JP2002210975A - Ink jet print head - Google Patents

Ink jet print head

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JP2002210975A
JP2002210975A JP2001005859A JP2001005859A JP2002210975A JP 2002210975 A JP2002210975 A JP 2002210975A JP 2001005859 A JP2001005859 A JP 2001005859A JP 2001005859 A JP2001005859 A JP 2001005859A JP 2002210975 A JP2002210975 A JP 2002210975A
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Japan
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ink
print head
substrate
orifice plate
heating resistor
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Tomoyuki Inoue
智之 井上
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14419Manifold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14475Structure thereof only for on-demand ink jet heads characterised by nozzle shapes or number of orifices per chamber

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To satisfy both high image quality and high speed recording by preparing at least two kinds of orifice optimal for ejecting ink drops from large size to small size in one print head and selecting an orifice for ejecting ink depending on an image being recorded. SOLUTION: The side shooter type recording head ejecting ink liquid drops in a direction perpendicular to a substrate arranged with heating resistor elements is provided with at least two ink ejection opening arrays each comprising a plurality of orifices where the film thickness of an orifice plate varies continuously with respect to the substrate arranged with heating resistor elements and the distance (OH distance) from the ink ejection opening plane to the substrate is constant. Each ink ejection opening array has a different OH distance.

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、被記録媒体に対し
てインクを吐出し記録画像を得るインクジェッドプリン
トヘッドに関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to an ink jet print head for ejecting ink to a recording medium to obtain a recorded image.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットプリント装置は、近年の
記録装置に対する高速記録、高画像品質、低騒音などの
要求に答えて発達してきた。特に高画像品質を実現する
ために画像を形成する最小単位である画素をなるべく小
さく、そして高密度に記録する必要があり、プリントヘ
ッドから吐出されるインク滴を小さくする努力が続けら
れている。しかしながら、画素を小さくそして高密度化
することは、インク吐出イベント数を増やすことにな
り、高速記録には不利である。そこで、1つのヘッド内
に大きいインク滴から小さいインク滴までを吐出させる
のにそれぞれ最適なオリフィスを2種類以上備えてお
き、記録する画像に応じて最適なオリフィスを選択し、
インクを吐出させることで高画像品質と高速記録を両立
させる必要がある。今日一般的に用いられているインク
ジェット記録方式の一つに吐出エネルギー発生素子とし
て発熱抵抗素子を用いる方式がある。この方式の原理
は、発熱抵抗素子に電気信号を与えることにより、電気
熱交換素子近傍のインクを瞬時にして沸騰させ、その時
のインクの相変化により生じる急激な気泡の成長によっ
てインク滴を高速に吐出させるものである。この方式は
吐出エネルギー発泡素子のスペースをそれほど設けなく
て済み、インクジェットプリントヘッドの構造が単純
で、ノズルの集積化が容易であること等の利点がある。
この方式の中で、発熱抵抗素子を備えた基板に対して、
垂直方向にインク液滴が吐出するものを「サイドシュー
タ型記録ヘッド」と称し、本発明はこの種のサイドシュ
ータ型記録ヘッドの構造に関するものである。特開平4
−10940号公報、特開平4−10941号公報、特
開平4−1O942公報に記載のインクジェットプリン
トヘッドは、発熱抵抗素子を加熱することにより生成し
た気泡を外気と連通させることにより、インク液滴を吐
出させることを特徴とする。これらのプリントヘッドに
おいては、従来のエッジシュータ型の記録ヘッドの製造
方法(例えば特開昭62−234941号明細書)では
困難であったインク吐出エネルギーを発生する発熱抵抗
素子とオリフィス間の距離(以後OH距離と呼ぶ)を短
くすること及び小液滴記録を容易に達成することができ
る。これらの発明によって製造されたプリントヘッドで
は、図7(a)、(b)に示すように溶解可能な樹脂層
をインク流路となるパターンに形成した基板上に、オリ
フィスプレ一トとなる被覆樹脂層をスピンコートなどに
より塗布するため、膜厚に厚い部分と薄い部分のばらつ
きのない均一な膜となる。このような構造を持つプリン
トヘッドでは、前記OH距離によってインクの吐出量が
決定されるので、定量液滴記録を安定的に行うことがで
きる。しかしながら、OH距離がただ一つに限定される
ために、大きいインク液滴と小さい液滴を同じヘッドか
ら吐出させることは、非常に困難であった。
2. Description of the Related Art Ink jet printing apparatuses have been developed in response to recent demands for high-speed printing, high image quality, low noise, and the like for printing apparatuses. In particular, in order to realize high image quality, it is necessary to record a pixel, which is the minimum unit for forming an image, as small as possible and at a high density, and efforts are being made to reduce ink droplets ejected from a print head. However, making the pixels smaller and higher in density increases the number of ink ejection events, which is disadvantageous for high-speed printing. Therefore, two or more types of orifices optimal for ejecting large ink droplets to small ink droplets in one head are provided, and the optimal orifice is selected according to the image to be recorded.
It is necessary to achieve both high image quality and high-speed recording by discharging ink. One of the ink jet recording methods generally used today is a method using a heating resistor element as an ejection energy generating element. The principle of this method is that by giving an electric signal to the heating resistor element, the ink near the electric heat exchange element is instantaneously boiled, and the ink droplets are rapidly formed by rapid bubble growth caused by the phase change of the ink at that time. It is to discharge. This method does not require much space for the discharge energy foaming element, has advantages such as a simple structure of the ink jet print head and easy integration of nozzles.
In this method, for a substrate equipped with a heating resistance element,
The type in which ink droplets are ejected in the vertical direction is called a "side shooter type recording head", and the present invention relates to the structure of this type of side shooter type recording head. JP 4
The ink jet print head described in JP-A-10-10940, JP-A-4-10941, and JP-A-4-100942 disclose ink droplets by communicating bubbles generated by heating a heating resistor element with the outside air. It is characterized by discharging. In these print heads, the distance between the orifice and the heat-generating resistive element that generates ink ejection energy, which has been difficult in the method of manufacturing a conventional edge shooter type recording head (for example, JP-A-62-234941). (Hereinafter referred to as the OH distance) and small droplet recording can be easily achieved. In the print head manufactured according to these inventions, as shown in FIGS. 7A and 7B, a coating that becomes an orifice plate is formed on a substrate in which a dissolvable resin layer is formed in a pattern that becomes an ink flow path. Since the resin layer is applied by spin coating or the like, a uniform film having no variation between a thick portion and a thin portion is obtained. In a print head having such a structure, the amount of ejected ink is determined by the OH distance, so that fixed-quantity droplet recording can be performed stably. However, since the OH distance is limited to only one, it is very difficult to eject a large ink droplet and a small droplet from the same head.

