JP2007050564A - Inkjet recording head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェット記録ヘッドに関するものである。 The present invention relates to an ink jet recording head that performs recording on a recording medium by discharging ink according to an ink jet method.
記録装置において、電気熱変換素子を用いるインク吐出方法は、吐出エネルギ発生素子を配設するためのスペースを大きく確保する必要がなく、記録ヘッドの構造が簡素で、ノズルの集積化が容易であること等の利点がある。特に、特許文献1〜4に開示されたインクジェット記録方法は、記録信号によって電気熱変換素子を駆動させて発生した気泡を外気に通気させる構成としている。このインクジェット記録方法を採用することにより、飛翔するインク滴の体積の安定化を図り、微少量のインク滴を高速に吐出することを可能としている。また、気泡の消泡時に発生するキャビテーションを解消することでヒータの耐久性の向上を図ること等が可能となる。そのため、更なる高精細画像が容易に得られるようになる。上述した公報において、気泡を外気に連通させるための構成としては、インクに気泡を発生させる電気熱変換素子と、インクが吐出される開口である吐出口との間の最短距離を、従来に比して大幅に短くする構成が挙げられている。 In the recording apparatus, the ink ejection method using the electrothermal conversion element does not require a large space for disposing the ejection energy generating element, the structure of the recording head is simple, and the nozzles are easily integrated. There are such advantages. In particular, the ink jet recording methods disclosed in Patent Documents 1 to 4 are configured such that bubbles generated by driving an electrothermal conversion element by a recording signal are vented to the outside air. By adopting this ink jet recording method, the volume of the flying ink droplets is stabilized, and a very small amount of ink droplets can be ejected at high speed. In addition, it is possible to improve the durability of the heater by eliminating cavitation that occurs when bubbles are eliminated. Therefore, a further high-definition image can be easily obtained. In the above-mentioned publication, the shortest distance between the electrothermal conversion element that generates bubbles in the ink and the ejection port that is the opening through which the ink is ejected is used as a configuration for communicating the bubbles with the outside air. Therefore, a configuration that greatly shortens is mentioned.
この種の記録ヘッドの構成について、以下で説明する。 The configuration of this type of recording head will be described below.
インクを吐出させる電気熱変換素子が設けられた素子基板と、この素子基板に接合されてインクの流路を構成する流路構成基板(オリフィス基板とも称す。)とを備えている。流路構成基板は、インクが流動する複数のノズルと、これら各ノズルにインクを供給する供給室と、インク滴を吐出するノズル先端開口である複数の吐出口とを有している。ノズルは、電気熱変換素子によって気泡が発生する発泡室と、この発泡室にインクを供給する供給路とからなる。素子基板には、発泡室内に位置して電気熱変換素子が配設されている。また、素子基板には、流路構成基板に接する主面とは反対側の裏面から供給室にインクを供給するための供給口が設けられている。そして、流路構成基板には、素子基板上の電気熱変換素子に対向する位置に吐出口が設けられている。 An element substrate provided with an electrothermal conversion element that discharges ink and a flow path configuration substrate (also referred to as an orifice substrate) that is bonded to the element substrate and forms an ink flow path are provided. The flow path constituting substrate has a plurality of nozzles through which ink flows, a supply chamber that supplies ink to each of these nozzles, and a plurality of discharge ports that are nozzle tip openings that discharge ink droplets. The nozzle includes a foaming chamber in which bubbles are generated by the electrothermal conversion element, and a supply path for supplying ink to the foaming chamber. On the element substrate, an electrothermal conversion element is disposed in the foam chamber. The element substrate is provided with a supply port for supplying ink to the supply chamber from the back surface opposite to the main surface in contact with the flow path constituting substrate. The flow path constituting substrate is provided with a discharge port at a position facing the electrothermal conversion element on the element substrate.
