JP2006281735A - Inkjet recording head - Google Patents

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Yasushi Murayama
泰 村山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a constitution simultaneously realizing both a cooling structure for temperature equalization of a recording head by suppressing a temperature rise and a temperature unevenness of the head and a head structure for suppressing thermal deformation and warpage deformation. <P>SOLUTION: The inkjet recording head is provided with a recording element substrate wherein a plurality of nozzles for discharging a liquid and a plurality of recording elements for generating discharge energy are arrayed, is arranged on a recording element substrate supporting board, and an ink supply route is formed by joining of the recording element supporting board with an ink supply tank member. A part of the recording element substrate supporting board is provided with a part exposed in the ink path in the ink supply tank member, and the exposed part has a shape of heat radiation for dissipating the heat of the recording element substrate supporting board by ink in the ink supply tank member. By forming the exposed part shape as a head structure body, such mechanical strength improvement as suppression of a deformation by head heat, and suppression of warpage, is made at the same time. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インク等の液体を吐出して記録動作を行うインクジェット記録装置、および記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドに関する。本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、あるいは、これらの装置を複合した多機能記録装置等に適用することができる。特に、高速かつ高画質な印字を行う記録装置に好適に適用される。   The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs a recording operation by discharging a liquid such as ink, and an ink jet recording head used in the recording apparatus. The present invention can be applied to a general printing apparatus, a copying machine, a facsimile having a communication system, an apparatus such as a word processor having a printing unit, or a multifunction recording apparatus combining these apparatuses. In particular, the present invention is suitably applied to a recording apparatus that performs high-speed and high-quality printing.

従来、インクジェット記録装置は、ランニングコストが安く、装置の小型化も可能であり、さらに、複数色のインクを用いてカラー画像記録に対応することも容易であることから、コンピュータ関係の出力機器等に幅広く利用され、商品化されている。   Conventionally, an inkjet recording apparatus is low in running cost, can be downsized, and can easily support color image recording using a plurality of colors of ink. Widely used and commercialized.

一方、記録ヘッドの吐出口からインクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子としては、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたもの、レーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によって液体を加熱させるもの等がある。   On the other hand, as an energy generating element that generates energy for ejecting ink from the ejection port of the recording head, an element that uses an electromechanical transducer such as a piezo element, or an electromagnetic wave such as a laser emits heat to generate heat. There are those that discharge ink droplets by the action of, and those that heat a liquid by an electrothermal conversion element having a heating resistor.

その中でも熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録方式のヘッドは、吐出口を高密度に配列することができるため、高解像度の記録が可能である。電気熱変換素子をエネルギー発生素子として用いた記録ヘッドは、小型化も用意であり、かつ最近の半導体分野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいIC技術やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易で製造コストも安価なことから有利である。   Among them, an inkjet recording system head that uses thermal energy to eject ink droplets can arrange discharge ports at high density, and therefore can perform high-resolution recording. Recording heads that use electrothermal transducers as energy generating elements are also available in smaller sizes, and are sufficient for the advantages of IC technology and micromachining technology that have made significant progress in technology and improved reliability in the recent semiconductor field. This is advantageous because it can be used in high density, easy to mount with high density, and inexpensive to manufacture.

また、最近では、より高詳細の印字を行うために、インクを吐出するためのノズルを、フォトリソ技術を用いて高精度に作成する方法等も利用されてきている。   Recently, in order to perform higher-detail printing, a method of creating a nozzle for ejecting ink with high accuracy using a photolithographic technique has been used.

近年では、より高速に高精細な画像の記録を実現するため、より印字幅が長い記録ヘッドの実現も望まれている。具体的には、ヘッドの長さが4インチ〜13インチなどの長さのものも要求されてきている。   In recent years, in order to realize high-definition image recording at higher speed, it is also desired to realize a recording head having a longer print width. Specifically, a head having a length of 4 inches to 13 inches or the like has been required.

このようにヘッドが長尺化・高速化していくとヘッドへの投入エネルギーが増大し、印字中のヘッド温度上昇が大きくなる。これによりページ毎の吐出量変動、高温における吐出の不安定等、連続印字性の低下等、印字信頼性への対応が必要になる。   As the head becomes longer and faster in this way, the energy input to the head increases and the head temperature rises during printing. As a result, it is necessary to deal with printing reliability such as fluctuations in the discharge amount for each page, unstable discharge at high temperatures, and deterioration in continuous printability.

従来、記録ヘッドの冷却はヘッドの外部からの空冷や、ヘッドに冷却管を装着するなどの方法が取られている。
特開平10−146979号公報
Conventionally, the recording head has been cooled by air cooling from the outside of the head or mounting a cooling pipe on the head.
Japanese Patent Laid-Open No. 10-146979

従来の方式においては、冷却部から記録素子基板までの距離が長くなり、冷却効率が落ちるため十分なヘッドの冷却および、均熱化が困難であった。よって高速化、連続印字性能を向上させようとすることに対し問題となり、ヘッド温度を抑えることが課題である。   In the conventional system, since the distance from the cooling unit to the recording element substrate is long and the cooling efficiency is lowered, it is difficult to sufficiently cool the head and soak the heat. Therefore, there is a problem with increasing the speed and continuous printing performance, and it is a problem to suppress the head temperature.

そこで本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑み、印字信頼性が高いヘッドを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a head having high printing reliability in view of the above-described problems of the prior art.

上記目的を達成するため本発明のインクジェット記録ヘッドは、液体を吐出するための複数のノズルと吐出エネルギーを発生する記録素子を複数配列した記録素子基板(チップ)が記録素子基板支持板(BP)上に配置され、記録素子基板には記録素子面と反対の面からインクを供給する供給口が設けられており、記録素子基板支持板には記録素子基板へインクを供給するための流路が設けられ、該記録素子基板支持板は、インク供給タンク部材(CT)との接合によりインク供給経路を形成されているインクジェット記録ヘッドにおいて、記録素子基板支持板の一部が、上記インク供給タンク部材内のインク流路内に露出される露出部を設けるように構成され、該露出部は、該インク供給タンク部材内のインクによって記録素子基板支持板の熱を排熱するための放熱形状とすることで、記録素子基板の熱を効率的に放熱することにより、ヘッドの昇温を抑制すると同時に、均熱化を図れる構成としたことを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。   In order to achieve the above object, an ink jet recording head according to the present invention includes a recording element substrate (chip) in which a recording element substrate (chip) in which a plurality of nozzles for discharging liquid and a plurality of recording elements for generating discharge energy are arranged is arranged. The recording element substrate is provided with a supply port for supplying ink from the surface opposite to the recording element surface, and the recording element substrate support plate has a flow path for supplying ink to the recording element substrate. In the ink jet recording head in which the ink supply path is formed by joining with the ink supply tank member (CT), the recording element substrate support plate is provided with a part of the ink supply tank member. An exposed portion exposed in the ink flow path is provided, and the exposed portion is formed on the recording element substrate support plate by the ink in the ink supply tank member. By adopting a heat radiation shape for exhausting heat, the heat of the recording element substrate is efficiently radiated, thereby suppressing the temperature rise of the head and at the same time achieving a uniform temperature characteristic. Inkjet recording head.

