JP2002137396A - Ink-jet head - Google Patents

Ink-jet head

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JP2002137396A
JP2002137396A JP2000331613A JP2000331613A JP2002137396A JP 2002137396 A JP2002137396 A JP 2002137396A JP 2000331613 A JP2000331613 A JP 2000331613A JP 2000331613 A JP2000331613 A JP 2000331613A JP 2002137396 A JP2002137396 A JP 2002137396A
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JP
Japan
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ink
nozzle member
substrate
scanning direction
head
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JP2000331613A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Michihiro
利昭 道廣
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high performance ink-jet head capable of forming a desired image by accurately impacting ink droplets on a recording paper. SOLUTION: An ink-jet head comprising on the upper surface of a glaze substrate 2 a head substrate 1 having a large number of heat generating resistors 3 and a large number of individual power feeding wirings 4 disposed in the main scanning direction, and a nozzle member 8 having a large number of ink ejecting holes 9, with a predetermined interval provided therebetween, with the gap between the head substrate 1 and the nozzle member 8 filled with an ink 10, for executing a recording operation while circulating the ink such that the ink 10 is moved on the large number of the heat generating resistors 3 in the sub scanning direction, wherein the large number of individual power feeding wirings 4 are classified in a plurality of groups as well as the individual power feeding wirings 4 belonging to each group are disposed radially so that ink supplying holes 1a are provided in a blank part on the glaze substrate between the adjacent groups and outside the groups disposed on both ends in the main scanning direction, is provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、記録紙にインク滴
を所定パターンに付着させて画像を形成するインクジェ
ットヘッドに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head for forming an image by depositing ink droplets on a recording paper in a predetermined pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、記録紙に画像を形成するため
の記録デバイスとしてインクジェットヘッドが用いられ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet head has been used as a recording device for forming an image on recording paper.

【0003】このようなインクジェットヘッドの記録方
式には、インク滴を記録紙に向けて吐出させるのに発熱
抵抗体の発する熱エネルギーを利用するものや圧電素子
の変形を利用するもの,更には電磁波の照射に伴って発
生する熱を利用するもの等があり、これらの中でも発熱
抵抗体の熱エネルギーを利用するサーマルジェットタイ
プのものは、発熱抵抗体のパターニングが容易である上
に、小さな面積の発熱抵抗体であっても比較的大きな熱
エネルギーを発生させることができることから、高密度
記録への対応に適したものとして注目されている。
[0003] The recording method of such an ink-jet head uses a method using thermal energy generated by a heating resistor, a method using deformation of a piezoelectric element, and a method using electromagnetic waves to discharge ink droplets toward recording paper. Of the thermal jet type, which uses the heat energy of the heating resistor, is easy to pattern the heating resistor, and has a small area. Since a heating resistor can generate relatively large heat energy, it is attracting attention as being suitable for high-density recording.

【0004】かかるサーマルジェットタイプのインクジ
ェットヘッドとしては、例えば図3に示す如く、グレー
ズ基板22の上面に、多数の発熱抵抗体23や多数の給
電配線24,25等が所定パターンに被着されているヘ
ッド基板21上に、前記発熱抵抗体23に1対1に対応
する多数のインク吐出孔27を有するノズル部材26
を、間に所定の間隔を空けて配置させるとともに、ヘッ
ド基板21−ノズル部材26間の間隙にインク28を充
填した構造のものが知られており、記録紙を前記ノズル
部材26の外表面に沿って搬送しなから、ヘッド基板2
1の発熱抵抗体23を個々に選択的に発熱させ、この熱
エネルギーによってインク28中に気泡Aを発生させる
とともに、該気泡Aによる圧力でもってインク28の一
部をノズル部材26のインク吐出孔27より外部に吐出
させ、これを記録紙に付着させることによって所定の画
像が記録される。
In such a thermal jet type ink jet head, for example, as shown in FIG. 3, a large number of heat generating resistors 23 and a large number of power supply wirings 24 and 25 are attached in a predetermined pattern on the upper surface of a glaze substrate 22. Nozzle member 26 having a large number of ink ejection holes 27 corresponding one-to-one to the heating resistors 23 on the head substrate 21
Are arranged with a predetermined interval therebetween, and a structure in which a gap between the head substrate 21 and the nozzle member 26 is filled with ink 28 is known, and a recording paper is placed on the outer surface of the nozzle member 26. Head substrate 2
The heating resistors 23 are individually selectively heated to generate air bubbles A in the ink 28 by the heat energy, and a part of the ink 28 is formed by the pressure of the air bubbles A into the ink ejection holes of the nozzle member 26. A predetermined image is recorded by discharging the ink from the outside 27 and attaching it to recording paper.