また、以上のように構成された記録ヘッドは、供給口から供給室内に供給されたインクが、各ノズルに沿って供給されて、発泡室内に充填される。発泡室内に充填されたインクは、電気熱変換素子により膜沸騰されて発生する気泡によって、素子基板の主面に対してほぼ直交する方向に飛翔されて、吐出口からインク滴として吐出される。 Further, in the recording head configured as described above, the ink supplied from the supply port to the supply chamber is supplied along each nozzle and filled in the foaming chamber. The ink filled in the foaming chamber is ejected in the direction substantially perpendicular to the main surface of the element substrate by bubbles generated by film boiling by the electrothermal conversion element and ejected as ink droplets from the ejection port.
図9は、以上述べてきた好適なインクジェット記録ヘッドの従来例の一部切り欠き斜視図である。 FIG. 9 is a partially cutaway perspective view of a conventional example of the preferred ink jet recording head described above.
図9に示す形態のインクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子である複数のヒータ1を各ヒータ1に、インクの流路であるノズル5を個別に独立して形成するための隔離壁が、吐出口4から供給室6近傍まで延設された構成とされている。
The ink jet recording head of the form shown in FIG. 9 has a plurality of heaters 1 that are electrothermal conversion elements in each heater 1 and an isolation wall that individually forms
このインクジェット記録ヘッドは複数のヒータ1および複数のノズル5を有している。そして、各ノズル5の長手方向が平行に配列された第1のノズル列7と、供給室6を挟んで第1のノズル列7に対向する位置に各ノズル5の長手方向が平行に配列された第2のノズル列8とを備えている。
This ink jet recording head has a plurality of heaters 1 and a plurality of
第1および第2のノズル列7,8は、隣接する各ノズルの間隔が600dpiピッチに形成されている。また、第2のノズル列8の各ノズル5は、第1のノズル列7の各ノズル5に対して、隣接する各ノズル間のピッチが互いに1/2ピッチずれて配列されている。
In the first and
このような記録ヘッドは、特許文献5、6に開示されたインクジェット記録方法が適用されたインク吐出手段を有しており、インクの吐出時に発生する気泡が吐出口を介して外気に連通されている。
Such a recording head has an ink discharge means to which the ink jet recording method disclosed in
一方、インクジェット記録ヘッドに用いられるSi基板は、通常のICのようにSiウェハー上に多数個の回路を同時形成し、ダイシング等で切り離して用いることが一般的である。したがって、一個のSi基板の価格は、一枚のウェハーから何個の基板が得られるか、で決定される。例えば、前述の1インチ幅の基板を得るためには、基板サイズが約30mm×3mmとすると、6インチのウェハーから100個前後の基板しか得られない。これを用いて、前述のような6種のインクを用いるヘッドを作ろうとすると、約16ヘッドしか得られないことになる。これに対し例えば、基板サイズが30mm×1mmで形成できるとすると、1枚のウェハーから約300個の基板が得られ、大幅に価格を下げることができる。 On the other hand, a Si substrate used in an ink jet recording head is generally used by forming a large number of circuits on a Si wafer at the same time as an ordinary IC and separating them by dicing or the like. Therefore, the price of one Si substrate is determined by how many substrates can be obtained from one wafer. For example, in order to obtain the above-mentioned 1 inch wide substrate, if the substrate size is about 30 mm × 3 mm, only about 100 substrates can be obtained from a 6 inch wafer. If this is used to make a head using the above six types of ink, only about 16 heads can be obtained. On the other hand, for example, if the substrate can be formed with a size of 30 mm × 1 mm, about 300 substrates can be obtained from one wafer, and the price can be greatly reduced.
