JP3870120B2 - Inkjet recording head and inkjet recording apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録ヘッド及びこれを備えたインクジェット記録装置に関し、特に同一色の異なる液滴サイズのインクを吐出するインクジェット記録ヘッドにおけるインク流路内の構造に関するものである。詳しくは同一色のインクを吐出する、複数のインク吐出口が列状にならんだインク吐出口列を一色あたり、少なくとも1列以上有するヘッドチップ内において、2サイズ以上の異なるサイズの液滴を吐出させる吐出口が混在する構成のインクジェット記録ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】
サーマルインクジェット技術を用いたカラーインクジェットプリンタは年々高解像度化しており、特に、画質を形成するために使用する記録ヘッドにおいては個々の液滴を吐出する吐出口配列の解像度が600dpi、1200dpiと年々高解像度化している。
【0003】
また、画像を形成する吐出インク滴のサイズに関してはグレースケールのハーフトーン部や、カラーフォト画像における中間調、ハイライト部での粒状性を軽減させるべく、特にカラーインクを吐出させる記録ヘッドでは15pl程度から5pl、2plと年々小液滴化する傾向にある。
【0004】
しかし、小液滴、高解像度の記録ヘッドにおいては、高品位なカラーグラフィック画像や、フォト画像の印刷出力では高品位のユーザーニーズに対応できるものの、モノクロテキスト印刷や、帳票におけるカラーグラフなどの解像度の要求されない粗い画像の印刷出力に対しては、小液滴、高解像度により、画像出力データの肥大化、および、データ転送時間を多く必要とする点から、高速印刷の要求には反する結果となる。
【0005】
これを改善するために本願出願人は、高速印刷の要求の高い、モノクロ印刷用記録ヘッドには30pl程度の大液滴サイズ、高周波対応の記録ヘッドを配し、カラー色インクの記録ヘッドには5pl程度の小液滴、高周波対応の記録ヘッドを配する手段を考案し、製品化している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラー画像においても、帳票グラフなどの比較的、高解像度を必要としない画像データを印刷する場合と、デジタルカメラや、カラースキャナなどによるデジタル入力機器データのデジタルフォト画像など、高精細画像データを印刷する場合では、印刷出力データのサイズ、およびデータ処理時間、データ転送時間、記録装置上のメモリバッファ量、を考慮すると、高速印刷時には比較的大きいサイズの液滴で、少ない出力データサイズで画像を形成できることが望ましく、高画質印刷の場合には限りなく小さいサイズの液滴で、形成画像の粒状性を極力少なくすることが望まれるため、カラー色のインクジェット記録ヘッドにおいて同一色の記録素子基盤(記録チップともいう)で異なるサイズの液滴を吐出させ、一色あたりの液滴サイズを変調させることが望ましい。
【0007】
これを実現すべく、1つには、本願出願人は特開平8−183179号において、異なるサイズのヒーターを同一ノズル(インク吐出口に連通するインク流路)内に配置し、個々のヒーターの発泡を使い分けることによって、同一ノズルから異なるサイズの液滴を吐出させる手段を考案し、製品化している。
【0008】
また、他には、単に異なるサイズの吐出量を必要とする記録ヘッドを実現化するならば、異なるサイズの液滴を吐出することが可能な吐出口列(ノズル列ともいう)を1つの記録ヘッドに1色あたり、複数配設することが考えられる。
【0009】
しかしながら、前者においては、同一ノズルで異なるサイズの液滴を吐出させるため、液滴のサイズによって、インク流路へのインク供給元からのインク供給速度(リフィル速度)が変化する。そのため、インクジェット記録ヘッドを記録シートに対して移動(スキャン)させながら記録を行う、いわゆるシリアル方式の記録装置では、同一の記録ヘッドスキャン時に、異なるサイズの液滴を吐出することが困難であり、記録ヘッドの複数回の往復移動を実施して大小などの異なるサイズの液滴を吐出し分ける必要がある。これは、異なるサイズの液滴を同一の駆動周波数で吐出することができないため、高精細画像を形成する上では液滴サイズの変調制御が困難であることを意味する。
【0010】
また、後者に関しては、低価格化の著しいインクジェットプリンタ市場ではコスト的に成立し難い。
【0011】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第1の目的とするところは、インクジェット記録ヘッドの同一色のインク吐出口列において少なくとも2サイズ以上の異なる液滴を吐出させ、かつ、それらの吐出周波数を同等に調整することで、安価な、液滴サイズの変調が可能なインクジェット記録ヘッド、及びこのインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を提供することにある。
【0012】
また、本願出願人の発明者らは、同一色の記録素子基盤で異なるサイズの液滴を吐出させ、一色あたりの液滴サイズを変調させるために、同一色のインクを吐出する2列の吐出口列(ノズル列)を、各吐出口に対するインク流路にインクを供給する共通液室とインク供給口を挟むように配置し、各列の吐出口の開口径を変えることにより、各吐出口列からの吐出インク滴のサイズを異ならせる構成を考案した。しかしながら、この構成において以下の課題を生じるおそれがあった。
【0013】
記録ヘッドのコストを安価にするため、記録素子基盤のサイズを小さくし、各吐出口に対するインク流路内へインクを供給するインク供給口(インク共通液室)の開口面積を狭くしていくと、異なる液滴サイズの連続吐出において設定した吐出周波数でインクを吐出しているにもかかわらず、あるノズルでの吐出動作が別のノズルのインクに干渉し、インクの吐出が乱れるというクロストーク現象が生じ、特に、液滴サイズが小さい吐出口において顕著に現れた。
【0014】
このクロストーク現象はインク共通液室及びインク供給口の開口面積を広げる事で回避可能であるが、同一色の記録チップで異なるサイズの液滴吐出を実現するインクジェット記録ヘッドを安価に提供できなくなる。
【0015】
この現象を観察すると、ノズル列に配される複数のインク吐出口を連続して駆動する程、顕著に発生することが判明した。また、クロストーク現象は、インク吐出口からインクを吐出する際に電気熱変換素子の熱でインクに発泡を生じさせたときの圧力波がインクを供給する共通液室及びインク供給口側へ伝達され、他のインク吐出口へのインク流れと干渉する事で発生する。そして、複数のインク吐出口から同時にインクを吐出する程、共通液室及びインク供給口内での圧力波の干渉が増大し、これにより、インクを吐出していない吐出口面のインクメニスカスを圧力波の振動で吐出口面の外側に押しだしている(オーバーシュート)現象も引き起こす。
【0016】
また、圧力波は、大きい気泡を生じる液滴サイズ大のインク吐出を多く行うほど大きく、インクを吐出していない液滴サイズ小の吐出口で大きなインクのオーバーシュートが確認された。
【0017】
そこで、本発明の第2の目的とするところは、インク供給口を共有する同一色のインクジェット記録ヘッドの異なるインク吐出口列において、インクを吐出する際に共通液室及びインク供給口内での圧力波の干渉で発生するクロストーク現象を抑制し、特に液滴サイズが小さい吐出口での、クロストーク現象によるインクメニスカスのオーバーシュートを抑制することにより、異なる液滴の安定吐出を実現できるインクジェット記録ヘッド、及びこのインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を安価に提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、液滴を吐出するための複数の吐出口、各吐出口に供給するための液体を蓄える液室と、該液室内に液体を供給するための供給口と、前記各吐出口と前記液室とを連通する複数の流路と、前記流路を形成する流路壁と、前記各流路と前記供給口との間に柱で構成されるフィルター構造と、前記流路内の液体に吐出エネルギーを付与するための吐出エネルギー発生素子と備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記複数の吐出口は、所定の大きさの液滴を吐出する第一の吐出口と、該第一の吐出口から吐出される液滴よりも大きな液適を吐出する第二の吐出口と、を備え、
前記フィルター構造は、前記第一の吐出口を備える流路に対応して設けられた第一のフィルター構造と、前記第二の吐出口を備える流路に対応して設けられた第二のフィルター構造と、を備え、
前記フィルター構造および前記流路壁によって前記供給口と前記各流路との間をそれぞれ連通する経路が複数に分けられており、
前記第一及び第二のフィルター構造により、前記第一の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗が、前記第二の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗よりも大きいことを特徴とする。
【0019】
上記のとおりの発明では、複数の吐出口から吐出する液滴のサイズが少なくとも2サイズ以上混在する構成において、第一及び第二のフィルター構造により、第一の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗を、第二の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗よりも大きくしたことにより、吐出する液滴の大きさが異なる第一及び第二の吐出口ごとに吐出周波数を調整することが可能となる。
【0020】
ここで述べている、吐出周波数の調整とは、記録シートに対して記録ヘッドを移動(スキャン)させることで行方向の記録を行う、いわゆるシリアル方式の記録方式でインクジェット記録ヘッドを使用するにあたって、記録ヘッドの一回のスキャン内で、異なるサイズの液滴の同時吐出を行う際に、吐出液滴の欠落など画像不具合に至らないように吐出周波数を同等に揃えることを意味し、画像不具合に至らない様な吐出周波数のばらつきは±20%以下であることが望ましいと考えている。なお、吐出周波数とは、発明の実施の形態の欄でも同じであるが、流路内の液体が吐出口より吐出されて再び流路内に液体が充填される周期をいう。