【0005】尚、上述したインクジェットヘッドのノズ
ル部材26には図示しないインクタンクからのインク2
8をヘッド基板21−ノズル部材26間の間隙に導入す
るためのインク供給孔29が設けられ、このインク供給
孔29には、インク28を前述のインクタンクからイン
ク供給孔29まで導くためのインク供給管30がノズル
部材26の外表面側で接続されていた。
[0005] The ink 2 from an ink tank (not shown) is applied to the nozzle member 26 of the ink jet head.
An ink supply hole 29 for introducing the ink 8 into the gap between the head substrate 21 and the nozzle member 26 is provided. In the ink supply hole 29, an ink for guiding the ink 28 from the above-described ink tank to the ink supply hole 29 is provided. The supply pipe 30 was connected on the outer surface side of the nozzle member 26.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインクジェットヘッドにおいては、インクタン
クからのインク28がノズル部材26のインク供給孔2
9を介してヘッド基板21−ノズル部材26間に導入さ
れるようになっており、ノズル部材26の外表面には、
インク28をインクタンクからインク供給孔29まで導
くためのインク供給管30が上方に突出した形で取着さ
れている。それ故、このような突出物が記録紙の走行を
妨げることのないようにするためには、記録紙の走行位
置をノズル部材26より出来るだけ遠ざけておく必要が
あり、その場合、インク吐出孔27から記録紙までの距
離が長くなってしまうことから、ノズル部材26のイン
ク吐出孔27より吐出されるインク滴を記録紙の所定位
置に正確に着弾させることが困難になり、所望する印画
を形成することが不可となる欠点を有していた。
However, in the above-mentioned conventional ink jet head, the ink 28 from the ink tank is supplied to the ink supply hole 2 of the nozzle member 26.
9 is introduced between the head substrate 21 and the nozzle member 26, and the outer surface of the nozzle member 26
An ink supply pipe 30 for guiding the ink 28 from the ink tank to the ink supply hole 29 is attached so as to protrude upward. Therefore, in order to prevent such protrusions from hindering the travel of the recording paper, it is necessary to keep the traveling position of the recording paper as far as possible from the nozzle member 26. Since the distance from the recording paper 27 to the recording paper becomes long, it becomes difficult to accurately land ink droplets discharged from the ink discharge holes 27 of the nozzle member 26 at a predetermined position on the recording paper, so that a desired print can be made. It had a disadvantage that it could not be formed.

【0007】また上述した従来のインクジェットヘッド
を用いて記録動作を行う際、例えば駆動周期0.4ms
ec以下の高速記録に対応すべく発熱抵抗体23を短時
間で繰り返し発熱させると、その直下に配されているグ
レーズ基板22の内部に多くの熱が蓄積され、グレーズ
基板22の温度が過度に高温となってしまうことがあ
る。このような温度状態のまま記録動作を続けると、イ
ンク28の吐出量が変動し、画像の濃度むらが形成され
る欠点を有していた。
When a recording operation is performed using the above-described conventional ink-jet head, for example, a driving cycle of 0.4 ms
When the heating resistor 23 is repeatedly heated in a short time in order to cope with high-speed recording of ec or less, a large amount of heat is accumulated inside the glaze substrate 22 disposed immediately below, and the temperature of the glaze substrate 22 becomes excessively high. High temperatures may occur. If the printing operation is continued in such a temperature state, the discharge amount of the ink 28 fluctuates, and the density of the image becomes uneven.

【0008】本発明は上記欠点に鑑み案出されたもの
で、その目的は、インク滴を記録紙に対して正確に着弾
させて、所望する画像を形成することが可能な高性能の
インクジェットヘッドを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks, and has as its object to provide a high-performance ink jet head capable of forming a desired image by accurately landing ink droplets on recording paper. Is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、グレーズ基板の上面に、主走査方向に配列し
た多数の発熱抵抗体、及び一端側が前記発熱抵抗体に個
別に接続され、他端側が前記発熱抵抗体より離間する方
向に導出された多数の個別給電配線を有するヘッド基板
と、前記発熱抵抗体に対応した多数のインク吐出孔を有
するノズル部材とを、間に所定の間隔を空けて配置させ
るとともに、前記ヘッド基板−ノズル部材間の間隙にイ
ンクを充填してなり、該インクが多数の発熱抵抗体上を
副走査方向に流動するようにインクを循環させながら記
録動作を行うインクジェットヘッドであって、前記多数
の個別給電配線を、主走査方向に連続するN個(Nは2
以上の自然数)の個別給電配線を一単位とした複数のグ
ループに区分するとともに、該各グループに属するN個
の個別給電配線を、その配列ピッチが他端側に比し一端
側で大となるように他端側から一端側に向けて放射状に
配置させ、隣接するグループ間及び主走査方向の両端に
位置するグループの外側に設けられるグレーズ基板上面
の空白部に、前記インクをヘッド基板−ノズル部材間に
導入するためのインク供給孔を穿設したことを特徴とす
るものである。
According to an ink jet head of the present invention, a large number of heating resistors arranged in the main scanning direction on the upper surface of a glaze substrate, one end of which is individually connected to the heating resistor, and the other end of which is connected to the heating resistor. A head substrate having a large number of individual power supply wirings derived in a direction away from the heating resistor, and a nozzle member having a large number of ink ejection holes corresponding to the heating resistor, with a predetermined space therebetween. An ink jet head which is arranged and filled with ink in a gap between the head substrate and the nozzle member, and performs a recording operation while circulating the ink such that the ink flows on a large number of heating resistors in the sub-scanning direction. Wherein a number of the individual power supply wirings are N (N is 2
The above-mentioned (natural number) individual power supply wirings are divided into a plurality of groups each having one unit, and the arrangement pitch of the N individual power supply wirings belonging to each group is larger at one end side than at the other end side. The ink is arranged radially from the other end side to the one end side, and the ink is applied to the head substrate-nozzle in a blank portion on the upper surface of the glaze substrate provided between adjacent groups and outside the groups located at both ends in the main scanning direction. An ink supply hole for introducing between the members is provided.

【0010】また本発明のインクジェットヘッドは、前
記インク供給孔の開口面積を全て等しく揃え、且つこれ
らインク供給孔を少なくとも発熱抵抗体の配列領域にわ
たって等間隔で主走査方向に配列させたことを特徴とす
るものである。
The ink jet head according to the present invention is characterized in that the opening areas of the ink supply holes are all equal, and the ink supply holes are arranged at regular intervals in the main scanning direction at least over the arrangement region of the heating resistors. It is assumed that.

