JP2007290245A - Inkjet recording head and inkjet recorder - Google Patents

Inkjet recording head and inkjet recorder Download PDF

Info

Publication number
JP2007290245A
JP2007290245A JP2006120749A JP2006120749A JP2007290245A JP 2007290245 A JP2007290245 A JP 2007290245A JP 2006120749 A JP2006120749 A JP 2006120749A JP 2006120749 A JP2006120749 A JP 2006120749A JP 2007290245 A JP2007290245 A JP 2007290245A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recording
recording element
ink
element substrate
recording head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006120749A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiichiro Karita
誠一郎 刈田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2006120749A priority Critical patent/JP2007290245A/en
Publication of JP2007290245A publication Critical patent/JP2007290245A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure of a recording head which facilitates removal of bubbles left in a passage between a filter and each recording element substrate in the full multi inkjet recording head having such a constitution that a plurality of the recording element substrates are arranged zigzag and the filter corresponding to each recording element substrate is installed, and to provide an inkjet recording head high in reliability of printing, and to provide its function recovery method. <P>SOLUTION: The inkjet recording head has both the recording element substrates, in which a plurality of nozzles for ejecting a liquid and a plurality of recording elements that generate an ejection energy are arranged, and a plate for supporting the recording element substrates. The plurality of the recording element substrates are arranged in a nozzle arrangement direction. A filter part corresponding to each recording element substrate is installed in the inkjet recording head. The passage is formed between the recording element substrate and the filter. A common liquid chamber which supplies ink to each recording element substrate is divided to a plurality of chambers, and an ink supply system is furnished for each liquid chamber. <P>COPYRIGHT: (C)2008,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。その中でも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. Among them, recording heads that use electrothermal transducers as energy generating elements are also available for miniaturization, and the advantages of IC technology and microfabrication technology that have made significant progress in technology and improved reliability in the recent semiconductor field. It is advantageous because it can be used in half, 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、より高速に高詳細の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〜12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-detail 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 12 inches has been required.

このようなヘッドの長尺化により、ノズル数が増大しヘッドのゴミによる吐出不良の発生が大きな問題となる。そこで、従来インク供給入口に1〜2ヶ所設けられていたフィルターを各記録素子基板に対応してそれぞれ1ヶ所設ける構成が取られる。ゴミの発生源としては各部品からのゴミ、工程中に混入するゴミなどがあるが、この構成により各部品から発生するゴミはフィルターから記録素子基板の間の流路の面積が極めて小さい領域に限定されることになり、また工程内のゴミに関しても工程初期にフィルターを取り付けることができ、ゴミによる不良率が大幅に低減できる。   Due to such an increase in the length of the head, the number of nozzles increases and the occurrence of ejection failure due to dust on the head becomes a serious problem. In view of this, a configuration is adopted in which one or two filters, which are conventionally provided at the ink supply inlet, are provided in correspondence with each recording element substrate. There are dust generation sources such as dust from each component and dust mixed in the process, but this configuration prevents dust generated from each component in a region where the area of the flow path between the filter and the recording element substrate is extremely small. In addition, a filter can be attached to the dust in the process at the initial stage of the process, and the defect rate due to the dust can be greatly reduced.

又、別の従来例としては、特許文献1及び特許文献2をあげることが出来る。
特開平2-000525号公報 特開平06-191020号公報
As another conventional example, Patent Literature 1 and Patent Literature 2 can be cited.
JP-A-2-000525 Japanese Patent Laid-Open No. 06-191020

このような構成において、インクを流路内に充填する際に個々のフィルターと記録素子基板の間の泡を除去することが困難であり、印字信頼性を低下する原因となっていた。   In such a configuration, it is difficult to remove bubbles between the individual filters and the recording element substrate when the ink is filled in the flow path, which causes a decrease in printing reliability.

長い構成の記録ヘッドにおいては、キャップ領域増大によるキャップの密着性、ノズル全域での均一な吸引回復性などの点で従来短いヘッドで行われていたような吸引による機能回復は困難である。   In a recording head having a long configuration, it is difficult to recover the function by suction, which is conventionally performed with a short head, in terms of the adhesion of the cap due to the increase in the cap area and the uniform suction recovery across the entire nozzle.

