本發(fā)明涉及液體噴射頭、液體噴射設(shè)備和供應(yīng)液體的方法，且具體地涉及這樣的液體噴射頭，所述液體噴射頭在允許液體流經(jīng)介于液體噴射開口和產(chǎn)生噴射能量的元件之間的通道的同時執(zhí)行噴射操作。

背景技術(shù)：

日本專利特開no.2002-355973描述了這種類型的液體噴射頭，所述液體噴射頭通過促使墨水在液體噴射頭中循環(huán)而在使墨水在液體噴射頭的介于噴射開口和產(chǎn)生噴射能量的加熱電阻之間的通道中循環(huán)的同時執(zhí)行噴墨操作。根據(jù)這種構(gòu)造，能夠噴射墨水(該墨水在墨水中的水分等由于因噴射操作產(chǎn)生的熱量而蒸發(fā)時變粘稠)，并且供應(yīng)新的墨水。結(jié)果，能夠防止因變粘稠的墨水而堵塞噴射開口。

然而，在如日本專利特開no.2002-355973中所述的允許液體流經(jīng)介于噴射開口和能量產(chǎn)生元件之間的通道的構(gòu)造中，即使液體是流動的，存在于噴射開口附近的液體的性質(zhì)也會根據(jù)通道或噴射開口的形狀而變化。例如，在噴墨的液體噴射頭中，墨水可能會變粘稠或者色材濃度可能會變化，這可能會導(dǎo)致噴墨不良或打印圖像的濃度不均勻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供液體噴射頭、液體噴射設(shè)備和供應(yīng)液體的方法，所述的液體噴射頭、液體噴射設(shè)備和供應(yīng)液體的方法能夠在允許液體流經(jīng)介于噴射開口和能量產(chǎn)生元件之間的通道的構(gòu)造中抑制噴射開口附近的液體的性質(zhì)的變化。

在本發(fā)明的第一方面，提供了一種液體噴射頭，所述液體噴射頭包括：噴射開口，所述噴射開口用于噴射液體；通道，在所述通道中布置有用于產(chǎn)生用以噴射液體的能量的能量產(chǎn)生元件；噴射開口部分，所述噴射開口部分允許噴射開口和通道之間連通；供應(yīng)通道，所述供應(yīng)通道用于允許液體從外部流入到通道中；以及流出通道，所述流出通道用于允許液體從通道流出到外部，其中，當(dāng)通道的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向在介于通道和噴射開口部分之間的連通部分的上游側(cè)處的高度設(shè)定為h、噴射開口部分的沿著從噴射開口噴射液體的方向的長度設(shè)定為p、并且噴射開口部分的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向的長度設(shè)定為w時，滿足公式h^-0.34×p^-0.66×w>1.7。

在本發(fā)明的第二方面，提供了一種供應(yīng)液體噴射頭中的液體的方法，所述液體噴射頭包括：噴射開口，所述噴射開口用于噴射液體；通道，在所述通道中布置有用于產(chǎn)生用以噴射液體的能量的能量產(chǎn)生元件；噴射開口部分，所述噴射開口部分允許噴射開口和通道之間連通；供應(yīng)通道，所述供應(yīng)通道用于允許液體從外部流入到通道中；以及流出通道，所述流出通道用于允許液體從通道流出到外部，其中，當(dāng)執(zhí)行液體供應(yīng)以使得液體從外部通過供應(yīng)通道流入到通道中、并且從通道通過流出通道流出到外部時，產(chǎn)生液體流動以使得從通道進(jìn)入到噴射開口部分內(nèi)部的液體到達(dá)形成在噴射開口中的液體彎月面的位置，并且隨后返回到通道中。

在本發(fā)明的第三方面，提供了一種液體噴射設(shè)備，所述液體噴射設(shè)備包括液體噴射頭，所述液體噴射頭包括：噴射開口，所述噴射開口用于噴射液體；通道，在所述通道中布置有用于產(chǎn)生用以噴射液體的能量的能量產(chǎn)生元件；噴射開口部分，所述噴射開口部分允許噴射開口和通道之間連通；供應(yīng)通道，所述供應(yīng)通道用于允許液體從外部流入到通道中；以及流出通道，所述流出通道用于允許液體從通道流出到外部，所述液體噴射設(shè)備還包括供應(yīng)裝置，所述供應(yīng)裝置用于允許液體從外部通過供應(yīng)通道流入到通道中、并且從通道通過流出通道流出到外部，其中，當(dāng)通道的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向在介于通道和噴射開口部分之間的連通部分的上游側(cè)處的高度設(shè)定為h、噴射開口部分的沿著從噴射開口噴射液體的方向的長度設(shè)定為p、并且噴射開口部分的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向的長度設(shè)定為w時，滿足公式h^-0.34×p^-0.66×w>1.7。

在本發(fā)明的第四方面，提供了一種液體噴射頭，所述液體噴射頭包括：孔板，所述孔板包括用于噴射液體的噴射開口；和基板，用于將液體從一個端部側(cè)供應(yīng)到另一個端部側(cè)的通道形成在孔板和基板之間，并且所述噴射開口形成在所述通道的一個端部側(cè)和另一個端部側(cè)之間，其中，當(dāng)在介于允許噴射開口和通道之間連通的噴射開口部分和通道之間的連通部分中，所述通道在所述一個端部側(cè)上的高度設(shè)定為h、噴射開口部分的沿著從噴射開口噴射液體的方向的長度設(shè)定為p、并且噴射開口部分的沿著從所述一個端部側(cè)朝向所述另一個端部側(cè)的方向的長度設(shè)定為w時，滿足公式h^-0.34×p^-0.66×w>1.7。

在本發(fā)明的第五方面，提供了一種液體噴射頭，所述液體噴射頭包括：噴射開口，所述噴射開口用于噴射液體；通道，在所述通道中布置有用于產(chǎn)生用以噴射液體的能量的能量產(chǎn)生元件；噴射開口部分，所述噴射開口部分允許噴射開口和通道之間連通；供應(yīng)通道，所述供應(yīng)通道用于允許液體從外部流入到通道中；以及流出通道，所述流出通道用于允許液體從通道流出到外部，其中，當(dāng)通道的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向在介于通道和噴射開口部分之間的連通部分的上游側(cè)處的高度設(shè)定為h、噴射開口部分的沿著從噴射開口噴射液體的方向的長度設(shè)定為p、噴射開口部分的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向的長度設(shè)定為w、且噴射開口部分的內(nèi)切圓的有效直徑設(shè)定為z時，滿足公式h^-0.34×p^-0.66×w>1.7和公式0.350×h+0.227×p–0.100×z>4。

在本發(fā)明的第六方面，提供了一種液體噴射頭，所述液體噴射頭包括：噴射開口，所述噴射開口用于噴射液體；通道，在所述通道中布置有用于產(chǎn)生用以噴射液體的能量的能量產(chǎn)生元件；噴射開口部分，所述噴射開口部分允許噴射開口和通道之間連通；供應(yīng)通道，所述供應(yīng)通道用于允許液體從外部流入到通道中；以及流出通道，所述流出通道用于允許液體從通道流出到外部，其中，當(dāng)通道的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向在介于通道和噴射開口部分之間的連通部分的上游側(cè)處的高度設(shè)定為h、噴射開口部分的沿著從噴射開口噴射液體的方向的長度設(shè)定為p、并且噴射開口部分的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向的長度設(shè)定為w時，滿足公式h^-0.34×p^-0.66×w>1.5。

在本發(fā)明的第七方面，提供了一種供應(yīng)液體噴射頭中的液體的方法，所述液體噴射頭包括：噴射開口，所述噴射開口用于噴射液體；通道，在所述通道中布置有用于產(chǎn)生用以噴射液體的能量的能量產(chǎn)生元件；噴射開口部分，所述噴射開口部分允許噴射開口和通道之間連通；供應(yīng)通道，所述供應(yīng)通道用于允許液體從外部流入到通道中；以及流出通道，所述流出通道用于允許液體從通道流出到外部，其中，當(dāng)供應(yīng)液體以使得液體從外部通過供應(yīng)通道流入到通道中、并且從通道通過流出通道流出到外部時，產(chǎn)生液體流動以使得從通道進(jìn)入到噴射開口部分內(nèi)部的液體沿著噴射開口部分內(nèi)部的液體的噴射方向到達(dá)對應(yīng)于噴射開口部分內(nèi)部的至少一半的位置處，并且隨后返回到通道中。

根據(jù)上述構(gòu)造，能夠通過允許液體在液體噴射頭的通道中流動來抑制噴射開口附近的液體的性質(zhì)的變化。因此，例如能夠抑制因液體從噴射開口蒸發(fā)而使墨水變粘稠并且能夠降低圖像顏色的不均勻性。

(參照附圖)根據(jù)以下對示例性實施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是圖解了根據(jù)本發(fā)明的噴射液體的液體噴射設(shè)備的實施例的噴墨打印設(shè)備的示意性構(gòu)造的視圖；

圖2是圖解了應(yīng)用于實施例的打印設(shè)備的循環(huán)路徑中的第一循環(huán)構(gòu)造的示圖；

圖3是圖解了應(yīng)用于實施例的打印設(shè)備的循環(huán)路徑中的第二循環(huán)構(gòu)造的示圖；

圖4是圖解了在第一循環(huán)構(gòu)造和第二循環(huán)構(gòu)造之間流入到液體噴射頭中的墨水流入量的差異的示圖；

圖5a和圖5b是圖解了實施例的液體噴射頭的透視圖；

圖6是圖解了構(gòu)成液體噴射頭的部件或者單元的分解透視圖；

圖7是圖解了第一通道構(gòu)件至第三通道構(gòu)件中的每一個的正面和背面的示圖；

圖8是圖解了通道構(gòu)件中的通道的透視圖，通過連接第一通道構(gòu)件至第三通道構(gòu)件而形成所述通道；

圖9是沿著圖8中的線ix-ix截取的截面圖；

圖10a和圖10b是圖解了一個噴射模塊的透視圖；

圖11a是打印元件板的表面的平面圖，在所述打印元件板上形成有噴射開口，圖11b是打印元件板的表面的局部放大圖，圖11c是打印元件板的表面的相對側(cè)的視圖；

圖12是圖解了沿著圖11a的線xii-xii截取的截面的透視圖；

圖13是打印元件板的鄰接兩個噴射模塊的鄰接部分的局部放大平面圖；

圖14a和圖14b是圖解了根據(jù)實施例的另一個示例的液體噴射頭的透視圖；

圖15是圖解了根據(jù)實施例的另一個示例的液體噴射頭的透視分解圖；

圖16是圖解了構(gòu)成根據(jù)實施例的另一個示例的組成液體噴射頭的通道構(gòu)件的示圖；

圖17是圖解了根據(jù)實施例的另一個示例的在液體噴射頭中的打印元件板和通道構(gòu)件之間的液體連接關(guān)系的透視圖；

圖18是沿著圖17中的線xviii-xviii截取的截面圖；

圖19a和圖19b是分別圖解了根據(jù)實施例的另一個示例的液體噴射頭的噴射模塊的透視圖和分解圖；

圖20是圖解了打印元件板的布置有噴射開口的表面、處于將蓋板從打印元件板的相對側(cè)移除的狀態(tài)下的打印元件板的表面、以及與布置有噴射開口的表面相對的相對側(cè)表面的示意圖；

圖21是圖解了根據(jù)實施例的噴墨打印設(shè)備的第二應(yīng)用例的透視圖；

圖22a、22b和22c是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例在液體噴射頭中的噴射開口和噴射開口附近的墨水通道的構(gòu)造的示圖；

圖23是圖解了根據(jù)第二實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖；

圖24a和圖24b是圖解了根據(jù)第二實施例和比較例在噴射開口部分內(nèi)部的墨水的色材濃度狀態(tài)的示圖；

圖25是用于描述第二實施例和比較例的從相應(yīng)液體噴射頭噴射的墨水的色材濃度之間的比較的示圖；

圖26是圖解了產(chǎn)生第二實施例的流動模式的液體噴射頭和產(chǎn)生比較例的流動模式的液體噴射頭之間的關(guān)系的示圖；

圖27a、圖27b、圖27c和圖27d是用于描述在液體噴射頭中的與位于圖26的閾值線上方和下方的相應(yīng)區(qū)域相對應(yīng)的噴射開口部分周圍的墨水流動情況的示圖；

圖28是用于描述相對于液體噴射頭的各種形狀，流動是對應(yīng)于流動模式a還是對應(yīng)于流動模式b的示圖；

圖29a和圖29b是圖解了在每種流動模式中從液體噴射頭噴射后暫停一特定時間之后的噴射次數(shù)(噴射數(shù))和與之對應(yīng)的噴射速度之間的關(guān)系的示圖；

圖30是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖；

圖31是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖；

圖32是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖；

圖33是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖；

圖34是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第七實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖；

圖35a和圖35b是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的液體噴射頭的形狀、尤其是噴射開口的形狀的示圖；

圖36a和圖36b是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第九實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的每一種墨水流動模式中的流動情況的示圖；

圖37a和圖37b是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第九實施例在噴射開口部分內(nèi)部的墨水的色材濃度狀態(tài)的示圖；

圖38是圖解了第九實施例中每一種流動模式的蒸發(fā)速率和循環(huán)流速之間的關(guān)系的示圖；

圖39a、圖39b和圖39c是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的三種通道形狀的流動模式的示圖；

圖40是圖解了根據(jù)第十實施例當(dāng)噴射開口的直徑變化時流動模式判定值的取值的等高線圖；

圖41a、圖41b和圖41c是圖解了根據(jù)第十實施例觀察相應(yīng)通道形狀的噴射開口的噴射液滴的觀察結(jié)果的示圖；

圖42是圖解了根據(jù)第十實施例當(dāng)氣泡與大氣連通時在噴射開口的直徑變化的情況下的等高線圖；

圖43是圖解了根據(jù)第一實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖；

圖44a和圖44b是圖解了根據(jù)第八實施例的液體噴射頭的示圖；

圖45a和圖45b是圖解了根據(jù)第八實施例的液體噴射頭的示圖；

圖46是圖解了第一應(yīng)用例的打印設(shè)備的視圖；

圖47是圖解了第三循環(huán)構(gòu)造的示圖；

圖48a和圖48b是圖解了根據(jù)第一應(yīng)用例的液體噴射頭的變型例的視圖；

圖49是圖解了根據(jù)第一應(yīng)用例的液體噴射頭的變型例的視圖；

圖50是圖解了根據(jù)第一應(yīng)用例的液體噴射頭的變型例的視圖；

圖51是圖解了根據(jù)第三應(yīng)用例的打印設(shè)備的視圖；

圖52是圖解了第四循環(huán)構(gòu)造的示圖；

圖53a和圖53b是圖解了根據(jù)第三應(yīng)用例的液體噴射頭的視圖；以及

圖54a、圖54b和圖54c是圖解了根據(jù)第三應(yīng)用例的液體噴射頭的視圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖描述應(yīng)用了本發(fā)明的應(yīng)用例和實施例。另外，根據(jù)本發(fā)明的噴射諸如墨水這樣的液體的液體噴射頭以及安裝有液體噴射頭的液體噴射設(shè)備能夠應(yīng)用于打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、具有通信系統(tǒng)的傳真機(jī)、具有打印機(jī)的文字處理器、以及組合有各種處理裝置的工業(yè)打印設(shè)備。例如，液體噴射頭和液體噴射設(shè)備能夠用于制造生物芯片或者印刷電子電路。此外，因為下文描述的實施例是本發(fā)明的詳細(xì)示例，所以能夠?qū)ζ溥M(jìn)行各種技術(shù)限制。然而，本發(fā)明的實施例并不局限于說明書中的實施例或者其它的詳細(xì)方法，并且能夠在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)進(jìn)行變型。

(第一應(yīng)用例)

<噴墨打印設(shè)備>

圖1是圖解了本發(fā)明中的噴射液體的液體噴射設(shè)備尤其是噴墨打印設(shè)備(在下文中也稱作打印設(shè)備)1000的示意性構(gòu)造的示圖，所述打印設(shè)備1000通過噴墨而打印圖像。打印設(shè)備1000包括：傳送單元1，所述傳送單元1傳送打印介質(zhì)2；和直線型(紙幅型)液體噴射頭3，所述液體噴射頭3布置成基本正交于打印介質(zhì)2的傳送方向。然后，打印設(shè)備1000是直線型打印設(shè)備，其通過在連續(xù)地或者間歇地傳送打印介質(zhì)2的同時將墨水噴射到相對運動的打印介質(zhì)2上而在一次通過的過程中連續(xù)地打印圖像。液體噴射頭3包括：負(fù)壓控制單元230，所述負(fù)壓控制單元230控制循環(huán)路徑中的壓力(負(fù)壓)；液體供應(yīng)單元220，所述液體供應(yīng)單元220與負(fù)壓控制單元230連通，以使得液體能夠在它們之間流動；液體連接部分111，所述液體連接部分111用作液體供應(yīng)單元220的墨水供應(yīng)開口和墨水噴射開口；以及殼體80。打印介質(zhì)2并不局限于裁切片材，并且也可以是連續(xù)卷筒介質(zhì)。液體噴射頭3能夠用青色c、品紅色m、黃色y和黑色k的墨水打印全彩色圖像并且流體地連接到用作將液體供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)路徑的液體供應(yīng)構(gòu)件、主罐和緩沖罐(參見下文描述的圖2)。此外，控制單元電連接到液體噴射頭3，所述控制單元為液體噴射頭3供電并且將噴射控制信號傳輸?shù)揭后w噴射頭3。將在下文描述液體噴射頭3中的液體路徑和電子信號路徑。