基板の表面は、概ね、前述の抵抗体を含む電気回路部分と、貫通孔を含みインクが流れる流体部分と、に分かれる。このうち、電気回路部分はLSI等に用いられている微細配線プロセスと低抵抗配線プロセスにより小面積化することができるので、流体部分の小面積化が課題となる。流体部分のうち貫通孔を形成する手段は、サンドブラスト、レーザー加工、異方性エッチング、ドライエッチング等が知られているが、サンドブラストやレーザー加工は寸法精度が悪く、かつ孔の縁がギザギザとなる傾向があるため好ましくない。また、ドライエッチングは加工精度は良いが、小さい貫通孔を形成する場合は流体の抵抗が上昇し、液滴吐出の周波数応答性を下げる結果となる。異方性エッチングは、これに対し、例えば<100>面のSiに裏面より異方性エッチングを行うと<111>面が54.8°の角度で形成され、四角錘台の貫通孔が形成されるため、精度が良く流抵抗の低い好ましい貫通孔が得られる。しかし、Si基板の厚みに比例して裏面の開口は大きくなるため、一般的なSiウェハーの厚み625μmでは開口が約0.8mmとなり、例えば基板の幅を1mmにすると、支持基板との接着しろが0.1mmしか残らず、接着が困難になってしまっていた。
この問題を解決するために、裏面に窪みを形成することにより基板厚みが薄い領域(インク供給共通部)が形成されており、インク供給口が前記領域に形成されているといった構成も提案されている。この供給口は、数ノズル毎に形成されており、基板の薄い領域に設けられているため、強度を保つ理由から、インク供給共通部面積よりはるかに小さい面積でしかインク供給口の面積は取れず、供給口サイズを必要以上に大きくしたり、供給口の加工精度の問題から供給口の数を増やすこともむやみにはできない。 In order to solve this problem, a configuration has been proposed in which a region where the substrate is thin (ink supply common portion) is formed by forming a recess on the back surface, and an ink supply port is formed in the region. Yes. Since this supply port is formed for every several nozzles and is provided in a thin region of the substrate, the area of the ink supply port can be taken only in an area much smaller than the area of the common ink supply part for the purpose of maintaining strength. In addition, it is impossible to increase the number of supply ports due to the problem of processing accuracy of the supply ports, or increase the number of supply ports more than necessary.
上述のように、基板厚みが薄い領域において、強度上の理由からインク供給口のない無駄な領域が必要であった。裏面に窪みを形成することにより基板厚みが薄い領域(インク供給共通部)を形成してインク供給口を設けるこの構成は、従来の一括の供給口に比べ非常に小さくはなるが、供給口のない領域は無駄な面積となり、コストの面からは問題となっている。特に上面は回路を構成している層であり、何も機能を持たない回路領域が存在するのは、非常に無駄な構成となっている。 As described above, in a region where the substrate is thin, a useless region without an ink supply port is necessary for reasons of strength. By forming a recess on the back surface to form a region where the substrate is thin (ink supply common part) and providing an ink supply port, this configuration is much smaller than the conventional batch supply port. The area that does not exist is a useless area, which is a problem in terms of cost. In particular, the upper surface is a layer constituting a circuit, and the presence of a circuit region having no function is a wasteful configuration.
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、強度の低下を抑制しつつ、効率良い基板のレイアウトとすることが可能なインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ink jet recording head capable of providing an efficient substrate layout while suppressing a decrease in strength.
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、エネルギを発生する複数のエネルギ発生素子と、エネルギ発生素子が設けられた素子基板と、素子基板上に、複数の第1のノズルを有する第1のノズル列と、複数の第2のノズルを有する第2のノズル列と、第1および第2のノズル列の間に、各ノズルに対してインクを供給するための複数のインク供給口が形成された供給口領域とを有し、各ノズル列のノズルからインクを素子基板の略垂直方向に吐出して記録媒体に画像を形成するインクジェット記録ヘッドにおいて、供給口領域は、素子基板の裏面側に窪み状のインク供給共通部が形成されることで形成された基板の厚みが薄くなった領域内にあり、供給口領域内のインク供給口が形成されている領域以外の非開口部に複数の第3のノズルを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an ink jet recording head according to the present invention includes a plurality of energy generating elements that generate energy, an element substrate provided with the energy generating elements, and a plurality of first nozzles on the element substrate. A plurality of ink supply ports for supplying ink to each nozzle are provided between one nozzle row, a second nozzle row having a plurality of second nozzles, and the first and second nozzle rows. In an ink jet recording head having a formed supply port area and ejecting ink from nozzles of each nozzle row in a substantially vertical direction of the element substrate to form an image on a recording medium, the supply port area is a back surface of the element substrate. In the region where the thickness of the substrate formed by forming the concave ink supply common portion on the side is reduced, in the non-opening portion other than the region where the ink supply port is formed in the supply port region Duplicate It characterized by having a third nozzle of.