【0021】
また、本発明は、上記インクジェット記録ヘッドにおいて、前記第一の吐出口を複数備える第一の吐出口列と、前記第二の吐出口を複数備える第二の吐出口列と、を備えるとともに、前記第一及び第二の吐出口列が、前記供給口を挟むように2列配置されている構成も包含する。このようなヘッド構成の場合、大きさの異なる液滴を吐出させた際に生じる、液室および供給口内での圧力波による液体の振動が、液滴サイズの小さい吐出口に対応する流路の液体に影響を及ぼさないようになり、同一の供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズの液滴を安定的に吐出させることができる。
【0023】
さらに、上記の各発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記フィルター構造は、吐出する液滴サイズに応じて、柱の断面積、柱の個数または前記各流路から前記供給口までの間に配置される柱の位置が異なっていることにより、吐出する液滴サイズの異なる流路ごとに通過するインク流抵抗を調整することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0025】
まず、本発明の特徴を具体的に説明する前に、本発明を好適に実施できるインクジェット記録ヘッド及びこの記録ヘッドを搭載するのに好適なインクジェット記録装置の構成について説明する。
【0026】
図1は本発明を好適に実施するインクジェット記録ヘッドにおいて、一色のインクを吐出する記録ヘッド(記録チップともいう)の吐出口近傍部の模式図で、(a)は一部を破断して表した斜視図であり、(b)は(a)のA−A’線断面図を示す。
【0027】
図1(a)に示す形態の記録ヘッドでは、基板4上に、モールド樹脂6を壁材とした空間からなるインク吐出口2、インク流路8およびインク液室12が形成されている。また、モールド樹脂6はインク吐出口2を形成するオリフィスプレート部11も兼ねている。インク液室12には、基板4に開けられたインク供給口3が連通されている。
【0028】
インク流路8は、吐出するための記録液であるインクを蓄える箇所であり、インク供給口3からインク液室12を介してインクが補充される。インク吐出口2とインク供給口3とはインク液室12、およびインク流路8で連通されている。
【0029】
インク流路8はモールド樹脂6の壁5によって仕切られている。インク流路8内のインクは、インク吐出エネルギー発生のための電気熱発生素子1から付与される吐出エネルギーに応じてインク吐出口2から液滴としてインクを吐出する。
【0030】
各インク流路8のインク供給口3側の開口(インク出入口)からインク供給口3までの間のインク液室12にはそれぞれ、インクをろ過するためのフィルター10が設けられている。フィルター10は、それぞれのインク流路8のインク供給口3側の開口に対して配された柱状構造よりなる。
【0031】
また、この図に示す形態において柱状構造のフィルター10は、インク液室12の床面から天井面に連なる柱である。ここで、柱と柱および、柱とインク流路壁の間の空間の幅(フィルター構造の開口径)は、インク流路8の幅(インク流路壁の間隔)以下にしてある。この様な構造のフィルターによって、たとえインク供給口3から補充するインク中にゴミなどが入っている場合でも、インク流路8内へのごみ等の流入を阻止できる効果が生まれる。
【0032】
次に、上記構成のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置について説明する。
【0033】
図2は本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置の一例の要部構成を示す図である。
【0034】
図2に示す形態のインクジェット記録装置では、K(ブラック)、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)の4色のインクタンク22を着脱可能に搭載し、各色のインクをシート状の記録媒体25に吐出して記録を行うための記録ヘッド21が備えられている。記録ヘッド21は、駆動モーター23の駆動力を伝達する駆動ベルト24の一部に連結され、ガイド軸に案内されて往復移動を可能にしている。そして、記録媒体25に対してわずかのギャップを保った状態で記録ヘッド21を往復させながら、記録ヘッド21の吐出口(不図示)よりインク液滴を記録媒体25に吐出することにより記録が行われる。
【0035】
また図2において、記録媒体25は給紙搬送機構26により記録ヘッド21の移動方向と交差する方向(好ましくは直角方向)に搬送される。1行分の記録を行うごとに記録媒体25を所定量ピッチ搬送して再び次の1行を記録するという記録動作を繰り返すことにより記録媒体25の全域に画像が形成される。
【0036】
記録ヘッド21の往復範囲内であって記録領域を外れた所定位置(例えばホームポジション)には、記録ヘッド21の複数の吐出口が形成された面(吐出口形成面)をキャッピングし、各吐出口からインクを強制的に吸引、排出させることにより、各吐出口内の増粘インク、固着インク、ごみ、気泡などの異物を除去し、吐出機能を正常に回復するための吸引回復キャップ27が配設されている。吸引回復キャップ27は、非記録時には、吐出口からのインクの蒸発を防ぐために記録ヘッド21の吐出口形成面をキャッピングしている。
【0037】
また、吸引回復キャップ27の設置位置の近くにはウレタンゴム等で形成したゴム状弾性体のワイパーブレード28が設けられている。ワイパーブレード28は通常、記録ヘッド21の往復移動方向に邪魔にならない場所に待機してたり、ワイピングを行うときにインクジェット記録装置に備えられたモータ等(不図示)によって前後(図2では記録媒体搬送方向に概ね平行)に移動して、所定の位置にある記録ヘッド21の吐出口形成面に付着したインク液、ごみ、ほこり、紙粉等の異物を拭き取るように構成されている。
【0038】
なお、上記のような、記録媒体の搬送方向に対して交差する方向にインクジェット記録ヘッドを往復移動させる所謂シリアル方式のインクジェット記録装置において、カラー画像の出力を行う記録ヘッドを構成するにあたっては、図1に示した記録ヘッド吐出口近傍部の部品を同一面上に、使用するインク色数に応じて、インク吐出口をある幅内で直線的に並べてなるノズル列の並び方向に対し垂直な方向に配置する。
【0039】
図3は図2に示した記録ヘッド21の吐出口形成面側からの斜視図である。この図に示すように記録ヘッド21は記録媒体(図2の符号25)に対向する面に二つの記録チップ34を有し、一つの記録チップにはK(ブラック)のインクを吐出する吐出口が一列で記録ヘッド21の往復移動方向と交差する方向に配設されている。もう一つの記録チップにはC(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)の色のインクを吐出する吐出口がそれぞれ一列で記録ヘッド21の往復移動方向と交差する方向に配設され、かつ各色に対応する吐出口列が平行に配置されている。
【0040】
また、図1で例示した本発明のインクジェット記録ヘッドは、大小の異なる液滴サイズを吐出可能なインク吐出口、および各インク吐出口に繋がるインク流路構成を持っており、記録すべき画像情報に応じて、所望の液滴サイズを吐出できるインク流路の電気熱変換素子に選択的に電気パルスを印加することが可能な構成となっている。
【0041】
大小の異なる液滴サイズの組み合わせとしては15plと8pl、8plと4pl、または5plと2plなどのインク滴体積による組み合わせが考えられるが、異なる液滴サイズの構成は最小液滴サイズの整数倍に近いインク滴体積の組み合わせで構成することが望ましい。
【0042】
そこで、前述した本発明の課題を解決するにあたっては、大小の異なる液滴サイズを吐出可能なインク吐出口に繋がるインク流路の形状が全て同じ形状のインクジェット記録ヘッドにおいて、図1に示したような柱状のフイルター10に着目し、異なる液滴サイズを吐出するインク吐出口のインク流路に応じてフィルターの構成を変えた。
【0043】
この本発明の特徴的な構成について複数の実施の形態を挙げて説明する。
【0044】
(第1の実施の形態)
図4は本発明の第1の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図1に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図1と異なる構成について主に説明する。
【0045】
この図で示すインクジェット記録ヘッドでは、大小二つの液滴サイズを吐出する吐出口、すなわち液滴サイズ大の吐出口51および、吐出口51よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口52が交互に配置されて一つの吐出口列を構成している。また、このように構成された吐出口列が2列、インク供給口3を挟むように平行に配置され、かつ各列の吐出口が互いにインク流路幅の1/2ずれた位置で配置されている。
【0046】
インク流路8のインク供給口3側の開口(インク出入口)からインク供給口3までの間には柱で構成するフィルター53又は54が各インク流路あたり1つ配置されている。フィルター53又は54は図1に示したフィルター10と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【0047】
フィルター53,54はインクの流れを、インク供給口3からインク流路8までの間に示した矢印55,56のような複数のインク供給経路に分岐する。
【0048】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口51に対応するフィルター53の断面積(またはフィルター53である柱の外径)は、液滴サイズ小の吐出口52に対応するフィルター54の断面積(またはフィルター54である柱の外径)より小さい。
【0049】
フィルター53の箇所では、フィルター53の柱とインク流路8の壁との間の空間の幅(インク供給経路の開口幅)がフィルター54の箇所と比べて広くなり、反対にフィルター54の箇所では、フィルター54の柱とインク流路8の壁との間の空間の幅(インク供給経路の開口幅)が、フィルター53の箇所と比べて狭くなっている。
【0050】