【0011】本発明のインクジェットヘッドによれば、
インクタンク等からのインクを、ヘッド基板に設けたイ
ンク供給孔を介してヘッド基板の下面側よりヘッド基板
−ノズル部材間の間隙に導入するようになしたことか
ら、ノズル部材の外表面にインク供給管等の突出物を取
着させる必要がなく、これにより、記録紙の走行位置を
ノズル部材の外表面に近づけてインクジェットヘッドが
組み込まれるプリンタの全体構造を小型化することがで
きるとともに、記録紙をノズル部材の外表面に沿ってス
ムーズに搬送することができるようになる。従って、ノ
ズル部材のインク吐出孔より吐出されるインク滴は記録
紙の所定位置に正確に着弾されるようになり、所望する
画像を形成することが可能となる。
According to the ink jet head of the present invention,
Since the ink from the ink tank or the like is introduced into the gap between the head substrate and the nozzle member from the lower surface side of the head substrate through an ink supply hole provided in the head substrate, the ink is applied to the outer surface of the nozzle member. There is no need to attach a protruding object such as a supply pipe, so that the running position of the recording paper can be made closer to the outer surface of the nozzle member to reduce the overall structure of the printer in which the ink jet head is incorporated and to reduce the size of the recording. The paper can be smoothly transported along the outer surface of the nozzle member. Therefore, the ink droplets ejected from the ink ejection holes of the nozzle member can be accurately landed on a predetermined position of the recording paper, and a desired image can be formed.

【0012】また本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクを副走査方向に
流動させながら記録動作を行うようにしたことから、グ
レーズ基板中の熱は流動するインクによって効率良く冷
却されるようになる。従って、高速記録に対応すべく発
熱抵抗体を短時間で繰り返し発熱させる場合であって
も、グレーズ基板の温度を記録動作に適した温度に維持
してインクの吐出量を略一定に保つことができ、記録紙
に濃度むらの少ない良好な画像を形成することが可能と
なる。
According to the ink jet head of the present invention, since the recording operation is performed while the ink between the head substrate and the nozzle member flows in the sub-scanning direction, the heat in the glaze substrate is efficiently generated by the flowing ink. Cools well. Therefore, even when the heating resistor is repeatedly heated in a short time to cope with high-speed printing, it is possible to maintain the temperature of the glaze substrate at a temperature suitable for the printing operation and keep the ink ejection amount substantially constant. It is possible to form a good image with little density unevenness on the recording paper.

【0013】更に本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、グレーズ基板に穿設されるインク供給孔の開口面積
を全て等しく揃えた上、これらインク供給孔を少なくと
も発熱抵抗体の配列領域にわたり等間隔で主走査方向に
配列させておくことにより、多数の発熱抵抗体上を流れ
るインクの流量を略一定に制御し、グレーズ基板を主走
査方向にわたって均等に冷却することもできる。
Further, according to the ink jet head of the present invention, the opening areas of the ink supply holes formed in the glaze substrate are all equalized, and the ink supply holes are arranged at regular intervals over at least the arrangement region of the heating resistors. By arranging them in the scanning direction, it is possible to control the flow rate of the ink flowing over the large number of heating resistors to be substantially constant, and to cool the glaze substrate evenly in the main scanning direction.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係るイ
ンクジェットヘッドの断面図、図2は図1のインクジェ
ットヘッドに用いられるヘッド基板の平面図であり、同
図に示すインクジェットヘッドは、大略的に、ヘッド基
板1とノズル部材8とで構成され、この両者間に出来る
間隙にインク10が充填される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of a head substrate used in the inkjet head of FIG. 1. The inkjet head shown in FIG. 1 and a nozzle member 8, and a gap formed therebetween is filled with ink 10.

【0015】前記ヘッド基板1は、グレーズ基板2をベ
ースとし、その上面に複数の発熱抵抗体3、多数の個別
給電配線4、共通給電配線5及び複数のドライバーIC
7を取着させた構造を有している。
The head substrate 1 is based on a glaze substrate 2 and has a plurality of heating resistors 3, a large number of individual power supply wirings 4, a common power supply wiring 5, and a plurality of driver ICs on the upper surface thereof.
7 is attached.

【0016】前記グレーズ基板2は、アルミナセラミッ
クス等から成るセラミック基板2aの上面に断面円弧状
のグレーズ層2bを主走査方向に帯状に被着させて成
り、該グレーズ層2bの上面に多数の発熱抵抗体3が、
グレーズ層2bの上面からセラミック基板2aの上面に
かけて給電配線4,5等が被着・形成されている。
The glaze substrate 2 comprises a ceramic substrate 2a made of alumina ceramics or the like, and a glaze layer 2b having an arc-shaped cross section adhered on the upper surface of the ceramic substrate 2a in a band shape in the main scanning direction. The resistor 3 is
Power supply wirings 4, 5 and the like are attached and formed from the upper surface of the glaze layer 2b to the upper surface of the ceramic substrate 2a.

【0017】前記グレーズ基板2は、発熱抵抗体3や給
電配線4,5を支持するための支持母材として機能する
ものであり、これら発熱抵抗体3や給電配線4,5等の
パターンが配されていない空白部には後述するインク供
給孔1aが穿設される。
The glaze substrate 2 functions as a supporting base material for supporting the heating resistor 3 and the power supply wirings 4 and 5, and the pattern of the heating resistor 3 and the power supply wirings 4 and 5 is arranged. An ink supply hole 1a, which will be described later, is formed in a blank portion that is not formed.