打印設(shè)備1000是噴墨打印設(shè)備，其使得諸如墨水這樣的液體在罐和液體噴射頭3之間進(jìn)行循環(huán)，如下所述。在第一應(yīng)用例的噴墨打印設(shè)備中，能夠應(yīng)用各種循環(huán)構(gòu)造，其中包括下述的第一循環(huán)構(gòu)造和第二循環(huán)構(gòu)造。第一循環(huán)構(gòu)造是通過致動在液體噴射頭3的下游側(cè)的兩個循環(huán)泵(用于高壓和低壓)以使液體循環(huán)的構(gòu)造。第二循環(huán)構(gòu)造是通過致動在液體噴射頭3的上游側(cè)的兩個循環(huán)泵(用于高壓和低壓)以使液體循環(huán)的構(gòu)造。在下文中將描述第一循環(huán)構(gòu)造和第二循環(huán)構(gòu)造。

(描述第一循環(huán)構(gòu)造)

圖2是圖解了應(yīng)用于應(yīng)用例的打印設(shè)備1000的循環(huán)路徑中的第一循環(huán)構(gòu)造的示意圖。液體噴射頭3流體連接至第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001、第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002以及緩沖罐1003。此外，在圖2中，為了簡化描述，圖解了青色c、品紅色m、黃色y和黑色k中的一種顏色的墨水所流經(jīng)的路徑。然而，實際上，在液體噴射頭3和打印設(shè)備本體中設(shè)置有四種顏色的循環(huán)路徑。

在第一循環(huán)構(gòu)造中，主罐1006內(nèi)部的墨水由補充泵1005供應(yīng)到緩沖罐1003中，然后由第二循環(huán)泵1004通過液體連接部分111供應(yīng)到液體噴射頭3的液體供應(yīng)單元220。隨后，由連接到液體供應(yīng)單元220的負(fù)壓控制單元230調(diào)節(jié)成兩種不同負(fù)壓(高壓和低壓)的墨水在被分流到具有高壓和低壓的兩條通道中的同時進(jìn)行循環(huán)。液體噴射頭3內(nèi)部的墨水通過在液體噴射頭3的下游側(cè)的第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001和第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002的作用而在液體噴射頭中進(jìn)行循環(huán)，從液體噴射頭3通過液體連接部分111排出，并且返回到緩沖罐1003。

作為子罐的緩沖罐1003包括大氣連通開口(未示出)，所述大氣連通開口連接到主罐1006以使罐的內(nèi)部與外部連通并且由此能夠?qū)⒛械臍馀菖懦龅酵獠?。補充泵1005設(shè)置在緩沖罐1003和主罐1006之間。在打印操作和抽吸收集操作中，在因從液體噴射頭3的噴射開口噴射墨水(噴墨)而消耗墨水之后，補充泵1005將墨水從主罐1006輸送到緩沖罐1003。

兩個第一循環(huán)泵1001和1002從液體噴射頭3的液體連接部分111抽吸液體，以使得液體流至緩沖罐1003。作為第一循環(huán)泵，具有定量液體輸送能力的容積式泵是理想的。具體地，例如能夠使用管泵、齒輪泵、隔膜泵和注射泵。然而，例如，普通恒流量閥或者普通安全閥可以布置在泵的出口處以確保預(yù)定流率。當(dāng)驅(qū)動液體噴射頭3時，操作第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001和第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002，以使得墨水以預(yù)定流率流經(jīng)共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212。因為墨水以這種方式流動，所以在打印操作期間液體噴射頭3的溫度被保持為最優(yōu)溫度。在驅(qū)動液體噴射頭3時的預(yù)定流率被理想地設(shè)定成等于或者高于一定的流率，在所述一定的流率下液體噴射頭3內(nèi)部的打印元件板10之間的溫度差不會影響打印質(zhì)量。首先，當(dāng)設(shè)定過高的流率時，打印元件板10之間的負(fù)壓差因液體噴射單元300內(nèi)部的通道的壓力損失的影響而增大，并且由此導(dǎo)致濃度的不均勻。為此，理想的是考慮打印元件板10之間的溫度差和負(fù)壓差而設(shè)定流率。

負(fù)壓控制單元230設(shè)置在介于第二循環(huán)泵1004和液體噴射單元300之間的路徑中。負(fù)壓控制單元230被操作成即使在循環(huán)系統(tǒng)中的墨水流率因每單位面積的噴射量差異而變化時，也能保持負(fù)壓控制單元230的下游側(cè)的壓力(即，液體噴射單元300附近的壓力)。作為構(gòu)成負(fù)壓控制單元230的兩個負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)，可以使用任何機(jī)構(gòu)，只要負(fù)壓控制單元230的下游側(cè)的壓力能夠被控制在預(yù)定范圍內(nèi)或者小于期望的設(shè)定壓力即可。作為示例，能夠采用諸如所謂的“減壓調(diào)節(jié)器”這樣的機(jī)構(gòu)。在應(yīng)用例的循環(huán)通道中，由第二循環(huán)泵1004通過液體供應(yīng)單元220為負(fù)壓控制單元230的上游側(cè)加壓。利用這樣的構(gòu)造，因為能夠抑制緩沖罐1003的水頭壓力對液體噴射頭3的影響，所以能夠擴(kuò)展打印設(shè)備1000的緩沖罐1003的布置自由度。

作為第二循環(huán)泵1004，能夠使用渦輪泵或者容積式泵，只要在驅(qū)動液體噴射頭3時在所使用的墨水循環(huán)流率的范圍內(nèi)能夠具有預(yù)定的頭壓力或者更高的壓力即可。具體地，能夠使用隔膜泵。此外，例如，替代第二循環(huán)泵1004，也可以使用布置成相對于負(fù)壓控制單元230具有特定水頭差的高位水箱。

如圖2所示，負(fù)壓控制單元230包括分別具有不同的控制壓力的兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)h、l。在這兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，相對高壓側(cè)(在圖2中用“h”表示)和相對低壓側(cè)(在圖2中用“l(fā)”表示)通過液體供應(yīng)單元220分別連接到液體噴射單元300內(nèi)部的共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212。液體噴射單元300設(shè)置有與打印元件板相連通的共用供應(yīng)通道211、共用收集通道212和單獨通道215(單獨供應(yīng)通道213和單獨收集通道214)。負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)h連接到共用供應(yīng)通道211，負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)l連接到共用收集通道212，并且在兩條共用通道之間形成壓差。然后，因為單獨通道215與共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212相連通，所以產(chǎn)生流動(由圖2中的箭頭方向指示的流動)，其中，液體的一部分從共用供應(yīng)通道211通過形成在打印元件板10內(nèi)部的通道流動至共用收集通道212。兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)h、l通過過濾器221連接到來自液體連接部分111的通道。

以這種方式，液體噴射單元300具有這樣的流動，其中，在液體流動經(jīng)過共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212時，液體的一部分經(jīng)過打印元件板10。為此，由打印元件板10產(chǎn)生的熱量能夠通過流經(jīng)共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212的墨水而排出到打印元件板10的外部。利用這樣的構(gòu)造，在由液體噴射頭3打印圖像時，即使在壓力室中或者在未噴射液體的噴射開口中也能夠產(chǎn)生墨水的流動。因此，能夠以減小在噴射開口內(nèi)部變粘稠的墨水的粘度的方式來抑制墨水變粘稠。此外，變粘稠的墨水或者墨水中的異物能夠被朝向共用收集通道212排出。為此，應(yīng)用例的液體噴射頭3能夠高速打印高質(zhì)量圖像。

(描述第二循環(huán)構(gòu)造)

圖3是圖解了第二循環(huán)構(gòu)造的示意圖，所述第二循環(huán)構(gòu)造與第一循環(huán)構(gòu)造的區(qū)別在于應(yīng)用到應(yīng)用例的打印設(shè)備的循環(huán)路徑。與第一循環(huán)構(gòu)造的主要區(qū)別在于構(gòu)成負(fù)壓控制單元230的兩個負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)都將負(fù)壓控制單元230的上游側(cè)的壓力控制在偏離期望設(shè)定壓力的預(yù)定范圍內(nèi)。此外，與第一循環(huán)構(gòu)造的另一個區(qū)別在于第二循環(huán)泵1004用作負(fù)壓源以減小負(fù)壓控制單元230的下游側(cè)的壓力。此外，再一個區(qū)別在于第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001和第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002布置在液體噴射頭3的上游側(cè)且負(fù)壓控制單元230布置在液體噴射頭3的下游側(cè)。

在第二循環(huán)構(gòu)造中，主罐1006內(nèi)部的墨水由補充泵1005供應(yīng)到緩沖罐1003。隨后，通過設(shè)置在液體噴射頭3中的負(fù)壓控制單元230的作用，墨水被分流到兩條通道中并且在處于高壓側(cè)和低壓側(cè)的兩條通道中進(jìn)行循環(huán)。通過第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001和第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002的作用，分流到處于高壓側(cè)和低壓側(cè)的兩條通道中的墨水經(jīng)由液體連接部分111供應(yīng)到液體噴射頭3。隨后，通過負(fù)壓控制單元230從液體噴射頭3經(jīng)由液體連接部分111排出因第一循環(huán)泵(高壓側(cè))1001和第一循環(huán)泵(低壓側(cè))1002的作用而在液體噴射頭內(nèi)部循環(huán)的墨水。通過第二循環(huán)泵1004使排出的墨水返回到緩沖罐1003。

在第二循環(huán)構(gòu)造中，即使在因每單位面積的噴射量變化而導(dǎo)致流率變化時，負(fù)壓控制單元230也能夠?qū)⒇?fù)壓控制單元230的上游側(cè)(即，液體噴射單元300)的壓力的變化穩(wěn)定在偏離預(yù)定壓力的預(yù)定范圍內(nèi)。在應(yīng)用例的循環(huán)通道中，由第二循環(huán)泵1004通過液體供應(yīng)單元220對負(fù)壓控制單元230的下游側(cè)加壓。利用這樣的構(gòu)造，因為能夠抑制緩沖罐1003的水頭壓力對液體噴射頭3的影響，所以緩沖罐1003在打印設(shè)備1000中的布置能夠具有多種選擇。替代第二循環(huán)泵1004，例如，也能夠使用高位水箱，所述高位水箱布置成相對于負(fù)壓控制單元230具有預(yù)定水頭差。與第一循環(huán)構(gòu)造相類似地，在第二循環(huán)構(gòu)造中，負(fù)壓控制單元230包括分別具有不同的控制壓力的兩個負(fù)壓控制機(jī)構(gòu)。在兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中，高壓側(cè)(在圖3中用“h”表示)和低壓側(cè)(在圖3中用“l(fā)”表示)通過液體供應(yīng)單元220分別連接到液體噴射單元300內(nèi)部的共用供應(yīng)通道211或者共用收集通道212。當(dāng)由兩個負(fù)壓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將共用供應(yīng)通道211的壓力設(shè)定成高于共用收集通道212的壓力時，形成從共用供應(yīng)通道211經(jīng)由單獨通道215和形成在打印元件板10內(nèi)部的通道流至共用收集通道212的液體流動。

在這樣的第二循環(huán)構(gòu)造中，能夠在液體噴射單元300內(nèi)部獲得與第一循環(huán)構(gòu)造的液體流動相同的液體流動，但是第二循環(huán)構(gòu)造具有不同于第一循環(huán)構(gòu)造的兩個優(yōu)點。作為第一優(yōu)點，在第二循環(huán)構(gòu)造中，因為負(fù)壓控制單元230布置在液體噴射頭3的下游側(cè)，所以不必?fù)?dān)心由負(fù)壓控制單元230產(chǎn)生的異物或者廢物流入到液體噴射頭3中。作為第二優(yōu)點，在第二循環(huán)構(gòu)造中，液體從緩沖罐1003流至液體噴射頭3所必需的流率最大值小于第一循環(huán)構(gòu)造中的流率最大值。原因如下。

在打印待機(jī)狀態(tài)中進(jìn)行循環(huán)的情況下，共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212的流率之和設(shè)定為流率a。將流率a的取值定義為在打印待機(jī)狀態(tài)中調(diào)節(jié)液體噴射頭3的溫度以使得液體噴射單元300內(nèi)部的溫度差處于期望范圍內(nèi)所必需的最小流率。此外，當(dāng)從液體噴射單元300的所有噴射開口噴射墨水時(全噴射狀態(tài))所獲得的噴射流率定義為流率f(每個噴射開口的噴射量×每單位時間的噴射頻率×噴射開口的數(shù)量)。

圖4是圖解了在第一循環(huán)構(gòu)造和第二循環(huán)構(gòu)造之間流入到液體噴射頭3的墨水流入量的差異的示意圖。圖4-(a)圖解了第一循環(huán)構(gòu)造中的待機(jī)狀態(tài)，且圖4-(b)圖解了第一循環(huán)構(gòu)造中的全噴射狀態(tài)。圖4-(c)至圖4-(f)圖解了第二循環(huán)構(gòu)造。在此，圖4-(c)和圖4-(d)圖解了流率f低于流率a的情況，圖4-(e)和圖4-(f)圖解了流率f高于流率a的情況。以這種方式，闡釋了待機(jī)狀態(tài)中的流率和全噴射狀態(tài)中的流率。

將描述第一循環(huán)構(gòu)造(圖4-(a)和圖4-(b))的情況，其中，均具有定量液體輸送能力的第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002布置在液體噴射頭3的下游側(cè)。在此情況下，第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002的總流率成為流率a(圖4-(a))。通過流率a，能夠管理待機(jī)狀態(tài)中的液體噴射單元300內(nèi)部的溫度。然后，在液體噴射頭3的全噴射狀態(tài)的情況下，第一循環(huán)泵1001和第二循環(huán)泵1002的總流率保持為流率a。然而，由液體噴射頭3的噴射產(chǎn)生的負(fù)壓發(fā)揮作用。因此，獲得供應(yīng)到液體噴射頭3的液體的最大流率，以使得由全噴射消耗的流率f被添加到總流率的流率a中。由此，供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)量的最大值滿足流率a+流率f的關(guān)系，原因在于流率f被添加到流率a(圖4-(b)。

與此同時，在第二循環(huán)構(gòu)造(其中第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002布置在液體噴射頭3的上游側(cè))的情況下(圖4-(c)至圖4-(f))，類似于第一循環(huán)構(gòu)造，打印待機(jī)狀態(tài)所必需的供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)量變?yōu)榱髀蔭。因此，當(dāng)在第二循環(huán)構(gòu)造中(其中第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002布置在液體噴射頭3的上游側(cè))流率a高于流率f時(圖4-(c)和圖4-(d))，即使在全噴射狀態(tài)中供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)量也足以變?yōu)榱髀蔭。此時，液體噴射頭3的排出流率滿足流率a－流率f的關(guān)系(圖4-(d))。然而，當(dāng)流率f高于流率a時(圖4-(e)和圖4-(f))，在供應(yīng)到液體噴射頭3的液體的流率變?yōu)槿珖娚錉顟B(tài)中的流率a的情況下，流率變得不充分。為此，當(dāng)流率f高于流率a時，供應(yīng)到液體噴射頭3的供應(yīng)量需要設(shè)定成流率f。此時，因為在全噴射狀態(tài)中由液體噴射頭3消耗的流率為f，所以從液體噴射頭3排出的液體的流率幾乎變?yōu)榱?圖4-(f))。另外，如果當(dāng)流率f高于流率a時在全噴射狀態(tài)中沒有噴射液體，則從液體噴射頭3排出的液體受制于由流率f的噴射所消耗的量。

以這種方式，在第二循環(huán)構(gòu)造的情況下，針對第一循環(huán)泵1001和第一循環(huán)泵1002所設(shè)定的流率的總值，即，必需的供應(yīng)流率的最大值變?yōu)榱髀蔭和流率f中的較大值。為此，只要使用具有相同構(gòu)造的液體噴射單元300，第二循環(huán)構(gòu)造所必需的供應(yīng)量的最大值(流率a或流率f)就變得小于第一循環(huán)構(gòu)造所必需的供應(yīng)流率的最大值(流率a+流率f)。

為此，在第二循環(huán)構(gòu)造的情況下，可應(yīng)用循環(huán)的自由度有所增加。例如，能夠使用具有簡單構(gòu)造和低成本的循環(huán)泵或者能夠減小設(shè)置在主體側(cè)路徑中的冷卻器(未示出)的載荷。因此，優(yōu)點在于能夠降低打印設(shè)備的成本。該優(yōu)點在具有流率a或者流率f中的相對較大取值的直線型頭中尤為突出。因此，在直線型頭中，具有較長的縱向長度的直線型頭是有利的。