本発明では、インクジェット記録ヘッドにおいて、記録素子支持板の一部が、上記インク供給タンク部材内のインク流路内に露出される露出部を設けるように構成され、該露出部は、該インク供給タンク部材内のインクによって記録素子基板支持板の熱を排熱するための放熱形状とすることで、記録素子基板の熱を効率的に放熱することにより、ヘッドの昇温を抑制すると同時に、均熱化を図れる。また、この露出部形状をヘッド構造体として形成することで、同時にヘッドの熱による変形抑制、反り抑制等の機械的強度アップが可能となる。   In the present invention, in the ink jet recording head, a part of the recording element support plate is configured to provide an exposed portion exposed in the ink flow path in the ink supply tank member, and the exposed portion is the ink supply By adopting a heat radiation shape for discharging the heat of the recording element substrate support plate by the ink in the tank member, the heat of the recording element substrate is efficiently radiated, thereby suppressing the temperature rise of the head and at the same time. Heating can be achieved. In addition, by forming this exposed portion shape as a head structure, it is possible to increase mechanical strength such as suppressing deformation and warpage of the head at the same time.

これらの構成により印字の高速化・高密度化によるヘッド温度の上昇を抑えコントロールすることが可能となり、連続印刷における信頼性の大幅な向上が可能となる。   With these configurations, it is possible to suppress and control an increase in head temperature due to high-speed and high-density printing, and it is possible to greatly improve the reliability in continuous printing.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1から図10は、本発明が実施もしくは適用される好適な記録ヘッド、駆動回路、インクジェット記録装置のそれぞれ及びそれぞれの関係を説明するための説明図である。以下、これらの図面を参照して各部構成の説明しながら、全体を説明することにする。
(First embodiment)
FIG. 1 to FIG. 10 are explanatory diagrams for explaining each of the preferred recording head, driving circuit, and ink jet recording apparatus to which the present invention is applied or applied, and their respective relationships. Hereinafter, the entire configuration will be described with reference to these drawings while describing the configuration of each part.

(1)記録ヘッドの説明
図1に示すように記録ヘッドH1000は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギーを生じせしめるための熱エネルギーを生成する電気熱変換体を用いて記録を行うバブルジェット(登録商標)方式のサイドシュータ型とされる記録ヘッドである。
そして、記録ヘッドH1000は、図2の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットH1001とインク供給ユニットH1002のインク供給タンク部材H1500から構成される。さらに、図3(a)の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットH1001は、記録素子基板H1100、記録素子基板支持板H1200、電気配線基板H1300、プレートH1400、フィルター部材H1600で構成されている。
(1) Description of Recording Head As shown in FIG. 1, the recording head H1000 is an electrothermal transducer that generates thermal energy for generating thermal energy for causing film boiling to the ink in accordance with an electrical signal. The recording head is a bubble shooter (registered trademark) side shooter type that performs recording using the.
The recording head H1000 includes an ink supply tank member H1500 of a recording element unit H1001 and an ink supply unit H1002, as shown in the exploded perspective view of FIG. Further, as shown in the exploded perspective view of FIG. 3A, the recording element unit H1001 includes a recording element substrate H1100, a recording element substrate support plate H1200, an electric wiring substrate H1300, a plate H1400, and a filter member H1600. .

(1−1)記録素子ユニット
図4(a)は、記録素子基板H1100の構成を説明する図であり、図4(b)は図4(a)に示すA−A断面図である。記録素子基板H1100は、例えば、厚さ0.5〜1mmのSi基板H1108で薄膜が形成されている。また、インク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口H1101が形成され、インク供給口H1101の両側に電気熱変換素子H1102がそれぞれ1列ずつ千鳥状に配列されており、前記電気熱変換素子H1102、及び、Al等の電気配線が成膜技術により形成されている。また、該電気配線に電力を供給するために電極H1103が設けられている。前記インク供給口H1101は、前記Si基板H1108の結晶方位を利用して、異方性エッチングを行う。ウエハー面に<100>、厚さ方向に<111>の結晶方位を持つ場合、アルカリ系(KOH、TMAH、ヒトラジン等)の異方性エッチングにより、約54.7度の角度でエッチングが進行する。この方法を用いて、所望の深さにエッチングする。また、前記Si基板H1108上には、ノズルプレートH1110が具備され、電気熱変換素子H1102に対応したインク流路H1104、ノズルH1105、発泡室H1107がフォトリソ技術により形成されている。また、前記ノズルH1105は前記電気熱変換素子H1102に対向するように設けられており、インク供給口H1101から供給されたインクを電気熱変換素子H1102により気泡を発生させてインクを吐出させるものである。
(1-1) Recording Element Unit FIG. 4A is a diagram illustrating the configuration of the recording element substrate H1100, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. The recording element substrate H1100 has a thin film formed of, for example, a Si substrate H1108 having a thickness of 0.5 to 1 mm. Further, an ink supply port H1101 consisting of a long groove-like through-hole is formed as an ink flow path, and electrothermal conversion elements H1102 are arranged in a staggered pattern on each side of the ink supply port H1101, respectively. The element H1102 and electric wiring such as Al are formed by a film forming technique. An electrode H1103 is provided to supply power to the electrical wiring. The ink supply port H1101 performs anisotropic etching using the crystal orientation of the Si substrate H1108. When the wafer surface has a crystal orientation of <100> and a thickness direction of <111>, the etching proceeds at an angle of about 54.7 degrees by anisotropic etching (KOH, TMAH, humanradine, etc.) . Using this method, etching is performed to a desired depth. A nozzle plate H1110 is provided on the Si substrate H1108, and an ink flow path H1104, a nozzle H1105, and a foaming chamber H1107 corresponding to the electrothermal conversion element H1102 are formed by a photolithography technique. The nozzle H1105 is provided so as to face the electrothermal conversion element H1102, and causes the ink supplied from the ink supply port H1101 to generate bubbles by the electrothermal conversion element H1102 to discharge the ink. .

図3(a)に示されたように、記録素子基板支持板H1200は、例えば、厚さ0.5〜10mmのアルミナ(Al)材料で形成されている。なお、記録素子基板支持板H1200の素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板H1100の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板H1100材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。記録素子基板支持板H1200の素材は、例えば、シリコン(Si)、窒化アルミニウム(AlN)、ジルコニア、窒化珪素(Si)、炭化珪素(SiC)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)のうちいずれであっても良い。記録素子基板支持板H1200には、記録素子基板H1100にインクを供給するためのインク供給口H1201が形成されており、記録素子基板H1100のインク供給口H1101が記録素子基板支持板H1200のインク供給口H1201に対応し、かつ、記録素子基板H1100は記録素子基板支持板H1200に対して位置精度良く接着固定される。その接着剤は、例えば、粘度が低く、接触面に形成される接着層が薄く、かつ、硬化後、比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤、もしくは紫外線硬化併用型の熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは50μm以下が望ましい。また、記録素子基板支持板H1200は、位置決め基準となるX方向基準H1204、Y方向基準H1205、Z方向基準H1206を有している。 As shown in FIG. 3A, the recording element substrate support plate H1200 is made of, for example, an alumina (Al 2 O 3 ) material having a thickness of 0.5 to 10 mm. The material of the recording element substrate support plate H1200 is not limited to alumina, and has a linear expansion coefficient equivalent to the linear expansion coefficient of the material of the recording element substrate H1100, and the thermal conductivity of the recording element substrate H1100 material. It may be made of a material having a thermal conductivity equal to or greater than. The material of the recording element substrate support plate H1200 is, for example, silicon (Si), aluminum nitride (AlN), zirconia, silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), molybdenum (Mo), or tungsten (W). Any of them may be used. An ink supply port H1201 for supplying ink to the recording element substrate H1100 is formed in the recording element substrate support plate H1200, and the ink supply port H1101 of the recording element substrate H1100 is the ink supply port of the recording element substrate support plate H1200. Corresponding to H1201, the recording element substrate H1100 is bonded and fixed to the recording element substrate support plate H1200 with high positional accuracy. The adhesive is preferably, for example, a material having a low viscosity, a thin adhesive layer formed on the contact surface, a relatively high hardness after curing, and ink resistance. For example, it is a thermosetting adhesive mainly composed of an epoxy resin, or an ultraviolet curing combined thermosetting adhesive, and the thickness of the adhesive layer is desirably 50 μm or less. The recording element substrate support plate H1200 has an X-direction reference H1204, a Y-direction reference H1205, and a Z-direction reference H1206, which are positioning references.

