendicular to the substrate includes a heat generating area projection area in which the heat generating area of the recording element is projected on the substrate,
A distance between the recording element and the discharge port in a direction perpendicular to the substrate is 12 μm or less,
Further comprising a liquid discharge channel in communication with the discharge port and the pressure chamber,
Bubbles generated in the pressure chamber by driving of the recording element communicate with the atmosphere after entering the inside of the liquid discharge channel, and discharge liquid from the discharge port,
A recording element substrate, wherein the flow of bubbles entering the inside of the liquid discharge channel becomes a flow along the wall surface of the liquid discharge channel. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 기판에 수직인 방향으로 상기 기록 소자와 상기 토출구 사이의 거리는 상기 채널의 높이의 두 배 이하인, 기록 소자 기판.The recording element substrate according to claim 1, wherein a distance between the recording element and the discharge port in a direction perpendicular to the substrate is not more than twice the height of the channel. 제1항에 있어서, 상기 기판은 상기 압력 챔버에 액체를 공급하도록 구성된 공급 채널 및 상기 압력 챔버로부터 액체를 회수하도록 구성된 회수 채널을 갖는, 기록 소자 기판.The recording element substrate according to claim 1, wherein the substrate has a supply channel configured to supply liquid to the pressure chamber and a recovery channel configured to recover liquid from the pressure chamber. 제4항에 있어서, 상기 공급 채널 및 상기 회수 채널은 상기 기판의 평면 방향과 교차하는 방향으로 연장하는, 기록 소자 기판.The recording element substrate according to claim 4, wherein the supply channel and the recovery channel extend in a direction intersecting a plane direction of the substrate. 제4항에 있어서, 상기 공급 채널은 상기 압력 챔버의 일 측부에 형성되고, 상기 회수 채널은 상기 압력 챔버의 다른 측부에 형성되는, 기록 소자 기판.The recording element substrate according to claim 4, wherein the supply channel is formed on one side of the pressure chamber, and the recovery channel is formed on the other side of the pressure chamber. 제1항에 있어서, 상기 토출구는 상기 토출구의 주연 부분의 일부를 형성하는 복수의 원호 부분과, 상기 복수의 원호 부분의 단부 부분으로부터 상기 토출구의 중심을 향해 돌출하면서 상기 복수의 원호 부분을 연결하는 복수의 돌출부를 포함하는, 기록 소자 기판.The method of claim 1, wherein the discharge port connects the plurality of arc portions forming a part of the peripheral portion of the discharge port and protruding from the end portions of the plurality of arc portions toward the center of the discharge port. A recording element substrate comprising a plurality of protrusions. 제1항에 있어서, 복수의 상기 압력 챔버가 배열되고, 인접한 상기 압력 챔버 사이에 벽이 제공되는, 기록 소자 기판.The recording element substrate according to claim 1, wherein a plurality of the pressure chambers are arranged and a wall is provided between the adjacent pressure chambers. 제8항에 있어서, 상기 벽은 인접한 상기 압력 챔버 사이에서 액체가 유동하기 위한 간극을 구비하는, 기록 소자 기판.9. The recording element substrate according to claim 8, wherein the wall has a gap through which liquid flows between the adjacent pressure chambers. 제9항에 있어서, 복수의 상기 간극이 상기 벽에 제공되고, 복수의 상기 간극 중에서, 상기 압력 챔버에 더 근접한 측부에 제공된 간극은 상기 압력 챔버로부터 더 먼 측부에 제공되는 간극보다 더 좁은, 기록 소자 기판.The recording according to claim 9, wherein a plurality of the gaps are provided in the wall, and of the plurality of gaps, a gap provided on a side closer to the pressure chamber is narrower than a gap provided on a side farther from the pressure chamber. Device substrate. 제10항에 있어서, 상기 압력 챔버로부터 더 먼 측부에 제공되는 간극은 상기 토출구가 제공되는 토출구 형성 부재와 상기 벽의 일 단부 사이에 형성되는, 기록 소자 기판.The recording element substrate according to claim 10, wherein a gap provided on a side farther from the pressure chamber is formed between a discharge port forming member provided with the discharge port and one end of the wall. 액체 토출 헤드이며,