與此同時，第一循環(huán)構(gòu)造比第二循環(huán)構(gòu)造更為有利。即，在第二循環(huán)構(gòu)造中，因為在打印待機(jī)狀態(tài)中流經(jīng)液體噴射單元300的液體的流率變得最大，所以在圖像的每單位面積的噴射量變得較小時(在下文中，也稱作低占空比圖像)，施加到噴射開口的負(fù)壓較高。為此，當(dāng)通道寬度變窄并且負(fù)壓升高時，在易于出現(xiàn)不均勻的低占空比圖像中高負(fù)壓被施加到噴射開口。因此，擔(dān)心可能會隨著連同墨水的主液滴一起噴射的所謂衛(wèi)星液滴的數(shù)量的增加而降低打印質(zhì)量。與此同時，在第一循環(huán)構(gòu)造的情況下，因為當(dāng)形成每單位面積具有大噴射量的圖像(在下文中，也稱作高占空比圖像)時高負(fù)壓被施加到噴射開口，所以優(yōu)點在于即使在產(chǎn)生了多個衛(wèi)星液滴的情況下，衛(wèi)星液滴對圖像的影響也較小。能夠考慮液體噴射頭和打印設(shè)備本體的規(guī)格(噴射流率f、最小循環(huán)流率a、以及頭內(nèi)部的通道阻力)而符合期望地選擇這兩種循環(huán)構(gòu)造。

(描述第三循環(huán)構(gòu)造)

圖47是圖解了第三循環(huán)構(gòu)造的示意圖，所述第三循環(huán)構(gòu)造是在應(yīng)用例的打印設(shè)備中使用的循環(huán)路徑之一。將省略與第一循環(huán)構(gòu)造和第二循環(huán)構(gòu)造相同的功能和構(gòu)造的描述且將僅描述區(qū)別所在。

在該循環(huán)路徑中，液體從三個位置供應(yīng)到液體噴射頭3中，這三個位置包括液體噴射頭3的中心部分的兩個位置和液體噴射頭3的一個端部側(cè)。由共用收集通道212收集從共用供應(yīng)通道211流至每個壓力室23的液體并且在液體噴射頭3的另一個端部處將液體從收集開口收集到外部。單獨供應(yīng)通道213與共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212連通，并且打印元件板10和布置在打印元件板內(nèi)部的壓力室23設(shè)置在單獨供應(yīng)通道213的路徑中。因此，來自第一循環(huán)泵1002的液體流的一部分從共用供應(yīng)通道211流至共用收集通道212，同時流過打印元件板10的壓力室23并進(jìn)行流動(參見圖47的箭頭)。這是因為在壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)h和壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)l之間產(chǎn)生了壓差，所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)h連接到共用供應(yīng)通道211，所述壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)l連接到共用收集通道212，并且第一循環(huán)泵1002僅連接到共用收集通道212。

以這種方式，在液體噴射單元300中，產(chǎn)生了經(jīng)過共用收集通道212的液體流動以及從共用供應(yīng)通道211流至共用收集通道212且同時經(jīng)過每個打印元件板10內(nèi)部的壓力室23的液體流動。為此，由每個打印元件板10產(chǎn)生的熱量能夠通過從共用供應(yīng)通道211流至共用收集通道212的流動而被排出到打印元件板10的外部且同時抑制壓力損失。此外，根據(jù)該循環(huán)路徑，與第一循環(huán)構(gòu)造和第二循環(huán)構(gòu)造相比，能夠減小作為液體輸送單元的泵的數(shù)量。

(描述液體噴射頭的構(gòu)造)

將描述根據(jù)第一應(yīng)用例的液體噴射頭3的構(gòu)造。圖5a和圖5b是圖解了根據(jù)應(yīng)用例的液體噴射頭3的透視圖。液體噴射頭3是直線型(紙幅型)液體噴射頭，其中，連續(xù)地布置有十五個打印元件板10(直列式布置)，每一個打印元件板10都能夠噴射青色c、品紅色m、黃色y和黑色k的四種顏色的墨水。如圖5a所示，液體噴射頭3包括通過能夠向印刷元件板10供應(yīng)電能的柔性電路板40和電子接線板90而彼此電連接的打印元件板10、信號輸入端子91和供電端子92。信號輸入端子91和供電端子92電連接到印刷設(shè)備1000的控制單元，從而將噴射所必需的噴射驅(qū)動信號和電力供應(yīng)到印刷元件板10。當(dāng)通過電子接線板90內(nèi)部的電路集成布線時，與打印元件板10的數(shù)量相比，能夠減少信號輸入端子91和供電端子92的數(shù)量。因此，當(dāng)將液體噴射頭3組裝到打印設(shè)備1000或者更換液體噴射頭時，減少了要分離的電連接部件的數(shù)量。如圖5b所示，設(shè)置在液體噴射頭3的兩個端部處的液體連接部分111連接到打印設(shè)備1000的液體供應(yīng)系統(tǒng)。因此，將包括青色c、品紅色m、黃色y和黑色k的四種顏色的墨水從打印設(shè)備1000的供應(yīng)系統(tǒng)供應(yīng)至液體噴射頭3并且由打印設(shè)備1000的供應(yīng)系統(tǒng)收集經(jīng)過液體噴射頭3的墨水。以這種方式，不同顏色的墨水能夠循環(huán)通過打印設(shè)備1000的路徑和液體噴射頭3的路徑。

圖6是圖解了構(gòu)成液體噴射頭3的部件或單元的分解透視圖。液體噴射單元300、液體供應(yīng)單元220和電子接線板90附接到殼體80。液體連接部分111(參見圖3)設(shè)置在液體供應(yīng)單元220中。而且，為了移除供應(yīng)墨水中的異物，用于不同顏色的過濾器221(參見圖2和圖3)設(shè)置在液體供應(yīng)單元220內(nèi)部，同時與液體連接部分111的開口連通。分別對應(yīng)于兩種顏色的兩個液體供應(yīng)單元220設(shè)置有過濾器221。經(jīng)過過濾器221的液體被供應(yīng)到布置在液體供應(yīng)單元220上的負(fù)壓控制單元230，所述液體供應(yīng)單元220布置成對應(yīng)于每一種顏色。負(fù)壓控制單元230是包括不同顏色的負(fù)壓控制閥的單元。通過設(shè)置在其中的彈簧構(gòu)件或者閥的作用，由液體的流率變化造成的打印設(shè)備1000的供應(yīng)系統(tǒng)(位于液體噴射頭3的上游側(cè)的供應(yīng)系統(tǒng))內(nèi)部的壓力損失的變化大幅度降低。因此，負(fù)壓控制單元230能夠?qū)⒇?fù)壓控制單元的下游側(cè)(液體噴射單元300)的負(fù)壓變化穩(wěn)定在預(yù)定范圍內(nèi)。如圖2所示，不同顏色的兩個負(fù)壓控制閥構(gòu)建在負(fù)壓控制單元230內(nèi)部。兩個負(fù)壓控制閥分別設(shè)定為不同的控制壓力。在此，高壓側(cè)通過液體供應(yīng)單元220與液體噴射單元300內(nèi)部的共用供應(yīng)通道211(參見圖2)連通且低壓側(cè)通過液體供應(yīng)單元220與共用收集通道212連通(參見圖2)。

殼體80包括液體噴射單元支撐部分81和電子接線板支撐部分82并且在支撐液體噴射單元300和電子接線板90的同時確保液體噴射頭3的剛性。電子接線板支撐部分82用于支撐電子接線板90并且由螺絲固定到液體噴射單元支撐部分81。液體噴射單元支撐部分81用于校正液體噴射單元300的扭曲或變形，以確保打印元件板10之間的相對位置精度。因此，抑制已打印介質(zhì)的條紋和不均勻性。為此，理想的是液體噴射單元支撐部分81具有足夠的剛性。作為材料，諸如sus或鋁這樣的金屬或者諸如氧化鋁這樣的陶瓷是理想的。液體噴射單元支撐部分81設(shè)置有開口83和84，橡膠連接件100插入到所述開口83和84中。從液體供應(yīng)單元220供應(yīng)的液體通過橡膠連接件送往構(gòu)成液體噴射單元300的第三通道構(gòu)件70。

液體噴射單元300包括多個噴射模塊200和通道構(gòu)件210，并且蓋構(gòu)件130附接到液體噴射單元300中的靠近打印介質(zhì)的面。在此，蓋構(gòu)件130是具有相框狀表面并且設(shè)置有長形開口131的構(gòu)件，如圖6所示，并且從開口131暴露出被包括在噴射模塊200中的打印元件板10和密封構(gòu)件110(參見下文要描述的圖10a)。開口131的周邊框架用作蓋構(gòu)件的接觸面以在打印待機(jī)狀態(tài)中蓋住液體噴射頭3。為此，理想的是通過沿著開口131的周邊施加粘合劑、密封材料和填充材料以填充液體噴射單元300的噴射開口面上的不均勻部分或者間隙而在加蓋狀態(tài)中形成閉合空間。

接下來，將描述被包括在液體噴射單元300中的通道構(gòu)件210的構(gòu)造。如圖6所示，通過層壓第一通道構(gòu)件50、第二通道構(gòu)件60和第三通道構(gòu)件70獲得通道構(gòu)件210，并且通道構(gòu)件210將供應(yīng)自液體供應(yīng)單元220的液體分配到噴射模塊200。此外，通道構(gòu)件210是使液體從噴射模塊200再循環(huán)返回到液體供應(yīng)單元220的通道構(gòu)件。通道構(gòu)件210由螺絲固定到液體噴射單元支撐部分81并且由此抑制通道構(gòu)件210的扭曲或變形。

圖7-(a)至圖7-(f)是圖解了第一通道構(gòu)件至第三通道構(gòu)件的正面和背面的示圖。圖7-(a)圖解了在第一通道構(gòu)件50中的安裝有噴射模塊200的面，圖7-(f)圖解了在第三通道構(gòu)件70中的液體噴射單元支撐部分81與之接觸的面。第一通道構(gòu)件50和第二通道構(gòu)件60彼此接合，以使得在圖7-(b)和圖7-(c)中示出且對應(yīng)于通道構(gòu)件的接觸面的部分彼此面對，并且第二通道構(gòu)件和第三通道構(gòu)件彼此接合以使得在圖7-(d)和圖7-(e)中示出且對應(yīng)于通道構(gòu)件的接觸面的部分彼此面對。當(dāng)?shù)诙ǖ罉?gòu)件60和第三通道構(gòu)件70彼此接合時，由通道構(gòu)件的共用通道槽62和71形成沿著通道構(gòu)件的縱向方向延伸的八條共用通道(211a、211b、211c、211d、212a、212b、212c、212d)。因此，在通道構(gòu)件210內(nèi)部形成一組共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212以對應(yīng)于每一種顏色。墨水從共用供應(yīng)通道211供應(yīng)至液體噴射頭3，并且供應(yīng)到液體噴射頭3的墨水由共用收集通道212收集。第三通道構(gòu)件70的連通開口72(參見圖7-(f))與橡膠連接件100的孔連通并且流體連接到流體供應(yīng)單元220(參見圖6)。第二通道構(gòu)件60的共用通道槽62的底面設(shè)置有多個連通開口61(與共用供應(yīng)通道211連通的連通開口61-1以及與共用收集通道212連通的連通開口61-2)并且與第一通道構(gòu)件50的單獨通道槽52的一個端部連通。第一通道構(gòu)件50的單獨通道槽52的另一個端部設(shè)置有連通開口51并且通過連通開口51流體連接到噴射模塊200。通過單獨通道槽52，能夠在通道構(gòu)件的中央側(cè)密集地設(shè)置通道。

理想的是，第一通道構(gòu)件至第三通道構(gòu)件由相對于液體具有耐腐蝕性并且具有低線性膨脹系數(shù)的材料形成。作為材料，例如能夠適當(dāng)?shù)厥褂脧?fù)合材料(樹脂)，所述復(fù)合材料通過將諸如纖維或者細(xì)硅顆粒這樣的無機(jī)填料添加到諸如氧化鋁、lcp(液晶聚合物)、pps(聚苯硫醚)、psf(聚砜)或者改性ppe(聚苯醚)這樣的基體材料而獲得。作為形成通道構(gòu)件210的方法，可以層壓三個通道構(gòu)件并且將它們彼此粘接。當(dāng)選材為樹脂復(fù)合材料時，可以采用使用熔接的接合方法。

圖8是圖解了當(dāng)從在第一通道構(gòu)件50中安裝有噴射模塊200的面觀察時圖7-(a)的α部分的局部放大透視圖并且圖解了通過將第一通道構(gòu)件至第三通道構(gòu)件彼此接合而形成的通道構(gòu)件210內(nèi)部的通道。共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212形成為使得從通道的兩端交替地布置共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212。在此，將描述通道構(gòu)件210內(nèi)部的通道之間的連接關(guān)系。

通道構(gòu)件210設(shè)置有沿著液體噴射頭3的縱向方向延伸且設(shè)置用于每一種顏色的共用供應(yīng)通道211(211a、211b、211c、211d)和共用收集通道212(212a、212b、212c、212d)。由單獨通道槽52形成的單獨供應(yīng)通道213(213a、213b、213c、213d)通過連通開口61連接到不同顏色的共用供應(yīng)通道211。此外，由單獨通道槽52形成的單獨收集通道214(214a、214b、214c、214d)通過連通開口61連接到不同顏色的共用收集通道212。通過這樣的通道構(gòu)造，能夠?qū)⒛畯墓灿霉?yīng)通道211通過單獨供應(yīng)通道213集中地供應(yīng)到位于通道構(gòu)件的中央部分的打印元件板10。此外，能夠通過單獨收集通道214將墨水從打印元件板10收集到共用收集通道212。

圖9是沿著圖8的線ix-ix截取的截面圖。單獨收集通道(214a、214c)通過連通開口51與噴射模塊200連通。在圖9中，僅示出了單獨收集通道(214a，214c)，但是在不同的截面中，單獨供應(yīng)通道213和噴射模塊200如圖8所示彼此連通。被包括在每一個噴射模塊200中的支撐構(gòu)件30和打印元件板10設(shè)置有通道，該通道將墨水從第一通道構(gòu)件50供應(yīng)到設(shè)置在打印元件板10中的打印元件15。此外，支撐構(gòu)件30和打印元件板10設(shè)置有通道，該通道將供應(yīng)到打印元件15的液體的一部分或者全部收集(再循環(huán))到第一通道構(gòu)件50。

在此，每一種顏色的共用供應(yīng)通道211均通過液體供應(yīng)單元220連接到對應(yīng)顏色的負(fù)壓控制單元230(高壓側(cè))，且共用收集通道212通過液體供應(yīng)單元220連接到負(fù)壓控制單元230(低壓側(cè))。通過負(fù)壓控制單元230，在共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212之間產(chǎn)生壓差(壓力差)。為此，如圖8和圖9所示，在具有彼此連接的通道的應(yīng)用例的液體噴射頭內(nèi)部，按照每一種顏色的共用供應(yīng)通道211、單獨供應(yīng)通道213、打印元件板10、單獨收集通道214和共用收集通道212的順序產(chǎn)生流動。

(描述噴射模塊)

圖10a是圖解了一個噴射模塊200的透視圖，圖10b是其分解視圖。作為制造噴射模塊200的方法，首先，將打印元件板10和柔性電路板40粘接到設(shè)置有液體連通開口31的支撐構(gòu)件30上。隨后，將打印元件板10上的端子16和柔性電路板40上的端子41通過接線彼此電連接，并且接線部分(電連接部分)由密封構(gòu)件110密封。與柔性電路板40的打印元件板10相對的端子42電連接到電子接線板90的連接端子93(參見圖6)。因為支撐構(gòu)件30用作支撐體以支撐打印元件板10和通道構(gòu)件(這使打印元件板10與通道構(gòu)件210彼此流體連通)，所以理想的是支撐構(gòu)件具有高平面度并且在接合到打印元件板時具有足夠高的可靠性。作為材料，例如氧化鋁或者樹脂是理想的。

(描述打印元件板的結(jié)構(gòu))

圖11a是圖解了在打印元件板10中設(shè)置有噴射開口13的面的俯視圖，圖11b是圖11a的a部分的放大視圖，圖11c是圖解了圖11a的背面的俯視圖。在此，將描述應(yīng)用例的打印元件板10的構(gòu)造。如圖11a所示，打印元件板10的噴射開口形成構(gòu)件12設(shè)置有對應(yīng)于不同顏色的墨水的四列噴射開口。此外，噴射開口13的噴射開口列的延伸方向?qū)⒎Q作“噴射開口列方向”。如圖11b所示，用作用于通過熱能噴射液體的噴射能量產(chǎn)生元件的打印元件15布置在對應(yīng)于每個噴射開口13的位置處。設(shè)置在打印元件15內(nèi)部的壓力室23由分隔壁22限定。打印元件15通過設(shè)置在打印元件板10中的電線(未示出)電連接到端子16。然后，打印元件15在基于從打印設(shè)備1000的控制電路經(jīng)由電子接線板90(參見圖6)和柔性電路板40(參見圖10b)輸入的脈沖信號進(jìn)行加熱時使液體沸騰。通過由沸騰產(chǎn)生的發(fā)泡力從噴射開口13噴射液體。如圖11b所示，液體供應(yīng)路徑18沿著每個噴射開口列在一側(cè)延伸，且液體收集路徑19沿著噴射開口列在另一側(cè)延伸。液體供應(yīng)路徑18和液體收集路徑19是沿著設(shè)置在打印元件板10中的噴射開口列方向延伸并且通過供應(yīng)開口17a和收集開口17b與噴射開口13連通的通道。