従来このような構成では、供給系全体を減圧し、その後インクを供給することによりインクを充填していた。しかし、長いヘッドにおいての同様の方法での機能回復は前記のようにキャップの密着性等に困難な点があり回復の信頼性が著しく低下する問題点があった。   Conventionally, in such a configuration, the entire supply system is decompressed, and then ink is supplied by supplying ink. However, the function recovery by the same method for a long head has a problem in that the reliability of the recovery is remarkably lowered due to the difficulty in the adhesion of the cap as described above.

また、キャッピングの密着をあげようとするとキャッピング圧が大きくなり、ヘッドへの負荷が増大することになる。このことは、ヘッド構造上の負担が多くなり、コスト・信頼性等に対して不利である。   Further, when trying to increase the close contact of the capping, the capping pressure increases and the load on the head increases. This increases the burden on the head structure, which is disadvantageous for cost and reliability.

そこで本発明は、上記従来技術の有する問題点に鑑み、信頼性が高くキャッピング負荷の少ないインクジェット記録ヘッドの機能回復方法を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for recovering the function of an ink jet recording head that is highly reliable and has a low capping load.

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がノズル配列方向に複数個配置され、各記録素子基板に対応したフィルター部が設けられているインクジェット記録ヘッドにおいて、各記録素子基板へインクを供給する共通液室を複数に分離したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the inkjet recording head of the present invention comprises:
Inkjet recording in which a plurality of recording element substrates in which a plurality of nozzles for discharging liquid and a plurality of recording elements for generating discharge energy are arranged are arranged in the nozzle arrangement direction, and a filter portion corresponding to each recording element substrate is provided In the head, the common liquid chamber for supplying ink to each recording element substrate is separated into a plurality of parts.

上記本発明のインクジェット記録ヘッドは、記録素子基板をノズル配列方向に複数個配置し、長い印字幅を達成して高速な印字が行える記録ヘッドであって、共通液室を複数に分離し加圧回復を行うことで記録素子基板とフィルターの間の気泡を軽減し、印字に影響しない適度な気泡の除去を行うことが出きる。これにより、ヘッド全域における高度のキャップの密着性が不要となり、より信頼性の高い機能回復が可能となる。   The ink jet recording head of the present invention is a recording head in which a plurality of recording element substrates are arranged in the nozzle arrangement direction and a high printing speed can be achieved by achieving a long printing width. By performing recovery, bubbles between the recording element substrate and the filter can be reduced, and moderate bubbles that do not affect printing can be removed. This eliminates the need for high-level cap adhesion across the entire head, and enables more reliable function recovery.

以上説明したように本発明では、インクジェット記録ヘッドの記録素子基板をノズル列方向に複数個配置し、個々の記録素子基板に対応したフィルターが設けられたフルマルチヘッドにおいて、液室を複数に分割することによりフィルターと記録素子基板間の泡を回復する際の圧力を軽減でき、ヘッドへの負荷、回復系の負荷を軽減し信頼性を向上することができる。   As described above, according to the present invention, a plurality of recording element substrates of an ink jet recording head are arranged in the nozzle row direction, and a liquid chamber is divided into a plurality of parts in a full multihead provided with a filter corresponding to each recording element substrate. By doing so, the pressure at the time of recovering the bubble between the filter and the recording element substrate can be reduced, the load on the head and the load on the recovery system can be reduced, and the reliability can be improved.

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9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. 9 are explanatory diagrams for explaining each of the suitable 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。
(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.

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のインク供給部材H1500から構成される。さらに、図3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、第1のプレートH1200、電気配線基板H1300、第2のプレートH1400、フィルター部材H1600で構成されている。   As shown in the exploded perspective view of FIG. 2, the recording head H1000 includes a recording element unit H1001 and an ink supply member H1500 of an ink supply unit H1002. Further, as shown in the exploded perspective view of FIG. 3, the recording element unit H1001 includes a recording element substrate H1100, a first plate H1200, an electric wiring substrate H1300, a second 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 composed 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 electric wiring such as the element H1102 and Al is 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. .