本発明によれば、従来、素子基板の強度確保のためにのみ利用されていた領域にノズルを形成することで素子基板の強度を低下させることなく効率良い基板のレイアウトとすることが可能となった。 According to the present invention, it is possible to form an efficient substrate layout without reducing the strength of the element substrate by forming the nozzle in a region that has been conventionally used only for securing the strength of the element substrate. It was.
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
<装置本体の概略説明>
図1は、本発明の代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタIJRAの構成の概要を示す外観斜視図である。図1において、駆動モータ5013の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア5009〜5011を介して回転するリードスクリュー5005の螺旋溝5004に対して係合するキャリッジHCはピン(不図示)を有している。ガイドレール5003に支持されて矢印a,b方向を往復移動するキャリッジHCには、記録ヘッドIJHとインクタンクITとを内蔵した一体型インクジェットカートリッジIJCが搭載されている。紙押え板5002は、キャリッジHCの移動方向に亙って記録用紙Pをプラテン5000に対して押圧する。フォトカプラ5007,5008は、キャリッジHCのレバー5006のこの域での存在を確認して、モータ5013の回転方向切り換え等を行うためのホームポジション検知器である。部材5016は記録ヘッドIJHの前面をキャップするキャップ部材5022を支持するものであり、吸引器5015は、このキャップ内を吸引するものであり、キャップ内開口5023を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。クリーニングブレード5017は、部材5019によって前後方向に移動可能にされ、本体支持板5018にこれらが支持されている。クリーニングブレード5017は、この形態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用できることは言うまでもない。また、レバー5021は、吸引回復の吸引を開始するためのもので、キャリッジHCと係合するカム5020の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達機構で移動制御される。
Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
<Outline of the main unit>
FIG. 1 is an external perspective view showing an outline of the configuration of an ink jet printer IJRA which is a typical embodiment of the present invention. In FIG. 1, the carriage HC engaged with the
これらのキャッピング、クリーニング、吸引回復は、キャリッジHCがホームポジション側の領域に来た時にリードスクリュー5005の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成されている。しかしながら、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれば、本例にはいずれも適用できる。
These capping, cleaning, and suction recovery are configured so that desired processing can be performed at the corresponding positions by the action of the
<制御構成の説明>
次に、上述した装置の記録制御を実行するための制御構成について説明する。
<Description of control configuration>
Next, a control configuration for executing the recording control of the above-described apparatus will be described.
図2はインクジェットプリンタIJRAの制御回路の構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control circuit of the inkjet printer IJRA.
インタフェース1700には記録信号が入力される。ROM1702はMPU1701が実行する制御プログラムを格納するROMであり、DRAM1703には各種データ(上記記録信号や記録ヘッドIJHに供給される記録データ等)が保存される。ゲートアレイ(G.A.)1704は記録ヘッドIJHに対する記録データの供給制御を行い、インタフェース1700、MPU1701、RAM1703間のデータ転送制御も行う。キャリアモータ1710は記録ヘッドIJHを搬送するためのモータであり、搬送モータ1709は記録紙搬送のためのモータである。ヘッドドライバ1705は記録ヘッドIJHを駆動するドライバであり、モータドライバ1706,1707はそれぞれ搬送モータ1709、キャリアモータ1710を駆動するためのドライバである。
A recording signal is input to the
上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース1700に記録信号が入るとゲートアレイ1704とMPU1701との間で記録信号がプリント用の記録データに変換される。そして、モータドライバ1706、1707が駆動されると共に、ヘッドドライバ1705に送られた記録データに従って記録ヘッドIJHが駆動され、記録が行われる。