如圖11c所示，片狀蓋構(gòu)件20層壓在打印元件板10中的設(shè)置有噴射開口13的面的背面上且蓋構(gòu)件20設(shè)置有與液體供應(yīng)路徑18和液體收集路徑19連通的多個開口21。在應(yīng)用例中，蓋構(gòu)件20設(shè)置有用于每條液體供應(yīng)路徑18的三個開口21和用于每條液體收集路徑19的兩個開口21。如圖11b所示，蓋構(gòu)件20的開口21與圖7-(a)中示出的連通開口51連通。理想的是蓋構(gòu)件20具有充分的針對液體的耐腐蝕性。從防止顏色混合的角度看，開口21的開口形狀和開口位置需要具有高精度。為此，理想的是通過使用感光樹脂材料或者硅板作為蓋構(gòu)件20的材料，利用光刻法形成開口21。以這種方式，蓋構(gòu)件20通過開口21改變通道的間距。在此，理想的是通過膜狀構(gòu)件形成蓋構(gòu)件，考慮到壓力損失，所述膜狀構(gòu)件具有較薄的厚度。

圖12是圖解了當(dāng)沿著圖11a的線xii-xii截取時打印元件板10和蓋構(gòu)件20的截面的透視圖。在此，將描述打印元件板10內(nèi)部的液體流動。蓋構(gòu)件20用作形成液體供應(yīng)路徑18和液體收集路徑19的壁的一部分的蓋，所述液體供應(yīng)路徑18和液體收集路徑19形成在打印元件板10的基板11中。通過層壓由硅形成的基板11和由感光樹脂形成的噴射開口形成構(gòu)件12而形成打印元件板10，并且將蓋構(gòu)件20接合至基板11的背面?；?1的一個面設(shè)置有打印元件15(參見圖11b)并且其背面設(shè)置有槽，所述槽形成沿著噴射開口列延伸的液體供應(yīng)路徑18和液體收集路徑19。由基板11和蓋構(gòu)件20形成的液體供應(yīng)路徑18和液體收集路徑19分別連接到每個通道構(gòu)件210內(nèi)部的共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212，并且在液體供應(yīng)路徑18和液體收集路徑19之間產(chǎn)生壓差。當(dāng)從噴射開口13噴射液體以打印圖像時，在基板11內(nèi)部設(shè)置在未噴射液體的噴射開口處的液體供應(yīng)路徑18內(nèi)部的液體借助壓差通過供應(yīng)開口17a、壓力室23和收集開口17b流向液體收集路徑19(參見圖12的箭頭c)。通過該流動，能夠由液體收集路徑19收集與打印操作無關(guān)的噴射開口13或者壓力室23中的異物、氣泡、以及由來自噴射開口13的蒸發(fā)而產(chǎn)生的變粘稠的墨水。此外，能夠抑制噴射開口13或者壓力室23中的墨水變粘稠。收集到液體收集路徑19中的液體通過蓋構(gòu)件20的開口21和支撐構(gòu)件30的液體連通開口31(參見圖10b)而按照通道構(gòu)件210內(nèi)部的連通開口51(參見圖7-(a))、單獨收集通道214和共用收集通道212的順序進(jìn)行收集。然后，液體從液體噴射頭3被收集到打印設(shè)備1000的收集路徑中。即，從打印設(shè)備本體供應(yīng)到液體噴射頭3的液體按照下述的順序流動，以便進(jìn)行供應(yīng)和收集。

首先，液體從液體供應(yīng)單元220的液體連接部分111流入到液體噴射頭3中。然后，相繼通過橡膠連接件100、設(shè)置在第三通道構(gòu)件中的連通開口72和共用通道槽71、設(shè)置在第二通道構(gòu)件中的共用通道槽62和連通開口61、以及設(shè)置在第一通道構(gòu)件中的單獨通道槽52和連通開口51供應(yīng)液體。隨后，在相繼經(jīng)過設(shè)置在支撐構(gòu)件30中的液體連通開口31、設(shè)置在蓋構(gòu)件20中的開口21、以及設(shè)置在基板11中的液體供應(yīng)路徑18和供應(yīng)開口17a的同時將液體供應(yīng)到壓力室23。在供應(yīng)到壓力室23的液體中，未從噴射開口13噴射出的液體相繼流經(jīng)設(shè)置在基板11中的收集開口17b和液體收集路徑19、設(shè)置在蓋構(gòu)件20中的開口21、以及設(shè)置在支撐構(gòu)件30中的液體連通開口31。隨后，液體相繼流經(jīng)設(shè)置在第一通道構(gòu)件中的連通開口51和單獨通道槽52、設(shè)置在第二通道構(gòu)件中的連通開口61和共用通道槽62、設(shè)置在第三通道構(gòu)件70中的共用通道槽71和連通開口71、以及橡膠連接件100。然后，液體從設(shè)置在液體供應(yīng)單元220中的液體連接部分111流至液體噴射頭3的外部。

在圖2示出的第一循環(huán)構(gòu)造中，通過負(fù)壓控制單元230將從液體連接部分111流出的液體供應(yīng)至橡膠連接件100。此外，在圖3示出的第二循環(huán)構(gòu)造中，通過負(fù)壓力控制單元230使從壓力室23收集的液體經(jīng)過橡膠連接件100并且從液體收集部分111流至液體噴射頭的外部。從液體噴射單元300的共用供應(yīng)通道211的一個端部流出的全部液體都不會通過單獨供應(yīng)通道213a供應(yīng)至壓力室23。即，液體可以從共用供應(yīng)通道211的另一個端部流至液體供應(yīng)單元220，同時從共用供應(yīng)通道211的一個端部流出的液體不會流入單獨供應(yīng)通道213a。以這種方式，因為路徑設(shè)置成使得液體從中流過且不經(jīng)過打印元件板10，所以能夠即使在如應(yīng)用例中所述包括具有小流動阻力的大通道的打印元件板10中也能夠抑制液體的循環(huán)流動發(fā)生逆流。以這種方式，因為能夠在應(yīng)用例的液體噴射頭3中抑制噴射開口或者壓力室23附近的液體變粘稠，所以能夠抑制噴射延遲或者不噴射的情況。結(jié)果，能夠打印高質(zhì)量圖像。

(描述打印元件板之間的位置關(guān)系)

圖13是圖解了兩個相鄰的噴射模塊200中的打印元件板的鄰接部分的局部放大俯視圖。在應(yīng)用例中，使用大體為平行四邊形的打印元件板。噴射開口列(14a至14d)布置成傾斜的且同時相對于液體噴射頭3的縱向方向具有預(yù)定角度，所述噴射開口列具有設(shè)置在每個打印元件板10中的噴射開口13。然后，在打印元件板10之間的鄰接部分處的噴射開口列形成為使得至少一個噴射開口在打印介質(zhì)傳送方向上重疊。在圖13中，直線d上的兩個噴射開口相互重疊。通過這樣的布置方案，即使在打印元件板10的位置略微偏離預(yù)定位置時，通過重疊的噴射開口的驅(qū)動控制能夠?qū)崿F(xiàn)在打印圖像中看不到黑色條紋或者缺失。即使在替代之字狀而將打印元件板10布置成直線狀(直列式)時，也能夠解決在連接部分處的黑色條紋或者白色條紋的問題。具體地，能夠通過圖13示出的構(gòu)造在抑制噴射頭3的沿著打印介質(zhì)傳送方向的長度增加的同時解決在打印元件板10之間的連接部分處的黑色條紋或者白色條紋的問題。此外，在應(yīng)用例中，打印元件板的主平面具有平行四邊形的形狀，但是本發(fā)明并不局限于此。例如，即使在使用具有矩形形狀、梯形形狀和其它形狀的打印元件板時，也能夠理想地使用本發(fā)明的構(gòu)造。

(描述液體噴射頭的構(gòu)造的變型例)

將描述圖46和圖48a至圖50中示出的液體噴射頭的構(gòu)造的變型例。將省略與上述示例相同的構(gòu)造和功能的描述并且僅主要描述區(qū)別。

在變型例中，如圖46和圖48所示，液體噴射頭3和外部之間的液體連接部分111沿著縱向方向集中布置在液體噴射頭的一個端部側(cè)上。負(fù)壓控制單元230集中布置在液體噴射頭3的另一個端部側(cè)(圖49)。屬于液體噴射頭3的液體供應(yīng)單元220構(gòu)造為對應(yīng)于液體噴射頭3的長度的長形單元并且包括分別對應(yīng)于待供應(yīng)的四種液體的通道和過濾器221。如圖49所示，設(shè)置在液體噴射單元支撐部分81上的開口83至86的位置也位于與液體噴射頭3的位置不同的位置處。

圖50示出了通道構(gòu)件50、60和70的層壓狀態(tài)。打印元件板10直線式地布置在構(gòu)成通道構(gòu)件50、60和70中的最上層的通道構(gòu)件50的上表面上。作為與形成在每個打印元件板10的背面?zhèn)鹊拈_口21相連通的通道，兩條單獨供應(yīng)通道213和一條單獨收集通道214設(shè)置用于每一種顏色的液體。因此，作為形成于設(shè)置在打印元件板10的背面上的蓋構(gòu)件20處的開口21，兩個供應(yīng)開口21和一個收集開口21設(shè)置用于每一種顏色的液體。如圖32所示，交替地布置沿著液體噴射頭3的縱向方向延伸的共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212。

(第二應(yīng)用例)

<噴墨打印設(shè)備>

接下來，將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明的第二應(yīng)用例的噴墨打印設(shè)備2000和液體噴射頭2003的構(gòu)造，所述第二應(yīng)用例不同于上述的第一應(yīng)用例。在以下的描述中，將僅描述與第一應(yīng)用例的不同之處且將省略與第一應(yīng)用例相同的部件的描述。

圖21是圖解了根據(jù)用于噴射液體的應(yīng)用例的噴墨打印設(shè)備2000的示圖。應(yīng)用例的打印設(shè)備2000與第一應(yīng)用例的區(qū)別在于通過并列地布置四個單色液體噴射頭2003(它們分別對應(yīng)于青色c、品紅色m、黃色y和黑色k的墨水)的構(gòu)造在打印介質(zhì)上打印全彩色圖像。在第一應(yīng)用例中，能夠用于一種顏色的噴射開口列的數(shù)量是一列。然而，在本應(yīng)用例中，能夠用于一種顏色的噴射開口列的數(shù)量是二十列。為此，當(dāng)打印數(shù)據(jù)被適當(dāng)?shù)胤峙浣o多個噴射開口列以打印圖像時，能夠以更高的速度打印圖像。此外，即使在存在不噴射液體的噴射開口的情況下，也能夠從沿著打印介質(zhì)傳送方向位于與非噴射開口相對應(yīng)的位置處的其它列中的噴射開口補充噴射液體。提高了可靠性并且因此能夠適用于打印商業(yè)圖像。與第一應(yīng)用例相類似地，打印設(shè)備2000的供應(yīng)系統(tǒng)、緩沖罐1003(參見圖2和圖3)和主罐1006(參見圖2和圖3)流體連接到液體噴射頭2003。此外，電子控制單元電連接到液體噴射頭2003，所述電子控制單元將電力和噴射控制信號傳輸?shù)揭后w噴射頭2003。

(描述循環(huán)路徑)

與第一應(yīng)用例相類似地，圖2、圖3和圖47中圖解的第一循環(huán)構(gòu)造、第二循環(huán)構(gòu)造和第三循環(huán)構(gòu)造能夠用作打印設(shè)備2000和液體噴射頭2003之間的液體循環(huán)構(gòu)造。

(描述液體噴射頭的結(jié)構(gòu))

圖14a和圖14b是圖解了根據(jù)應(yīng)用例的液體噴射頭2003的透視圖。在此，將描述根據(jù)應(yīng)用例的液體噴射頭2003的構(gòu)造。液體噴射頭2003是噴墨直線型(紙幅型)打印頭，其包括沿著液體噴射頭2003的縱向方向直線式地布置的十六個打印元件板2010并且能夠通過一種液體打印圖像。與第一應(yīng)用例相類似地，液體噴射頭2003包括液體連接部分111、信號輸入端子91和供電端子92。然而，因為本應(yīng)用例的液體噴射頭2003與第一應(yīng)用例相比包括多個噴射開口列，所以信號輸入端子91和供電端子92布置在液體噴射頭2003的兩側(cè)。這是因為需要減小由設(shè)置在打印元件板2010中的接線部分導(dǎo)致的電壓下降或者信號傳輸延遲。

圖15是圖解了液體噴射頭2003和根據(jù)其功能構(gòu)成液體噴射頭2003的部件或單元的斜視分解圖。液體噴射頭內(nèi)部的每一個單元和構(gòu)件的功能或液體流動順序基本與第一應(yīng)用例類似，但是確保液體噴射頭的剛性的功能有所不同。在第一應(yīng)用例中，主要由液體噴射單元支撐部分81確保液體噴射頭的剛性，但是在第二應(yīng)用例的液體噴射頭2003中，由被包括在液體噴射單元2300中的第二通道構(gòu)件2060確保液體噴射頭的剛性。應(yīng)用例的液體噴射單元支撐部分81連接到第二通道構(gòu)件2060的兩端且液體噴射單元2300機(jī)械地連接到打印設(shè)備2000的盒以便定位液體噴射頭2003。電子接線板90和包括負(fù)壓控制單元2230的液體供應(yīng)單元2220連接到液體噴射單元支撐部分81。兩個液體供應(yīng)單元2220中的每一個都包括構(gòu)建于其中的過濾器(未示出)。

兩個負(fù)壓控制單元2230設(shè)定成將壓力控制為不同的、且相對較高和較低的負(fù)壓。此外，如圖14b和圖15所示，當(dāng)高壓側(cè)和低壓側(cè)的負(fù)壓控制單元2230設(shè)置在液體噴射頭2003的兩個端部時，沿著液體噴射頭2003的縱向方向延伸的共用供應(yīng)通道和共用收集通道中的液體流動的方向彼此相反。在這樣的構(gòu)造中，促進(jìn)了共用供應(yīng)通道和共用收集通道之間的換熱并且由此減小了兩條共用通道內(nèi)部的溫度差。因此，減小了沿著共用通道設(shè)置的打印元件板2010的溫度差。結(jié)果，優(yōu)點是不易于出現(xiàn)因溫度差而導(dǎo)致的打印不均勻。

接下來，將描述液體噴射單元2300的通道構(gòu)件2210的詳細(xì)構(gòu)造。如圖15所示，通道構(gòu)件2210通過層壓第一通道構(gòu)件2050和第二通道構(gòu)件2060而獲得并且將供應(yīng)自液體供應(yīng)單元2220的液體分配到噴射模塊2200。通道構(gòu)件2210用作使從噴射模塊2200再循環(huán)的液體返回到液體供應(yīng)單元2220的通道構(gòu)件。通道構(gòu)件2210的第二通道構(gòu)件2060是在其中形成有共用供應(yīng)通道和共用收集通道并且提高了液體噴射頭2003的剛性的通道構(gòu)件。為此，理想的是第二通道構(gòu)件2060的材料具有充分的針對液體的耐腐蝕性和高機(jī)械強度。具體地，能夠使用sus、鈦或者氧化鋁。

圖16-(a)示出了圖解第一通道構(gòu)件2050中安裝有噴射模塊2200的面的示圖，圖16-(b)示出了圖解其背面和接觸第二通道構(gòu)件2060的面的示圖。與第一應(yīng)用例不同，本應(yīng)用例的第一通道構(gòu)件2050具有多個構(gòu)件鄰接地布置成分別對應(yīng)于噴射模塊2200的構(gòu)造。通過采用這樣的分割式結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒍鄠€模塊布置成對應(yīng)于液體噴射頭2003的長度。因此，該結(jié)構(gòu)尤其能夠適用于相對較長的液體噴射頭(其對應(yīng)于例如具有b2尺寸或者更大的片材)。如圖16-(a)所示，第一通道構(gòu)件2050的連通開口51與噴射模塊2200流體連通。如圖16-(b)所示，第一通道構(gòu)件2050的單獨連通開口53與第二通道構(gòu)件2060的連通開口61流體連通。圖16-(c)圖解了第二通道構(gòu)件60的相對于第一通道構(gòu)件2050的接觸面，圖16-(d)圖解了第二通道構(gòu)件60的沿著厚度方向的中央部分的截面，并且16-(e)示出了圖解第二通道構(gòu)件2060相對于液體供應(yīng)單元2220的接觸面的示圖。第二通道構(gòu)件2060的連通開口或通道的功能類似于第一應(yīng)用例中的每一種顏色的情形。第二通道構(gòu)件2060的共用通道槽71形成為使得其一側(cè)是圖17中示出的共用供應(yīng)通道2211而其另一側(cè)是共用收集通道2212。沿著液體噴射頭2003的縱向方向分別設(shè)置這些通道，以將液體從其一個端部供應(yīng)到其另一個端部。該應(yīng)用例與第一應(yīng)用例的區(qū)別在于共用供應(yīng)通道2211和共用收集通道2212中的液體流動方向彼此相反。