図3(b)は図3(a)に示す記録素子基板支持板H1200の詳細な説明図である。記録素子基板支持板H1200の一部には放熱を目的としたヒートシンク形状の放熱部1200hが形成されている。本実施例においては、この放熱部1200hは複数の凹凸形状からなる構造となっている。放熱部の基本的な目的は表面積を出来るだけ大きくとることであり、これを満たせる形状であれば、凹凸形状に限定されることはもちろん無い。   FIG. 3B is a detailed explanatory view of the recording element substrate support plate H1200 shown in FIG. A heat sink-shaped heat dissipation portion 1200h for heat dissipation is formed on a part of the recording element substrate support plate H1200. In this embodiment, the heat dissipating part 1200h has a structure having a plurality of concave and convex shapes. The basic purpose of the heat dissipating part is to make the surface area as large as possible. Of course, as long as the shape can satisfy this, it is not limited to the uneven shape.

また、図3(b)に示されたように記録素子基板支持板H1200の断面形状はコの字型をなしている。この断面形状は、例えば平板状に記録素子基板支持板H1200を構成した場合に比べ、図中奥手前方向(すなわち、記録ヘッド長手方向)の機械的強度が格段に向上し、放熱作用と同時に熱変形の抑制も果たす形状となる。もちろん、本実施例のようなコの字型断面形状に限定されるものではなく、例えばL字型断面、H型断面等、構成上可能な形状であれば良い。   As shown in FIG. 3B, the recording element substrate support plate H1200 has a U-shaped cross section. This cross-sectional shape, for example, significantly improves the mechanical strength in the frontward direction in the drawing (that is, the longitudinal direction of the recording head) compared to the case where the recording element substrate support plate H1200 is configured in a flat plate shape, and heat is simultaneously released. The shape also serves to suppress deformation. Of course, the present invention is not limited to the U-shaped cross-sectional shape as in the present embodiment, and may be any shape that can be configured, such as an L-shaped cross section or an H-shaped cross section.

本図において、上記で説明した記録素子基板支持板H1200の放熱部の凹凸形状を示している。   In this figure, the uneven | corrugated shape of the thermal radiation part of the recording element board | substrate support plate H1200 demonstrated above is shown.

次に、記録素子基板H1100の配置構成について説明する。   Next, the arrangement configuration of the recording element substrate H1100 will be described.

記録素子基板H1100は、図1に示すように記録素子基板支持板H1200に、例えば千鳥状に配置され、同一色による幅広の記録を可能としている。例えば、ノズル群の長さが1インチ+αの4つの記録素子基板H1100a、H1100b、H1100c、H1100dを千鳥状に配置し、4インチ幅の記録を可能にしている。   As shown in FIG. 1, the recording element substrate H1100 is arranged on the recording element substrate support plate H1200 in a zigzag manner, for example, so that wide recording with the same color is possible. For example, four recording element substrates H1100a, H1100b, H1100c, and H1100d each having a nozzle group length of 1 inch + α are arranged in a staggered manner to enable recording of a width of 4 inches.

また、各記録素子基板の吐出口群の端部は、千鳥状に隣接する記録素子基板のノズル群の端部と、記録方向に対して、重複する領域(L)を設け、各記録素子基板による印刷に隙間が生じることを防止している。例えば、ノズル群H1106aとノズル群H1106bに重複領域H1109a、H1109bを設けている。   In addition, the end of each ejection element group of each recording element substrate is provided with a region (L) overlapping with the end of the nozzle group of the recording element board adjacent to the staggered pattern in the recording direction. Prevents gaps from being generated by printing. For example, overlapping regions H1109a and H1109b are provided in the nozzle group H1106a and the nozzle group H1106b.

本実施例においては、上記のように記録素子基板H1100を記録素子基板支持板H1200上に千鳥状に配置した構成にて説明を行っているが、本発明はこの配置方法に限定されるものではなく、例えば一直線上に複数の記録素子基板H1100を並べた構成や、長尺形状の記録素子基板H1100を配置した記録ヘッドや、複数列に配置した記録ヘッド等にも適用可能であることは言うまでもない。   In this embodiment, the recording element substrate H1100 is described in a staggered arrangement on the recording element substrate support plate H1200 as described above. However, the present invention is not limited to this arrangement method. For example, the present invention can be applied to, for example, a configuration in which a plurality of recording element substrates H1100 are arranged on a straight line, a recording head in which an elongated recording element substrate H1100 is disposed, a recording head disposed in a plurality of rows, and the like. Yes.

電気配線基板H1300は、記録素子基板H1100に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、記録素子基板H1100を組み込むための開口部を有しており、裏面にはプレートH1400が接着固定される。また、電気配線基板H1300は、記録素子基板H1100の電極H1103に対応する電極端子H1302と、この配線端部に位置し記録装置本体からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子H1301を有している。電気配線基板H1300と記録素子基板H1100は、電気的に接続されており、接続方法は、例えば、記録素子基板H1100の電極H1103と電気配線基板H1300の電極端子H1302を金ワイヤーH1303(不図示)を用いたワイヤーボンディング技術によりにより電気的に接続される。電気配線基板H1300の素材としては、例えば、配線が二層構造のフレキシブル配線基板が使用され、表層はポリイミドフィルムで覆われている。   The electrical wiring substrate H1300 applies an electrical signal for ejecting ink to the recording element substrate H1100, has an opening for incorporating the recording element substrate H1100, and has a plate H1400 on the back surface. Bonded and fixed. The electric wiring board H1300 has an electrode terminal H1302 corresponding to the electrode H1103 of the recording element board H1100, and an external signal input terminal H1301 for receiving an electric signal from the recording apparatus main body located at the end of the wiring. Yes. The electrical wiring substrate H1300 and the recording element substrate H1100 are electrically connected. For example, the electrode H1103 of the recording element substrate H1100 and the electrode terminal H1302 of the electrical wiring substrate H1300 are connected to a gold wire H1303 (not shown). It is electrically connected by the wire bonding technique used. As a material of the electrical wiring board H1300, for example, a flexible wiring board having a two-layer structure is used, and a surface layer is covered with a polyimide film.