第1のプレートH1200は、例えば、厚さ0.5〜10mmのアルミナ(Al2O3)材料で形成されている。なお、第1のプレートの素材は、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。第1のプレート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(Si3N4)、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よい。第1のプレート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が第1のプレートH1200のインク供給口H1201に対応し、かつ、記録素子基板H1100は第1のプレート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、第1のプレート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。   The first plate H1200 is made of, for example, an alumina (Al2O3) material having a thickness of 0.5 to 10 mm. The material of the first plate is not limited to alumina, and has a linear expansion coefficient equivalent to that of the material of the recording element substrate H1100 and is equivalent to the thermal conductivity of the material of the recording element substrate H1100. Alternatively, it may be made of a material having an equivalent or higher thermal conductivity. The material of the first plate H1200 is, for example, any of silicon (Si), aluminum nitride (AlN), zirconia, silicon nitride (Si3N4), silicon carbide (SiC), molybdenum (Mo), and tungsten (W). May be. An ink supply port H1201 for supplying ink to the recording element substrate H1100 is formed in the first plate H1200, and the ink supply port H1101 of the recording element substrate H1100 is connected to the ink supply port H1201 of the first plate H1200. Correspondingly, the recording element substrate H1100 is bonded and fixed to the first plate H1200 with high positional accuracy. The adhesive is desirably, 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 first plate H1200 has an X-direction reference H1204, a Y-direction reference H1205, and a Z-direction reference H1206, which are positioning references.

記録素子基板H1100は、図1に示すように第1のプレート上H1200に千鳥状に配置され、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。   The recording element substrates H1100 are arranged in a staggered manner on the first plate H1200 as shown in FIG. 1, and 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.

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、裏面には第2のプレート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 second surface on the back surface. The plate H1400 is 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.

第2のプレートH1400は、例えば、厚さ0.5〜1mmのSUS板で形成されている。なお、第2のプレートの素材は、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、第2のプレートH1400は、第1のプレート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 second plate H1400 is formed of a SUS plate having a thickness of 0.5 to 1 mm, for example. Note that the material of the second plate is not limited to SUS, and may be made of a material having ink resistance and good flatness. The second plate H1400 has a recording element substrate H1100 bonded and fixed to the first plate H1200 and an opening for taking in the recording element substrate, and is bonded and fixed to the first plate.

第2のプレートの開口部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 second plate and the side surface of the recording element substrate H1100 is filled with the first sealant H1304, and the electrical mounting portion of the electrical wiring substrate H1300 is sealed. 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、第1のプレートH1100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。   Further, a filter member H1600 for removing foreign matters mixed in the ink is bonded and fixed to the back surface side ink supply port H1201 of the first plate H1100.

(1−2)インク供給ユニット
インク供給部材H1500は、例えば、樹脂成形により形成され、共通液室H1501と、Z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。
(1-2) Ink Supply Unit The ink supply member H1500 is formed by resin molding, for example, and includes a common liquid chamber H1501 and a Z-direction reference surface H1502. 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 Unit As shown in FIG. 2 described above, the recording head H1000 is completed by coupling the recording element unit H1001 to the ink supply member H1500.

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

インク供給部材H1500の開口部と記録素子ユニットH1001を第3の封止剤(不図示)により封止し、共通液室H1501を2室に分離し密閉する。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H1900等により位置決め固定する。第3の封止剤は、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。   The opening of the ink supply member H1500 and the recording element unit H1001 are sealed with a third sealant (not shown), and the common liquid chamber H1501 is separated into two chambers and sealed. 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 by, for example, a screw H1900. The third sealant is preferably a sealant that has ink resistance, is cured at room temperature, and is flexible enough to withstand the difference in linear expansion between different materials.

また、記録素子ユニットH1001の外部信号入力端子H1301部分は、例えば、インク供給部材H1501の裏面に、位置決め固定される。   Further, the external signal input terminal H1301 portion of the recording element unit H1001 is positioned and fixed on the back surface of the ink supply member H1501, for example.

(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 accurately arranged on a chip plate H1200, and further, four recording element substrates H1100 are arranged on an 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 printing element substrates, and each printing 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 a 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。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。   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. . 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.

図10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り、図13はインク供給回復系の概略模式図をしめした図である。   FIG. 10 is a diagram schematically showing a partial cross section of the recording head of the present invention, and FIG. 13 is a diagram showing a schematic diagram of an ink supply recovery system.