【0003】一方、前記エッジシュータ型プリントヘッ
ドでは、吐出するインク液の体積を変化させるために、
ひとつのオリフィスに対して複数の発熱抵抗素子を備
え、同時に駆動させる発熱抵抗素子数を電気信号で制御
している。例えば、発熱抵抗素子を二つ設け、一つだけ
を駆動して小さいインク液を吐出し、二つのヒーターを
同時に駆動することで大きいインク滴を吐出して、高画
像品質と高速記録を両立させている。また、圧電素子を
用いたインクジェット記録方式では、オリフィスに隣接
したインクチャンバー内に設けた圧電素子に加える電圧
によって素子の変位量を制御し、インクチャンバー内の
容積を制御し、吐出するインク滴の体積を変化させてい
る。
On the other hand, in the edge shooter type print head, in order to change the volume of the ink liquid to be ejected,
A plurality of heating resistance elements are provided for one orifice, and the number of heating resistance elements to be driven simultaneously is controlled by an electric signal. For example, two heating resistance elements are provided, only one is driven to discharge a small ink liquid, and two heaters are simultaneously driven to discharge a large ink droplet, thereby achieving both high image quality and high-speed recording. ing. In the ink jet recording method using a piezoelectric element, the amount of displacement of the element is controlled by a voltage applied to the piezoelectric element provided in the ink chamber adjacent to the orifice, the volume in the ink chamber is controlled, and the ink droplets to be ejected are controlled. The volume is changing.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】エッジシュータ型プリ
ントヘッドおよび圧電素子型プリントヘッドのいずれの
方式でも、大きい滴から小さい滴まで、体積の異なるイ
ンク滴を同じオリフィスから吐出しなければならないた
めに、それぞれの液滴量に対して最適なオリフィス形状
になっていない。そのため安定したインク吐出体積を得
られず、十分な高画像品質が実現できない。そこで、定
量の液滴を安定的に吐出できるサイドシュータ型の記録
ベッドであって大小の液滴を吐出できるようにするの
が、本発明の解決しようとする課題である。
In both of the edge shooter type print head and the piezoelectric element type print head, ink droplets having different volumes, from large to small, must be ejected from the same orifice. The orifice shape is not optimal for each droplet volume. Therefore, a stable ink ejection volume cannot be obtained, and a sufficiently high image quality cannot be realized. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a side shooter type recording bed capable of stably ejecting a fixed amount of liquid droplets and ejecting large and small liquid droplets.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の大小の液滴を吐
出できるインクジェットプリントヘッドは、オリフィス
プレートの膜厚を発熱抵抗素子を備えた基板に対して連
続的に変化させることで、インク吐出体積に応じて個別
で最適なノズル形状を単一プリントヘッド内で提供し、
目的とする複数のインク吐出体積を安定的に得ることが
できる。
According to the present invention, there is provided an ink jet print head capable of ejecting large and small droplets, by changing the thickness of an orifice plate continuously with respect to a substrate provided with a heating resistor element. Providing individual and optimal nozzle shapes according to volume in a single print head,
A plurality of desired ink ejection volumes can be stably obtained.