プレートH1400は、例えば、厚さ0.5〜1mmのSUS板(ステンレス鋼板)で形成されている。なお、プレートH1400の素材は、SUSに限られることなく、耐インク性を有し、良好な平面性を有する材料で作られてもよい。そして、プレートH1400は、記録素子基板支持板H1200に接着固定された記録素子基板H1100および該記録素子基板を取り込む開口部を有し、第1のプレートに接着固定される。   The plate H1400 is formed of, for example, a SUS plate (stainless steel plate) having a thickness of 0.5 to 1 mm. Note that the material of the plate H1400 is not limited to SUS, and may be made of a material having ink resistance and good flatness. The plate H1400 has a recording element substrate H1100 bonded and fixed to the recording element substrate support plate H1200 and an opening for taking in the recording element substrate, and is bonded and fixed to the first plate.

プレートの開口部H1402と記録素子基板H1100の側面によって形成される溝部には、第1の封止剤H1304が充填され、前記電気配線基板H1300の電気実装部を封止している。また、記録素子基板の電極H1103は、第2の封止剤H1305で封止し、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。   A groove formed by the opening H1402 of the plate and the side surface of the recording element substrate H1100 is filled with a first sealant H1304 to seal the electrical mounting portion of the electrical wiring substrate H1300. Further, the electrode H1103 of the recording element substrate is sealed with a second sealant H1305 to protect the electrical connection portion from corrosion by ink and external impact.

また、記録素子基板支持板H1200の裏面側インク供給口H1201には、インク中に混入された異物を取り除くためのフィルター部材H1600が接着固定される。   A filter member H1600 for removing foreign matter mixed in the ink is bonded and fixed to the back surface side ink supply port H1201 of the recording element substrate support plate H1200.

(1−2)インク供給タンクユニット
インク供給タンク部材H1500は、例えば、樹脂成形により形成され、内部には共通液室H1501を有している。共通液室1501は、記録素子基板支持板H1200と接合された状態でインク液室構造をなす。
(1-2) Ink Supply Tank Unit The ink supply tank member H1500 is formed by resin molding, for example, and has a common liquid chamber H1501 inside. The common liquid chamber 1501 forms an ink liquid chamber structure in a state where it is joined to the recording element substrate support plate H1200.

また、インク供給タンク部材H1500Z方向基準面H1502を具備している。そして、Z基準面H1502は、記録素子ユニットを位置決め固定するとともに、記録ヘッドH1000のZ基準となっている。   In addition, an ink supply tank member H1500Z direction reference surface H1502 is provided. The Z reference plane H1502 positions and fixes the recording element unit and serves as the Z reference for the recording head H1000.

(1−3)記録素子ユニットとインク供給タンクユニットの結合
先述の図2に示した通り、記録ヘッドH1000は、記録素子ユニットH1001をインク供給タンク部材H1500に結合することにより完成する。
(1-3) Coupling of Recording Element Unit and Ink Supply Tank Unit As shown in FIG. 2 described above, the recording head H1000 is completed by connecting the recording element unit H1001 to the ink supply tank member H1500.

結合は以下のように行われる。   The coupling is performed as follows.

インク供給タンク部材H1500の開口部と記録素子ユニットH1001を第3の封止剤H1503により封止し、共通液室H1501を形成する。そして、インク供給部材のZ基準H1502に記録素子ユニットH1001のZ基準H1502を、例えば、ビス等により位置決め固定する。第3の封止剤H1503は、耐インク性があり、かつ、常温で硬化し、かつ、異種材料間の線膨張差に耐えられる柔軟性のある封止剤が望ましい。この封止による接合により、インク供給タンク部材H1500内の共通液室H1501から記録素子基板支持板H1200を介して記録素子基板H1100へのインク流路が形成される。   The opening of the ink supply tank member H1500 and the recording element unit H1001 are sealed with a third sealant H1503 to form a common liquid chamber H1501. Then, the Z reference H1502 of the recording element unit H1001 is positioned and fixed to the Z reference H1502 of the ink supply member with, for example, screws. The third sealant H1503 is desirably a sealant that has ink resistance, is cured at room temperature, and can withstand the linear expansion difference between different materials. By this sealing, an ink flow path is formed from the common liquid chamber H1501 in the ink supply tank member H1500 to the recording element substrate H1100 via the recording element substrate support plate H1200.

この接合により、上記で説明した、記録素子基板支持板H1200の一部に形成された放熱部1200hは、インク供給タンク部材H1500内の共通液室H1501中に露出されるように構成・配置されている。   By this joining, the heat radiating portion 1200h formed on a part of the recording element substrate support plate H1200 described above is configured and arranged so as to be exposed in the common liquid chamber H1501 in the ink supply tank member H1500. Yes.

(2)駆動回路の説明
本願の記録ヘッドH1000は図1に示されるように4つの記録素子基板H1100がチッププレートH1200の上に精度良く配列され、さらに4つの記録素子基板H1100が電気配線基板H1300で配線されている。図8はこの4つの記録素子基板間の信号配線を示す回路図である。図中H1100a〜H1100dがそれぞれ4つの記録素子基板に相当し、各記録素子基板は図6および図7に示す奇数、偶数2つのノズル列の駆動回路から成り立っている。HEATO、EおよびIDATAO、Eは素子毎に奇偶別々に取り出されており、記録素子基板毎にHEAT1〜8およびIDATA1〜8の信号名で示されている。それ以外の信号は記録素子基板間で共通に配線されている。LTCLK、DCLK、HEAT1〜8、IDATA1〜8は外部信号入力端子H1301に接続され、電源系であるVH、GNDH、VDD、GNDは電源端子H1302に接続されている。
(2) Description of Drive Circuit As shown in FIG. 1, in the recording head H1000 of the present application, four recording element substrates H1100 are arranged on the chip plate H1200 with high precision, and further four recording element substrates H1100 are arranged on the electric wiring substrate H1300. It is wired with. FIG. 8 is a circuit diagram showing signal wiring between the four recording element substrates. In the figure, H1100a to H1100d each correspond to four recording element substrates, and each recording element substrate is composed of driving circuits for odd and even two nozzle rows shown in FIGS. HEATO, E and IDATAO, E are taken out separately for each element evenly and oddly, and are indicated by signal names HEAT1-8 and IDATA1-8 for each recording element substrate. Other signals are wired in common between the recording element substrates. LTCLK, DCLK, HEAT 1 to 8, and IDATA 1 to 8 are connected to an external signal input terminal H1301, and VH, GNDH, VDD, and GND that are power supply systems are connected to a power supply terminal H1302.