記録素子基板が複数並べてあるフルマルチヘッドにおいて、複数の記録素子基板に共通する液室が2つ設けられている。この場合1つの液室は2つの記録素子基板へのインク供給をする。各液室には回復時のインク循環・加圧及び印字時のインク供給のためのインク流出口が両端に2つ設けられている。回復手順の概略を以下に述べる。サブタンクよりポンプP1,2でインクを供給し、液室を流れてもう一方のインク供給口から排出され液室内の泡を除去しサブタンクに戻される。このとき図11に示すようにフィルターと記録素子基板の間の流路には大きな気泡が滞留する。次にバルブV1、V2を閉じ、ポンプP1、P2で急峻に加圧する、あるいは両側から加圧する(不図示)ことにより上記気泡は図11に示すように押し出されノズルより排出される。加圧条件、ノズル・フィルターの流抵抗により泡の排除状況は変わるが、本発明では一つの液室に対しノズル約5000ノズル分の共通液室に区切ることで良好な泡の排出が行われた。   In a full multi-head in which a plurality of recording element substrates are arranged, two liquid chambers common to the plurality of recording element substrates are provided. In this case, one liquid chamber supplies ink to two recording element substrates. Each liquid chamber is provided with two ink outlets at both ends for ink circulation / pressure application during recovery and ink supply during printing. The outline of the recovery procedure is described below. Ink is supplied from the sub tank by the pumps P1 and P2, flows through the liquid chamber, is discharged from the other ink supply port, removes bubbles in the liquid chamber, and is returned to the sub tank. At this time, as shown in FIG. 11, large bubbles stay in the flow path between the filter and the recording element substrate. Next, the valves V1 and V2 are closed, and the air bubbles are pushed out by the pumps P1 and P2 or pressurized from both sides (not shown), whereby the bubbles are pushed out and discharged from the nozzle as shown in FIG. Although the bubble removal state varies depending on the pressure condition and the flow resistance of the nozzle / filter, in the present invention, a good bubble was discharged by dividing the liquid chamber into a common liquid chamber of about 5,000 nozzles. .

P3はメインタンクよりサブタンクへインクを供給するポンプである。サブタンクのインク液面はヘッド吐出口面の負圧を適正な範囲で維持するため調整される。サブタンクのインクが不足した場合はメインタンクからポンプP3によりインクが送られる。   P3 is a pump that supplies ink from the main tank to the sub tank. The ink liquid level of the sub tank is adjusted to maintain the negative pressure on the head discharge port surface within an appropriate range. When the ink in the sub tank is insufficient, the ink is sent from the main tank by the pump P3.

図12は記録素子基板を9ヶ並べた巾広の印字領域を持つヘッドの部分的断面を模式的に示したものである。共通液室を3区間に区切ることにより、図10の場合とほぼ同等の加圧回復だけで良好な泡の排出が可能である。   FIG. 12 schematically shows a partial cross section of a head having a wide print area in which nine recording element substrates are arranged. By dividing the common liquid chamber into three sections, it is possible to discharge the bubbles with good pressure recovery just as in the case of FIG.

このように、液室を複数に分離することにより個々の回復性を同等にすることができ、特にフルマルチヘッドにおいては信頼の高い回復を得る点で有効な構造である。   Thus, by separating the liquid chamber into a plurality of parts, the individual recoverability can be made equal, and particularly in the full multi-head, it is an effective structure in terms of obtaining reliable recovery.

本発明の記録ヘッドの外観斜視図。FIG. 2 is an external perspective view of the recording head of the present invention. 本発明の記録ヘッドの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head of the present invention. 記録素子ユニットの分解斜視図。FIG. 3 is an exploded perspective view of a recording element unit. 記録素子基板を説明する図(a)斜視図、(b)A−A断面図。FIG. 4A is a perspective view illustrating a recording element substrate, and FIG. インクジェット記録装置(フルライン方式)を説明する図。FIG. 6 illustrates an ink jet recording apparatus (full line method). 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 number 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 number nozzle row. 4つの記録素子基板間の信号配線を説明する図。FIG. 4 is a diagram for explaining signal wiring between four recording element substrates. 駆動タイミングチャート図。The drive timing chart figure. 本発明の断面模式図。The cross-sectional schematic diagram of this invention. 本発明泡状態を説明する図。The figure explaining this invention bubble state. 本発明の実施例断面模式図。The Example cross-sectional schematic diagram of the present invention. 本発明のインク供給回復系の概略図。1 is a schematic diagram of an ink supply recovery system of the present invention.