圖17是圖解了打印元件板2010和通道構(gòu)件2210之間的液體連接關(guān)系的透視圖。沿著液體噴射頭2003的縱向方向延伸的一對共用供應(yīng)通道2211和共用收集通道2212設(shè)置在通道構(gòu)件2210內(nèi)部。第二通道構(gòu)件2060的連通開口61連接到第一通道構(gòu)件2050的單獨連通開口53，以使得兩個位置相互匹配。從第二通道構(gòu)件2060的共用供應(yīng)通道2211通過連通開口61與第一通道構(gòu)件2050的連通開口51相連通的液體供應(yīng)通道得以形成。類似地，還形成了從第二通道構(gòu)件2060的連通開口72通過共用收集通道2212與第一通道構(gòu)件2050的連通開口51相連通的液體供應(yīng)路徑。

圖18是沿著圖17的線xviii-xviii截取的截面圖。共用供應(yīng)通道2211通過連通開口61、單獨連通開口53和連通開口51連接到噴射模塊2200。盡管在圖18中未示出，但顯而易見的是，在圖17中的不同截面中共用收集通道2212通過相同的路徑連接到噴射模塊2200。與第一應(yīng)用例相類似地，噴射模塊2200和打印元件板2010中的每一個都設(shè)置有通道，所述通道與每個噴射開口連通并且因此在液體經(jīng)過沒有執(zhí)行噴射操作的噴射開口時所供應(yīng)的液體中的一部分或者全部能夠再循環(huán)。此外，與第一應(yīng)用例相類似地，共用供應(yīng)通道2211通過液體供應(yīng)單元2220連接到負(fù)壓控制單元2230(高壓側(cè))，共用收集通道2212通過液體供應(yīng)單元2220連接到負(fù)壓控制單元2230(低壓側(cè))。因此，流動形成為使得液體因壓差而從共用供應(yīng)通道2211通過打印元件板2010的壓力室流至共用收集通道2212。

(描述噴射模塊)

圖19a是圖解了噴射模塊2200的透視圖，圖19b是其分解圖。與第一應(yīng)用例的區(qū)別在于端子16沿著打印元件板2010的噴射開口列方向分別布置在兩側(cè)(打印元件板2010的長側(cè)部分)。因此，電連接到打印元件板2010的兩塊柔性電路板40被設(shè)置用于每一塊打印元件板2010。因為設(shè)置在打印元件板2010中的噴射開口列的數(shù)量是二十列，所以噴射開口列多于第一應(yīng)用例的八個噴射開口列。在此，因為從端子16到打印元件的最大距離被縮短，所以減小了在打印元件板2010內(nèi)的接線部分中產(chǎn)生的電壓下降或者信號延遲。此外，支撐構(gòu)件2030的液體連通開口31沿著設(shè)置在打印元件板2010中的整個噴射開口列敞開。其它的構(gòu)造與第一應(yīng)用例類似。

圖20(a)示出的示意圖圖解了打印元件板2010中布置有噴射開口13的面，并且圖20(c)示出的示意圖圖解了圖20(a)所示的面的背面。圖20(b)示出的示意圖圖解了當(dāng)移除了設(shè)置在圖20(c)所示的打印元件板2010的背面中的蓋板2020時的打印元件板2010的面。如圖20(b)所示，在打印元件板2010的背面沿著噴射開口列方向交替地設(shè)置液體供應(yīng)路徑18和液體收集路徑19。噴射開口列的數(shù)量大于第一應(yīng)用例中的噴射開口列的數(shù)量。然而，與第一應(yīng)用例的主要區(qū)別在于端子16如上所述沿著噴射開口列方向布置在打印元件板的兩側(cè)?；緲?gòu)造與第一應(yīng)用例的相似之處在于在每個噴射開口列中設(shè)置有一對液體供應(yīng)路徑18和液體收集路徑19并且蓋板2020設(shè)置有與支撐構(gòu)件2030的液體連通開口31連通的開口21。

(第三應(yīng)用例)

<噴墨打印設(shè)備>

將描述根據(jù)本發(fā)明的第三應(yīng)用例的噴墨打印設(shè)備1000和液體噴射頭3的構(gòu)造。第三應(yīng)用例的液體噴射頭是通過一次掃描在b2尺寸的打印介質(zhì)上打印圖像的紙幅型。因為第三應(yīng)用例與第二應(yīng)用例在多個方面類似，所以在下文中僅主要描述與第二應(yīng)用例的區(qū)別而將省略與第二應(yīng)用例相同的構(gòu)造的描述。

圖51是圖解了根據(jù)該應(yīng)用例的噴墨打印設(shè)備的示意圖。打印設(shè)備1000具有這樣的構(gòu)造，其中，圖像不是通過從液體噴射頭3噴射的液體直接打印在打印介質(zhì)上。即，液體首先被噴射到中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件(中間轉(zhuǎn)印鼓)1007以在其上形成圖像，然后再將圖像轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)2上。在打印設(shè)備1000中，分別對應(yīng)于四種顏色(c、m、y、k)的墨水的液體噴射頭3沿著中間轉(zhuǎn)印鼓1007布置成圓弧狀。因此，在中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件上執(zhí)行全彩色打印處理，在中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件上適當(dāng)?shù)馗稍锼蛴〉膱D像，并且將圖像轉(zhuǎn)印到由片材傳送輥1009傳送至轉(zhuǎn)印部分1008的打印介質(zhì)2上。第二應(yīng)用例的片材傳送系統(tǒng)主要用于沿著水平方向傳送裁切片材。然而，本應(yīng)用例的片材傳送系統(tǒng)也能夠應(yīng)用于從主輥(未示出)供應(yīng)的連續(xù)片材。在這樣的鼓傳送系統(tǒng)中，因為在將預(yù)定張力施加至片材的同時易于傳送片材，所以即使在高速打印操作中也難以發(fā)生傳送卡紙。為此，提高了設(shè)備的可靠性并且由此使設(shè)備適用于商業(yè)打印用途。與第一應(yīng)用例和第二應(yīng)用例相類似地，打印設(shè)備1000的供應(yīng)系統(tǒng)、緩沖罐1003和主罐1006流體連接到每個液體噴射頭3。此外，電控制單元電連接到每個液體噴射頭3，所述電控制單元將噴射控制信號和電力傳輸?shù)揭后w噴射頭3。

(描述第四循環(huán)構(gòu)造)

不僅圖2、圖3或圖47中示出的第一循環(huán)構(gòu)造至第三循環(huán)構(gòu)造能夠用作液體循環(huán)路徑，而且圖52中示出的循環(huán)路徑也能夠理想地應(yīng)用。圖52中示出的循環(huán)路徑類似于圖3中示出的第二循環(huán)路徑。然而，與圖3的第二循環(huán)路徑的主要區(qū)別在于旁路閥1010額外地設(shè)置成與第一循環(huán)泵1001和1002以及第二循環(huán)泵1004的每一條通道連通。旁路閥1010具有通過在壓力超過預(yù)定壓力時打開閥而減小旁路閥1010的上游壓力的功能(第一功能)。此外，旁路閥1010還具有通過來自打印設(shè)備本體的控制基板的信號而在任意時刻打開和關(guān)閉閥的功能(第二功能)。

通過第一功能，能夠抑制將偏大或偏小的壓力施加到第一循環(huán)泵1001和1002的下游側(cè)或者第二循環(huán)泵1004的上游側(cè)。例如，當(dāng)沒有正確地操作第一循環(huán)泵1001和1002的功能時，存在可能將偏大的流率或壓力施加到液體噴射頭3的情況。因此，擔(dān)心液體可能從液體噴射頭3的噴射開口泄漏或者液體噴射頭3內(nèi)部的每個接合部分可能會斷裂。然而，當(dāng)如本應(yīng)用例中所述增加旁路閥1010以用于第一循環(huán)泵1001和1002時，旁路閥101會在壓力偏大的情況下打開。由此，因為對于每個循環(huán)泵的上游側(cè)開放了液體路徑，所以能夠抑制上述問題。

此外，通過第二功能，當(dāng)停止循環(huán)驅(qū)動操作時，在第一循環(huán)泵1001和1002以及第二循環(huán)泵1004的操作停止之后，基于打印設(shè)備本體的控制信號迅速地打開所有旁路閥1010。因此，能夠在短時間內(nèi)釋放液體噴射頭3的(介于負(fù)壓控制單元230和第二循環(huán)泵1004之間的)下游部分的高負(fù)壓(例如，幾kpa到幾十kpa)。在將諸如隔膜泵這樣的容積式泵用作循環(huán)泵時，通常在泵內(nèi)構(gòu)建止回閥。然而，當(dāng)打開旁路閥1010時，也能夠從緩沖罐1003的下游部分釋放液體噴射頭3的下游部分的壓力。盡管能夠僅從上游側(cè)釋放液體噴射頭3的下游部分的壓力，但是壓力損失存在于液體噴射頭的上游通道和液體噴射頭內(nèi)部的通道中。為此，因為當(dāng)釋放壓力時需要消耗一定的時間，所以液體噴射頭3內(nèi)部的共用通道內(nèi)的壓力會在短時間內(nèi)下降過多。因此，擔(dān)心噴射開口中的彎月面可能會被破壞。然而，因為當(dāng)打開液體噴射頭3的下游側(cè)的旁路閥1010時液體噴射頭的下游壓力得以進(jìn)一步釋放，所以降低了噴射開口中的彎月面被破壞的風(fēng)險。

(描述液體噴射頭的結(jié)構(gòu))

將描述根據(jù)本發(fā)明的第三應(yīng)用例的液體噴射頭3的結(jié)構(gòu)。圖53a是圖解了根據(jù)該應(yīng)用例的液體噴射頭3的透視圖，圖53b是其分解透視圖。液體噴射頭3是包括三十六塊打印元件板10并且用一種顏色打印圖像的噴墨紙幅型打印頭，這三十六塊打印元件板10沿著液體噴射頭3的縱向方向布置成直線狀(直列式)。與第二應(yīng)用例相類似地，液體噴射頭3包括屏蔽板132，所述屏蔽板132除了信號輸入端子91和供電端子92以外還保護(hù)液體噴射頭的矩形側(cè)面。

圖53b是圖解了液體噴射頭3的分解透視圖。在圖53b中，構(gòu)成液體噴射頭3的部件或單元根據(jù)其功能進(jìn)行劃分并圖解(其中，沒有示出遮蔽板132)。各單元和構(gòu)件的功能以及液體噴射頭3內(nèi)部的液體循環(huán)順序與第二應(yīng)用例類似。與第二應(yīng)用例的主要區(qū)別在于分割開的電子接線板90和負(fù)壓控制單元230布置在不同的位置處并且第一通道構(gòu)件具有不同的形狀。正如在本應(yīng)用例中那樣，例如，在液體噴射頭3的長度對應(yīng)于b2尺寸的打印介質(zhì)的情況下，由液體噴射頭3消耗的功率較大并且因此設(shè)置了八塊電子接線板90。長形電子接線板支撐部分82的兩個側(cè)面中的每一個都附接四塊電子接線板90，所述長形電子接線板支撐部分82附接到液體噴射單元支撐部分81。

圖54a是圖解了液體噴射頭3的側(cè)視圖，所述液體噴射頭3包括液體噴射單元300、液體供應(yīng)單元220和負(fù)壓控制單元230，圖54b是圖解了液體流動的示意圖，圖54c是圖解了沿著圖54a的線livc-livc截取的截面圖。為了便于理解附圖，簡化了一部分構(gòu)造。

液體連接部分111和過濾器221設(shè)置在液體供應(yīng)單元220的內(nèi)部并且負(fù)壓控制單元230一體地形成在液體供應(yīng)單元220的低壓側(cè)。因此，負(fù)壓控制單元230和打印元件板10之間的沿著高度方向的距離較之第二應(yīng)用例變短。利用該構(gòu)造，液體供應(yīng)單元220內(nèi)部的通道連接部分的數(shù)量減少。結(jié)果，優(yōu)點在于提高了防止打印液體泄漏的可靠性并且減少了部件或組裝步驟的數(shù)量。

此外，因為負(fù)壓控制單元230和液體噴射頭3的噴射開口形成面之間的水頭差相對減小，所以該構(gòu)造能夠適當(dāng)?shù)貞?yīng)用于如圖51所示的液體噴射頭3的傾角對于每一個液體噴射頭都有所不同的打印設(shè)備。因為能夠減小水頭差，所以即使在使用具有不同傾角的液體噴射頭3時也能夠減小施加到打印元件板的噴射開口的負(fù)壓差。此外，因為從負(fù)壓控制單元230到打印元件板10的距離減小，所以減小了它們之間的流動阻力。因此，減小了因液體的流率變化導(dǎo)致的壓力損失方面的差異并且由此能夠更加理想地控制負(fù)壓。

圖54b是圖解了液體噴射頭3內(nèi)部的打印液體的流動的示意圖。盡管循環(huán)路徑與圖52中示出的循環(huán)路徑在回路方面是類似的，但是54b圖解了在實際的液體噴射頭3的部件中的液體流動。沿著液體噴射頭3的縱向方向延伸的一對共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212設(shè)置在長形第二通道構(gòu)件60內(nèi)部。共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212形成為使得液體在其中沿著相反的方向流動并且過濾器221設(shè)置在每條通道的上游側(cè)以便捕獲從連接部分111等處侵入的異物。以這種方式，因為液體沿著相反的方向流經(jīng)共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212，所以能夠理想地減小液體噴射頭3內(nèi)部的沿著縱向方向的溫度梯度。為了簡化圖52的描述，用相同的方向表示共用供應(yīng)通道211和共用供應(yīng)通道212中的流動。

負(fù)壓控制單元230連接到共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212中的每一條的下游側(cè)。此外，在共用供應(yīng)通道211的路線上設(shè)置要連接到單獨供應(yīng)通道213a的分支部分，在共用收集通道212的路線上設(shè)置要連接到單獨收集通道213b的分支部分。單獨供應(yīng)通道213a和單獨收集通道213b形成在第一通道構(gòu)件50內(nèi)部并且每條單獨供應(yīng)通道均與設(shè)置在打印元件板10的背面的蓋板20的開口10a(參見圖20)連通。

在圖54b中用“h”和“l(fā)”表示的負(fù)壓控制單元230是位于高壓側(cè)(h)和低壓側(cè)(l)的單元。負(fù)壓控制單元230是背壓型壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其將負(fù)壓控制單元230的上游壓力控制為高負(fù)壓(h)和低負(fù)壓(l)。共用供應(yīng)通道211連接到負(fù)壓控制單元230(高壓側(cè))，共用收集通道212連接到負(fù)壓控制單元230(低壓側(cè))，以使得在共用供應(yīng)通道211和共用收集通道212之間產(chǎn)生壓差。通過該壓差，液體從共用供應(yīng)通道211流至共用收集通道212，同時相繼經(jīng)過單獨供應(yīng)通道213a、打印元件板10中的噴射開口11(壓力室23)、以及單獨收集通道213b。

圖54c是圖解了沿著圖54a的線livc-livc截取的截面的透視圖。在該應(yīng)用例中，每個噴射模塊200都包括第一通道構(gòu)件50、打印元件板10和柔性電路板40。在該實施例中，在第二應(yīng)用例中描述的支撐構(gòu)件30(圖18)并不存在，而且包括蓋構(gòu)件20的打印元件板10直接接合到第一通道構(gòu)件50。液體從形成于設(shè)置在第二通道構(gòu)件處的共用供應(yīng)通道211的上表面處的連通開口61通過形成于第一通道構(gòu)件50的下表面處的單獨連通開口53供應(yīng)到單獨供應(yīng)通道213a。隨后，液體經(jīng)過壓力室23并且經(jīng)過單獨收集通道213b、單獨連通開口53和連通開口61，從而被收集到共用收集通道212中。

在此，與如圖15所示的第二應(yīng)用例不同，相對于形成在第二通道構(gòu)件50的上表面處的連通開口61，形成在第一通道構(gòu)件50的下表面(第二通道構(gòu)件60附近的面)處的單獨連通開口53足夠大。通過這樣的構(gòu)造，即使在噴射模塊200安裝到第二通道構(gòu)件60上的情況下發(fā)生位置偏移時，第一通道構(gòu)件和第二通道構(gòu)件也能夠可靠地彼此流體連通。結(jié)果，提高了液體噴射頭的制造過程的產(chǎn)量并且因此能夠?qū)崿F(xiàn)降低成本。

盡管已就能夠應(yīng)用本發(fā)明的第一應(yīng)用例至第三應(yīng)用例進(jìn)行說明，但上述應(yīng)用例的描述并不限制本發(fā)明的范圍。作為示例，在應(yīng)用例中，已經(jīng)描述了通過加熱元件產(chǎn)生氣泡以噴射液體的熱類型。然而，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于采用壓電型和其它各種液體噴射類型的液體噴射頭。