図4は記録素子基板H1100の構成を示す図で、インク供給口H1101を挟んで両側に奇数、偶数2つのノズル列がノズルピッチの半分ずらして配置されている。これら2つの駆動回路は記録素子基板上に半導体プロセスにより形成され、HEATO、EおよびIDATAO、Eの信号はそれぞれの駆動回路で独立に配線されているが、それ以外の信号(DCLK、LTCLK)と電源(VDD、GND、VH、HGND)は記録素子基板内においても共通配線となっている。奇数および偶数ノズル列には共に640ノズルが600dpiピッチで配列されており、前述のようにハーフピッチ分ずれているため、記録素子基板としては1200dpi、1280ノズルを構成することになる。各ノズル列の駆動回路は全く同じであるため、図6により駆動回路の概要を説明する。640の各ノズルにはそれぞれ吐出ヒータH1102−1〜1279が設けられ、各吐出ヒータを駆動することによりノズル内のインクを発泡させ、インク滴を吐出する。吐出ヒータは20個づつ、32の駆動ブロックに分割されており、時分割で駆動される。駆動ブロックはBE0〜31の信号により選択され、駆動ブロック内に属する20個の吐出ヒータはトランジスタE1006−1〜20のON/OFFにより吐出するか否かが決定させる。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the recording element substrate H1100. On the both sides of the ink supply port H1101, odd-numbered and even-numbered nozzle rows are shifted by half the nozzle pitch. These two drive circuits are formed on the recording element substrate by a semiconductor process, and signals HEATO, E and IDATAO, E are wired independently in each drive circuit, but other signals (DCLK, LTCLK) and The power supplies (VDD, GND, VH, HGND) are common wirings in the recording element substrate. In both the odd and even nozzle rows, 640 nozzles are arranged at a pitch of 600 dpi and are shifted by half pitch as described above, so that a 1200 dpi, 1280 nozzle is configured as the recording element substrate. Since the drive circuit of each nozzle row is exactly the same, the outline of the drive circuit will be described with reference to FIG. Each of the nozzles 640 is provided with discharge heaters H1102-1 to 1279, and by driving each discharge heater, the ink in the nozzles is foamed and ink droplets are discharged. The 20 discharge heaters are divided into 32 drive blocks, each of which is driven in a time division manner. The drive block is selected by signals BE0-31, and the 20 discharge heaters belonging to the drive block determine whether or not to discharge by turning ON / OFF the transistors E1006-1 to E1006-1.

図9の駆動タイミングチャートと図6により記録ヘッドH1000の駆動について説明する。PRINT信号は1カラムの吐出を開始するタイミングを与えるパルス信号で、パルスの立ち上がりタイミングで駆動回路の動作が開始する。駆動回路が動作を開始すると最初にLTCLKが生成され、それから数100ps後に転送クロックDCLKが転送データ分、すなわち25クロック出力される。IDATA1〜8の各信号にはDCLKに同期して転送データが出力され、25ビットシフトレジスタE1001にシリアル転送される。そして、シフトレジスタE1001に格納されたデータは次の駆動ブロックの最初に出力されるLTCLKのタイミングで25ビットラッチE1002に記憶される。そのため、最初の転送データにしたがって実際の駆動がなされるのはその次のブロックの転送が行われるタイミングである。ここで転送されるデータ内容は駆動されるブロックの番号BENB0〜4が5ビット、続いてそのブロックで駆動される電気熱変換素子H1102の駆動データが20ビットの合計25ビットである。駆動ブロックBENB0〜4は5→3デコーダE1003でBE0〜31にデコードされ、トランジスタE1005−1〜32のベース電極に接続される。よって、常に32個のトランジスタE1005−1〜32の内、1個だけが駆動されることになり、指定ブロックに属する電気熱変換素子の一端にのみ駆動電源(VH)が供給されることになる。   The drive of the recording head H1000 will be described with reference to the drive timing chart of FIG. 9 and FIG. The PRINT signal is a pulse signal that gives the timing for starting ejection of one column, and the operation of the drive circuit starts at the rise timing of the pulse. When the drive circuit starts operation, LTCLK is generated first, and several hundreds ps after that, the transfer clock DCLK is output for the transfer data, that is, 25 clocks. Transfer data is output to each signal of IDATA1 to 8 in synchronization with DCLK and serially transferred to a 25-bit shift register E1001. The data stored in the shift register E1001 is stored in the 25-bit latch E1002 at the timing of LTCLK output at the beginning of the next drive block. Therefore, the actual driving is performed according to the first transfer data at the timing when the next block is transferred. The data content transferred here is a total of 25 bits, ie, the drive block number BENB0-4 is 5 bits and the drive data of the electrothermal transducer H1102 driven in that block is 20 bits. The drive blocks BENB0-4 are decoded into BE0-31 by the 5 → 3 decoder E1003 and connected to the base electrodes of the transistors E1005-1-312. Therefore, only one of the 32 transistors E1005-1 to 32 is always driven, and the drive power supply (VH) is supplied only to one end of the electrothermal conversion element belonging to the designated block. .

一方、電気熱変換素子H1102−1〜1279のもう一端はセグメント毎に32個づつ並列接続されて、それぞれ20個のトランジスタE1006−1〜20のコレクタ電極に接続されている。これらのトランジスタの駆動はベース電極に接続されているANDゲートE1004−1〜20出力により制御される。ANDゲートの一方の入力には20ビットの駆動データ信号が接続され、もう一方には電気熱変換素子を実際に駆動するタイミングを与えるパルス信号HEAT1〜8が接続されている。よって、トランジスタE1006−1〜20は上記2信号のANDで制御されることになり、その結果20ビットの駆動データによって指定されたセグメントに対してHEAT1〜8のパルスタイミングで駆動されることになる。以上のようにして、PRINT信号が発効すると駆動回路が動作を開始し、最初に0ブロック目が駆動され順次1、2、…となって、最後に31ブロック目は駆動が完了して、全記録素子基板の全ノズルの吐出が制御される。   On the other hand, the other ends of the electrothermal transducers H1102-1 to 1279 are connected in parallel by 32 for each segment, and are connected to the collector electrodes of 20 transistors E1006-1 to 20, respectively. The driving of these transistors is controlled by the outputs of AND gates E1004-1 to 20 connected to the base electrode. A 20-bit drive data signal is connected to one input of the AND gate, and pulse signals HEAT1 to 8 for giving timing for actually driving the electrothermal transducer are connected to the other input. Therefore, the transistors E1006-1 to 20 are controlled by AND of the two signals, and as a result, the segment specified by the 20-bit drive data is driven at the pulse timing of HEAT1 to 8. . As described above, when the PRINT signal is activated, the drive circuit starts to operate, the first block is driven first, sequentially becomes 1, 2,..., And finally the 31st block is completely driven. The ejection of all nozzles on the printing element substrate is controlled.

(3)インクジェット記録装置の説明
本発明のインクジェット記録装置M4000は、図5に示すように、例えば、写真画質の記録に対応して6色分の記録ヘッドが具備されている。記録ヘッドH1000Bkは、ブラックインク用の記録ヘッドであり、記録ヘッドH1000Cはシアンインク用、記録ヘッドH1000Mマゼンタインク用、記録ヘッドH1000Yはイエローインク用、記録ヘッドH1000LCはライトシアンインク用、記録ヘッドH1000LMはライトマゼンタインク用である。これらの記録ヘッドH1000を、記録装置本体M4000に載置されているキャリッジM4001の位置決め手段及び電気的接点M4002によって固定支持する。
(3) Description of Inkjet Recording Device As shown in FIG. 5, the inkjet recording device M4000 of the present invention includes, for example, recording heads for six colors corresponding to photographic image quality recording. The recording head H1000Bk is a recording head for black ink, the recording head H1000C is for cyan ink, the recording head H1000M is for magenta ink, the recording head H1000Y is for yellow ink, the recording head H1000LC is for light cyan ink, and the recording head H1000LM is light. For magenta ink. These recording heads H1000 are fixedly supported by positioning means and electrical contacts M4002 of a carriage M4001 mounted on the recording apparatus main body M4000.