The operation of the control configuration will be described. When a recording signal enters the
(第1の実施形態)
図3は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける発熱素子が列状に形成されたノズル列を模式的に示した一部拡大平面図であり、図4は図3におけるA−A’断面の模式図である。なお、本実施形態の他、他の実施形態における説明では、第1のノズル列7が有する第1のノズル、第2のノズル列8が有する第2のノズル、および第3のノズル10が有する第3のノズルは吐出する液滴サイズが異なる場合がある。しかし、インク液滴を吐出するという基本的機能は同じであるため、これら各ノズルはまとめてノズル5として説明する。
(First embodiment)
FIG. 3 is a partially enlarged plan view schematically showing a nozzle array in which the heat generating elements in the ink jet recording head of the present embodiment are formed in an array, and FIG. 4 is a schematic diagram of the AA ′ cross section in FIG. FIG. In addition to this embodiment, in the description of other embodiments, the first nozzle row 7 has the first nozzle, the
図3および図4に示す本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、素子基板2上には発熱素子(ヒータ)1が設けられており、素子基板2に対向して配置された流路構成基板3は吐出口4が形成されている。また、インクの流路であるノズル5を個別に独立して形成するための離隔壁12が、吐出口4から後述する供給口領域9近傍まで延設された構成とされている。
In the ink jet recording head of this embodiment shown in FIGS. 3 and 4, a heating element (heater) 1 is provided on the element substrate 2, and the flow path constituting substrate 3 disposed to face the element substrate 2 is A discharge port 4 is formed. Further, a partition wall 12 for individually forming the
このインクジェット記録ヘッドは従来のように、複数の発熱素子1および複数のノズル5を有している。そして、各ノズル5の長手方向が平行に配列された第1のノズル列7と、インク供給口6aを含む供給口領域9を挟んで第1のノズル列7に対向する位置に各ノズル5の長手方向が平行に配列された第2のノズル列8とを備えている。これら第1のノズル列7の各ノズルに対して第2のノズル列8の各ノズルは所定のピッチだけずれて配列されている。発熱素子1は、発熱素子1に電圧を印加することにより、発熱素子1近傍のインクを瞬時に沸騰させて、沸騰時のインクの相変化により生じる急激な発泡圧によってインク滴を高速に吐出口4から吐出させる。吐出口4から吐出されるインクは後述するインク供給共通部6bからインク供給口6aを介して供給される。
This ink jet recording head has a plurality of heating elements 1 and a plurality of
本実施形態のインクジェット記録ヘッドは本発明の特徴である複数のノズル5を有する第3のノズル列10が、複数のインク供給口6aの形成された供給口領域9の中に設けられている。
In the ink jet recording head of this embodiment, a
まず、供給口領域9に形成されているインク供給口6aについて説明する。なお、供給口領域9とは図3に示す二点鎖線で囲んだ領域内を指し、インク供給口6aと第3のノズル列10とが形成されている領域を指すものとする。
First, the
素子基板2には、図4に示すように、基板厚みが薄い領域のインク供給共通部6bと厚い厚肉領域6cとが形成されている。インク供給口6aはこの基板厚みが薄いインク供給共通部6bの一部領域を貫通して形成されている。そして、このようなインク供給口6aが供給口領域9内に千鳥状に交互に配置されている。
As shown in FIG. 4, the element substrate 2 is formed with an ink supply
このインク供給口6aは、図3に示すように数ノズル毎に対応して形成されている。すなわち、本実施形態においては、インク供給口6aは第1のノズル列7のノズルの2つに対して1つ形成され、また、第2のノズル列8のノズルの2つに対して1つ形成されている。なお、インク供給口6aの開口面積は、インク供給共通部6bのインク供給口6aが形成されている面の面積に対してはるかに小さい面積でしか形成することができない。これは強度を保つ必要があるためできるだけ開口面積を少なくしていることによるものである。また、インク供給口6aの加工精度の問題からその開口数をむやみに増やすことができるものでもない。よって、肉厚の薄いインク供給共通部6bが形成された素子基板2のこの領域にはこれ以上開口等を形成することができない。すなわち、従来、素子基板2のインク供給口6aの間の領域は強度を確保するためだけに用いられ、他の機能を有することのない、基板のレイアウトの点からすると無駄な領域となってしまっていた。
The