【0006】(作 用)請求項1から8の発明によれ
ば、単一プリントヘッド内で複数種類のインク吐出体積
を安定的に得ることができ、高画像品質と高速記録の両
立を図ることができる。
(Operation) According to the first to eighth aspects of the present invention, it is possible to stably obtain a plurality of types of ink ejection volumes within a single print head, and achieve both high image quality and high-speed recording. Can be.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0008】(実施例1)本実施例では、オリフィスプ
レートの厚みを連続的に変化させるために、オリフィス
プレートとなる樹脂層を発熱抵抗素子を備えた基板に形
成する際、基板を傾け、重力を利用することを特徴とし
ている。または、基板自体を円運動させ遠心力を利用す
ることを特徴としている。または、それらを同時に利用
することを特徴としている。図1の(a)〜(f)に示
すように、まず、基板1上に溶解可能な樹脂よりなる堰
2を形成し、次に、基板を鉛直方向から傾けたり、ある
いは、基板自体を円運動させて、基板1の法線方向5に
対する重力と遠心力の合力ベクトル方向6のなす角度7
を一定に保ちながらインク流路14となる溶解可能な樹
脂層3およびノズル部材となる樹脂層4を順次形成す
る。
(Embodiment 1) In this embodiment, in order to continuously change the thickness of an orifice plate, when a resin layer serving as an orifice plate is formed on a substrate provided with a heating resistor element, the substrate is tilted and gravity is applied. It is characterized by using. Alternatively, the method is characterized in that the substrate itself is moved in a circular motion and centrifugal force is used. Alternatively, they are characterized by using them simultaneously. As shown in FIGS. 1A to 1F, first, a weir 2 made of a dissolvable resin is formed on a substrate 1, and then the substrate is tilted from a vertical direction, or the substrate itself is made circular. To move, the angle 7 between the resultant vector direction 6 of gravity and centrifugal force with respect to the normal direction 5 of the substrate 1
Is maintained, the dissolvable resin layer 3 serving as the ink flow path 14 and the resin layer 4 serving as the nozzle member are sequentially formed.

【0009】ノズル部材となる樹脂層4を硬化させた
後、前記溶解可能な樹脂よりなる堰2と流路用のパター
ン3とをすべて除去する。こうすることで基板1に対し
てある傾き7を持ったオリフィスプレート表面8が形成
され、発熱抵抗素子9からインク吐出口10までの距離
11(以後OHと呼ぶ)の違ったオリフィス列12がイ
ンク供給口13の両側に2列形成される。それぞれのオ
リフィス列12には、インク吐出量に応じて最適の設計
がなされたインク流路14とインク吐出口10が形成さ
れる。もちろん、最適の設計にはOH11だけではなく
発熱エネルギー制御、粘性・慣性抵抗のバランスなどを
考慮しなければならない。
After the resin layer 4 serving as a nozzle member is cured, the weir 2 and the flow path pattern 3 made of the dissolvable resin are all removed. In this manner, an orifice plate surface 8 having a certain inclination 7 with respect to the substrate 1 is formed, and an orifice array 12 having a different distance 11 (hereinafter referred to as OH) from the heating resistor element 9 to the ink ejection port 10 is formed by ink. Two rows are formed on both sides of the supply port 13. In each orifice row 12, an ink flow path 14 and an ink discharge port 10 that are optimally designed according to the ink discharge amount are formed. Of course, not only OH11 but also heat energy control, balance between viscosity and inertia resistance, etc. must be considered for the optimal design.