【0018】尚、前記グレーズ基板2は、まずアルミ
ナ、シリカ、マグネシア等のセラミックス原料を用いて
形成したセラミックグリーンシートを所定形状に打ち抜
いた上、これを高温で焼成することによってセラミック
基板2aを得、しかる後、前記セラミック基板2aの上
面に所定のガラスペーストを従来周知のスクリーン印刷
等によって部分的に塗布し、これを高温で焼き付けてグ
レーズ層2bを形成することによって製作される。
The glaze substrate 2 is obtained by first punching a ceramic green sheet formed of a ceramic material such as alumina, silica, magnesia or the like into a predetermined shape, and firing this at a high temperature to obtain a ceramic substrate 2a. Thereafter, a predetermined glass paste is partially applied to the upper surface of the ceramic substrate 2a by a conventionally known screen printing or the like, and is baked at a high temperature to form a glaze layer 2b.

【0019】また前記グレーズ基板2の上面、具体的に
はグレーズ層2bの上面には、例えば2400個の発熱
抵抗体3が主走査方向に直線状に被着・配列され、これ
ら発熱抵抗体3の一端には共通給電配線5が共通接続さ
れ、他端には個別給電配線4の一端側が個別に接続され
る。
On the upper surface of the glaze substrate 2, specifically, on the upper surface of the glaze layer 2b, for example, 2400 heating resistors 3 are linearly attached and arranged in the main scanning direction. The common power supply wiring 5 is commonly connected to one end, and one end of the individual power supply wiring 4 is individually connected to the other end.

【0020】前記発熱抵抗体3は、例えば600dpi
(dot per inch)の密度で配列されており、その各々がT
aNやTaSiO,TaSiNO,TiSiO,TiSi
CO,NbSiO等の電気抵抗材料から成っているた
め、個別給電配線4及び共通給電配線5等を介して電源
電力が印加されるとジュール発熱を起こし、インク10
中に気泡Aを発生させるのに必要な所定の熱エネルギー
を発生する作用を為す。
The heating resistor 3 is, for example, 600 dpi.
(dot per inch) density, each of which is T
aN, TaSiO, TaSiNO, TiSiO, TiSi
Since it is made of an electric resistance material such as CO, NbSiO, etc., when power supply power is applied through the individual power supply wiring 4 and the common power supply wiring 5 and the like, Joule heat is generated and the ink 10
It acts to generate a predetermined heat energy necessary for generating bubbles A therein.

【0021】また前記発熱抵抗体3に接続されている個
別給電配線4及び共通給電配線5は、アルミニウムや銅
等の金属材料により形成されており、これら給電配線
4,5は後述するドライバーIC7の駆動に基づいて外
部からの電源電力を発熱抵抗体3に印加する作用を為
す。
The individual power supply wiring 4 and the common power supply wiring 5 connected to the heating resistor 3 are formed of a metal material such as aluminum or copper. An operation of applying an external power supply to the heating resistor 3 based on the driving is performed.

【0022】尚、前記発熱抵抗体3、個別給電配線4及
び共通給電配線5は、従来周知の薄膜形成技術、具体的
にはスパッタリング法、フォトリソグラフィー技術及び
エッチング技術等を採用し、前述の電気抵抗材料や金属
材料をグレーズ基板2の上面に所定厚み、所定パターン
に被着させることにより形成される。
The heating resistor 3, the individual power supply wirings 4, and the common power supply wirings 5 employ a conventionally known thin film forming technique, specifically, a sputtering method, a photolithography technique, an etching technique, or the like. It is formed by applying a resistance material or a metal material on the upper surface of the glaze substrate 2 in a predetermined thickness and a predetermined pattern.

【0023】また前述した多数の個別給電配線4は更
に、主走査方向に連続するN個(Nは2以上の自然数)
の個別給電配線4を一単位とした複数のグループに区分
されるとともに、各グループ毎に発熱抵抗体3より離間
する方向に導出されている。
Further, the above-mentioned large number of individual power supply wirings 4 are further N (N is a natural number of 2 or more) continuous in the main scanning direction.
Are divided into a plurality of groups each including the individual power supply wiring 4 as a unit, and each group is led out in a direction away from the heating resistor 3.

【0024】これらの各グループを構成する個別給電配
線3の個数Nは例えば「64」に設定され、これらの各
グループに属するN個の個別給電配線4は、その配列ビ
ッチが他端側に比し一端側(発熱抵抗体3側)で大とな
るように、他端側から一端側に向けて放射状に配置され
る。
The number N of the individual power supply wirings 3 constituting each group is set to, for example, “64”, and the N individual power supply wirings 4 belonging to each group are arranged such that their arrangement bitch is closer to the other end. It is arranged radially from the other end to one end so that it becomes larger at one end (the heating resistor 3 side).

【0025】また前記個別給電配線4の導出部には、該
配線4を外部電気回路に接続するための端子として機能
する接続パッドが設けらており、これらの接続パッドは
発熱抵抗体3の配列よりも高い密度でグループ毎にまと
まって主走査方向に配列される。
The lead-out portion of the individual power supply wiring 4 is provided with connection pads functioning as terminals for connecting the wiring 4 to an external electric circuit. It is arranged in the main scanning direction collectively for each group at a higher density.