これにより、インク供給経路の開口幅が広い液滴サイズ大のインク流路では、インク供給の際のインク流抵抗が小さく、大きいインク液滴を吐出した体積分のインク供給時間が短くなり、インク供給経路の開口幅が狭い液滴サイズ小のインク流路では、インク供給の際のインク流抵抗が大きく、小さいインク液滴を吐出した体積分のインク供給時間が速く成りすぎることを防ぐこととなる。その結果、所望の異なる液滴サイズのインク吐出口に応じて、インク供給速度を調整することが可能となる。
【0051】
このように液滴サイズのインク流路に応じてフィルターの断面積(柱の外径)を異ならせる構成にすることより、インク供給速度を調整できるので、異なる液滴サイズのインクの吐出周波数を同等に揃える効果を持たせることができる。
【0052】
(第2の実施の形態)
次に本発明の第2の実施の形態について説明する。上記の第1の実施の形態では、異なる液滴サイズのインク吐出口にそれぞれ繋がるインク流路ごとにフィルター断面積を変えることを特徴としたインク流抵抗制御であったが、この実施形態のようにフィルター断面積の大きさによらず、フィルター設置数によってインク流抵抗を制御してもよい。
【0053】
図5は本発明の第2の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図1に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図1並びに第1の実施の形態と異なる構成について主に説明する。
【0054】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは第1の実施の形態と同様、図5に示すように、2列のインク吐出口列があり、液滴サイズ大の吐出口61、および吐出口61よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口62が交互に配置されている。
【0055】
インク流路8のインク供給口3側の開口(インク出入口)からインク供給口3までの間には同じ断面積の柱状のフィルター63又は64が配置されている。フィルター63又は64は図1に示したフィルター10と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【0056】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口61に対応するフィルター63は1本の柱であるのに対し、インク液滴小の吐出口62に対応するフィルター64は2本の柱で構成されている。本実施形態では、この柱の設置数を個々の液滴サイズに対応する吐出口へのインク流路ごとに異ならせている。
【0057】
このように、液滴サイズの異なる吐出口へのインク流路上流側のフィルター設置数を変えることで、インク供給口3からインク流路8までの間に示した矢印65,66のような複数のインク供給経路を構成でき、液滴サイズに応じてインク流路への流抵抗を調整することが可能となる。したがって、異なる液滴サイズのインクの吐出周波数を同等に揃えることができる。
【0058】
本実施形態が第1の実施の形態と異なる点は、高解像度の記録チップで且つ、高周波で吐出駆動させる高周波対応の記録チップを構成する際に有利なことである。例えば1200dpiの解像度を発揮させるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じるインク流路を形成する場合などは、1インチ(25.4mm)/1200dpi=21.1ミクロンのピッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が小さくなり、また、高周波対応でインク流路上流側からのインク供給速度を速くしたい場合、インク洪給口をインク流路に近づけたいがために、インク流路壁の端部からインク供給口の開口縁までの距離は狭くなることとなる。従って、そのような狭い空間では各フィルターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本実施形態が有利となる。
【0059】
なお、本発明は上述した構成のみに限定されるものではなく、本発明を達成し得るものであればどのような構成であってもよい。従って、フィルターの断面積に応じて、フィルター設置数を液滴サイズ大の吐出口に対応するフィルター数とインク液滴小の吐出口に対応するフィルター数の比で、1対3、0対2など異ならせることも考え得る。
【0060】
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。本実施形態においても、第1及び第2の実施の形態と同様にフィルター構成によりインク供給口から複数のインク流路への各インク供給経路のインク流抵抗を調整することを目的とする。
【0061】
図6は本発明の第3の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図1に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図1並びに第1及び第2の実施の形態と異なる構成について主に説明する。
【0062】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは第1の実施の形態と同様、図6に示すように、2列のインク吐出口列があり、液滴サイズ大の吐出口71、および吐出口71よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口72が交互に配置されている。
【0063】
インク流路8のインク供給口3側の開口(インク出入口)からインク供給口3までの間には同じ断面積の柱状のフィルター73又は74が各インク流路あたり1つ配置されている。フィルター73又は74は図1に示したフィルター10と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【0064】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口71に対応するフィルター73はインク流路壁の端部5Bからインク供給口の縁部3B’までの距離Xにおいて、インク供給口の縁部3B’に近い位置に設置されている。一方、液滴サイズ小の吐出口72に対応するフィルター74はインク流路壁の端部5Bからインク供給口の縁部3B’までの距離Xにおいて、インク流路壁の端部5Bに近い位置に設置されている。すなわち、本実施形態では、インク流路8の上流側におけるインク流路壁の端部5Bからインク供給口の縁部3B’までの距離Xの範囲内において、柱状のフィルター73又は74の設置位置を異ならせている。
【0065】
そのため、フィルター73の箇所では、フィルター73の柱とインク流路8の壁との間の空間の幅(インク供給経路の開口幅)がフィルター74の箇所と比べて広くなり、反対にフィルター74の箇所では、フィルター74の柱とインク流路8の壁との間の空間の幅(インク供給経路の開口幅)が、フィルター73の箇所と比べて狭くなっている。
【0066】
これにより、インク供給経路の開口幅が広い液滴サイズ大のインク流路では、インク供給の際のインク流抵抗が小さく、大きいインク液滴を吐出した体積分のインク供給時間が短くなり、インク供給経路の開口幅が狭い液滴サイズ小のインク流路では、インク供給の際のインク流抵抗が大きく、小さいインク液滴を吐出した体積分のインク供給時間が速く成りすぎることを防ぐこととなる。その結果、所望の異なる液滴サイズのインク吐出口に応じて、インク供給速度を調整することが可能となる。
【0067】
このように、液滴サイズの異なる吐出口へのインク流路上流側のフィルター設置位置を変えることで、インク供給口3からインク流路8までの間に示した矢印75,76のような複数のインク供給経路を構成できるので、液滴サイズに応じてインク流路への流抵抗を調整することが可能となる。したがって、異なる液滴サイズのインクの吐出周波数を同等に揃えることができる。
【0068】
本実施形態が第1及び第2の実施の形態と異なる点は、高解像度の記録チップを構成する際に有利なことである。例えば1200dpiの解像度を発揮させるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じるインク流路を形成する場合などは、1インチ(25.4mm)/1200dpi=21.1ミクロンのピッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が小さくなる。
【0069】
従って、そのような狭い空間では各フィルターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本実施形態が有利となる。
【0070】
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。
【0071】
図7は本発明の第4の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図1に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図1と異なる構成について主に説明する。
【0072】
この図で示すインクジェット記録ヘッドでは、大小二つの液滴サイズを吐出する吐出口、すなわち液滴サイズ大の吐出口81および、吐出口81よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口82がそれぞれ複数配設されて二列の吐出口列を構成している。このように構成された二列の吐出口列はインク供給口3を挟むように平行に配置され、かつ各列の吐出口が互いにインク流路幅の1/2ずれた位置で配置されている。
【0073】
各インク流路8のインク供給口3側の開口(インク出入口)からインク供給口3までの間には柱で構成するフィルター83又は84が各インク流路あたり1つ配置されている。フィルター83又は84は図1に示したフィルター10と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【0074】
フィルター83,84はインクの流れを、インク供給口3からインク流路8までの間に示した矢印85,86のような複数のインク供給経路に分岐する。
【0075】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口81に対応するフィルター83の断面積(またはフィルター83である柱の外径)は、液滴サイズ小の吐出口82に対応するフィルター84の断面積(またはフィルター84である柱の外径)より小さい。