在應(yīng)用例中，已經(jīng)描述了諸如墨水這樣的液體在罐和液體噴射頭之間進(jìn)行循環(huán)的噴墨打印設(shè)備(打印設(shè)備)，但是也可以使用其它的應(yīng)用例。在其它的應(yīng)用例中，例如，可以采用這樣的構(gòu)造，其中，墨水不進(jìn)行循環(huán)并且兩個罐設(shè)置在液體噴射頭的上游側(cè)和下游側(cè)，以使墨水從一個罐流至另一個罐。以這種方式，壓力室內(nèi)部的墨水可以流動，

在應(yīng)用例中，已經(jīng)描述了使用所謂紙幅型頭的示例，所述紙幅型頭的長度對應(yīng)于打印介質(zhì)的寬度，但是本發(fā)明也能夠應(yīng)用于所謂的串聯(lián)型液體噴射頭，其在掃描打印介質(zhì)的同時在打印介質(zhì)上打印圖像。作為串聯(lián)型液體噴射頭，例如，液體噴射頭可以配備有噴射黑色墨水的打印元件板和噴射彩色墨水的打印元件板，但是本發(fā)明并不局限于此。即，可以提供這樣的液體噴射頭，所述液體噴射頭比打印介質(zhì)的寬度短并且包括多塊打印元件板，所述打印元件板布置成使得噴射開口沿著噴射開口列方向相互重疊，并且打印介質(zhì)可以由該液體噴射頭掃描。

接下來，將對主要描述本發(fā)明的特征的實施例進(jìn)行說明。

(第一實施例)

圖22a、圖22b和圖22c是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的液體噴射頭中的噴射開口以及噴射開口附近的墨水通道的構(gòu)造的示圖。圖22a是從噴射墨水的側(cè)部觀察的墨水通道等的平面圖，圖22b是沿著圖22a的線xxiib-xxiib截取的截面圖，圖22c是沿著圖22a的線xxiib-xxiib截取的截面的透視圖。

如這些圖所示，參照圖12等描述的墨水的循環(huán)在液體噴射頭的基板11上的、設(shè)置有打印元件15的壓力室23以及位于壓力室23的前方和后方的通道24中產(chǎn)生墨水流17。更具體地，促使墨水循環(huán)的壓差導(dǎo)致從液體供應(yīng)路徑(供應(yīng)通道)18供應(yīng)的墨水流動通過設(shè)置在基板11中的供應(yīng)開口17a，以經(jīng)過通道24、壓力室23和通道24，并且通過收集開口17b抵達(dá)液體收集路徑(流出通道)19。

除了上述的墨水流動之外，在打印元件15上方的從打印元件(能量產(chǎn)生元件)15到噴射開口13的空間在非噴射狀態(tài)中也充滿墨水，并且墨水的彎月面(墨水邊界13a)在沿著噴射方向的一側(cè)形成在噴射開口13的端部部分周圍。墨水邊界在圖22b中由直線(平面)表示。然而，其形狀應(yīng)根據(jù)形成噴射開口13的壁的構(gòu)件和墨水的表面張力確定。通常，該形狀變?yōu)榫哂邪疾炕蛲剐蔚那€(曲面)。墨水邊界由直線表示以便簡化圖示。當(dāng)在形成彎月面的情況下驅(qū)動對應(yīng)于能量產(chǎn)生元件15的電熱轉(zhuǎn)換元件(加熱器)時，可以利用產(chǎn)生的熱量在墨水中生成氣泡，以從噴射開口13噴射墨水。在本實施例中，描述了將加熱器用作能量產(chǎn)生元件的示例。然而，本發(fā)明并不局限于此。例如，可以使用諸如壓電元件等的各種能量產(chǎn)生元件。在本實施例中，例如，流經(jīng)通道24的墨水的流速處于約0.1mm/s(毫米/秒)至100mm/s的范圍內(nèi)，并且即使在墨水流動的同時執(zhí)行噴射操作的情況下，對命中精度等的影響也可以相對較小。

(關(guān)于p、w和h之間的關(guān)系)

關(guān)于本實施例的液體噴射頭，通道24的高度h、孔板(通道形成構(gòu)件12)的厚度p、以及噴射開口的長度(直徑)w之間的關(guān)系按下文所述予以確定。

在圖22b中，用h表示通道24的在上游側(cè)、在對應(yīng)于噴射開口13的孔板(在下文中稱作噴射開口部分13b)的厚度p的一部分的下端(介于噴射開口部分和通道之間的連通部分)處的高度。另外，用p表示噴射開口部分13b的長度。此外，用w表示噴射開口部分13b的沿著通道24內(nèi)部的液體流動方向的長度。關(guān)于本實施例的液體噴射頭，h處于3μm至30μm的范圍內(nèi)，p處于3μm至30μm的范圍內(nèi)，且w處于6μm至30μm的范圍內(nèi)。另外，關(guān)于墨水，非揮發(fā)性溶質(zhì)濃度被調(diào)節(jié)為30％，色材濃度被調(diào)節(jié)為3％，并且粘度被調(diào)節(jié)為0.002pa·s到0.01pa·s的范圍內(nèi)。

本實施例如下所述地構(gòu)造成抑制墨水因墨水從噴射開口13蒸發(fā)而變粘稠。圖43是圖解了當(dāng)在通道24和液體噴射頭的壓力室23中流動的墨水的墨水流17(參見圖22a、圖22b和圖22c)處于穩(wěn)定狀態(tài)時，在噴射開口13、噴射開口部分13b和通道24中的墨水流17的流動情況的示圖。在該附圖中，箭頭的長度不表示墨水流的速度的大小。圖43圖解了當(dāng)墨水在液體噴射頭中以1.26×10^-4ml/min的流量從液體供應(yīng)路徑18流入到通道24中時的流動，其中，通道24的高度為14μm，噴射開口部分13b的長度p為10μm，并且噴射開口的長度(直徑)w為17μm。

在本實施例中，通道24的高度h、噴射開口部分13b的長度p、以及噴射開口部分13b的沿著墨水流動方向的長度w之間的關(guān)系滿足以下的公式(1)：

h^-0.34×p^-0.66×w>1.5公式(1)

當(dāng)本實施例的液體噴射頭滿足該條件時，如圖43所示，流入通道24中的墨水流17流入到噴射開口部分13b中，抵達(dá)對應(yīng)于噴射開口部分13b的孔板的厚度的至少一半的位置處，并且隨后再次返回到通道24中。返回到通道24中的墨水通過液體收集路徑19流至上述的共用收集通道212。換言之，墨水流17的至少一部分從壓力室23抵達(dá)對應(yīng)于噴射開口部分13b的沿著朝向墨水邊界13a的方向的一半或者更多的位置處，然后返回到通道24中。由此能夠抑制墨水因在噴射開口部分13b內(nèi)部的大區(qū)域中流動而變粘稠。當(dāng)在液體噴射頭內(nèi)部產(chǎn)生這樣的墨水流動時，除通道24以外的噴射開口部分13b中的墨水可以流出至通道24。結(jié)果，能夠抑制墨水變粘稠并且能夠抑制墨水色材濃度在墨水噴射開口13和噴射開口部分13b中增加。從噴射開口噴射的墨水的液滴包括以混合狀態(tài)噴射的噴射開口部分13b中的墨水和壓力室23(通道24)中的墨水。在該實施例中，理想的是在噴射的液滴中來自壓力室23(通道24)的墨水的速率大于來自噴射開口部分的墨水的速率。該條件對應(yīng)于例如產(chǎn)生的用于噴射的氣泡與外界空氣相連通的情形。具體地，尺寸為h等于或小于20μm、p等于或小于20μm且w等于或小于30μm并且相應(yīng)地能夠執(zhí)行更高分辨率的打印的液體噴射頭是理想的。如上所述，該實施例能夠抑制噴射開口附近的液體的性質(zhì)發(fā)生變化并且因此能夠?qū)崿F(xiàn)抑制墨水粘度因來自于噴射開口的液體蒸發(fā)而增加并且降低圖像中顏色的不均勻性。

(第二實施例)

圖23是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例流入到液體噴射頭中的墨水的流動情況的示圖。相同的附圖標(biāo)記將賦予與上述的第一實施例中相同的部分，并且將省略其描述。

本實施例如下所述地構(gòu)造成進(jìn)一步降低了墨水因來自于噴射開口的液體蒸發(fā)而變粘稠的影響。圖23是圖解了當(dāng)墨水流17以與圖43相類似的穩(wěn)定狀態(tài)在液體噴射頭內(nèi)部流動時在噴射開口13、噴射開口部分13b和通道24中的墨水流17的流動情況的示圖。在該圖中，箭頭的長度不對應(yīng)于速度的大小，并且所指示的一定的長度與速度的大小無關(guān)。圖23圖解了當(dāng)墨水從h為14μm、p為5μm且w為12.4μm的液體噴射頭中的液體供應(yīng)路徑18以1.26×10^-4ml/min的流量流入到通道24中時的流動情況。

在本實施例中，通道24的高度h、噴射開口部分13b的長度p、以及噴射開口部分13b的沿著墨水流動方向的長度w之間的關(guān)系滿足下述的公式(2)。因此，與第一實施例相比，能夠以更加有效的方式抑制墨水在噴射開口部分13b的墨水邊界13a的附近滯留，以免因墨水通過噴射開口蒸發(fā)而造成墨水的色材濃度變化以及墨水的粘度增加。更具體地，在本實施例的液體噴射頭中，如圖23所示，流入通道24的墨水流17流入到噴射開口部分13b中，抵達(dá)墨水邊界13a附近的位置(彎月面位置)，并且隨后再次通過噴射開口部分13b的內(nèi)部返回到通道24中。返回到通道24中的墨水通過液體收集路徑19流至上述的共用收集通道212。這樣的墨水流動不僅允許在易于受到蒸發(fā)影響的噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水流出至通道24，而且也允許在蒸發(fā)影響尤為顯著的墨水邊界13a附近的墨水流出至通道24，并且不會在噴射開口部分13b內(nèi)部滯留。結(jié)果，可以允許在噴射開口周圍、尤其是在易于受到墨水水分蒸發(fā)等影響的位置處的墨水流出且不會在此滯留，并且能夠抑制墨水變粘稠或者墨水的色材濃度增加。本實施例能夠抑制墨水邊界13a的至少一部分的粘度增加，并且因此當(dāng)與整個墨水邊界13a的粘度增加的情況相比時，能夠進(jìn)一步減小對噴射(例如對噴射速度的變化等)的影響。

本實施例的上述墨水流17至少在墨水邊界13a周圍的中央部分(噴射開口的中心部分)處具有沿著通道24內(nèi)部的墨水流動方向(在圖23中的從左側(cè)至右側(cè)的方向)的速度分量(在下文中稱作正速度分量)。在本說明書中，墨水流17至少在墨水邊界13a周圍的中央部分處具有正速度分量的流動模式被稱作“流動模式a”。另外，正如以下的比較例中所述，墨水流17在墨水邊界13a周圍的中央部分處具有方向與正速度分量相反的負(fù)速度分量的流動模式被稱作“流動模式b”。

圖24a和圖24b是圖解了噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水的色材濃度狀態(tài)的示圖。圖24a圖解了本實施例的狀態(tài)，圖24b圖解了比較例的狀態(tài)。更具體地，圖24a圖解了流動模式a的情況，圖24b圖解了上述比較例所涉及的流動模式b的情況，在流動模式b中，在噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水邊界13a的中央部分周圍的流動具有負(fù)速度分量。此外，圖24a和24b所示的等高線表示噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水中的色材濃度分布。

基于表示通道結(jié)構(gòu)的p、w和h等的取值來確定流動模式a和b。圖24a圖解了當(dāng)墨水以1.26×10^-4ml/min的流量從液體供應(yīng)路徑18流至液體噴射頭的通道24時的流動模式a的狀態(tài)，所述液體噴射頭具有h為14μm、p為5μm且w為12.4μm的形狀。與此同時，圖24b圖解了當(dāng)墨水以1.26×10^-4ml/min的流量從液體供應(yīng)路徑18流至液體噴射頭的通道24時的流動模式b的狀態(tài)，所述液體噴射頭具有h為14μm、p是11μm且w為12.4μm的形狀。圖24b示出的流動模式b中的噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水的色材濃度高于圖24a示出的流動模式a中的噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水的色材濃度。換言之，在圖24a示出的流動模式a中，通過具有正速度分量的墨水流17抵達(dá)墨水邊界13a周圍的部分處，可以將噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水一直置換到通道24中(允許流出)。以這種方式，能夠抑制墨水在噴射開口部分13b的內(nèi)部滯留。結(jié)果，能夠抑制色材濃度和粘度的增加。

圖25是用于描述從產(chǎn)生流動模式a的液體噴射頭(頭a)噴射的墨水的色材濃度以及從產(chǎn)生流動模式b的液體噴射頭(頭b)噴射的墨水的色材濃度之間的比較。該圖示出了與噴射墨水同時在通道24中產(chǎn)生墨水流17的情況相對應(yīng)的數(shù)據(jù)以及與噴射墨水同時沒有產(chǎn)生墨水流17并且在每一個頭a和頭b的通道內(nèi)部都不存在墨水流動的情況相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。另外，在該圖中，橫軸表示從噴射開口噴射墨水之后所經(jīng)歷的時間，縱軸表示由噴射的墨水在打印介質(zhì)上形成的點的色材濃度比。該濃度比是在將由以100hz的噴射頻率噴射的墨水所形成的點的濃度設(shè)定為1時，在每一段經(jīng)歷的時間之后由噴射的墨水形成的點的濃度比。

如圖25所示，當(dāng)沒有產(chǎn)生墨水流17時，在頭a和b兩者中，在經(jīng)歷1秒或更長的時間之后的濃度比變?yōu)?.3或者更大，并且墨水的色材濃度在相對較短的時間內(nèi)升高。另外，當(dāng)在頭b中產(chǎn)生墨水流17時，濃度比處于高達(dá)約1.3的范圍內(nèi)，并且在與沒有產(chǎn)生任何墨水流的情況相比時，能夠抑制色材濃度增加。然而，已經(jīng)增加了色材濃度的墨水(對應(yīng)于高達(dá)1.3的濃度比)會在噴射開口部分中滯留。另一方面，當(dāng)在頭a中產(chǎn)生墨水流時，色材濃度比的范圍是1.1或者更小。根據(jù)驗證而了解到：當(dāng)色材濃度變化約為1.2或者更小時，人難以視覺識別顏色的不均勻。換言之，即使在經(jīng)歷的時間約為1.5秒時，頭a也能抑制色材濃度變化以免造成視覺上可識別的顏色的不均勻，并且因此比頭b更為理想。圖25圖解了色材濃度隨著蒸發(fā)而增加的情況。然而，本實施例的液體噴射頭也可以在色材濃度隨著蒸發(fā)而減小時類似地抑制色材濃度的變化。

根據(jù)發(fā)明人的驗證等而了解到：在本實施例的產(chǎn)生流動模式a的液體噴射頭中，通道24的高度h、孔板(通道形成構(gòu)件12)的厚度p、以及噴射開口的長度(直徑)w之間的關(guān)系滿足以下的公式(2)。

h^-0.34×p^-0.66×w>1.7公式(2)

在下文中，上述公式(2)的右側(cè)的值將被稱作判定值j。根據(jù)發(fā)明人的驗證等而了解到：滿足公式(2)的液體噴射頭會處于圖23所示的流動模式a，并且產(chǎn)生流動模式b的液體噴射頭不滿足公式(2)。

在下文中，將描述公式(2)。

圖26是圖解了第二實施例的產(chǎn)生流動模式a的液體噴射頭和比較例的產(chǎn)生流動模式b的液體噴射頭之間的關(guān)系的示圖。圖26的橫軸表示p與h之比(p/h)，縱軸表示w與p之比(w/p)。閾值線20是滿足以下公式(3)的線。

(w/p)＝1.7×(p/h)^-0.34公式(3)

在圖26中，在由閾值線20上方的斜線表示的區(qū)域中給出的h、p和w之間的關(guān)系對應(yīng)于液體噴射頭中的流動模式a，并且在閾值線20下方以及閾值線20上的區(qū)域中給出的h、p和w之間的關(guān)系對應(yīng)于液體噴射頭中的流動模式b。換言之，對應(yīng)于液體噴射頭中的流動模式a的關(guān)系滿足以下的公式(4)。

(w/p)>1.7×(p/h)^-0.34公式(4)

在變換公式(4)時，獲得公式(2)。因此，h、p和w之間的關(guān)系滿足公式(2)的頭(其判定值j為1.7或者更大的頭)對應(yīng)于流動模式a。

將參照圖27a至圖27d以及圖28進(jìn)一步描述該關(guān)系。圖27a至圖27d是用于描述對應(yīng)于圖26所示的閾值線20上方和下方的每一個區(qū)域的、在液體噴射頭中的噴射開口部分13b周圍的墨水流17的流動情況的示圖。圖28是用于描述與液體噴射頭的各種形狀相關(guān)的、流動是對應(yīng)于流動模式a還是對應(yīng)于流動模式b的示圖。在圖28中，黑色圓點標(biāo)記表示對應(yīng)于流動模式a的液體噴射頭，而x標(biāo)記表示對應(yīng)于流動模式b的液體噴射頭。