【0026】尚、本実施形態においては外部電気回路と
してフリップチップ型のドライバーIC7が使用され、
前記接続パッドはドライバーIC7の端子に半田等のロ
ウ材を介して電気的に接続される。このドライバーIC
7は、個別給電配線4のグループと1対1に対応するよ
うにしてグレーズ基板2の上面にフェースダウンボンデ
ィングにて搭載され、外部からの画像データに基づいて
発熱抵抗体3のジュール発熱を制御する。
In this embodiment, a flip-chip type driver IC 7 is used as an external electric circuit.
The connection pad is electrically connected to a terminal of the driver IC 7 via a brazing material such as solder. This driver IC
Numeral 7 is mounted on the upper surface of the glaze substrate 2 by face-down bonding in a one-to-one correspondence with the group of the individual power supply wirings 4, and controls the Joule heat generation of the heat generating resistor 3 based on external image data. I do.

【0027】このように、各グループに属するN個の個
別給電配線4を前述した如く他端側から一端側に向けて
放射状に配置させたことにより、グレーズ基板2の上面
には、隣接するグループ間、及び主走査方向の両端に位
置するグループの外側に、発熱抵抗体3や給電配線4,
5等が配されていない空白部が複数箇所設けられ、これ
らの空白部にはインク供給孔1aが穿設される。
As described above, the N individual power supply wirings 4 belonging to each group are radially arranged from the other end to the one end as described above, so that the upper surface of the glaze substrate 2 has Between the heating resistor 3 and the power supply wiring 4,
There are provided a plurality of blank portions where 5 and the like are not provided, and ink supply holes 1a are formed in these blank portions.

【0028】前記インク供給孔1aは、図示しないイン
クタンクからのインク10をグレーズ基板2の下面側よ
りヘッド基板1−ノズル部材8間の間隙に導入するため
のものであり、本実施形態においては各々が略楕円形状
をなすように形成され、該インク供給孔1aの開口部に
は、図示しないインクタンクよりヘッド基板1−ノズル
部材8間にインク10を導くためのインク供給管11が
ヘッド基板1の下面側で接続されている。
The ink supply hole 1a is for introducing the ink 10 from an ink tank (not shown) into the gap between the head substrate 1 and the nozzle member 8 from the lower surface side of the glaze substrate 2, and in this embodiment, Each is formed to have a substantially elliptical shape, and an ink supply pipe 11 for guiding the ink 10 between the head substrate 1 and the nozzle member 8 from an ink tank (not shown) is provided in the opening of the ink supply hole 1a. 1 are connected on the lower surface side.

【0029】また前記複数個のインク供給孔1aは、そ
の開口面積が全て等しく揃えられ、少なくとも発熱抵抗
体3の配列領域にわたって等間隔で主走査方向に配列さ
れている。
The plurality of ink supply holes 1a have the same opening area and are arranged at equal intervals in the main scanning direction at least over the arrangement region of the heating resistors 3.

【0030】尚、前記インク供給孔1aは、従来周知の
レーザー加工等を採用し、グレーズ基板2の空白部に略
楕円状のインク供給孔1aを穿設することによって形成
される。
The ink supply hole 1a is formed by forming a substantially elliptical ink supply hole 1a in a blank portion of the glaze substrate 2 by employing a conventionally known laser processing or the like.

【0031】また一方、前記ノズル部材8は、上述した
ヘッド基板1の上面との間に例えば10μm〜100μ
mの間隙を設けるようにして、ヘッド基板1と略平行に
配設される。
On the other hand, the nozzle member 8 is, for example, 10 μm to 100 μm between the nozzle member 8 and the upper surface of the head substrate 1.
The head substrate 1 is disposed substantially in parallel with a gap of m.

【0032】前記ノズル部材8は、前記発熱抵抗体3と
1対1に対応する複数個のインク吐出孔9を有してお
り、各インク吐出孔9を対応する発熱抵抗体3の真上に
位置させてある。
The nozzle member 8 has a plurality of ink ejection holes 9 corresponding to the heating resistors 3 in a one-to-one correspondence, and each of the ink ejection holes 9 is located directly above the corresponding heating resistor 3. It is located.

【0033】前記ノズル部材8のインク吐出孔9は、イ
ンクジェットヘッドの記録動作時、インク滴を記録紙に
向けて吐出するためのものであり、発熱抵抗体3と略等
しい密度、例えば600dpiのドット密度で主走査方
向に直線状に配列される。
The ink ejection holes 9 of the nozzle member 8 are for ejecting ink droplets toward recording paper during the recording operation of the ink jet head, and have a density substantially equal to that of the heating resistor 3, for example, a dot of 600 dpi. They are arranged linearly in the main scanning direction at a high density.

【0034】尚、前記ノズル部材8は、感光性のエポキ
シ樹脂やポリイミド樹脂,モリブデン等を所定形状に加
工したり、或いは、上記の材料を組み合わせることによ
って形成され、例えばモリブデンから成る場合、モリブ
デンのインゴット(塊)を従来周知の金属加工法によっ
て所定厚みの板体と成し、得られた板体に従来周知のレ
ーザー加工によって直径10μm〜100μmのインク
吐出孔9を複数個、穿設することにより製作され、得ら
れたノズル部材8を図示しないスペーサを介してヘッド
基板1上に載置させることによりノズル部材8がヘッド
基板1上の所定位置に固定される。
The nozzle member 8 is formed by processing a photosensitive epoxy resin, a polyimide resin, molybdenum, or the like into a predetermined shape, or by combining the above materials. For example, when the nozzle member 8 is made of molybdenum, it is formed of molybdenum. The ingot is formed into a plate having a predetermined thickness by a conventionally known metal working method, and a plurality of ink discharge holes 9 having a diameter of 10 μm to 100 μm are formed in the obtained plate by a conventionally known laser processing. By mounting the obtained nozzle member 8 on the head substrate 1 via a spacer (not shown), the nozzle member 8 is fixed at a predetermined position on the head substrate 1.