【0076】
フィルター83の箇所では、フィルター83の柱とインク流路8の壁との間の空間の幅(インク供給経路の開口幅)がフィルター84の箇所と比べて広くなり、反対にフィルター84の箇所では、フィルター84の柱とインク流路8の壁との間の空間の幅(インク供給経路の開口幅)が、フィルター83の箇所と比べて狭くなっている。
【0077】
これにより、液滴サイズ大のインク吐出時の、インク供給口側および、液滴サイズ大のインク流路とはインク供給口を挟んで位置する液滴サイズ小のインク流路に伝達される振動成分が、液滴サイズ小のインク流路では開口幅が狭いゆえにインク供給経路の流抵抗が大きくなっているために小さく抑制されるので、液滴サイズの小さい吐出口列に対する、クロストークの影響を減少させ、インク吐出口へのメニスカス振動を減少させることが可能となる。その結果、同一のインク供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズのインク液滴を安定的に吐出させることが可能となる。
【0078】
(第5の実施の形態)
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。上記の第4の実施の形態では、異なる液滴サイズのインク吐出口にそれぞれ繋がるインク流路ごとにフィルター断面積を変えることを特徴とした、クロストーク現象による液滴サイズ小吐出口でのメニスカス振動の抑制であったが、この実施形態のようにフィルター断面積の大きさによらず、フィルター設置数によってクロストーク現象によるメニスカス振動の抑制を実施してもよい。
【0079】
図8は本発明の第5の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図1に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図1並びに第4の実施の形態と異なる構成について主に説明する。
【0080】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは第4の実施の形態と同様、図8に示すように、2列のインク吐出口列がインク供給口を挟むように略平行に配置され、インク吐出列ごとに吐出口の開口径が異なっている。一方のインク吐出口列は液滴サイズ大の吐出口91が複数個並んで構成され、もう一方のインク吐出口列は、吐出口91よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口92が複数個並んで構成されている。
【0081】
インク流路8のインク供給口3側の開口(インク出入口)からインク供給口3までの間には同じ断面積の柱状のフィルター93又は94が配置されている。フィルター93又は94は図1に示したフィルター10と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【0082】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口91に対応するフィルター93は1本の柱であるのに対し、液滴サイズ小の吐出口92に対応するフィルター94は2本の柱で構成されている。本実施形態では、第2の実施の形態と同様、フィルターとなる柱の設置数を個々の液滴サイズに対応する吐出口へのインク流路ごとに異ならせている。
【0083】
このように、液滴サイズの異なる吐出口へのインク流路上流側のフィルター設置数を変えることにより、インク供給口3からインク流路8までの間に示した矢印65,66のような複数のインク供給経路を構成できることから、液滴サイズ小のインク流路への流抵抗を液滴サイズ大のインク流路への流抵抗に比べて大きく調整することが可能となる。これにより、液滴サイズ大のインク吐出時の、液滴サイズの小さい吐出口列に対する圧力波の影響、ひいては液滴サイズ小の吐出口でのメニスカスのオーバーシュートを抑制することができるので、同一のインク供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズのインク液滴を安定的に吐出させることが可能となる。
【0084】
本実施形態が第4の実施の形態と異なる点は、高解像度の記録チップで且つ、高周波で吐出駆動させる高周波対応の記録チップを構成する際に有利なことである。例えば1200dpiの解像度を発揮させるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じるインク流路を形成する場合などは、1インチ(25.4mm)/1200dpi=21.1ミクロンのピッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が小さくなり、また、高周波対応でインク流路上流側からのインク供給速度を速くしたい場合、インク洪給口をインク流路に近づけたいがために、インク流路壁の端部からインク供給口の開口縁までの距離は狭くなることとなる。従って、そのような狭い空間では各フィルターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本実施形態が有利となる。
【0085】
なお、本発明は上述した構成のみに限定されるものではなく、本発明を達成し得るものであればどのような構成であってもよい。従って、フィルターの断面積に応じて、フィルター設置数を液滴サイズ大の吐出口に対応するフィルター数と液滴サイズ小の吐出口に対応するフィルター数の比で、1対3、0対2など異ならせることも考え得る。
【0086】
(第6の実施の形態)
次に、本発明の第6の実施の形態について説明する。本実施形態においても、第4及び第5の実施の形態と同様にフィルター構成により、クロストーク現象による液滴サイズ小の吐出口におけるメニスカス振動の抑制を実施することを目的とする。
【0087】
図9は本発明の第6の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図1に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図1並びに第4及び第5の実施の形態と異なる構成について主に説明する。
【0088】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは第4の実施の形態と同様、図9に示すように、2列のインク吐出口列がインク供給口を挟むように略平行に配置され、インク吐出列ごとに吐出口の開口径が異なっている。一方のインク吐出口列は液滴サイズ大の吐出口101が複数個並んで構成され、もう一方のインク吐出口列は、吐出口101よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口102が複数個並んで構成されている。
【0089】
インク流路8のインク供給口3側の開口(インク出入口)からインク供給口3までの間には同じ断面積の柱状のフィルター103又は104が各インク流路あたり1つ配置されている。フィルター103又は104は図1に示したフィルター10と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【0090】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口101に対応するフィルター103はインク流路壁の端部5Bからインク供給口の縁部3B’までの距離Xにおいて、インク供給口の縁部3B’に近い位置に設置されている。一方、液滴サイズ小の吐出口102に対応するフィルター104はインク流路壁の端部5Bからインク供給口の縁部3B’までの距離Xにおいて、インク流路壁の端部5Bに近い位置に設置されている。すなわち、本実施形態では、インク流路8の上流側におけるインク流路壁の端部5Bからインク供給口の縁部3B’までの距離Xの範囲内において、柱状のフィルター103又は104の設置位置を異ならせている。
【0091】
そのため、フィルター103の箇所では、フィルター103の柱とインク流路8の壁との間の空間の幅(インク供給経路の開口幅)がフィルター104の箇所と比べて広くなり、反対にフィルター104の箇所では、フィルター104の柱とインク流路8の壁との間の空間の幅(インク供給経路の開口幅)が、フィルター103の箇所と比べて狭くなっている。
【0092】
このように、液滴サイズの異なるインク流路後方のフィルター設置位置を変えることで、インク供給口3からインク流路8までの間に示した矢印105,106のような複数のインク供給経路を構成でき、液滴サイズ小のインク流路への流抵抗を液滴サイズ大のインク流路への流抵抗に比べて大きく調整することが可能となる。これにより、液滴サイズ大のインク吐出時の、液滴サイズの小さい吐出口列に対する圧力波の影響、ひいては液滴サイズ小の吐出口でのメニスカスのオーバーシュートを抑制することができるので、同一のインク供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズのインク液滴を安定的に吐出させることが可能となる。
【0093】
本実施形態が第4及び第5の実施の形態と異なる点は、高解像度の記録チップを構成する際に有利なことである。例えば1200dpiの解像度を発揮させるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じるインク流路を形成する場合などは、1インチ(25.4mm)/1200dpi=21.1ミクロンのピッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が小さくなる。
【0094】
従って、そのような狭い空間では各フィルターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本実施形態が有利となる。
【0095】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の吐出口から吐出させる液滴のサイズが、少なくとも2サイズ以上混在するインクジェット記録ヘッドにおいて、一つの液体の供給口と各吐出口に連通する流路の各々との間に柱状のフィルター構造が配設され、所定の液滴サイズを吐出する第一の吐出口を備える流路に対応する第一のフィルター構造と、第一の吐出口より大きな液滴を吐出する第二の吐出口を備える流路に対応させた第二のフィルター構造とによって、前記第一の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗を、前記第二の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗よりも大きくしたことにより、吐出液滴サイズの異なる第一及び第二の吐出口から、同一の吐出周波数で液滴を吐出することが可能になる。