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 第1のプレート
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 インク供給部材
H1501 液室(不図示)
H1502 Z基準面
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 bubbling chamber H1108 Si substrate H1110 nozzle plate H1200 first plate H1201 Ink supply port H1204 X direction reference H1205 Y direction reference H1206 Z direction reference H1300 Electrical 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 member H1501 Liquid chamber (not shown)
H1502 Z reference plane H1504 Ink supply port (not shown)
H1800 Ink tank H1802 Tube H1900 Screw M4000 Inkjet recording device 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 (3)

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と、記録素子基板を支持するためのプレートとを有し、記録素子基板がノズル配列方向に複数個配置され、個々の記録素子基板に対応したフィルター部が設けられ、記録素子基板とフィルターの間に流路が形成されているインクジェット記録ヘッドにおいて、各記録素子基板にインクを供給する共通液室を複数に分離し、各液室の両端部にインク流出口を設けた構成とすることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。   A recording element substrate having a plurality of nozzles for discharging liquid, a plurality of recording elements for generating discharge energy, and a plate for supporting the recording element substrate, and a plurality of recording element substrates in the nozzle arrangement direction A common liquid chamber for supplying ink to each recording element substrate is provided in an ink jet recording head that is arranged and has a filter portion corresponding to each recording element substrate and a flow path is formed between the recording element substrate and the filter. An ink jet recording head characterized in that the ink recording head is divided into a plurality of parts and ink outlets are provided at both ends of each liquid chamber. 請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus that performs recording using the ink jet recording head according to claim 1. 請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドと、液体を前記インクジェット記録ヘッドのインク流路内で循環・加圧させる機能回復手段とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。   An ink jet recording apparatus comprising: the ink jet recording head according to claim 1; and function recovery means for circulating and pressurizing a liquid in an ink flow path of the ink jet recording head.
JP2006120749A 2006-04-25 2006-04-25 Inkjet recording head and inkjet recorder Withdrawn JP2007290245A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006120749A JP2007290245A (en) 2006-04-25 2006-04-25 Inkjet recording head and inkjet recorder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006120749A JP2007290245A (en) 2006-04-25 2006-04-25 Inkjet recording head and inkjet recorder

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007290245A true JP2007290245A (en) 2007-11-08

Family

ID=38761348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006120749A Withdrawn JP2007290245A (en) 2006-04-25 2006-04-25 Inkjet recording head and inkjet recorder

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007290245A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010023486A (en) * 2008-06-17 2010-02-04 Canon Inc Liquid ejection head and recording device using the same
JP2014168961A (en) * 2014-05-19 2014-09-18 Seiko Epson Corp Recording device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010023486A (en) * 2008-06-17 2010-02-04 Canon Inc Liquid ejection head and recording device using the same
US8141988B2 (en) 2008-06-17 2012-03-27 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection head, recording apparatus having the same, and recording method
JP2014168961A (en) * 2014-05-19 2014-09-18 Seiko Epson Corp Recording device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007296638A (en) Liquid ejecting recording head, manufacturing method for liquid ejecting recording head, and liquid ejecting recorder
JP2005169628A (en) Inkjet recording device and inkjet recording method
JP5002232B2 (en) Inkjet recording device
JP4757011B2 (en) Ink jet recording head and manufacturing method
JP4646665B2 (en) Inkjet recording head
JP2002079672A (en) Ink jet recording head
EP1186415B1 (en) Ink jet recording head and ink jet recording apparatus
JP2007320186A (en) Inkjet recording head and inkjet recorder
JP2008114378A (en) Element substrate, and recording head, head cartridge and recorder using this
JP5089360B2 (en) Inkjet recording device
JP2007290245A (en) Inkjet recording head and inkjet recorder
JP2007301729A (en) Inkjet recording head and recorder using it
JP2006240147A (en) Ink jet recorder
JP2006281736A (en) Inkjet recording head
JP2007320075A (en) Inkjet recording head and inkjet recording apparatus
JP2009006560A (en) Ink-jet recording head and recording device
JP2009149055A (en) Inkjet recording head and inkjet recording apparatus
JP2007290246A (en) Inkjet recording head and, function recovery method of inkjet recording head
JP2006281735A (en) Inkjet recording head
JP2005144919A (en) Inkjet recording head
JP5294615B2 (en) Inkjet recording device
JP2007296642A (en) Inkjet recording head
JP4841010B2 (en) Inkjet recording head
JP2006281737A (en) Inkjet recording head
JP2004042558A (en) Recording head

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20090707