なお、本実施形態のインクジェット記録ヘッドの代表的な寸法として、素子基板2の厚みは、肉厚の厚い厚肉領域6cで100〜300μm、インク供給共通部6bの肉厚の薄い領域で10〜30μmである。インク供給共通部6bの幅が80〜100μm、インク供給口6aは、30μm×30μmの四辺形以上のものが加工上好ましい。なお、図3に示す本実施形態のインク供給口6aは、その寸法が30μm×60μmのものを例示している。インク供給共通部の窪みはウェットエッチングング、サンドブラストなど方法はあるが、ドライエッチングング法などの加工精度が高いものが良い。インク供給口6aは、特に加工精度が必要であるため、ドライエッチングング法が好ましい。
As typical dimensions of the ink jet recording head of this embodiment, the thickness of the element substrate 2 is 100 to 300 μm in the thick
続いて第3のノズル列10について説明する。
Next, the
第3のノズル列10は供給口領域9のうち、これら千鳥状に交互に配置されているインク供給口6aが形成されていない非開口部、すなわち、従来、基板レイアウトの点で無駄であった領域に設けられている。換言すれば、第3のノズル列10は、各ノズルが、千鳥状に交互に配列されたインク供給口6aを補間する位置に千鳥状に配置されてなるものである。あるいは、第3のノズル列10は、インク供給口6aと、インク供給口6aの間に形成された無駄な領域に形成されたノズルとが交互に配列されており、インク供給口6aのピッチ分だけずれたノズル列が2列平行に形成されたものであるともいえる。
The
第3のノズル列10を形成する各ノズルは素子基板2に略垂直に形成された仕切壁11で仕切られており、それぞれが1画素を記録する単ノズルとして形成されている。本実施形態では仕切壁11の厚さは6μmである。この仕切壁11は吐出口側からみてコ字形状に形成されており、インク供給口6a側に向けて開口部分が形成されたものとなっている。
Each nozzle forming the
従来、素子基板2に間隔を空けて形成されたインク供給口6a間に開口を形成すると強度の低下が懸念されるため無駄な領域として残さざるを得なかった。しかしながら、本実施形態の場合、この無駄な領域に開口を形成してインク供給口を増やすといった利用の仕方ではなく、発熱素子1を設けてノズルとして機能させているため、素子基板2の強度を低下させてしまうことはない。さらに、単ノズルとして形成するために第3のノズル列10を形成する各ノズルは仕切壁11が設けられている。すなわち、仕切壁11を設けることによってインクジェット記録ヘッドの剛性を高めることができる。
Conventionally, if an opening is formed between the
また、第3のノズル列10は基板厚みが薄い領域に形成されているとともに、インク供給共通部6b内のインクは流動していることより、第3のノズル列10内に設けられた発熱素子1の熱をインク供給共通部6b側に放熱しやすい。また、インク供給共通部6b内のインクは最終的には外部に吐出されるのでインクジェット記録ヘッドの昇温を抑制することができる。
Further, the
なお、第3のノズル列10における発熱素子1への通電回路や配線は、素子基板2の薄い領域にインク供給口6aを避けるように配することにより、配置は十分可能である。
The energization circuit and the wiring to the heat generating elements 1 in the
本実施形態においては、流路構成基板3に形成された、第3のノズル列10に対応する吐出口4の開口面積は、第1のノズル列7および第2のノズル列8に対応する吐出口の開口面積よりも小さい。本実施形態においては、第1のノズル列7および第2のノズル列8の吐出口4から吐出される液滴は5pl、第3のノズル列10の液滴は0.5plであり、階調性の良い記録が可能である。また、本実施形態においては各ノズルのピッチは、すべてのノズル列において、すべて600dpiで配置されている。
In the present embodiment, the opening area of the discharge port 4 corresponding to the
以上、本実施形態によれば、従来、強度確保のみに用いられ、他の機能を備えていなかったインク供給口6a間の領域にノズルを形成することで、基板の強度を低下させてしまうことなく基板の効率的なレイアウトが可能となった。
As described above, according to the present embodiment, forming the nozzles in the region between the
(第2の実施形態)
図5は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける発熱素子が列状に形成されたノズル列を模式的に示した一部拡大平面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a partially enlarged plan view schematically showing a nozzle row in which the heating elements in the ink jet recording head of this embodiment are formed in a row.
なお、本実施形態のインクジェット記録ヘッドの基板上のレイアウトは第1の実施形態に示したものと基本的に同様であるため、用いる符号は同じものとし、また、詳細の説明は省略するものとする。 Since the layout on the substrate of the ink jet recording head of this embodiment is basically the same as that shown in the first embodiment, the same reference numerals are used, and the detailed description is omitted. To do.