圖27a圖解了液體噴射頭中的墨水流動，所述液體噴射頭具有h為3μm、p為9μm且w為12μm的形狀并且所述液體噴射頭的判定值j為1.93(大于1.7)。換言之，圖27a中示出的示例對應(yīng)于流動模式a。該頭對應(yīng)于圖28中的點a。

圖27b圖解了液體噴射頭中的墨水流動，所述液體噴射頭具有h為8μm、p為9μm且w為12μm的形狀并且所述液體噴射頭的判定值為1.39(小于1.7)。換言之，該流動對應(yīng)于流動模式b。該頭對應(yīng)于圖28中的點b。

圖27c圖解了液體噴射頭中的墨水流動，所述液體噴射頭具有h為6μm、p為6μm且w為12μm的形狀并且所述液體噴射頭的判定值為2.0(大于1.7)。換言之，該流動對應(yīng)于流動模式a。另外，該頭對應(yīng)于圖28中的點c。

最后，圖27d圖解了液體噴射頭中的墨水流動，所述液體噴射頭具有h為6μm、p為6μm且w為6μm的形狀并且所述液體噴射頭的判定值為1.0(小于1.7)。換言之，該流動對應(yīng)于流動模式b。另外，該頭對應(yīng)于圖28中的點d。

如上所述，可以將圖26中的閾值線20用作邊界以將液體噴射頭分類成對應(yīng)于流動模式a的液體噴射頭和對應(yīng)于流動模式b的液體噴射頭。換言之，公式(2)中的判定值j大于1.7的液體噴射頭對應(yīng)于流動模式a，并且墨水流17至少在墨水邊界13a的中央部分處具有正速度分量。

接下來，將描述分別從產(chǎn)生流動模式a的液體噴射頭(頭a)和產(chǎn)生流動模式b的液體噴射頭(頭b)噴射的墨水液滴的噴射速度之間的比較。

圖29a和圖29b是圖解了在從處于每一種流動模式的液體噴射頭噴射之后再暫停一段時間之后的噴射次數(shù)(發(fā)射次數(shù))和與之對應(yīng)的噴射速度之間的關(guān)系的示圖。

圖29a圖解了當(dāng)使用頭b噴射包含不小于20％的重量百分比的固體含量的顏料墨水時的噴射次數(shù)和噴射速度之間的關(guān)系，所述顏料墨水在噴射溫度下的粘度約為4cp。如圖29a所示，即使在墨水流17存在的情況下，噴射速度也會根據(jù)暫停時間而減小，直到約二十次噴射為止。圖29b圖解了當(dāng)使用頭a噴射與圖29a相同的顏料墨水時的噴射次數(shù)和噴射速度之間的關(guān)系，并且噴射速度在暫停之后不會從第一次噴射開始減小。在該實驗中，使用包含不小于20％的重量百分比的固體含量的墨水。然而，濃度不會限制本發(fā)明。即使涉及墨水中的固體含量的易分散性，在噴射包含不小于約8％的重量百分比的固體含量的墨水時也能夠清楚地體現(xiàn)模式a的效果。

如上所述，在產(chǎn)生流動模式a的頭中，即使在所使用的墨水的噴射速度因墨水從噴射開口蒸發(fā)導(dǎo)致墨水變粘稠而易于減小的情況下也能夠抑制墨水液滴的噴射速度的減小。

如前所述，在正常環(huán)境中，與通道形狀相關(guān)聯(lián)的p、w和h之間的關(guān)系等對于噴射開口內(nèi)部的墨水流17是對應(yīng)于流動模式a還是對應(yīng)于流動模式b具有決定性影響。除了這些條件以外，在與p、w和h相比時，例如墨水流17的速度、墨水粘度、以及噴射開口13沿著垂直于墨水流17的流動方向的方向的寬度(噴射開口的沿著與w正交的方向的長度)具有的影響極小。因此，可以基于液體噴射頭(噴墨打印設(shè)備)的所需規(guī)格或者使用環(huán)境的條件而適當(dāng)?shù)卦O(shè)定墨水流動速度或者墨水粘度。例如，通道24中的墨水流17的流動速度可以設(shè)定為0.1mm/s至100mm/s，油墨在噴射溫度下的能夠適用的墨水粘度可以是不大于30cp。另外，當(dāng)從噴射開口蒸發(fā)的量因使用時的環(huán)境變化等而增大時，可以通過適當(dāng)增加墨水流17的流量而獲得流動模式a。在處于流動模式b的液體噴射頭中，即使在增加流量時也無法獲得流動模式a。換言之，對于是獲得流動模式a還是流動模式b具有決定性影響的是如上所述與液體噴射頭的形狀相關(guān)聯(lián)的h、p和w之間的關(guān)系，而不是墨水的流動速度或者墨水粘度這樣的條件。另外，在對應(yīng)于流動模式a的各種液體噴射頭中，特別地，h為不大于20μm、p為不大于20μm且w為不大于30μm的液體噴射頭能夠執(zhí)行高分辨率打印并且因此是優(yōu)選的。

如前文所述，產(chǎn)生流動模式a的液體噴射頭允許噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水尤其是墨水邊界周圍的墨水因抵達(dá)墨水邊界13a周圍的部分的墨水流17具有正速度分量而流出至通道24。因此，抑制墨水滯留在噴射開口部分13b中。以這種方式，相對于墨水從噴射開口蒸發(fā)，可以減少噴射開口部分內(nèi)部的墨水的色材濃度等的增加。另外，在本實施例中，執(zhí)行墨水噴射操作，同時通道24內(nèi)部的墨水如上所述地流動。因此，在噴射墨水的同時，使得從通道24(壓力室23)進(jìn)入噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水流抵達(dá)墨水邊界并且隨后返回到墨水通道中。結(jié)果，即使在打印操作的暫停狀態(tài)中，也始終可以減少噴射開口部分13b內(nèi)部的色材濃度的增加。由此，可以在打印操作暫停之后順利地執(zhí)行第一次噴射的噴射，并且可以減少顏色不均勻等問題的出現(xiàn)。然而，本發(fā)明能夠應(yīng)用于在執(zhí)行墨水噴射操作的同時墨水通道24中的墨水停止流動的液體噴射頭。可以通過在打印操作暫停之后在墨水通道內(nèi)部產(chǎn)生循環(huán)流動來減輕噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水變粘稠，并且可以在循環(huán)流動停止之后噴射墨水。

(第三實施例)

圖30是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖。相同的附圖標(biāo)記將賦予與上述實施例中相同的部分并且將省略其描述。如圖30所示，在本實施例中，通道24的在噴射開口13(噴射開口部分13b)附近的高度小于通道24的另外部分的高度。具體地，通道24的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向在介于通道24和噴射開口部分13b之間的連通部分的上游側(cè)處的高度h小于通道24的在介于通道24和液體供應(yīng)路徑18之間的連通部分中的高度(參見圖22a至圖22c)。也是在本實施例中，設(shè)定h、p和w的尺寸以使得滿足公式(1)，從而允許墨水流17的至少一部分沿著從壓力室23到墨水邊界13a的方向抵達(dá)對應(yīng)于噴射開口部分13b的一半或者更多的位置處，并且隨后返回到通道24中。此外，也是在本實施例的構(gòu)造中，設(shè)定h、p和w中的每一者的尺寸以使得滿足產(chǎn)生流動模式a的公式(2)。

在本實施例中，當(dāng)從介于通道24和液體供應(yīng)路徑18之間的連通部分到噴射開口部分附近的部分的通道的高度、以及從噴射開口部分附近的部分到液體收集路徑19的通道的高度被設(shè)定為相對較高時，所述部分的通道阻力可以設(shè)定為較低。另外，當(dāng)噴射開口部分13b周圍的通道高度h設(shè)定為相對較小時，可以獲得第一實施例中描述的流動模式a的液體噴射頭。通常，當(dāng)通道24的高度設(shè)定為整體較低以用于滿足公式(2)時，從液體供應(yīng)路徑18或液體收集路徑19到噴射開口13的通道阻力增大，并且在某些情況下因噴射而不充足的墨水的再填充速度(再充填速度)減小。因此，作為本實施例的構(gòu)造，將噴射開口13附近的通道高度設(shè)定為小于其它部分的通道高度以允許在滿足公式(1)和(2)的同時確保必要的再填充速度。因此，既能實現(xiàn)抑制噴射開口處的墨水粘度增加，也能實現(xiàn)高速打印(提高生產(chǎn)率)。

(第四實施例)

圖31是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例在液體噴射頭內(nèi)部中流動的墨水的墨水流動情況的示圖。在圖31中，凹部13c形成在孔板12的表面上的噴射開口13周圍。換言之，噴射開口13形成在凹部13c中(凹部13c的底部表面)，所述凹部13c形成在孔板上。在正常狀態(tài)和存在循環(huán)流動的穩(wěn)定狀態(tài)中，墨水的彎月面(墨水邊界13a)形成在介于噴射開口13和凹部13c的底部表面之間的邊界表面上。也是在本實施例中，設(shè)定h、p和w的尺寸以使得滿足公式(1)，從而允許墨水流17的至少一部分沿著從壓力室23到墨水邊界13a的方向抵達(dá)對應(yīng)于噴射開口部分13b的一半或者更多的位置處，并且隨后返回到通道24中。此外，也是在本實施例的構(gòu)造中，設(shè)定h、p和w的尺寸以使得滿足公式(2)，從而產(chǎn)生流動模式a。在本實施例中，公式(1)和(2)中的p對應(yīng)于噴射開口部分的長度，即如圖31所示的從形成有墨水彎月面的部分到通道24的長度。也就是說，孔板12的在與噴射開口13相接觸的部位周圍的厚度比在另外的部位更薄。具體地，孔板12的在噴射開口13周圍的厚度比孔板的在介于通道24和液體供應(yīng)路徑18之間的連通部分中的厚度更薄(參見圖22a至圖22c)。

在本實施例中，孔板的在噴射開口部分13b周圍的厚度p可以設(shè)定為較小，而孔板12的厚度就整個頭而言在一定程度上保持較厚。通常，當(dāng)噴射開口部分的長度p設(shè)定為較短以用于滿足公式(1)和(2)時，整個孔板的厚度變薄，并且孔板的強度降低。然而，根據(jù)本實施例的構(gòu)造，除了第一實施例和第二實施例的效果之外，還能夠確?？装?2的整體強度。

(第五實施例)

圖32是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第五實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖。如圖32所示，通道24的在連接到噴射開口13的部分周圍的高度小于另外的部位。另外，凹部13c形成在孔板12表面上的噴射開口13周圍。作為具體構(gòu)造，通道24的沿著通道內(nèi)部的液體流動方向在介于通道24和噴射開口部分13b之間的連通部分的上游側(cè)處的高度h低于通道24的在介于通道24和液體供應(yīng)路徑18之間的連通部分附近的高度(參見圖22a至圖22c)。而且在本實施例的構(gòu)造中，與第四實施例類似地，在正常狀態(tài)和存在循環(huán)流動的穩(wěn)定狀態(tài)中，墨水的彎月面(墨水邊界13a)形成在介于噴射開口13和凹部13c的底部表面之間的邊界表面上。

本實施例可以將噴射開口周圍的通道高度h設(shè)定為較低，同時從液體供應(yīng)路徑18或液體收集路徑19到噴射開口13的通道阻力能夠保持較低。此外，本實施例可以將噴射開口部分13b的長度p設(shè)定為較短。通常，當(dāng)通道24的在連接到噴射開口13的部分周圍的高度被設(shè)定為低于另外的部位時，孔板12的在噴射開口13周圍的厚度相應(yīng)地變厚，并且噴射開口13的長度p變長。另一方面，根據(jù)本實施例的構(gòu)造，除了第一實施例和第二實施例的效果之外，還能夠確保必要的再填充速度。

(第六實施例)

圖33是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第六實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖。如圖33所示，本實施例的液體噴射頭在介于通道24和噴射開口部分13b之間的連通部分中具有階梯部。在本實施例中，從噴射開口13到形成有階梯部的部分的這一部分對應(yīng)于噴射開口部分13b，并且噴射開口部分13b通過其直徑大于噴射開口部分13b的直徑的部分(通道的一部分)連接到通道24。因此，如圖所示地限定本實施例中的p、w和h。而且在液體噴射頭中，設(shè)定h、p和w的尺寸以使得滿足公式(1)，從而允許墨水流17的至少一部分沿著從壓力室23至墨水邊界13a的方向抵達(dá)對應(yīng)于噴射開口部分13b的一半或者更多的位置處，并且隨后返回到通道24中。此外，設(shè)置h、p和w的尺寸以使得滿足公式(2)，從而產(chǎn)生流動模式a。

以這種方式，當(dāng)從通道朝向噴射開口的部分具有多階梯式結(jié)構(gòu)時，沿著從能量產(chǎn)生元件15朝向噴射開口13的方向的流動阻力可以設(shè)定為相對較小。以這種方式，本實施例的構(gòu)造允許提高噴射效率，并且因此除了第一實施例和第二實施例的效果之外，本實施例的構(gòu)造例如在噴射不大于5pl的小液滴時是優(yōu)選的。

(第七實施例)

圖34是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第七實施例在液體噴射頭內(nèi)部流動的墨水的墨水流動情況的示圖。如圖34所示，允許噴射開口13和通道24之間連通的噴射開口部分13b具有截頭圓錐體的形狀。具體地，噴射開口部分13b在通道側(cè)的開口尺寸大于噴射開口部分13b在噴射開口13側(cè)的開口尺寸并且側(cè)壁具有漸縮的形狀。根據(jù)該構(gòu)造，沿著從能量產(chǎn)生元件15朝向噴射開口13的方向的流動阻力能夠設(shè)定為相對較小并且因此能夠提高噴射效率。而且在本實施例中，設(shè)定h、p和w的尺寸以使得滿足公式(1)，從而允許墨水流17的至少一部分沿著從壓力室23到墨水邊界13a的方向抵達(dá)對應(yīng)于噴射開口部分13b的一半或者更多的位置處并且隨后返回到通道24中。此外，也是在本實施例中，設(shè)定h、p和w的大小以使得滿足公式(2)從而產(chǎn)生流動模式a。在本實施例中，關(guān)于公式(1)和(2)中的w，如圖34所示，在噴射開口部分13b和通道24之間的連通部分的長度被定義為w。除了第一實施例的效果之外，例如，本實施例的構(gòu)造在噴射不大于5pl的小液滴時是優(yōu)選構(gòu)造。

(第八實施例)

圖35a和圖35b是圖解了液體噴射頭尤其是根據(jù)本發(fā)明的第八實施例的噴射開口的形狀的兩個示例的示圖，并且示出了沿著從噴射開口13噴射液體的方向觀察的液體噴射頭的平面圖(示意圖)。本實施例的噴射開口13具有突出部13d形成在彼此相對的位置處且每一個突出部都朝向噴射開口的中心伸出的形狀。突出部13d從噴射開口13的外表面連續(xù)地一直延伸到噴射開口部分13b的內(nèi)部。而且在具有突出部的形狀中，設(shè)定h、p和w的尺寸以使得滿足公式(1)，從而允許墨水流17的至少一部分沿著從壓力室23到墨水邊界13a的方向抵達(dá)對應(yīng)于噴射開口部分13b的一半或者更多的位置處，并且隨后返回到通道24中。此外，設(shè)定h、p和w的尺寸以使得滿足公式(2)，從而產(chǎn)生流動模式a。

在圖35a所示的示例的噴射開口中，形成了沿著與通道24內(nèi)部的液體流交叉的方向突出的突出部13d。在35b所示的示例的噴射開口中，形成沿著墨水流動方向突出的突出部。當(dāng)在噴射開口13中形成突出部時，與在噴射開口內(nèi)部的另外的部分中的彎月面相比，能夠更容易地保持在突出部13d之間形成的彎月面，并且可以在更早的時間切斷從噴射開口伸出的液滴的尾部。以這種方式，能夠抑制與伴隨主液滴的小液滴相對應(yīng)的霧的出現(xiàn)。

圖44a至圖45b是圖解了在圖35b中示出的液體噴射頭的更加具體構(gòu)造的示圖。在圖44a、44b的構(gòu)造中，本實施例的相應(yīng)部分的具體尺寸為h＝16μm、p＝6μm、w＝22μm且判定值j＝2.6；在圖45a、45b的構(gòu)造中，h＝5μm、p＝5μm、w＝20μm且判定值j＝4.3。

(第九實施例)