そして、これらの記録ヘッドを、先述の駆動回路によって制御し、記録媒体に対して記録を行うものである。なお、図5の記録装置では、記録ヘッドが記録媒体幅分のノズルを有するフルラインタイプであり、記録ヘッドは固定で、記録媒体が矢印の方向に走査することで記録を行う方式である。   These recording heads are controlled by the drive circuit described above to perform recording on a recording medium. 5 is a full-line type in which the recording head has nozzles corresponding to the width of the recording medium, the recording head is fixed, and recording is performed by scanning the recording medium in the direction of the arrow.

また、これに対して、図10の記録装置では、記録ヘッドが主走査方向(キャリッジ移動方向)に往復移動しながら記録を行う、シリアル駆動方式の記録装置である。   On the other hand, the recording apparatus of FIG. 10 is a serial drive type recording apparatus in which the recording head performs recording while reciprocating in the main scanning direction (carriage movement direction).

図11は、本発明の記録ヘッドの部分的断面を模式的に示した図である。   FIG. 11 is a diagram schematically showing a partial cross section of the recording head of the present invention.

また、図14に、従来のヘッド構成を示す部分的断面図を示す。   FIG. 14 is a partial sectional view showing a conventional head configuration.

図11によれば、記録素子基板支持板H1200の記録素子基板配置面と反対側には放熱部H1200hが形成されおり、この放熱部は、インク供給タンク部材H1500内の共通液室H1501内に露出されている。すなわち、この構成により、記録素子基板支持板放熱部H1200hはインク中にその放熱部が浸漬されることとなる。これにより、記録インクが冷却液を兼ねることとなるように形成されている。放熱部のヒートシンクは本実施例では幅5mm、高さ10mm、厚さ2mm程度とした。また、冷却液としてのインクの、共通液室内の流量は20ml/min〜100ml/min程度流した。もちろん印字条件、ヘッド仕様により条件にあった流量であればよい。   According to FIG. 11, a heat radiating portion H1200h is formed on the side opposite to the recording element substrate arrangement surface of the recording element substrate support plate H1200, and this heat radiating portion is exposed in the common liquid chamber H1501 in the ink supply tank member H1500. Has been. In other words, with this configuration, the heat radiating portion H1200h of the recording element substrate support plate is immersed in the ink. Thus, the recording ink is formed so as to also serve as a cooling liquid. In this embodiment, the heat sink of the heat dissipating part has a width of 5 mm, a height of 10 mm, and a thickness of about 2 mm. In addition, the flow rate of ink as a cooling liquid in the common liquid chamber was about 20 ml / min to 100 ml / min. Of course, any flow rate that meets the conditions according to the printing conditions and head specifications may be used.

また、冷却液としてのインクの流れ方向や使用する本数などによりヘッドの温度を細かくコントロールすることができる。   Further, the temperature of the head can be finely controlled by the flow direction of the ink as the cooling liquid and the number of inks used.

記録素子基板支持板H1200の材質は、特に熱伝導率の良い材質が好ましく、アルミナ、カーボングラファイトなどが使われる。また、その性質上、耐インク性がある材質が適している。   The material of the recording element substrate support plate H1200 is preferably a material having particularly good thermal conductivity, and alumina, carbon graphite, or the like is used. In addition, due to its properties, a material having ink resistance is suitable.

共通液室内の冷却液としてのインクはポンプ(不図示)により液室内を循環できるように構成されている。冷却液の流量は流量計により、入口温度、出口温度、ヘッド温度はモニターされ、印字の条件、環境温度等により流量の調整、恒温槽の温度調整など制御できるようになっている。   The ink as the cooling liquid in the common liquid chamber is configured to be circulated in the liquid chamber by a pump (not shown). The flow rate of the cooling liquid is monitored by a flow meter, and the inlet temperature, the outlet temperature, and the head temperature are monitored, and the flow rate adjustment, the temperature adjustment of the thermostatic chamber, etc. can be controlled according to the printing conditions, the environmental temperature, and the like.

図12に、本発明と放熱部なしのヘッドによる温度上昇の比較を示す。   FIG. 12 shows a comparison of temperature rise between the present invention and a head without a heat radiation part.

本実施例の条件では放熱部なしの場合では約50枚の印字で高温に達し、さらにヘッド温度は上昇し続け不吐出が発生した。   Under the conditions of this example, when there was no heat radiating part, the temperature reached a high temperature after printing about 50 sheets, and the head temperature continued to rise and non-ejection occurred.

本発明の方式ではヘッド温度は約50枚程度の印字で飽和し、以降印字を継続してもヘッド温度は上昇しない。   In the method of the present invention, the head temperature is saturated after printing about 50 sheets, and the head temperature does not increase even if printing is continued thereafter.

また、印字する画像の種類、濃度の違いにより、通常長尺の記録ヘッドの長手方向の温度差による画像の濃度差に関しても、本構成によれば、放熱部の冷却効果により、記録ヘッドの長手方向の均熱化に関しても効果が認められた。   In addition, due to the difference in the type and density of the image to be printed, regarding the density difference of the image due to the temperature difference in the longitudinal direction of the normally long recording head, according to this configuration, the longitudinal direction of the recording head can be improved by the cooling effect of the heat radiating unit. An effect was also observed regarding the soaking of the direction.

なお、昇温は放熱部の形状、共通液室の形状、冷却水としてのインクの流量、温度により当然のことながら変わり、また、使われるヘッドの仕様により最適な条件にすることは言うまでもない。   The temperature rise naturally changes depending on the shape of the heat radiating portion, the shape of the common liquid chamber, the flow rate of ink as cooling water, and the temperature, and it goes without saying that the optimum conditions are set according to the specifications of the head used.

(第2の実施形態)
図13(a)〜(c)は本発明第2の実施例の、記録ヘッドの部分的断面を模式的に示した図である。
(Second Embodiment)
FIGS. 13A to 13C are views schematically showing a partial cross section of a recording head according to the second embodiment of the present invention.

図13(b)は図13(a)に示す平面図におけるA−A断面図である。記録素子基板支持板H1200の一部には放熱を目的としたヒートシンク形状の放熱部1200hが形成されている。本実施例においては、この放熱部1200hは複数の凹凸形状からなる構造となっている。放熱部の基本的な目的は表面積を出来るだけ大きくとることであり、これを満たせる形状であれば、凹凸形状に限定されることはもちろん無い。   FIG.13 (b) is AA sectional drawing in the top view shown to Fig.13 (a). A heat sink-shaped heat dissipation portion 1200h for heat dissipation is formed on a part of the recording element substrate support plate H1200. In this embodiment, the heat dissipating part 1200h has a structure having a plurality of concave and convex shapes. The basic purpose of the heat dissipating part is to make the surface area as large as possible. Of course, as long as the shape can satisfy this, it is not limited to the uneven shape.

