KR102167589B1 - 기록 소자 기판 및 액체 토출 헤드 - Google Patents

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.

Description

기록 소자 기판 및 액체 토출 헤드{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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

첨부 도면을 참조로 예시적 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 본 발명의 다른 특징을 명백히 알 수 있을 것이다.

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.

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.

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.

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.

다음은 본 발명에 적용될 수 있는 적용례에 대한 설명이다.

제1 적용례

잉크젯 기록 장치의 설명

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.

제1 순환 경로의 설명.

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.

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.

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.

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.

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.

제2 순환 경로의 설명.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

제3 순환 경로의 설명

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.

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.

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.

액체 토출 헤드의 구성의 설명

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

토출 모듈의 설명

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.

기록 소자 기판의 구조의 설명

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.

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.

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.

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.

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.

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.

기록 소자 기판 사이의 위치 관계의 설명

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.

액체 토출 헤드 구성의 변형의 설명

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.

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.

제2 적용례

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.

잉크젯 기록 장치의 설명

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.

순환 경로의 설명.

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.

액체 토출 헤드의 구조의 설명

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.

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.

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.

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.

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.

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.

토출 모듈의 설명

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.

기록 소자 기판의 구조의 설명

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.

제3 적용례

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.

잉크젯 기록 장치의 설명

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.

제4 순환 경로의 설명

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).

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.

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.

액체 토출 헤드의 구조의 설명

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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)

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.

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.

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.

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.

제1 실시예

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

제2 실시예

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

제3 실시예

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.

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.

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.

제4 실시예

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (20)

1. 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.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 기판에 수직인 방향으로 상기 기록 소자와 상기 토출구 사이의 거리는 상기 채널의 높이의 두 배 이하인, 기록 소자 기판.
4. 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.
5. 제4항에 있어서, 상기 공급 채널 및 상기 회수 채널은 상기 기판의 평면 방향과 교차하는 방향으로 연장하는, 기록 소자 기판.
6. 제4항에 있어서, 상기 공급 채널은 상기 압력 챔버의 일 측부에 형성되고, 상기 회수 채널은 상기 압력 챔버의 다른 측부에 형성되는, 기록 소자 기판.
7. 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.
8. 제1항에 있어서, 복수의 상기 압력 챔버가 배열되고, 인접한 상기 압력 챔버 사이에 벽이 제공되는, 기록 소자 기판.
9. 제8항에 있어서, 상기 벽은 인접한 상기 압력 챔버 사이에서 액체가 유동하기 위한 간극을 구비하는, 기록 소자 기판.
10. 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.
11. 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.
12. 액체 토출 헤드이며,
    제1항에 따른 기록 소자 기판을 포함하는, 액체 토출 헤드.
13. 제12항에 있어서, 상기 압력 챔버 내의 액체는 상기 압력 챔버의 내측과 상기 압력 챔버의 외측 사이에서 순환되는, 액체 토출 헤드.
14. 제12항에 있어서, 상기 압력 챔버 내의 액체가 순환되는 상태에서 상기 기록 소자가 구동되고, 상기 토출구로부터 액체가 토출되는, 액체 토출 헤드.
15. 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.
16. 제15항에 있어서, 상기 압력 챔버 내의 액체는 상기 압력 챔버의 내측과 상기 압력 챔버의 외측 사이에서 순환되는, 액체 토출 헤드.
17. 삭제
18. 삭제
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20. 삭제

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