【0010】例えば、図4に示すようにOH11の長い
列15には300dpiでノズルを配置し、インク吐出
量8plを得るのに最も適したノズル形状(OH27μ
m、インク吐出口径21φ)を形成する。OHの短い列
16には600dpiでノズルを配置し、インク吐出量
4plを得られるように最適なノズル設計(OH25μ
m、インク吐出口径15φ)をする。こうすることで、
被記録媒体上で必要とされる解像度と階調にしたがっ
て、被記録媒体のより正確な位置に、より正確な量だけ
記録することができ、高画質で高速の印刷が実現でき
る。
For example, as shown in FIG. 4, nozzles are arranged at 300 dpi in a long row 15 of OH 11 and a nozzle shape (OH 27 μm) most suitable for obtaining an ink ejection amount of 8 pl.
m, ink ejection aperture diameter 21φ). Nozzles are arranged in the short rows 16 of OH at 600 dpi, and an optimal nozzle design (OH 25 μm) is obtained so as to obtain an ink ejection amount of 4 pl.
m, ink ejection diameter 15φ). By doing this,
According to the required resolution and gradation on the recording medium, it is possible to record a more accurate amount at a more accurate position on the recording medium, and to realize high-quality and high-speed printing.

【0011】ここで、インク供給口13の両側に形成さ
れたオリフィス列間の距離17をL[μm]、発熱抵抗
素子9を備えた基板1とオリフィスプレート表面8の傾
き7の角度θ[deg]としたときの、インク供給口1
3の両側に並列するインクノズル列12のOHの違いを
示したのが以下の表1である。
Here, the distance 17 between the orifice rows formed on both sides of the ink supply port 13 is L [μm], and the angle θ [deg] of the inclination 7 between the substrate 1 provided with the heating resistor element 9 and the orifice plate surface 8. ], The ink supply port 1
Table 1 below shows the difference in OH between the ink nozzle rows 12 arranged in parallel on both sides of No. 3.

【0012】[0012]

【表1】 ノズル列の間隔17を200μm、短いほうのOH16
を25μmとしたとき、オリフィスプレートを基板に対
して0.5度ほど傾けることで長いほうのOH15を2
7μmにすることができ、OHの短いオリフィスからは
4plのインク液滴を、OHの長いオリフィスからは8
plのインク液滴をそれぞれ安定的に吐出することが可
能である。また、4度まで傾けると4Oμm近いOHを
持ったノズル列15がインク供給口13の反対側に形成
される。このようにオリフィスプレートの厚さと傾きパ
ラメータとして、異なる任意の吐出量のインク滴を安定
的に吐出することができる。
[Table 1] The interval 17 between the nozzle rows is 200 μm, and the shorter OH16
Is set to 25 μm, the orifice plate is tilted by about 0.5 degrees with respect to the substrate, so that the longer OH
7 μm, 4 pl ink droplets from the short OH orifice and 8 pl from the long OH orifice.
pl of ink droplets can be stably ejected. When tilted to 4 degrees, a nozzle row 15 having an OH close to 40 μm is formed on the opposite side of the ink supply port 13. As described above, it is possible to stably eject ink droplets having different arbitrary ejection amounts as the thickness and inclination parameter of the orifice plate.

【0013】(実施例2)本実施例では、オリフィスプ
レートの厚みを連続的に変化させるために、図6に示す
ように、(a)基板上にインク流路14となる溶解可能
な樹脂層3を、一旦均一な膜厚になるようにスピンコー
トなどにより塗布し硬化させた後、(b)基板1に対し
てある傾き7を持った平面を形成できるような手段を講
じる。その方法としては切削ドリル等の機械的な手段、
エッチング等の化学的な手段、光エネルギー的な手段な
どいずれによってもかまわない。
Embodiment 2 In this embodiment, in order to continuously change the thickness of the orifice plate, as shown in FIG. 6, (a) a dissolvable resin layer serving as an ink flow path 14 is formed on a substrate. 3 is once applied by spin coating or the like so as to have a uniform film thickness and cured, and then (b) means for forming a plane having a certain inclination 7 with respect to the substrate 1 is taken. Mechanical methods such as cutting drills,
Any of chemical means such as etching and light energy means may be used.