제1항에 따른 기록 소자 기판을 포함하는, 액체 토출 헤드.It is a liquid discharge head,
A liquid discharge head comprising the recording element substrate according to claim 1. 제12항에 있어서, 상기 압력 챔버 내의 액체는 상기 압력 챔버의 내측과 상기 압력 챔버의 외측 사이에서 순환되는, 액체 토출 헤드.The liquid discharge head according to claim 12, wherein the liquid in the pressure chamber is circulated between an inside of the pressure chamber and an outside of the pressure chamber. 제12항에 있어서, 상기 압력 챔버 내의 액체가 순환되는 상태에서 상기 기록 소자가 구동되고, 상기 토출구로부터 액체가 토출되는, 액체 토출 헤드.The liquid discharge head according to claim 12, wherein the recording element is driven while the liquid in the pressure chamber is circulated, and the liquid is discharged from the discharge port. 액체 토출 헤드이며,
액체를 토출하도록 구성된 토출구;
상기 토출구와 연통하는 압력 챔버;
액체의 발포를 유발하도록 열 에너지를 생성하도록 구성되고 상기 압력 챔버 내에 배치되는 기록 소자;
상기 압력 챔버와 연통하는 채널; 및
상기 기록 소자가 형성되는 기판을 포함하고,
상기 기판에 수직인 방향으로 상기 채널의 높이는 7 μm 이하이고,
상기 기판에 수직인 방향으로 상기 기판에 상기 토출구가 투영되는 토출구 투영 영역의 윤곽을 둘러싸는 정사각형 형상은 상기 기판 상에 상기 기록 소자의 발열 영역이 투영되는 발열 영역 투영 영역을 포함하고,
상기 기판에 수직인 방향으로 상기 기록 소자와 상기 토출구 사이의 거리는 12μm 이하이며,
상기 토출구 및 상기 압력 챔버와 연통하는 액체 토출 채널을 더 포함하고,
상기 기록 소자의 구동에 의해 상기 압력 챔버 내에 발생된 기포가, 상기 액체 토출 채널의 내측에 진입한 이후 대기와 연통하고, 상기 토출구로부터 액체를 토출하며,
상기 액체 토출 채널의 내측에 진입한 기포의 유동은 상기 액체 토출 채널의 벽 표면을 따르는 유동이 되는, 액체 토출 헤드.It is a liquid discharge head,
A discharge port configured to discharge a liquid;
A pressure chamber in communication with the discharge port;
A recording element disposed within the pressure chamber and configured to generate thermal energy to cause foaming of a liquid;
A channel in communication with the pressure chamber; And
Comprising a substrate on which the recording element is formed,
The height of the channel in a direction perpendicular to the substrate is 7 μm or less,
A square shape surrounding an outline of a discharge port projection area in which the discharge port is projected onto the substrate in a direction perpendicular to the substrate includes a heat generating area projection area in which the heat generating area of the recording element is projected on the substrate,
A distance between the recording element and the discharge port in a direction perpendicular to the substrate is 12 μm or less,
Further comprising a liquid discharge channel in communication with the discharge port and the pressure chamber,
Bubbles generated in the pressure chamber by driving of the recording element communicate with the atmosphere after entering the inside of the liquid discharge channel, and discharge liquid from the discharge port,
The liquid discharge head, wherein the flow of bubbles entering the inside of the liquid discharge channel becomes a flow along the wall surface of the liquid discharge channel. 제15항에 있어서, 상기 압력 챔버 내의 액체는 상기 압력 챔버의 내측과 상기 압력 챔버의 외측 사이에서 순환되는, 액체 토출 헤드.The liquid discharge head according to claim 15, wherein the liquid in the pressure chamber is circulated between an inside of the pressure chamber and an outside of the pressure chamber. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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