【0096】
また、第一の吐出口を複数備える第一の吐出口列と、第二の吐出口を複数備える第二の吐出口列と、を備えるとともに、第一及び第二の吐出口列が、供給口を挟むように2列配置されているヘッド構成の場合においては、同一の供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズの液滴を安定的に吐出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を好適に実施するインクジェット記録ヘッドにおいて、一色のインクを吐出する記録ヘッドの吐出口近傍部の模式図で、(a)は一部を破断して表した斜視図であり、(b)は(a)のA−A’線断面図を示す。
【図2】本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置の一例の要部構成を示す図である。
【図3】図2に示した記録ヘッドの吐出口形成面側からの斜視図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図6】本発明の第3の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図8】本発明の第5の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図9】本発明の第6の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【符号の説明】
1 電気熱変換素子
2 インク吐出口
3 インク供給口
3B’ インク供給口の縁部
4 電気熱変換素子を有する基板
5 モールド樹脂を利用したインク流路の壁
5B インク流路壁の端部
6 モールド樹脂
8 インク流路
10 柱状のフィルター
11 オリフィスプレート部
12 インク液室(共通液室ともいう)
21 記録ヘッド
22 インクタンク
23 駆動モータ
24 駆動ベルト
25 記録煤体
26 給紙搬送機構
27 吸引回復キャップ
28 ワイパーブレード
34 記録チップ
51,61,71,81,91,101 液滴サイズ大の吐出口
52,62,72,82,92,102 液滴サイズ小の吐出口
53,54,63,64,73,74,83,84,93,94,103,104 柱状のフィルター
55,56,65,66,75,76,85,86,95,96,105,106 インク供給経路を表す矢印
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus including the ink jet recording head, and more particularly to a structure in an ink flow path in an ink jet recording head that discharges ink of different droplet sizes of the same color. Specifically, two or more different size droplets are ejected in a head chip that ejects ink of the same color and has at least one or more rows of ink ejection ports arranged in a row. The present invention relates to an ink jet recording head having a configuration in which discharge ports to be mixed are mixed.
[0002]
[Prior art]
Color ink jet printers using thermal ink jet technology have increased in resolution year by year, and in particular, in the recording head used to form the image quality, the resolution of the ejection port array for ejecting individual liquid droplets has increased to 600 dpi and 1200 dpi year by year. The resolution is increasing.
[0003]
Further, regarding the size of the ejected ink droplets forming the image, 15 pl is particularly used for a recording head that ejects color ink in order to reduce graininess in a grayscale halftone portion, a halftone in a color photo image, and a highlight portion. From the degree, it tends to be a droplet of 5 pl and 2 pl every year.
[0004]
However, for small droplets and high-resolution recording heads, high-quality color graphic images and photo image printouts can meet high-quality user needs, but resolution such as monochrome text printing and color graphs in forms For the rough image print output that is not required, because of the small droplets and high resolution, the image output data is enlarged and requires a lot of data transfer time. Become.
[0005]
In order to improve this, the applicant of the present application has arranged a large droplet size and high frequency recording head of about 30 pl for the recording head for monochrome printing, which has a high demand for high-speed printing, and the recording head for color ink. We have devised and commercialized a means for arranging a small liquid droplet of about 5 pl and a high-frequency recording head.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, even for color images, high-definition image data, such as when printing image data that does not require a relatively high resolution, such as a form graph, and digital photo images of digital input device data using a digital camera, color scanner, etc. When printing data, the print output data size, data processing time, data transfer time, and memory buffer capacity on the recording device are taken into account. It is desirable to be able to form an image, and in the case of high-quality printing, since it is desirable to reduce the granularity of the formed image as much as possible with droplets of an extremely small size, a recording element of the same color in a color ink jet recording head Drop different size droplets on the base (also called recording chip) It is desirable to modulate the droplet size.
[0007]
In order to realize this, the applicant of the present invention disclosed in JP-A-8-183179, heaters of different sizes are arranged in the same nozzle (ink flow path communicating with the ink discharge port), and the individual heaters are arranged. A means for ejecting droplets of different sizes from the same nozzle has been devised and commercialized by properly using foaming.