本実施形態では第1のノズル列7の吐出口4から吐出される液滴サイズが5pl、第2のノズル列8の吐出口4から吐出される液滴サイズが2pl、第3のノズル列10の吐出口4から吐出される液滴サイズが0.5plである。このように本実施形態では、それぞれ大、中、小3種類の液滴サイズを吐出するノズルを備えている。
なお、ノズルピッチは同じく600dpiである。本実施形態の場合、第2のノズル列8に中液滴を加えたことで、中間調の表現および階調性の良い高画質記録が可能である。
In the present embodiment, the droplet size discharged from the discharge port 4 of the first nozzle row 7 is 5 pl, the droplet size discharged from the discharge port 4 of the
The nozzle pitch is also 600 dpi. In the case of this embodiment, by adding medium droplets to the
(第3の実施形態)
図6は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける発熱素子が列状に形成されたノズル列を拡大した模式的に示した一部拡大平面図である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a partially enlarged plan view schematically showing an enlarged nozzle array in which the heat generating elements in the ink jet recording head of the present embodiment are formed in an array.
なお、本実施形態のインクジェット記録ヘッドの基板上のレイアウトは第2の実施形態に示したものと基本的に同様であるため、用いる符号は同じものとし、また、詳細の説明は省略するものとする。 The layout on the substrate of the ink jet recording head of the present embodiment is basically the same as that shown in the second embodiment, and therefore the same reference numerals are used, and the detailed description is omitted. To do.
第1および第2の実施形態では、第3のノズル列10を形成する各ノズルが、インク供給口6a側にのみ開口が形成されたコ字形状の仕切壁11で囲われた例を示した。これに対して本実施形態のインクジェット記録ヘッドはインク供給口6a側のみならず、その反対側も開口となるように2枚の平行な仕切壁11aが設けられた構成となっている。本実施形態の場合、第2の実施形態と同様に、大中小3種類の液滴サイズを吐出する構成となっているが、このうち、第3のノズル列10におけるインクの液滴サイズが0.5plで最も小さい。小液滴ほど高速な応答性(リフィル)が要求されるが、仕切壁11aを両側に開口が形成された形状とすることでノズル内の流抵抗を低減させることができ、リフィルを高速化することができる。また、第3のノズル列10における小液滴のリフィルが上がるだけでなく、中大液滴と小液滴とを時間差をもって吐出することにより、同時に中大液滴のノズルと供給室の抵抗を下げることが可能となる。これにより、中大液滴、すなわち、第1のノズル列7および第2のノズル列8の各ノズルにおけるリフィル特性も向上させることができる。
In the first and second embodiments, an example is shown in which each nozzle forming the
(第4の実施形態)
図7は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける発熱素子が列状に形成されたノズル列を拡大した模式的に示した一部拡大平面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a partially enlarged plan view schematically showing an enlarged nozzle array in which the heat generating elements in the inkjet recording head of the present embodiment are formed in an array.
なお、本実施形態のインクジェット記録ヘッドの基板上のレイアウトも上述した各実施形態に示したものと基本的に同様であるため、用いる符号は同じものとし、また、詳細の説明は省略するものとする。 In addition, since the layout on the substrate of the ink jet recording head of this embodiment is basically the same as that shown in each of the above-described embodiments, the reference numerals used are the same, and detailed description is omitted. To do.