【0014】インク流路となる溶解可能な樹脂層をパタ
ーンニングした後、(c)同様にして、ノズル部材とな
る樹脂層4を基板1に対して一旦均一な膜厚になるよう
に形成した後、(d)ある傾き7を持った平面に加工す
る。こうすることで、発熱抵抗素子9からインク吐出口
10までの距離11、OHの違ったオリフィス列12が
インク供給口13の両側に2列形成される。
After patterning the dissolvable resin layer serving as an ink flow path, a resin layer 4 serving as a nozzle member was once formed on the substrate 1 so as to have a uniform thickness in the same manner as in (c). Then, (d) it is processed into a plane having a certain inclination 7. In this way, two rows of orifice rows 12 with different OH and a distance 11 from the heating resistance element 9 to the ink discharge port 10 are formed on both sides of the ink supply port 13.

【0015】(実施例3)本実施例では、実施例1およ
び2で示したような工程で、オリフィスプレートの厚み
を連続的に変化させ、図2(b)及び図4(b)に示す
ように、発熱抵抗素子を備えた基板1にインク供給口1
3を2列備え、吐出量の異なるオリフィス列12を3列
備えることを特徴としている。インク供給口1つにつき
片側に1列のノズル列2Oを持つもの18と、両側に2
列のノズル列21・22を持つもの19の組合わせにな
っている。このような構成では、OHを長くできるオリ
フィス列2OからOHの小さくできるオリフィス列21
までの距離を1200μm、オリフィス列21からOH
を更に小さくできるオリフィス列22までの距離を20
0μm程度にすることができる(列20−21間距離>
>列21−22間距離)。ここで、オリフィス列22の
OHを21μmとしたときの、発熱抵抗素子9を備えた
基板1とオリフィスプレート表面8の傾き7の角度θ
[deg]としたときの、3列並列するオリフィス列2
0、21、22のOHの違いを示したのが以下の表2で
ある。
(Embodiment 3) In this embodiment, the thickness of the orifice plate is continuously changed in the steps as shown in Embodiments 1 and 2, and shown in FIGS. 2 (b) and 4 (b). As described above, the ink supply port 1 is provided on the substrate 1 provided with the heating resistance element.
3 are provided, and three orifice rows 12 having different discharge amounts are provided. One with one nozzle row 20 on one side for each ink supply port 18 and two on both sides
The combination of the nozzles 19 having the nozzle rows 21 and 22 is provided. In such a configuration, the orifice row 21 from which the OH can be reduced to the orifice row 21 from which the OH can be reduced.
Distance from the orifice row 21 to OH
The distance to the orifice row 22 can be further reduced by 20
About 0 μm (distance between columns 20-21)
> Distance between rows 21-22). Here, when the OH of the orifice row 22 is set to 21 μm, the angle θ of the inclination 7 between the substrate 1 provided with the heating resistance element 9 and the orifice plate surface 8
Orifice row 2 in parallel with 3 rows when [deg]
Table 2 below shows the difference between OH of 0, 21, and 22.

【0016】[0016]