また、図13(b)に示されたように記録素子基板支持板H1200の断面形状はコの字型をなしている。この断面形状は、例えば平板状に記録素子基板支持板H1200を構成した場合に比べ、図中奥手前方向(すなわち、記録ヘッド長手方向)の機械的強度が格段に向上し、放熱作用と同時に熱変形の抑制も果たす形状となる。もちろん、本実施例のようなコの字型断面形状に限定されるものではなく、例えばL字型断面、H型断面等、構成上可能な形状であれば良い。   Further, as shown in FIG. 13B, the recording element substrate supporting plate H1200 has a U-shaped cross section. This cross-sectional shape, for example, significantly improves the mechanical strength in the frontward direction in the drawing (that is, the longitudinal direction of the recording head) compared to the case where the recording element substrate support plate H1200 is configured in a flat plate shape, and heat is simultaneously released. The shape also serves to suppress deformation. Of course, the present invention is not limited to the U-shaped cross-sectional shape as in the present embodiment, and may be any shape that can be configured, such as an L-shaped cross section or an H-shaped cross section.

図13(c)は図13(a)に示す記録素子基板支持板H1200の斜視図である。図において、上記において説明した記録素子基板支持板H1200の放熱部の凹凸形状を示している。   FIG. 13C is a perspective view of the recording element substrate support plate H1200 shown in FIG. In the drawing, the concavo-convex shape of the heat radiating portion of the recording element substrate support plate H1200 described above is shown.

インク供給タンク部材H1500は、例えば、樹脂成形により形成され、内部には共通液室H1501を有している。共通液室1501は、記録素子基板支持板H1200と接合された状態でインク液室構造をなす。この時、本実施例の構成によれば、記録素子基板支持板H1200の放熱部1200hの上部1200htがインク供給タンク部材H1500に結合されることにより、インク供給タンク部材H1500内壁と内壁上部1500htと同時に接合されるようにその高さを決定されている。また、壁面の一部が残されている。この構成により、共通液室H1501の一部が別の液室空間として、図中両側部分に冷却液室1501a、1501bとして形成される。   The ink supply tank member H1500 is formed by resin molding, for example, and has a common liquid chamber H1501 inside. The common liquid chamber 1501 forms an ink liquid chamber structure in a state where it is joined to the recording element substrate support plate H1200. At this time, according to the configuration of this embodiment, the upper portion 1200 ht of the heat radiating portion 1200 h of the recording element substrate support plate H 1200 is coupled to the ink supply tank member H 1500, thereby simultaneously with the inner wall of the ink supply tank member H 1500 and the upper portion 1500 ht of the inner wall. Its height is determined to be joined. Moreover, a part of wall surface is left. With this configuration, a part of the common liquid chamber H1501 is formed as another liquid chamber space as cooling liquid chambers 1501a and 1501b on both sides in the drawing.

インク供給タンク部材H1500の開口部と記録素子ユニットH1001は、第一の実施例と同様に、封止剤H1503により封止し、共通液室H1501、冷却液室1501a、1501bを形成する。そして、インク供給部材のZ基準H1502に記録素子ユニットH1001のZ基準H1502を、例えば、ビス等により位置決め固定する。封止剤H1503は、耐インク性があり、かつ、常温で硬化し、かつ、異種材料間の線膨張差に耐えられる柔軟性のある封止剤が望ましい。この封止による接合により、インク供給タンク部材H1500内の共通液室H1501から記録素子基板支持板H1200を介して記録素子基板H1100へのインク流路が形成される。また、同時に共通液室内両サイド部分に冷却液室1501a、1501bが形成される。   As in the first embodiment, the opening of the ink supply tank member H1500 and the recording element unit H1001 are sealed with a sealant H1503 to form a common liquid chamber H1501 and cooling liquid chambers 1501a and 1501b. Then, the Z reference H1502 of the recording element unit H1001 is positioned and fixed to the Z reference H1502 of the ink supply member with, for example, screws. The sealant H1503 is desirably a sealant that has ink resistance, is hardened at room temperature, and is flexible enough to withstand the difference in linear expansion between different materials. By this sealing, an ink flow path is formed from the common liquid chamber H1501 in the ink supply tank member H1500 to the recording element substrate H1100 via the recording element substrate support plate H1200. At the same time, cooling liquid chambers 1501a and 1501b are formed on both side portions of the common liquid chamber.

この接合により、上記で説明した、記録素子基板支持板H1200の一部に形成された放熱部1200hは、インク供給タンク部材H1500内の共通液室H1501中および冷却液室H1501a、H1501bの両方に露出されるように構成・配置されている。   Due to this bonding, the heat radiating portion 1200h formed on a part of the recording element substrate support plate H1200 described above is exposed to both the common liquid chamber H1501 and the cooling liquid chambers H1501a and H1501b in the ink supply tank member H1500. Configured and arranged as described above.

すなわち、この構成により、記録素子基板支持板放熱部H1200hは両者の液室中にその放熱部が浸漬されることとなる。   That is, with this configuration, the heat radiating portion of the recording element substrate support plate heat radiating portion H1200h is immersed in both liquid chambers.

本構成によれば、共通液室のインクによる冷却効果に加え、冷却液室1501a、1501b内に冷却液もしくは、共通液室内インクと別の、冷却液として作用するインクを流すことが出来るようになる。   According to this configuration, in addition to the cooling effect by the ink in the common liquid chamber, the cooling liquid or the ink acting as the cooling liquid different from the ink in the common liquid chamber can flow in the cooling liquid chambers 1501a and 1501b. Become.

本構成の特徴は、印字のためのインクをヘッド冷却に使用する実施例1にて説明した構成では、ヘッド冷却効率を上げるためにインク流速を上げたり変化させたりすることにより、印字画像への影響、具体的には濃度変化やインク供給量不足等の制限のためにインクの流れ方向や流速、流量が制約を受けることがあるため、これを、別液室である冷却液室1501a、1501bを設けることにより、印字動作に影響を与えることなく冷却液としてのインクの、流速、流量、流れ方向等を、比較的容易にかつ細かく制御することが可能となり、その結果、ヘッドの温度を細かくコントロールすることができるように構成できるからである。   The feature of this configuration is that, in the configuration described in the first embodiment in which ink for printing is used for head cooling, the ink flow rate is increased or changed in order to increase the head cooling efficiency. The flow direction, flow velocity, and flow rate of the ink may be restricted due to the influence, specifically, the density change or the ink supply amount shortage, which may be restricted by the cooling liquid chambers 1501a and 1501b which are separate liquid chambers. It is possible to relatively easily and finely control the flow velocity, flow rate, flow direction, etc., of the ink as the cooling liquid without affecting the printing operation. As a result, the temperature of the head is finely adjusted. This is because it can be configured to be controlled.

冷却液室1501a、1501b内の冷却液はポンプ(不図示)により液室内を循環できるように構成されている。冷却水の流量は流量計により、入口温度、出口温度、ヘッド温度はモニターされ、印字の条件、環境温度等により流量の調整、恒温槽の温度調整など制御できるようになっている。   The coolant in the coolant chambers 1501a and 1501b is configured to be circulated in the fluid chamber by a pump (not shown). The flow rate of the cooling water is monitored by a flow meter, and the inlet temperature, the outlet temperature, and the head temperature are monitored. The flow rate can be adjusted according to the printing conditions, the environmental temperature, and the temperature of the thermostatic chamber.