圖36a至圖38是圖解了根據(jù)本發(fā)明的第九實施例的液體噴射頭的示圖。本實施例改進(jìn)了第二至第八實施例但并不限制上述實施例。將參照圖36a和36b以及圖37a和37b描述墨水等從形成在噴射開口13中的墨水邊界13a蒸發(fā)的蒸發(fā)量與墨水流17的流量之間的關(guān)系。當(dāng)從墨水邊界13a蒸發(fā)的蒸發(fā)量相對較大并且墨水流17的流率相對于根據(jù)環(huán)境條件等的蒸發(fā)量而言較小時，如圖36a所示在噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水流動中朝向墨水邊界13a的流動占主要地位。在下文中，這樣的狀態(tài)將被稱作狀態(tài)d：如上文所述在噴射開口部分13b中的墨水流動中，朝向墨水邊界13a的流動占主要地位。在狀態(tài)d的情況下，如圖37a所示，噴射開口部分內(nèi)部的色材濃度因蒸發(fā)而變得相對較高。相反地，當(dāng)墨水流17即使在蒸發(fā)量較大的情況下相對于蒸發(fā)量也很充足時，如36b所示，在噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水流動中，與朝向墨水邊界13a的流動相比，墨水流17占主要地位。在下文中，這樣的狀態(tài)將被稱作狀態(tài)c：如上文所述在噴射開口部分13b內(nèi)部的墨水流動中，與朝向墨水邊界13a的流動相比，墨水流17占主要地位。以這種方式，如圖37b所示，噴射開口部分內(nèi)部的彩色材料濃度變得相對較低。換言之，在滿足在第一實施例和第二實施例中描述的公式(1)和(2)的液體噴射頭中，能夠存在狀態(tài)c。更加具體地，在使用所述液體噴射頭時，即使在從墨水邊界13a蒸發(fā)的蒸發(fā)量因環(huán)境條件等增加的情況下，也能夠通過充分地增加墨水流17的流量而獲得狀態(tài)c。由此，能夠進(jìn)一步抑制因墨水從噴射開口蒸發(fā)而改變色材濃度的墨水滯留在噴射開口部分13b中。

將描述作為比較例的不滿足公式(2)的液體噴射頭的情況。在該比較例中，即使在增加墨水流17的流量時也無法獲得流動模式a。換言之，需要滿足公式(2)才能獲得流動模式a。

在此，即使在滿足公式(2)的液體噴射頭的情況下，壓力損失也會隨著墨水流17的量的增加而增大。為此，需要增大共用供應(yīng)路徑211和共用收集通道(參見圖2和圖3)之間的壓差。另外，液體噴射頭內(nèi)部一直到每個噴射開口的壓差增大，并且難以使噴射特性均一化。因此，從這些角度看，理想的是將墨水流17的流量設(shè)定為盡可能小。

就這方面而言，將在下文描述用于在產(chǎn)生流動模式a的液體噴射頭中獲得狀態(tài)c的墨水流17的流速條件的示例。

本實施例在下文設(shè)定的條件用以阻止色材濃度因蒸發(fā)而改變的墨水滯留在液體噴射頭中的噴射開口部分13b內(nèi)部，在所述液體噴射頭中，h介于3μm至6μm之間，p介于3μm至6μm之間，且w介于17μm至25μm之間。換言之，墨水流17的平均流速v17以及從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12之間的關(guān)系設(shè)定為下文的公式(5)。

v17≥27×v12公式(5)

根據(jù)發(fā)明人的驗證等而了解到：滿足公式(5)的液體噴射頭對應(yīng)于流動模式a。因為h介于3μm至6μm之間、p介于3μm至6μm之間且w大于或等于17μm的液體噴射頭滿足公式(2)，所以能夠通過相對于蒸發(fā)量使足量的墨水循環(huán)來獲得狀態(tài)c。上述公式(5)是指示獲得狀態(tài)c所必需的循環(huán)流速的公式。將參照圖38描述公式(5)。

圖38是圖解了在獲得狀態(tài)c的蒸發(fā)速率和循環(huán)流速之間的關(guān)系以及在獲得狀態(tài)d的蒸發(fā)速率和循環(huán)流速之間的關(guān)系的示圖。圖38的橫軸表示蒸發(fā)速率v12，圖38的縱軸表示因循環(huán)導(dǎo)致的墨水流的流速v17。針對對應(yīng)于四種形狀的相應(yīng)噴射頭1至4給出了用于每一種流動模式的數(shù)據(jù)。在液體噴射頭1中，h為6μm、p為6μm、w為17μm且判定值j為2.83。在液體噴射頭2中，h為6μm、p是6μm、w為21μm且判定值j為3.5。在液體噴射頭3中，h為5μm、p為3μm、w為21μm且判定值j為5.88。在液體噴射頭4中，h為5μm、p為3μm、w為25μm且判定值j為7.0。

根據(jù)圖38能夠理解的是，在一個液體噴射頭中獲得狀態(tài)c而非狀態(tài)d所必需的循環(huán)流速v17與蒸發(fā)流速v12成比例。另外，能夠理解的是，獲得狀態(tài)c所必需的循環(huán)流速隨著判定值j的減小而增大。此外，在使用h介于3μm至6μm之間、p介于3μm至6μm之間且w介于17至25μm之間的液體噴射頭并且判定值j為對應(yīng)于最小值的2.83(液體噴射頭1)的情況下，當(dāng)循環(huán)流速被設(shè)定為蒸發(fā)流速的不小于27倍時獲得狀態(tài)c。因此，在h介于3μm至6μm之間、p介于3μm至6μm之間且w大于或等于17μm的液體噴射頭中，當(dāng)滿足公式(5)時獲得狀態(tài)c，并且能夠抑制色材濃度因蒸發(fā)而變化的墨水滯留在噴射開口部分13b中。換言之，能夠減少因液體從噴射開口13蒸發(fā)而造成的圖像的顏色不均勻的出現(xiàn)。例如，在發(fā)明人的實驗中，從w為18μm的圓形噴射開口蒸發(fā)的蒸發(fā)量約為140pl/s，并且平均蒸發(fā)流速約為1.35×10^-4m/s。因此，在此情況下，平均值為不小于0.0036m/s的循環(huán)流速是必需的。在此，蒸發(fā)量表示當(dāng)噴射開口部分13b中的墨水的濃度沒有變化時的蒸發(fā)量。

類似地，在使用h為8μm、p為8μm且w為17μm的液體噴射頭并且判定值j為2.13的情況下，當(dāng)墨水流17的平均流速v17被設(shè)定為從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12的不小于50倍時，獲得狀態(tài)c。因此，在h為不大于8μm、p為不大于8μm且w為不小于17μm的液體噴射頭中，當(dāng)墨水流17的平均流速v17被設(shè)定為從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12的不小于50倍時，獲得狀態(tài)c。因此，能夠抑制因蒸發(fā)而改變色材濃度的墨水滯留在噴射開口部分13b中。結(jié)果，能夠減少因液體從噴射開口13蒸發(fā)而導(dǎo)致出現(xiàn)圖像的顏色不均勻。與上述描述類似地，當(dāng)從w為18μm的圓形噴射開口蒸發(fā)的蒸發(fā)量約為140pl/s時，平均值為0.0067m/s的循環(huán)流速是必需的。

類似地，在使用h為15μm、p為7μm且w為17μm的液體噴射頭并且判定值j為1.87的情況下，當(dāng)墨水流17的平均流速v17被設(shè)定為從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12的不小于50倍時，能夠獲得狀態(tài)c。因此，在h為不大于15μm、p為不大于7μm且w為不小于17μm的液體噴射頭中，當(dāng)墨水流17的平均流速v17被設(shè)定為從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12的不小于100倍時，能夠獲得狀態(tài)c。與上述描述類似地，當(dāng)從w為18μm的圓形噴射開口蒸發(fā)的蒸發(fā)量約為140pl/s時，平均值為不小于0.0135m/s的循環(huán)流速是必需的。

接下來，將描述不同的液體噴射頭的構(gòu)造。本液體噴射頭是h為不大于14μm、p為不大于12μm且w為不小于17μm，并且h、p和w滿足公式(2)的液體噴射頭。該液體噴射頭滿足下述的公式(6)，以使得能夠抑制因墨水從噴射開口蒸發(fā)而改變色材濃度的墨水滯留在噴射開口部分13b中。換言之，墨水流17的平均流速v17和從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12滿足下文公式。

v17≥900×v12公式(6)

在h為12.3μm、p為9μm且w為17μm(判定值j為1.7)的液體噴射頭中，通過將墨水流17的平均流速v17設(shè)定為從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12的900倍而獲得狀態(tài)c。類似地，在h為10μm、p為10μm且w為17μm(判定值j為1.7)的液體噴射頭中，通過將墨水流17的平均流速v17設(shè)定為從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12的900倍而獲得狀態(tài)c。類似地，在h為8.3μm、p為11μm且w為17μm(判定值j為1.7)的液體噴射頭中，通過將墨水流17的平均流速v17設(shè)定為從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12的900倍而獲得狀態(tài)c。類似地，在h為7μm、p為12μm且w為17μm(判定值j為1.7)的液體噴射頭中，通過將墨水流17的平均流速v17設(shè)定為從墨水邊界13a蒸發(fā)的平均蒸發(fā)流速v12的900倍而獲得狀態(tài)c。

因此，h為不大于14μm、p為不大于12μm且w為不小于17μm的液體噴射頭(其中，h、p和w滿足公式(2))通過滿足公式(6)而獲得狀態(tài)c。

關(guān)于上述的第九實施例，獲得狀態(tài)c的條件總結(jié)如下。

h為不大于14μm、p為不大于12μm且w為不小于17μm和不大于30μm。此外，通道中的液體的流速為從噴射開口蒸發(fā)的蒸發(fā)速率的不小于900倍。

可選地，h為不大于15μm、p為不大于7μm且w為不小于17μm和不大于30μm。此外，通道中的液體的流速為從噴射開口蒸發(fā)的蒸發(fā)速率的不小于100倍。

可選地，h為不大于8μm、p為不大于8μm且w為不小于17μm和不大于30μm。此外，通道中的液體的流速為從噴射開口蒸發(fā)的蒸發(fā)速率的不小于50倍。

可選地，h為不小于3μm和不大于6μm、p為不小于3μm和不大于6μm、并且w為不小于17μm和不大于30μm。此外，通道中的液體的流速為從噴射開口蒸發(fā)的蒸發(fā)速率的不小于27倍。

在此，即使在所有頭形狀的范圍內(nèi)使用最難獲得狀態(tài)c的形狀時，液體流速的上述調(diào)節(jié)也對應(yīng)于獲得狀態(tài)c的范圍。在所有頭形狀的范圍內(nèi)使用另外的形狀時，能夠以更小的流速獲得狀態(tài)c。

(第十實施例)

圖39a至圖42是用于描述根據(jù)本發(fā)明的第十實施例的液體噴射頭的示圖，并且本實施例涉及以下兩種類型的特征和包括噴射開口的通道形狀之間的關(guān)系。

特征1)墨水流動的流動模式

特征2)從噴射開口噴射的噴射液滴

特別地，將在下文使用三種類型的噴射開口形狀來描述與上述特征的關(guān)系，其中，作為示例，噴射量vd是5pl。

通道形狀a)h＝14μm，p＝11μm，w＝16μm(j＝1.34)

通道形狀b)h＝09μm，p＝11μm，w＝18μm(j＝1.79)

通道形狀c)h＝14μm，p＝06μm，w＝18μm(j＝2.30)

在此，

h：通道24的沿著通道24內(nèi)部的液體流動方向在上游側(cè)處的高度(參見圖22a至圖22c)

p：噴射開口部分13b的沿著從噴射開口13噴射液體的方向的長度(參見圖22a至圖22c)

w：噴射開口部分13b的沿著通道24內(nèi)部的液體流動方向的長度(參見圖22a至圖22c)

z：噴射開口13的內(nèi)切圓的有效長度。

然而，因為噴射開口13為圓形(參見圖22a至圖22c)，所以噴射開口13的內(nèi)切圓的有效直徑z等于w。

另外，因為在噴射量較大時易于產(chǎn)生多個主液滴和子液滴(在下文中也稱作衛(wèi)星液滴)，并且這樣的液滴會促使圖像質(zhì)量下降，所以在所述的示例中，vd為5pl。

圖39a至圖39c是圖解了三種通道形狀a至c的流動模式的示圖。圖40是圖解了當(dāng)改變噴射開口的直徑以使得噴射量vd對應(yīng)于約5pl時的判定值j的取值的等高線圖。在圖40中，橫軸表示h，而縱軸表示p。

通道形狀a的判定值j為1.34，并且產(chǎn)生如圖39a所示的流動模式b。通過將通道形狀a的h與p相加獲得的尺寸(在下文中也稱作oh)為25μm。然而，h或p需要設(shè)定成較小，并且oh需要減小，以增大判定值j。當(dāng)oh等于20μm時，僅將h設(shè)定成較小的通道形狀b的判定值j為1.79，并且產(chǎn)生如圖39b所示的流動模式a。另外，僅將p設(shè)定成較小的通道形狀c的判定值j為2.30，并且類似地對應(yīng)于如圖39c所示的流動模式a。另外，在通道形狀c中，當(dāng)與通道形狀b相比時，墨水流的流動易于進(jìn)入到噴射開口內(nèi)部，并且可以進(jìn)一步抑制墨水滯留在噴射開口部分13b內(nèi)部。因此，關(guān)于墨水流動的流動模式給出以下的形狀。

形狀特征(1)：對于相同的oh，p優(yōu)選地設(shè)定為較小(參見圖40)。

形狀特征(2)：oh優(yōu)選地減小(參見圖40)。

與此同時，圖41a至圖41c是圖解了觀察相應(yīng)的三種類型的通道形狀a至c的噴射液滴的觀察結(jié)果的示圖。圖42是圖解了通過計算在噴射開口的直徑變化以使得噴射量vd對應(yīng)于約5pl的情況下氣泡與大氣連通所用的時間(在下文中也稱作tth)而獲得的值的等高線圖。在圖42中，橫軸表示h，而縱軸表示p。

圖41a和圖41c圖解了產(chǎn)生兩種類型的噴射液滴(分別對應(yīng)于主液滴和衛(wèi)星液滴)的情況。同時，圖41b圖解了產(chǎn)生主液滴和多個衛(wèi)星液滴的情況。在通道形狀a中，tth等于5.8μs。在通道形狀c中，tth等于4.5μs。另一方面，在通道形狀b中，tth等于3.8μs并且tth變小(參見圖42)。通常，當(dāng)噴射量vd如本實施例中那樣較大時，并且當(dāng)tth因易于產(chǎn)生長形尾部(拖尾)而較小時，產(chǎn)生多個衛(wèi)星液滴，并且當(dāng)tth較小時產(chǎn)生由不穩(wěn)定的尾部導(dǎo)致的多個節(jié)段，也就便于與大氣連通。結(jié)果，長形尾部的數(shù)量可能無法減小為一個，并且如圖41b所示產(chǎn)生多個衛(wèi)星液滴。因此，可以針對衛(wèi)星液滴施加以下的約束。

形狀特征(3)：對于相同的oh，p優(yōu)選地設(shè)定為較小(參見圖42)

形狀特征(4)：oh優(yōu)選地增大(參見圖42)

因此，為了增大抑制墨水滯留在噴射開口部分13b內(nèi)部所必需的判定值j，

形狀特征a)減小oh，并且

形狀特征b)對于相同的oh，將p設(shè)定為較小。

另外，為了增大抑制主液滴和衛(wèi)星液滴所必需的判定值tth，

形狀特征c)增大oh，并且

形狀特征d)對于相同的oh，將p設(shè)定為小于h。因為形狀特征a)和形狀特征c)表現(xiàn)為矛盾的特征，所以理想的是滿足以下的條件以作為折衷方案。

流動模式的判定值j＞1.7，并且與大氣連通所用時間的判定值tth優(yōu)選地＞4.0μs。

因此，優(yōu)選地采用圖42中示出的范圍。在此，在圖42所示的示圖中，當(dāng)判定值tth滿足上述條件時，判定值tth近似為：

tth＝0.350×h+0.227×p-0.100×z

上述公式表示當(dāng)h或p減小或者z增大時，tth減小并且易于產(chǎn)生多個衛(wèi)星液滴。特別地，h的敏感性約為p的敏感性的1.5倍。因此，對于相同的oh，在p設(shè)定為較小時，可以抑制tth減小，并且可以抑制產(chǎn)生衛(wèi)星液滴。因此，可以由以下公式表示上述條件。

0.350×h+0.227×p–0.100×z>4公式(7)

當(dāng)采用落入上述范圍內(nèi)的噴射開口的形狀特征時，能夠在噴射量vd為5ng時抑制產(chǎn)生衛(wèi)星液滴并且保證循環(huán)效果(抑制墨水滯留在噴射開口部分13b中)。

根據(jù)上述實施例，能夠抑制噴射開口附近的液體的性質(zhì)發(fā)生變化，并且因此能夠例如抑制墨水粘度因液體通過噴射開口蒸發(fā)而增加并且降低圖像中的顏色不均勻性。具體地，當(dāng)滿足第二實施例中描述的公式(2)時，能夠獲得流動模式a，并且能夠抑制墨水滯留在噴射開口部分13b內(nèi)部。以這種方式，能夠減小色材濃度的增加?？梢愿鶕?jù)按照本實施例所述方法使用的液體噴射頭所處的條件、環(huán)境等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定流經(jīng)通道24的墨水的流速。

盡管已經(jīng)參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不局限于所公開的示例性實施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)當(dāng)賦予最寬泛的解讀，以便涵蓋所有的變型方案以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。