【表2】 例えば、オリフィスプレートの傾き7を2度にすること
で、OHがそれぞれ21、28、70μmとなるように
オリフィス列20、21、22を形成することができ
る。オリフィス列20には、300dpiでノズルを配
置し、インク吐出量30plを得るのに最も適したノズ
ル形状(OH 70μm、インク吐出口径36φ)、オ
リフィス列21には、600dpiでノズルを配置し、
インク吐出量8plを得るのに最も適したノズル形状、
オリフィス列20には、600dpiでノズルを配置
し、インク吐出量2plを得るのに最も適したノズル形
状(OH 21μm、インク吐出口径10φ)をそれぞ
れ形成する。このように単一のヘッドでありながら、O
Hの長さによってインク吐出量を大(30pl)、中
(8pl)、小(2pl)と3種類に分類できるため、
被記録媒体上で必要とされる解像度と階調にしたがっ
て、被記録媒体のより正確な位置により正確な量だけ記
録することができ、高画質で高速の印刷が実現できる。
[Table 2] For example, by setting the inclination 7 of the orifice plate to 2 degrees, the orifice rows 20, 21, and 22 can be formed so that OH is 21, 28, and 70 μm, respectively. Nozzles are arranged in the orifice array 20 at 300 dpi, the nozzle shape (OH 70 μm, ink ejection opening diameter 36φ) most suitable for obtaining an ink ejection amount of 30 pl, and nozzles are arranged in the orifice array 21 at 600 dpi.
Nozzle shape most suitable for obtaining an ink ejection amount of 8 pl,
Nozzles are arranged in the orifice row 20 at 600 dpi, and a nozzle shape (OH 21 μm, ink discharge port diameter 10φ) most suitable for obtaining an ink discharge amount of 2 pl is formed. In this way, despite being a single head, O
The ink discharge amount can be classified into three types, large (30 pl), medium (8 pl), and small (2 pl), depending on the length of H.
According to the resolution and gradation required on the recording medium, it is possible to record an accurate amount at a more accurate position on the recording medium, and high-speed printing with high image quality can be realized.

【0017】[0017]

【発明の効果】単一プリントヘッド内で複数種類のイン
ク吐出体積を安定的に得ることができ、高画像品質と高
速記録の両立を図ることができる。
As described above, a plurality of types of ink ejection volumes can be stably obtained within a single print head, and both high image quality and high-speed recording can be achieved.

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

【図1】 (a)〜(f)は本発明の第1の実施形態を
示し、図2(a)に示すヘッドの製造方法を工程順に示
す概略断面図
1A to 1F show a first embodiment of the present invention, and are schematic cross-sectional views showing a method of manufacturing a head shown in FIG.

【図2】 (a)は本発明の第1の実施形態の要部を示
す断面図である。(b)は本発明の第3の実施形態の要
部を示す断面図
FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a main part of the first embodiment of the present invention. (B) is a sectional view showing a main part of the third embodiment of the present invention.

【図3】 本発明のインクジェットプリントヘッドの基
本的な形態を示す概略図
FIG. 3 is a schematic diagram showing a basic form of the ink jet print head of the present invention.

【図4】 (a)は本発明の第1の実施形態の要部を示
す平面図。(b)は本発明の第3の実施形態の要部を示
す平面図
FIG. 4A is a plan view showing a main part of the first embodiment of the present invention. (B) is a plan view showing a main part of the third embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第1の実施形態の要部を示す斜視図FIG. 5 is a perspective view showing a main part of the first embodiment of the present invention.

【図6】 (a)〜(d)は本発明の第2の実施形態を
示し、図2(a)に示すヘッドの製造方法を工程順に示
す概略断面図
6 (a) to 6 (d) show a second embodiment of the present invention, and are schematic sectional views showing a method of manufacturing the head shown in FIG. 2 (a) in the order of steps.

【図7】 従来のオリフィスプレート形成方法を示す概
略断面図
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a conventional method for forming an orifice plate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 溶解可能な樹脂よりなる堰 3 溶解可能な樹脂層よりなるインク流路用のパターン 4 流路用パターン上に形成されるオリフィスプレート
となる被覆樹脂層 5 基板の法線方向 6 流路用パターン上に形成されるオリフィスプレート
となる被覆樹脂層を形成する際に樹脂層に加わる力の合
力ベクトル方向 7 基板とオリフィスプレート表面がなす角度 8 オリフィスプレート表面 9 発熱抵抗素子 10 インク吐出口(オリフィス) 11 インク吐出口(オリフィス)から基板までの距離 12、15、16、20、21、22 オリフィス列 13 インク供給口 14 インク流路 17 オリフィス列間距離 18 片側に1列のノズル列を持つインク供給口 19 両側に2列のノズル列を持つインク供給口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Weir made of dissolvable resin 3 Pattern for ink flow path made of dissolvable resin layer 4 Covering resin layer serving as orifice plate formed on flow path pattern 5 Normal direction of substrate 6 Flow path Direction of the resultant vector of the force applied to the resin layer when forming the coating resin layer to be the orifice plate formed on the pattern for use 7 Angle between the substrate and the orifice plate surface 8 Orifice plate surface 9 Heating resistor element 10 Ink ejection port ( Orifice) 11 Distance from ink discharge port (orifice) to substrate 12, 15, 16, 20, 21, 22 Orifice row 13 Ink supply port 14 Ink flow path 17 Distance between orifice rows 18 One nozzle row on one side Ink supply port 19 Ink supply port with two nozzle rows on both sides