【0035】また、ヘッド基板1−ノズル部材8間の間
隙に充填されるインク10としては、例えば顔料タイプ
の油性インクや水性染料インク等が使用され、その粘度
は例えば0.3mPa・s〜3.0mPa・s(25℃)
に調整される。
As the ink 10 to be filled in the gap between the head substrate 1 and the nozzle member 8, for example, pigment type oil-based ink or water-based dye ink is used, and the viscosity is, for example, 0.3 mPa · s to 3 mPa · s. 0.0mPa · s (25 ° C)
It is adjusted to.

【0036】前記インク10は、図示しないインクタン
クからインク供給管11及びインク供給孔1aを介して
ヘッド基板1−ノズル部材8間に供給され、ヘッド基板
1の副走査方向の端部で発熱抵抗体3の配列領域にわた
り開口する排出孔(図示せず)を介してヘッド基板1−
ノズル部材8間より外部に排出されるようになってお
り、記録動作時、インク10が多数の発熱抵抗体3上を
副走査方向(発熱抵抗体3の配列と直交する方向)に流
動するように、図示しないポンプ等によって前述したイ
ンクタンクとの間を循環する。
The ink 10 is supplied from an ink tank (not shown) between the head substrate 1 and the nozzle member 8 through an ink supply pipe 11 and an ink supply hole 1a. The head substrate 1 is connected via a discharge hole (not shown) opened over the arrangement region of the body 3.
The ink 10 is discharged from the space between the nozzle members 8 so that the ink 10 flows over the plurality of heating resistors 3 in the sub-scanning direction (a direction orthogonal to the arrangement of the heating resistors 3) during the printing operation. Then, the ink is circulated between the above-described ink tank and a pump (not shown).

【0037】このようなインク10の流速は、例えば5
0μm/sec〜2000μm/secの流速で略一定
に保たれており、前述した発熱抵抗体3の熱エネルギー
によってインク10中に気泡Aが発生すると、該気泡A
による圧力でもってインク10の一部がインク滴とな
り、インク吐出孔9より外部に吐出される。
The flow rate of the ink 10 is, for example, 5
It is maintained substantially constant at a flow rate of 0 μm / sec to 2000 μm / sec. When the bubble A is generated in the ink 10 by the heat energy of the heating resistor 3, the bubble A
A part of the ink 10 is turned into an ink droplet by the pressure caused by

【0038】またこの場合、ヘッド基板1−ノズル部材
8間にインク10を供給すべくヘッド基板1の空白部に
設けられているインク供給孔1aは、前述した如く、そ
の開口面積が全て等しく揃えられ、しかも発熱抵抗体3
の配列領域にわたり等間隔で主走査方向に配列されてい
るため、発熱抵抗体3上を流れるインク10の流量は主
走査方向にわたり略一定に制御されることとなる。
In this case, the ink supply holes 1a provided in the blank portions of the head substrate 1 for supplying the ink 10 between the head substrate 1 and the nozzle member 8 have the same opening area as described above. And the heating resistor 3
Are arranged in the main scanning direction at equal intervals over the arrangement area of the ink, the flow rate of the ink 10 flowing on the heating resistor 3 is controlled to be substantially constant over the main scanning direction.

【0039】かくして上述した本実施形態のインクジェ
ットヘッドは、ヘッド基板1−ノズル部材8間のインク
10を副走査方向に流動させながら、記録紙をノズル部
材8の外表面に沿って搬送しながら、複数個の発熱抵抗
体3をドライバーIC7の駆動に伴って個々に選択的に
発熱させ、この熱エネルギーによって発熱抵抗体3上の
インク10中に気泡Aを発生させるとともに、該発生し
た気泡Aによる圧力でもってインク10の一部をノズル
部材8のインク吐出孔9より外部に吐出させ、これを記
録紙に付着させることによって記録紙に所定の画像が記
録される。
Thus, the ink jet head of the present embodiment described above, while causing the ink 10 between the head substrate 1 and the nozzle member 8 to flow in the sub-scanning direction, while transporting the recording paper along the outer surface of the nozzle member 8, The plurality of heating resistors 3 are selectively and individually heated in accordance with the driving of the driver IC 7, and the thermal energy generates bubbles A in the ink 10 on the heating resistors 3. A predetermined image is recorded on the recording paper by discharging a part of the ink 10 from the ink discharge hole 9 of the nozzle member 8 to the outside by pressure and attaching the ink to the recording paper.

【0040】以上のような本実施形態のインクジェット
ヘッドにおいては、インクタンクからのインク10を、
ヘッド基板1に設けたインク供給孔1aを介してヘッド
基板1の下面側よりヘッド基板1−ノズル部材8間の間
隙に導入するようになしたことから、ノズル部材8の外
表面にインク供給管等の突出物を取着させる必要がな
く、これにより、記録紙の走行位置をノズル部材8の外
表面に近づけてインクジェットヘッドが組み込まれるプ
リンタの全体構造を小型化することができるとともに、
記録紙をノズル部材8の外表面に沿ってスムーズに搬送
することができるようになる。従って、ノズル部材8の
インク吐出孔9より吐出されるインク滴は記録紙の所定
位置に正確に着弾されるようになり、所望する画像を形
成することが可能となる。
In the ink jet head of this embodiment as described above, the ink 10 from the ink tank is
Since the ink is introduced into the gap between the head substrate 1 and the nozzle member 8 from the lower surface side of the head substrate 1 through the ink supply hole 1a provided in the head substrate 1, the ink supply pipe is provided on the outer surface of the nozzle member 8. It is not necessary to attach a protruding object such as the above, so that the running position of the recording paper can be made closer to the outer surface of the nozzle member 8 and the overall structure of the printer in which the inkjet head is incorporated can be reduced in size.
The recording paper can be smoothly transported along the outer surface of the nozzle member 8. Accordingly, ink droplets ejected from the ink ejection holes 9 of the nozzle member 8 are accurately landed on predetermined positions of the recording paper, and a desired image can be formed.