[0008]
In addition, if a recording head that simply needs a different amount of discharge amount is realized, a single discharge port array (also referred to as a nozzle array) that can discharge droplets of different sizes is recorded. It is conceivable to arrange a plurality of colors per color on the head.
[0009]
However, in the former, since droplets of different sizes are ejected from the same nozzle, the ink supply speed (refill speed) from the ink supply source to the ink flow path varies depending on the size of the liquid droplets. Therefore, in a so-called serial type recording apparatus that performs recording while moving (scanning) the inkjet recording head relative to the recording sheet, it is difficult to eject droplets of different sizes during the same recording head scan, It is necessary to separately eject droplets of different sizes such as large and small by performing reciprocation of the recording head a plurality of times. This means that it is difficult to control droplet size modulation in forming a high-definition image because droplets of different sizes cannot be ejected at the same drive frequency.
[0010]
Further, the latter is difficult to achieve in terms of cost in the market for ink jet printers where the price has been significantly reduced.
[0011]
The present invention has been made in view of such problems, and a first object is to eject at least two different sizes of liquid droplets in the same color ink ejection port array of an inkjet recording head, Another object of the present invention is to provide an inexpensive ink jet recording head capable of modulating the droplet size by adjusting the discharge frequencies equally, and an ink jet recording apparatus including the ink jet recording head.
[0012]
In addition, the inventors of the present applicant have ejected two rows of ejecting ink of the same color in order to eject different size droplets on the same color printing element base and modulate the droplet size per color. An outlet row (nozzle row) is arranged so as to sandwich an ink supply port and a common liquid chamber that supplies ink to the ink flow path for each discharge port, and each discharge port is changed by changing the opening diameter of the discharge port in each row. A configuration has been devised in which the size of the ejected ink droplets from the rows is different. However, this configuration may cause the following problems.
[0013]
To reduce the cost of the recording head, the size of the recording element substrate is reduced, and the opening area of the ink supply port (ink common liquid chamber) that supplies ink into the ink flow path for each ejection port is reduced. A crosstalk phenomenon in which the discharge operation at one nozzle interferes with the ink of another nozzle and the discharge of the ink is disturbed even though the ink is discharged at the set discharge frequency in the continuous discharge of different droplet sizes. In particular, it appeared remarkably at the discharge port with a small droplet size.
[0014]
This crosstalk phenomenon can be avoided by widening the opening area of the ink common liquid chamber and the ink supply port, but it becomes impossible to provide an ink jet recording head that can discharge droplets of different sizes with the same color recording chip at low cost. .
[0015]
When this phenomenon is observed, it has been found that the phenomenon becomes more prominent as the plurality of ink discharge ports arranged in the nozzle row are continuously driven. In addition, the crosstalk phenomenon is transmitted to the common liquid chamber that supplies ink and the ink supply port when pressure waves are generated by the heat of the electrothermal transducer when the ink is discharged from the ink discharge port. This occurs due to interference with the ink flow to the other ink ejection ports. As the ink is simultaneously ejected from the plurality of ink ejection ports, the interference of the pressure wave in the common liquid chamber and the ink supply port increases. This also causes the phenomenon of pushing out to the outside of the discharge port surface (overshoot).
[0016]
In addition, the pressure wave was increased as the ink was ejected in a large droplet size to generate a large bubble, and a large ink overshoot was confirmed at the ejection port having a small droplet size where ink was not ejected.
[0017]
Accordingly, a second object of the present invention is to apply pressure in the common liquid chamber and the ink supply port when discharging ink in different ink discharge port arrays of the same color inkjet recording head sharing the ink supply port. Inkjet recording that can realize stable discharge of different droplets by suppressing the crosstalk phenomenon caused by wave interference and suppressing the ink meniscus overshoot due to the crosstalk phenomenon, especially at the discharge port with a small droplet size The present invention is to provide a head and an ink jet recording apparatus including the ink jet recording head at low cost.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above object, the present invention provides a plurality of ejection openings for ejecting droplets.WhenA liquid chamber for storing a liquid to be supplied to each discharge port, a supply port for supplying the liquid into the liquid chamber, a plurality of flow paths communicating the discharge ports and the liquid chamber, and the flow A flow path wall forming a path;A filter structure composed of columns between each flow path and the supply port;A discharge energy generating element for applying discharge energy to the liquid in the flow path;TheIn an inkjet recording head comprising:
  The plurality of discharge ports include a first discharge port that discharges a droplet having a predetermined size, and a second discharge port that discharges a liquid suitable for a liquid larger than the droplet discharged from the first discharge port. With
  The filter structure includes a first filter structure provided corresponding to the flow path including the first discharge port, and a second filter provided corresponding to the flow path including the second discharge port. A structure,
  The path that communicates between the supply port and each flow path is divided into a plurality by the filter structure and the flow path wall,
  Due to the first and second filter structures, the flow resistance between the flow path including the first discharge port and the supply port is between the flow path including the second discharge port and the supply port. Greater than the flow resistance ofIt is characterized by that.
[0019]
  In the invention as described above,In a configuration in which at least two droplet sizes discharged from a plurality of discharge ports are mixed, the first and second filter structures cause a flow resistance between the flow path including the first discharge port and the supply port. Is larger than the flow resistance between the flow path provided with the second discharge port and the supply port, so that the discharge frequency is set for each of the first and second discharge ports having different droplet sizes to be discharged. It becomes possible to adjust.
[0020]
The adjustment of the ejection frequency described here refers to the recording in the row direction by moving (scanning) the recording head relative to the recording sheet, in using the inkjet recording head in a so-called serial recording method. This means that when performing simultaneous ejection of droplets of different sizes within a single scan of the recording head, it is necessary to equalize the ejection frequency so as not to cause image defects such as missing droplets. We believe that it is desirable that the variation in the discharge frequency that does not reach is ± 20% or less. The discharge frequency is the same in the column of the embodiment of the invention, but means a cycle in which the liquid in the flow path is discharged from the discharge port and the liquid is again filled in the flow path.
[0021]
  The present invention also provides:The inkjet recording head includes a first ejection port array including a plurality of the first ejection ports and a second ejection port array including a plurality of the second ejection ports, and the first and second This includes a configuration in which two rows of the discharge ports are arranged so as to sandwich the supply port. In the case of such a head configuration, the vibration of the liquid due to the pressure wave in the liquid chamber and the supply port, which is generated when droplets having different sizes are discharged, is generated in the flow path corresponding to the discharge port having a small droplet size. The liquid is not affected, and droplets of different sizes can be stably discharged from discharge port arrays having different droplet sizes sharing the same supply port.
[0023]
Furthermore, in the ink jet recording head of each of the above inventions, the filter structure is disposed between a column cross-sectional area, the number of columns, or between each flow path and the supply port according to the droplet size to be ejected. Since the positions of the columns are different, it is possible to adjust the ink flow resistance that passes through each of the flow paths having different droplet sizes to be ejected.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
First, before specifically describing the features of the present invention, an ink jet recording head capable of suitably carrying out the present invention and a configuration of an ink jet recording apparatus suitable for mounting the recording head will be described.
[0026]
FIG. 1 is a schematic view of the vicinity of an ejection port of a recording head (also referred to as a recording chip) that ejects a single color ink in an ink jet recording head that preferably implements the present invention. FIG. (B) shows the AA 'line sectional view of (a).
[0027]
In the recording head of the form shown in FIG. 1A, an ink discharge port 2, an ink flow path 8, and an ink liquid chamber 12 are formed on a substrate 4, which is a space using a mold resin 6 as a wall material. The mold resin 6 also serves as an orifice plate portion 11 that forms the ink discharge port 2. An ink supply port 3 opened in the substrate 4 communicates with the ink liquid chamber 12.