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に蓄熱層と抵抗体層とを順次形成
し、この抵抗体層上に個別電極と共通電極とを対向配置
して発熱抵抗素子をなすとともに、該発熱抵抗素子を複
数個配列して発熱抵抗素子を形成し、この発熱抵抗素子
アレイ上に電気的絶縁材料からなる保護膜層と耐キャビ
テーション層とを順次被着させたサーマルヘッドと、該
サーマルヘッド上に配してオリフィスが設けられたオリ
フィスプレートと、これらサーマルヘッドとオリフィス
プレートとでインク流路をなす流路部とを具備するとと
もに、該流路部に導入されたインクのうち上記熱発生素
子付近のインクが急速加熱により発泡する事により、オ
リフィスよりインク液滴が吐出するようにしたインクジ
ェットプリントヘッドであって、前記オリフィスプレー
トの膜厚が前記発熱抵抗素子を備えた基板に対して連続
的に変化することを特徴とするインクジェットプリント
ヘッド。
A heat storage layer and a resistor layer are sequentially formed on a substrate, and an individual electrode and a common electrode are arranged on the resistor layer to face each other to form a heating resistor. A thermal head in which a heating resistor element is formed by arranging the heating resistor element, a protective film layer made of an electrically insulating material and an anti-cavitation layer are sequentially applied on the heating resistor element array, and the thermal head is arranged on the thermal head. An orifice plate provided with an orifice, and a flow path portion that forms an ink flow path with the thermal head and the orifice plate, and among the ink introduced into the flow path portion, the ink near the heat generating element is An ink jet print head in which ink droplets are ejected from an orifice by bubbling by rapid heating. An ink jet print head which changes continuously with respect to a substrate provided with a resistance element.
【請求項2】 前記オリフィスプレートのインク吐出口
面(フェイス面)が同一プリントヘッド内で平面度を有
し、かつ発熱抵抗素子を備えた基板に対して、±15°
以下の一定の傾きを有することを特徴とする請求項1記
載のインクジェットプリントヘッド。
2. An ink discharge port surface (face surface) of the orifice plate has a flatness within the same print head and is ± 15 ° with respect to a substrate provided with a heating resistor element.
2. The ink jet print head according to claim 1, wherein the ink jet print head has the following constant inclination.
【請求項3】 前記オリフィスプレートのインク吐出口
面(フェイス面)が同一プリントヘッド内で複数の平面
を有し、かつ発熱抵抗素子を備えた基板に対して、それ
ぞれの平面が±15°以下の一定の傾きを有することを
特徴とする請求項1記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
3. An ink discharge port surface (face surface) of the orifice plate has a plurality of planes in the same print head, and each plane is ± 15 ° or less with respect to a substrate provided with a heating resistor element. 2. The ink jet print head according to claim 1, wherein said ink jet print head has a constant inclination.
【請求項4】 前記オリフィスプレートのインク吐出口
面(フェイス面)から発熱抵抗素子を備えた基板までの
距離(OH距離)が一定である複数のオリフィスで構成
されるインク吐出口列を少なくとも2列以上備え、それ
ぞれのインク吐出口列のOH距離が異なることを特徴と
する請求項1又は2記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
4. An ink discharge port array comprising a plurality of orifices having a constant distance (OH distance) from an ink discharge port surface (face surface) of the orifice plate to a substrate having a heating resistor element. 3. The ink jet print head according to claim 1, wherein the number of rows is equal to or greater than the number of rows, and the OH distance of each ink discharge port row is different.
【請求項5】 前記オリフィスプレートのインク吐出口
面(フェイス面)から発熱抵抗素子を備えた基板までの
距離(OH距離)が一定である複数のオリフィスで構成
されるインク吐出口列を少なくとも2列以上備え、それ
ぞれの列のOH距離の大小関係がインク吐出体積(V
d)の大小関係に一致することを特徴とする請求項4記
載のインクジェットプリントヘッド。 OH1>OH2>・・・>OHn ⇔ Vd1>Vd2>・
・・>Vdn nはノズル列数