【0041】また上述した本実施形態のインクジェット
ヘッドによれば、ヘッド基板1−ノズル部材8間のイン
ク10を副走査方向に流動させながら記録動作を行うよ
うにしたことから、グレーズ基板2中の熱は流動するイ
ンク10によって効率良く冷却されるようになる。従っ
て、高速記録に対応すべく発熱抵抗体3を短時間で繰り
返し発熱させる場合であっても、グレーズ基板2の温度
を記録動作に適した温度に維持してインク10の吐出量
を略一定に保つことができ、記録紙に鮮明な画像を形成
することが可能となる。
According to the above-described ink jet head of the present embodiment, the recording operation is performed while the ink 10 between the head substrate 1 and the nozzle member 8 flows in the sub-scanning direction. The heat is efficiently cooled by the flowing ink 10. Therefore, even when the heating resistor 3 is repeatedly heated in a short time to cope with high-speed printing, the temperature of the glaze substrate 2 is maintained at a temperature suitable for the printing operation, and the ejection amount of the ink 10 is kept substantially constant. This makes it possible to form a clear image on the recording paper.

【0042】更に上述した本実施形態のインクジェット
ヘッドによれば、グレーズ基板2に穿設されるインク供
給孔1aの開口面積を全て等しく揃えた上、これらイン
ク供給孔1aを少なくとも発熱抵抗体3の配列領域にわ
たり等間隔で主走査方向に配列させておくことにより、
多数の発熱抵抗体3上を流れるインク10の流量を略一
定に制御し、グレーズ基板2を主走査方向にわたって均
等に冷却することもできる。
Further, according to the above-described ink jet head of the present embodiment, the opening areas of the ink supply holes 1a formed in the glaze substrate 2 are all equal, and the ink supply holes 1a are By arranging in the main scanning direction at equal intervals over the arrangement area,
By controlling the flow rate of the ink 10 flowing over the large number of heating resistors 3 to be substantially constant, the glaze substrate 2 can be cooled uniformly in the main scanning direction.

【0043】尚、本発明は上述の実施形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において
種々の変更、改良等が可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0044】例えば上述の実施形態においてはグレーズ
基板2の空白部に設けたインク供給孔1aを円形状にな
したが、これに代えて楕円形状や多角形状になしても構
わない。
For example, in the above-described embodiment, the ink supply hole 1a provided in the blank portion of the glaze substrate 2 has a circular shape, but may have an elliptical shape or a polygonal shape instead.

【0045】また上述の実施形態においてはドライバー
IC7の端子を半田等のロウ材を介して個別給電配線の
接続パッドに接続させるようにしたが、これに代えて、
ドライバーIC7の端子をボンディングワイヤ等の他の
接続部材を介して接続パッドと接続するようにしても良
い。
In the above-described embodiment, the terminal of the driver IC 7 is connected to the connection pad of the individual power supply wiring via a brazing material such as solder.
The terminal of the driver IC 7 may be connected to the connection pad via another connection member such as a bonding wire.

【0046】更に上述の実施形態においては外部電気回
路としてドライバーIC7を使用し、ドライバーIC7
の端子を接続パッドに接続するようにしたが、これに代
えて外部電気回路としてフレキシブル印刷配線板等の配
線基板を使用し、その接続端子を接続パッドに電気的に
接続させても構わない。
Further, in the above embodiment, the driver IC 7 is used as an external electric circuit, and the driver IC 7
Are connected to the connection pads. Alternatively, a wiring board such as a flexible printed wiring board may be used as an external electric circuit, and the connection terminals may be electrically connected to the connection pads.

【0047】また更に上述の実施形態において、発熱抵
抗体3や給電配線4,5を窒化珪素等から成る保護膜で
被覆するようにしても良いことは勿論である。
Further, in the above-described embodiment, it is a matter of course that the heating resistor 3 and the power supply wirings 4 and 5 may be covered with a protective film made of silicon nitride or the like.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、インクタンク等からのインクを、ヘッド基板に設け
たインク供給孔を介してヘッド基板の下面側よりヘッド
基板−ノズル部材間の間隙に導入するようになしたこと
から、ノズル部材の外表面にインク供給管等の突出物を
取着させる必要がなく、これにより、記録紙の走行位置
をノズル部材の外表面に近づけてインクジェットヘッド
が組み込まれるプリンタの全体構造を小型化することが
できるとともに、記録紙をノズル部材の外表面に沿って
スムーズに搬送することができるようになる。従って、
ノズル部材のインク吐出孔より吐出されるインク滴は記
録紙の所定位置に正確に着弾されるようになり、所望す
る画像を形成することが可能となる。
According to the ink jet head of the present invention, the ink from the ink tank or the like is introduced into the gap between the head substrate and the nozzle member from the lower surface side of the head substrate through the ink supply hole provided in the head substrate. With this configuration, it is not necessary to attach a protrusion such as an ink supply pipe to the outer surface of the nozzle member, whereby the recording paper is moved closer to the outer surface of the nozzle member and the inkjet head is incorporated. The overall structure of the printer can be reduced in size, and the recording paper can be smoothly conveyed along the outer surface of the nozzle member. Therefore,
Ink droplets ejected from the ink ejection holes of the nozzle member are accurately landed at predetermined positions on the recording paper, and a desired image can be formed.