[0028]
The ink flow path 8 is a portion that stores ink that is a recording liquid to be ejected, and ink is replenished from the ink supply port 3 through the ink liquid chamber 12. The ink discharge port 2 and the ink supply port 3 are communicated with each other through an ink liquid chamber 12 and an ink flow path 8.
[0029]
The ink flow path 8 is partitioned by the wall 5 of the mold resin 6. The ink in the ink flow path 8 ejects ink as droplets from the ink ejection port 2 in accordance with the ejection energy applied from the electric heat generating element 1 for generating ink ejection energy.
[0030]
A filter 10 for filtering ink is provided in each ink liquid chamber 12 between the ink supply port 3 side opening (ink inlet / outlet) of each ink flow path 8 and the ink supply port 3. The filter 10 has a columnar structure arranged with respect to the opening of each ink flow path 8 on the ink supply port 3 side.
[0031]
In the form shown in this figure, the columnar filter 10 is a column that extends from the floor surface of the ink liquid chamber 12 to the ceiling surface. Here, the width of the space between the column and the column and the column and the ink flow path wall (opening diameter of the filter structure) is set to be equal to or smaller than the width of the ink flow path 8 (interval of the ink flow path wall). With the filter having such a structure, even if dust or the like is contained in the ink replenished from the ink supply port 3, an effect of preventing the inflow of dust or the like into the ink flow path 8 is produced.
[0032]
Next, an ink jet recording apparatus equipped with the ink jet recording head having the above configuration will be described.
[0033]
FIG. 2 is a diagram showing a main configuration of an example of an ink jet recording apparatus equipped with the ink jet recording head of the present invention.
[0034]
In the ink jet recording apparatus shown in FIG. 2, four color ink tanks 22 of K (black), C (cyan), M (magenta), and Y (yellow) are detachably mounted, and ink of each color is formed into a sheet form. The recording head 21 is provided for performing recording by discharging to the recording medium 25. The recording head 21 is connected to a part of a driving belt 24 that transmits the driving force of the driving motor 23, and is guided by a guide shaft to enable reciprocal movement. Recording is performed by ejecting ink droplets from the ejection port (not shown) of the recording head 21 to the recording medium 25 while reciprocating the recording head 21 while keeping a slight gap with respect to the recording medium 25. Is called.
[0035]
In FIG. 2, the recording medium 25 is transported in a direction (preferably a perpendicular direction) intersecting the moving direction of the recording head 21 by the paper feed transport mechanism 26. An image is formed over the entire area of the recording medium 25 by repeating the recording operation of conveying the recording medium 25 by a predetermined amount every time recording for one line and recording the next line again.
[0036]
At a predetermined position (for example, home position) within the reciprocal range of the recording head 21 and out of the recording area, a surface (discharge port forming surface) on which a plurality of discharge ports of the recording head 21 are formed is capped, and each discharge By forcibly sucking and discharging ink from the outlet, a suction recovery cap 27 is arranged to remove foreign matters such as thickened ink, fixed ink, dust, and bubbles in each discharge port, and to restore the discharge function normally. It is installed. The suction recovery cap 27 capping the ejection port forming surface of the recording head 21 to prevent ink from evaporating from the ejection port during non-recording.
[0037]
A rubber-like elastic wiper blade 28 made of urethane rubber or the like is provided near the position where the suction recovery cap 27 is installed. The wiper blade 28 usually stands by in a place where it does not interfere with the reciprocating direction of the recording head 21 or is moved back and forth (recording medium in FIG. 2) by a motor or the like (not shown) provided in the ink jet recording apparatus when wiping is performed. It is configured to move in a direction substantially parallel to the transport direction and wipe off foreign matters such as ink liquid, dust, dust, and paper dust adhering to the ejection port forming surface of the recording head 21 at a predetermined position.
[0038]
In configuring a recording head for outputting a color image in a so-called serial type ink jet recording apparatus in which the ink jet recording head is reciprocated in a direction intersecting the recording medium conveyance direction as described above, A direction perpendicular to the arrangement direction of the nozzle rows in which the components in the vicinity of the recording head ejection openings shown in FIG. To place.
[0039]
FIG. 3 is a perspective view from the discharge port forming surface side of the recording head 21 shown in FIG. As shown in this figure, the recording head 21 has two recording chips 34 on the surface facing the recording medium (reference numeral 25 in FIG. 2), and one recording chip ejects K (black) ink. Are arranged in a row in a direction crossing the reciprocating direction of the recording head 21. In the other recording chip, ejection ports for ejecting inks of C (cyan), M (magenta), and Y (yellow) are arranged in a line in a direction crossing the reciprocating direction of the recording head 21. In addition, the ejection port arrays corresponding to the respective colors are arranged in parallel.
[0040]
Further, the ink jet recording head of the present invention illustrated in FIG. 1 has an ink discharge port capable of discharging different small and large droplet sizes, and an ink flow path configuration connected to each ink discharge port, and image information to be recorded. Accordingly, an electric pulse can be selectively applied to the electrothermal conversion element of the ink flow path that can eject a desired droplet size.
[0041]
Possible combinations of different droplet sizes are 15pl and 8pl, 8pl and 4pl, or 5pl and 2pl, etc., but the composition of different droplet sizes is close to an integral multiple of the minimum droplet size. It is desirable to configure with a combination of ink droplet volumes.
[0042]
Accordingly, in solving the above-described problems of the present invention, an ink jet recording head having the same shape of the ink flow path connected to the ink discharge port capable of discharging different large and small droplet sizes, as shown in FIG. Focusing on a simple columnar filter 10, the configuration of the filter was changed according to the ink flow path of the ink discharge port for discharging different droplet sizes.
[0043]
The characteristic configuration of the present invention will be described with reference to a plurality of embodiments.
[0044]
(First embodiment)
FIG. 4 is a plan view showing a discharge port forming surface of the ink jet recording head in the first embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different configurations from those in FIG. 1 will be mainly described.
[0045]
In the ink jet recording head shown in this figure, there are discharge ports for discharging two large and small droplet sizes, that is, a discharge port 51 having a large droplet size and a discharge port 52 having a small droplet size smaller than the discharge port 51. They are alternately arranged to constitute one discharge port array. Further, the two ejection port arrays configured as described above are arranged in parallel so as to sandwich the ink supply port 3, and the ejection ports of each row are arranged at positions shifted from each other by ½ of the ink flow path width. ing.
[0046]
Between the ink supply port 3 side opening (ink inlet / outlet) of the ink flow path 8 and the ink supply port 3, one filter 53 or 54 constituted by a column is arranged for each ink flow path. The filter 53 or 54 is formed in the same manner as the filter 10 shown in FIG. 1 and produces the same effect.
[0047]
The filters 53 and 54 branch the ink flow into a plurality of ink supply paths such as arrows 55 and 56 shown between the ink supply port 3 and the ink flow path 8.
[0048]
Here, as a characteristic feature, the cross-sectional area of the filter 53 corresponding to the discharge port 51 having a large droplet size (or the outer diameter of the column as the filter 53) is the filter corresponding to the discharge port 52 having a small droplet size. It is smaller than the cross-sectional area of 54 (or the outer diameter of the column which is the filter 54).
[0049]
At the location of the filter 53, the width of the space between the column of the filter 53 and the wall of the ink flow path 8 (the opening width of the ink supply path) is wider than the location of the filter 54. The width of the space between the column of the filter 54 and the wall of the ink flow path 8 (opening width of the ink supply path) is smaller than that of the filter 53.