上述した各実施形態は第3のノズル列10において吐出される液滴サイズが第1のノズル列7および第2のノズル列8において吐出される液滴サイズと比べて小さいものである構成を例に説明した。これに対して本実施形態は第3のノズル列10において吐出される液滴サイズ(8plもしくは10pl)が第1のノズル列7の液滴サイズ(0.5pl)および第2のノズル列8の液滴サイズ(2pl)と比べて大きいものとなるように構成されている。また、これに対応してインク供給口6aの開口面積も拡大されている。上述した各実施形態ではインク供給口6aの寸法が30μm×30μmであったのに対し、本実施形態ではインク供給口6aの寸法が100μm×50μmである。なお、図7には仕切壁の形状がコ字形状のものを例示しているがこれに限定されるものではない。また、第1のノズル列7からは小サイズの液滴が吐出され、第2のノズル列8からは中サイズの液滴が吐出される構成を示しているがこれに限定されるものでもない。例えば、第1のノズル列7と第2のノズル列8とはいずれも同じ液滴サイズのインクを吐出するものであってもよい。
Each of the embodiments described above is an example in which the droplet size ejected from the
本実施形態の場合、第3のノズル列10において吐出される液滴サイズを上述した各実施形態よりも大きくした例を示したが、これは普通紙など小液滴を必要としない画像の記録速度を向上させた構成である。さらに大液滴のインクを吐出するノズルを供給口領域9の中に形成された第3のノズル列10とすることでインクの供給路における抵抗を軽減しリフィルも高速にしている。
In the case of the present embodiment, an example in which the droplet size discharged from the
また、本実施形態では、小液滴である第1のノズル列7におけるノズルの配列ピッチは1200dpiとしている。これにより、第3のノズル列10を大きくしたものであっても、写真などの高画質の記録を行う際、小液滴が多用されるのに対応した構成となっている。
In the present embodiment, the nozzle arrangement pitch in the first nozzle row 7 which is a small droplet is set to 1200 dpi. As a result, even when the
(第5の実施形態)
図8は、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおける発熱素子が列状に形成されたノズル列を拡大した模式的に示した一部拡大平面図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 8 is a partially enlarged plan view schematically showing an enlarged nozzle array in which the heat generating elements in the ink jet recording head of the present embodiment are formed in an array.
なお、本実施形態のインクジェット記録ヘッドの基板上のレイアウトも上述した各実施形態に示したものと基本的に同様であるため、用いる符号は同じものとし、また、詳細の説明は省略するものとする。 In addition, since the layout on the substrate of the ink jet recording head of this embodiment is basically the same as that shown in each of the above-described embodiments, the reference numerals used are the same, and detailed description is omitted. To do.
本実施形態も大中小の3種類の液滴サイズを吐出するノズルを設けた構成としているが、第3のノズル列10からは中サイズの液滴を吐出させるようにしている。また、本実施形態では小サイズの液滴を吐出する第1のノズル列7の配列ピッチを1200dpiとしている。本実施形態は、中小液滴を多用する写真などの高画質を速い記録速度で記録するのに適した構成である。
This embodiment also has a configuration in which nozzles that eject three types of large, medium, and small droplet sizes are provided, but medium-sized droplets are ejected from the
なお、本発明は上述した各実施形態をどのように組み合わせるものであってもよい。 In addition, this invention may combine each embodiment mentioned above how.
1 発熱素子
2 素子基板
3 流路構成基板
4 吐出口
5 ノズル
6a インク供給口
6b インク供給共通部
6c 厚肉領域
7 第1のノズル列
8 第2のノズル列
9 供給口領域
10 第3のノズル列
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heat generating element 2 Element board | substrate 3 Flow path structure board | substrate 4
Claims (6)
前記供給口領域は、前記素子基板の裏面側に窪み状のインク供給共通部が形成されることで形成された前記素子基板の厚みが薄くなった領域内にあり、前記供給口領域内の前記インク供給口が形成されている領域以外の非開口部に複数の第3のノズルを有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 A plurality of energy generating elements for generating energy, an element substrate provided with the energy generating elements, a first nozzle row having a plurality of first nozzles on the element substrate, and a plurality of second nozzles And a supply port region in which a plurality of ink supply ports for supplying ink to each of the nozzles is formed between the first and second nozzle rows. In an inkjet recording head for forming an image on a recording medium by ejecting ink from the nozzles of each nozzle row in a substantially vertical direction of the element substrate,
The supply port region is in a region where the thickness of the element substrate formed by forming a recessed ink supply common portion on the back side of the element substrate is reduced, and the supply port region An ink jet recording head having a plurality of third nozzles in a non-opening portion other than a region where an ink supply port is formed.
The droplet size of the ink ejected from the third nozzle is larger than the droplet size of the ink ejected from the first and second nozzles. Inkjet recording head.
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