5. An ink discharge port array comprising a plurality of orifices having a constant distance (OH distance) from an ink discharge port surface (face surface) of the orifice plate to a substrate having a heating resistor element. Rows or more, and the magnitude relation of the OH distance of each row is determined by the ink ejection volume (V
5. The ink-jet printhead according to claim 4, wherein d) is larger than d). OH 1 > OH 2 >>...> OH n V Vd 1 > Vd 2 >
..> Vd n n is the number of nozzle rows
【請求項6】 発熱抵抗素子を備えた基板に対してオリ
フィスプレートの膜厚を連続的に変化させる手段とし
て、前記基板上に、溶解可能な樹脂よりなる堰を設け、
同じく溶解可能な樹脂層よりなるインク流路用のパター
ンと、前記流路用パタ−ン上に形成される液状のオリフ
ィスプレートとなる被覆樹脂層を順次形成する際、前記
基板の法線を鉛直方向に対して傾け、重力を利用して平
面度と傾きを保ったまま硬化させた後、前記溶解可能な
樹脂よりなる堰と流路用のパターンとをすべて除去する
ことを特徴とする請求項1、2又は3記載のインクジェ
ットプリントヘッド。
6. A means for continuously changing the thickness of an orifice plate with respect to a substrate provided with a heating resistor element, wherein a dam made of a dissolvable resin is provided on the substrate,
Similarly, when sequentially forming an ink flow path pattern composed of a dissolvable resin layer and a coating resin layer serving as a liquid orifice plate formed on the flow path pattern, the normal line of the substrate is set to be vertical. After tilting with respect to the direction and curing while maintaining the flatness and tilt by using gravity, removing all the weirs and flow path patterns made of the dissolvable resin, wherein: 4. The ink jet print head according to 1, 2, or 3.
【請求項7】 発熱抵抗素子を備えた基板に対してオリ
フィスプレートの膜厚を連続的に変化させる手段とし
て、前記基板上に、溶解可能な樹脂よりなる堰を設け、
同じく溶解可能な樹脂層よりなるインク流路用のパター
ンと、前記流路用パターン上に形成される液状のオリフ
ィスプレートとなる被覆樹脂層を順次形成する際、前記
基板を円運動させ、遠心力を利用して平面度と傾きを保
ったまま硬化させた後、前記溶解可能な樹脂よりなる堰
と流路用のパターンとをすべて除去することを特徴とす
る請求項1、2又は3記載のインクジェットプリントヘ
ッド。
7. A weir made of a dissolvable resin is provided on said substrate as means for continuously changing the thickness of the orifice plate with respect to the substrate provided with the heating resistor element.
Similarly, when sequentially forming an ink flow path pattern made of a dissolvable resin layer and a coating resin layer serving as a liquid orifice plate formed on the flow path pattern, the substrate is made to circularly move, and centrifugal force is applied. The method according to claim 1, wherein after curing is performed while maintaining the flatness and inclination using the method, the weir and the flow path pattern made of the dissolvable resin are all removed. 5. Ink jet print head.
【請求項8】 発熱抵抗素子を備えた基板に対してオリ
フィスプレートの膜厚を連続的に変化させる手段とし
て、請求項3および請求項4に示す工程を同時に行うこ
とを特徴とする請求項1、2又は3記載のインクジェッ
トプリントヘッド。
8. The method according to claim 3, wherein the means for continuously changing the thickness of the orifice plate on the substrate provided with the heat generating resistance element is simultaneously performed. 4. The inkjet printhead according to 2, 3 or 4.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006103034A (en) * 2004-10-01 2006-04-20 Ricoh Co Ltd Liquid drop delivering head, liquid cartridge, liquid drop delivering apparatus and printer
JP2008246920A (en) * 2007-03-30 2008-10-16 Canon Inc Inkjet recording head, and manufacturing method for inkjet recording head
JP2009012220A (en) * 2007-07-02 2009-01-22 Canon Inc Method of manufacturing liquid jet recording head
JP2015112803A (en) * 2013-12-12 2015-06-22 セイコーエプソン株式会社 Processing method of silicon substrate

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