また、図15(a)、(b)に、その他の実施形態を表すヘッド部分断面図を示す。   FIGS. 15A and 15B are partial head sectional views showing other embodiments.

本発明の記録ヘッドの外観斜視図External perspective view of recording head of the present invention 本発明の記録ヘッドの分解斜視図1 is an exploded perspective view of a recording head of the present invention. 記録素子ユニットの斜視図Perspective view of recording element unit 記録素子基板支持板の斜視図Perspective view of recording element substrate support plate 記録素子基板を説明する、(a)斜視図、(b)A−A断面図(A) perspective view, (b) AA cross-sectional view illustrating a recording element substrate インクジェット記録装置(フルライン方式)を説明する図Diagram explaining inkjet recording device (full line system) 奇数のノズル列の駆動回路を説明する図The figure explaining the drive circuit of an odd nozzle row 偶数のノズル列の駆動回路を説明する図The figure explaining the drive circuit of an even-numbered nozzle row 4つの記録素子基板間の信号配線を説明する図The figure explaining the signal wiring between four recording element substrates 駆動タイミングチャート図Drive timing chart インクジェット記録装置(シリアル駆動方式)を説明する図A diagram for explaining an ink jet recording apparatus (serial drive system) 本発明の部分的断面の模式図Schematic diagram of a partial cross section of the present invention 本発明の昇温を説明する図The figure explaining the temperature rise of this invention 本発明第2実施例の平面図Plan view of the second embodiment of the present invention 本発明第2実施例のA−A断面図AA sectional view of the second embodiment of the present invention. 本発明第2実施例の記録素子基板支持板の斜視図The perspective view of the recording element board | substrate support plate of 2nd Example of this invention. 従来例の記録ヘッド部分断面図Partial cross-sectional view of a conventional recording head (a),(b)他実施例形態を示すヘッド部分断面図(A), (b) Head partial sectional view showing another embodiment

符号の説明Explanation of symbols

H1000 記録ヘッド
H1001 記録素子ユニット
H1002 インク供給ユニット
H1100 記録素子基板
H1101 インク供給口
H1102 電気熱変換素子
H1103 電極
H1104 インク流路
H1105 ノズル
H1106 ノズル群
H1107 発泡室
H1108 Si基板
H1110 ノズルプレート
H1200 記録素子基板支持板
H1200h 放熱部
H1200ht 放熱部上部
H1201 インク供給口
H1204 X方向基準
H1205 Y方向基準
H1206 Z方向基準
H1300 電気配線基板
H1301 外部信号入力端子
H1302 電極端子
H1303 金ワイヤー(不図示)
H1304 第1の封止剤
H1305 第2の封止剤
H1400 第2のプレート
H1500 インク供給タンク部材
H1500ht タンク内壁
H1501 共通液室
H1501a、b 冷却液室
H1502 Z基準面
H1503 第3の封止剤(不図示)
H1504 インク供給口(不図示)
H1800 インクタンク
H1802 チューブ
H1900 ビス
M4000 インクジェット記録装置
M4001 キャリッジ
M4002 電気的接点
E1001 シフトレジスタ
E1002 25ビットラッチ
E1003 デコーダ
E1004 ANDゲート
E1005 トランジスタ
E1006 トランジスタ
K1000 記録媒体
H1000 Recording head H1001 Recording element unit H1002 Ink supply unit H1100 Recording element substrate H1101 Ink supply port H1102 Electrothermal conversion element H1103 Electrode H1104 Ink flow path H1105 Nozzle H1106 Nozzle group H1107 Foaming chamber H1108 Si substrate H1110 Nozzle plate H1200 Recording element substrate support plate H1200h Heat radiation part H1200ht Heat radiation part upper part H1201 Ink supply port H1204 X-direction reference H1205 Y-direction reference H1206 Z-direction reference H1300 Electric wiring board H1301 External signal input terminal H1302 Electrode terminal H1303 Gold wire (not shown)
H1304 First sealant H1305 Second sealant H1400 Second plate H1500 Ink supply tank member H1500ht Tank inner wall H1501 Common liquid chamber H1501a, b Coolant chamber H1502 Z reference surface H1503 Third sealant (Illustrated)
H1504 Ink supply port (not shown)
H1800 Ink tank H1802 Tube H1900 Screw M4000 Inkjet recording apparatus M4001 Carriage M4002 Electrical contact E1001 Shift register E1002 25-bit latch E1003 Decoder E1004 AND gate E1005 Transistor E1006 Transistor K1000 Recording medium

Claims (5)

液体を吐出するための複数のノズルと吐出エネルギーを発生する記録素子を複数配列した記録素子基板が支持板上に配置され、該記録素子基板にはインクを供給する供給口が設けられており、該支持板には記録素子基板へインクを供給するための流路と、該支持板と接合されることによりインク供給経路を形成するインク供給タンク部材を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、該支持板の一部が、上記インク供給タンク部材内のインク流路内に露出される露出部を設けるように構成されたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。   A recording element substrate on which a plurality of nozzles for discharging liquid and a plurality of recording elements for generating discharge energy are arranged is arranged on a support plate, and the recording element substrate is provided with a supply port for supplying ink, In the ink jet recording head, the support plate includes a flow path for supplying ink to the recording element substrate, and an ink supply tank member that forms an ink supply path by being joined to the support plate. An ink jet recording head characterized in that the portion is provided with an exposed portion exposed in the ink flow path in the ink supply tank member. 液体を吐出するための複数のノズルと吐出エネルギーを発生する記録素子を複数配列した記録素子基板が支持板上に複数個配置されている請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。   2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a plurality of recording element substrates on which a plurality of nozzles for discharging liquid and a plurality of recording elements for generating discharge energy are arranged are arranged on a support plate. 支持板に設けられた露出部が複数独立に設けられている請求項1又は2に記載のインクジェット記録ヘッド。   The inkjet recording head according to claim 1, wherein a plurality of exposed portions provided on the support plate are provided independently. 前記記録ヘッドの記録素子は吐出口からインクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子は、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によって液体を加熱させることにより熱エネルギーを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録方式のヘッドであることを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。   The recording element of the recording head generates energy for ejecting ink from the ejection port. The energy generating element generates ink droplets by using heat energy by heating the liquid with an electrothermal conversion element having a heating resistor. 4. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink jet recording head is an ink jet recording type head which is ejected. 前記記録ヘッドの記録素子は、記録領域に配される記録媒体の搬送方向に交差する方向の記録媒体の全幅にわたってインク吐出口を配列したフルラインタイプのインクジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載のインクジェット記録装置。   The recording element of the recording head is a full-line type ink jet recording head in which ink discharge ports are arranged over the entire width of the recording medium in a direction intersecting a conveyance direction of the recording medium arranged in the recording area. Item 5. The ink jet recording apparatus according to any one of Items 1 to 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009132095A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Canon Inc Liquid discharge head and liquid discharge device
JP2009208385A (en) * 2008-03-05 2009-09-17 Ricoh Co Ltd Image forming device

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