【0049】また本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、ヘッド基板−ノズル部材間のインクを副走査方向に
流動させながら記録動作を行うようにしたことから、グ
レーズ基板中の熱は流動するインクによって効率良く冷
却されるようになる。従って、高速記録に対応すべく発
熱抵抗体を短時間で繰り返し発熱させる場合であって
も、グレーズ基板の温度を記録動作に適した温度に維持
してインクの吐出量を略一定に保つことができ、記録紙
に鮮明な画像を形成することが可能となる。
According to the ink jet head of the present invention, since the recording operation is performed while the ink between the head substrate and the nozzle member flows in the sub-scanning direction, the heat in the glaze substrate is efficiently changed by the flowing ink. Cools well. Therefore, even when the heating resistor is repeatedly heated in a short time to cope with high-speed printing, it is possible to maintain the temperature of the glaze substrate at a temperature suitable for the printing operation and keep the ink ejection amount substantially constant. As a result, a clear image can be formed on the recording paper.

【0050】更に本発明のインクジェットヘッドによれ
ば、グレーズ基板に穿設されるインク供給孔の開口面積
を全て等しく揃えた上、これらインク供給孔を少なくと
も発熱抵抗体の配列領域にわたり等間隔で主走査方向に
配列させておくことにより、多数の発熱抵抗体上を流れ
るインクの流量を略一定に制御し、グレーズ基板を主走
査方向にわたって均等に冷却することもできる。
Further, according to the ink jet head of the present invention, the opening areas of the ink supply holes formed in the glaze substrate are all equal, and the ink supply holes are arranged at regular intervals over at least the arrangement region of the heating resistors. By arranging them in the scanning direction, it is possible to control the flow rate of the ink flowing over the large number of heating resistors to be substantially constant, and to cool the glaze substrate evenly in the main scanning direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッ
ドの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のインクジェットヘッドに用いられるヘッ
ド基板の平面図である。
FIG. 2 is a plan view of a head substrate used in the inkjet head of FIG.

【図3】従来のインクジェットヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・ヘッド基板、1a・・・インク供給孔、2・・
・グレーズ基板、3・・・発熱抵抗体、4・・・個別給
電配線、8・・・ノズル部材、9・・・インク吐出、1
0・・・インク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Head substrate, 1a ... Ink supply hole, 2 ...
-Glaze substrate, 3-Heating resistor, 4-Individual power supply wiring, 8-Nozzle member, 9-Ink ejection, 1
0 ... ink

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】グレーズ基板の上面に、主走査方向に配列
した多数の発熱抵抗体、及び一端側が前記発熱抵抗体に
個別に接続され、他端側が前記発熱抵抗体より離間する
方向に導出された多数の個別給電配線を有するヘッド基
板と、前記発熱抵抗体に対応した多数のインク吐出孔を
有するノズル部材とを、間に所定の間隔を空けて配置さ
せるとともに、前記ヘッド基板−ノズル部材間の間隙に
インクを充填してなり、該インクが多数の発熱抵抗体上
を副走査方向に流動するようにインクを循環させながら
記録動作を行うインクジェットヘッドであって、 前記多数の個別給電配線を、主走査方向に連続するN個
(Nは2以上の自然数)の個別給電配線を一単位とした
複数のグループに区分するとともに、該各グループに属
するN個の個別給電配線を、その配列ピッチが他端側に
比し一端側で大となるように他端側から一端側に向けて
放射状に配置させ、隣接するグループ間及び主走査方向
の両端に位置するグループの外側に設けられるグレーズ
基板上面の空白部に、前記インクをヘッド基板−ノズル
部材間に導入するためのインク供給孔を穿設したことを
特徴とするインクジェットヘッド。
1. A plurality of heating resistors arranged in a main scanning direction on an upper surface of a glaze substrate, and one end is individually connected to the heating resistor, and the other end is led out in a direction away from the heating resistor. A head substrate having a large number of individual power supply wirings and a nozzle member having a large number of ink ejection holes corresponding to the heating resistors are arranged at a predetermined interval therebetween, and the head substrate-nozzle member is disposed between the head substrate and the nozzle member. An ink jet head that performs a recording operation while circulating ink so that the ink flows in a sub-scanning direction over a large number of heating resistors. , Divided into a plurality of groups each including N (N is a natural number of 2 or more) consecutive individual power supply lines in the main scanning direction, and N individual power supply lines belonging to each group. Are arranged radially from the other end side to the one end side so that the arrangement pitch is larger at one end side than at the other end side, and between the adjacent groups and outside the groups located at both ends in the main scanning direction. An ink supply hole for introducing the ink between the head substrate and the nozzle member is formed in a blank portion on the upper surface of the glaze substrate provided in the ink jet head.
【請求項2】前記インク供給孔の開口面積を全て等しく
揃え、且つこれらインク供給孔を少なくとも発熱抵抗体
の配列領域にわたって等間隔で主走査方向に配列させた
ことを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッ
ド。
2. An ink jet printer according to claim 1, wherein the opening areas of the ink supply holes are all equal, and the ink supply holes are arranged in the main scanning direction at regular intervals over at least the arrangement region of the heating resistors. The inkjet head according to the above.
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