[0050]
As a result, in an ink flow path with a large droplet size and a wide opening width of the ink supply path, the ink flow resistance at the time of ink supply is small, and the ink supply time for the volume in which large ink droplets are ejected is shortened. In an ink flow path with a small droplet size with a narrow opening width of the supply path, the ink flow resistance at the time of ink supply is large, and it is possible to prevent the ink supply time for the volume of ejecting small ink droplets from becoming too fast. Become. As a result, it is possible to adjust the ink supply speed according to the ink discharge ports having different desired droplet sizes.
[0051]
Since the ink supply speed can be adjusted by changing the cross-sectional area of the filter (the outer diameter of the column) according to the ink flow path of the droplet size in this way, the ejection frequency of the ink with different droplet sizes can be adjusted. It is possible to have the same effect.
[0052]
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the ink flow resistance control is characterized in that the filter cross-sectional area is changed for each ink flow path connected to each of the ink discharge ports having different droplet sizes. Furthermore, the ink flow resistance may be controlled by the number of installed filters regardless of the size of the filter cross-sectional area.
[0053]
FIG. 5 is a plan view showing an ejection port forming surface of an ink jet recording head according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different configurations from those in FIG. 1 and the first embodiment will be mainly described.
[0054]
As in the first embodiment, the ink jet recording head according to the present embodiment has two ink discharge port arrays, as shown in FIG. Discharge ports 62 having small droplet sizes and small droplet sizes are alternately arranged.
[0055]
Between the ink supply port 3 side opening (ink inlet / outlet) of the ink flow path 8 and the ink supply port 3, a columnar filter 63 or 64 having the same cross-sectional area is disposed. The filter 63 or 64 is formed in the same manner as the filter 10 shown in FIG. 1 and produces the same effect.
[0056]
Here, as a characteristic, the filter 63 corresponding to the ejection port 61 having a large droplet size is one column, whereas the filter 64 corresponding to the ejection port 62 having a small ink droplet is composed of two columns. It consists of pillars. In the present embodiment, the number of columns installed is different for each ink flow path to the ejection port corresponding to each droplet size.
[0057]
As described above, by changing the number of filters installed on the upstream side of the ink flow path to the discharge ports having different droplet sizes, a plurality of arrows 65 and 66 shown between the ink supply port 3 and the ink flow path 8 are provided. Thus, the flow resistance to the ink flow path can be adjusted according to the droplet size. Therefore, it is possible to equalize the ejection frequencies of inks having different droplet sizes.
[0058]
The difference between the present embodiment and the first embodiment is that it is advantageous when configuring a high-resolution recording chip and a high-frequency compatible recording chip that is driven to discharge at a high frequency. For example, when the ink discharge ports are arranged in a row so as to exhibit a resolution of 1200 dpi and an ink flow path leading to each discharge port is formed, a pitch of 1 inch (25.4 mm) / 1200 dpi = 21.1 microns is used. It is necessary to configure the flow path and the flow path wall. Therefore, the filter installation width per one ink flow path is reduced, and when it is desired to increase the ink supply speed from the upstream side of the ink flow path for high frequency, the ink supply port needs to be brought closer to the ink flow path. In addition, the distance from the end of the ink flow path wall to the opening edge of the ink supply port becomes narrow. Therefore, this embodiment is advantageous in that the cross-sectional area of each filter is fixed and the number of filters installed is different in such a narrow space.
[0059]
In addition, this invention is not limited only to the structure mentioned above, What kind of structure may be sufficient if it can achieve this invention. Therefore, according to the cross-sectional area of the filter, the number of filters installed is 1 to 3, 0 to 2 in the ratio of the number of filters corresponding to the ejection port having a large droplet size and the number of filters corresponding to the ejection port having a small ink droplet. It is possible to make them different.
[0060]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The present embodiment also aims to adjust the ink flow resistance of each ink supply path from the ink supply port to the plurality of ink flow paths by the filter configuration as in the first and second embodiments.
[0061]
FIG. 6 is a plan view showing an ejection port forming surface of an ink jet recording head in the third embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the configuration different from FIG. 1 and the first and second embodiments will be mainly described.
[0062]
As in the first embodiment, the ink jet recording head of the present embodiment has two ink discharge port arrays, as shown in FIG. 6, which are more open than the discharge ports 71 having a large droplet size and the discharge ports 71. Discharge ports 72 having small droplet sizes and small droplet sizes are alternately arranged.
[0063]
Between the ink supply port 3 side opening (ink inlet / outlet) of the ink channel 8 and the ink supply port 3, one columnar filter 73 or 74 having the same cross-sectional area is arranged for each ink channel. The filter 73 or 74 is formed in the same manner as the filter 10 shown in FIG. 1 and produces the same effect.
[0064]
Here, as a characteristic feature, the filter 73 corresponding to the discharge port 71 having a large droplet size has an ink supply port at a distance X from the end 5B of the ink flow channel wall to the edge 3B ′ of the ink supply port. It is installed at a position close to the edge 3B ′. On the other hand, the filter 74 corresponding to the discharge port 72 having a small droplet size is close to the end 5B of the ink channel wall at the distance X from the end 5B of the ink channel wall to the edge 3B ′ of the ink supply port. Is installed. In other words, in the present embodiment, the installation position of the columnar filter 73 or 74 is within the range of the distance X from the end 5B of the ink flow path wall on the upstream side of the ink flow path 8 to the edge 3B ′ of the ink supply port. Are different.
[0065]
For this reason, the width of the space between the column of the filter 73 and the wall of the ink flow path 8 (the opening width of the ink supply path) is wider at the location of the filter 73 than at the location of the filter 74. At the location, the width of the space between the column of the filter 74 and the wall of the ink flow path 8 (opening width of the ink supply path) is narrower than the location of the filter 73.
[0066]
As a result, in an ink flow path with a large droplet size and a wide opening width of the ink supply path, the ink flow resistance at the time of ink supply is small, and the ink supply time for the volume in which large ink droplets are ejected is shortened. In an ink flow path with a small droplet size with a narrow opening width of the supply path, the ink flow resistance at the time of ink supply is large, and it is possible to prevent the ink supply time for the volume of ejecting small ink droplets from becoming too fast. Become. As a result, it is possible to adjust the ink supply speed according to the ink discharge ports having different desired droplet sizes.
[0067]
In this way, by changing the filter installation position on the upstream side of the ink flow path to the discharge ports having different droplet sizes, a plurality of arrows 75 and 76 shown between the ink supply port 3 and the ink flow path 8 are provided. Therefore, the flow resistance to the ink flow path can be adjusted according to the droplet size. Therefore, it is possible to equalize the ejection frequencies of inks having different droplet sizes.
[0068]
The difference between this embodiment and the first and second embodiments is that it is advantageous when configuring a high-resolution recording chip. For example, when the ink discharge ports are arranged in a row so as to exhibit a resolution of 1200 dpi and an ink flow path leading to each discharge port is formed, a pitch of 1 inch (25.4 mm) / 1200 dpi = 21.1 microns is used. It is necessary to configure the flow path and the flow path wall. For this reason, the filter installable width per one ink flow path is reduced.
[0069]
Therefore, this embodiment is advantageous in that the cross-sectional area of each filter is fixed and the number of filters installed is different in such a narrow space.
[0070]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
[0071]
FIG. 7 is a plan view showing an ejection port forming surface of an ink jet recording head according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different configurations from those in FIG. 1 will be mainly described.
[0072]
In the ink jet recording head shown in this figure, there are discharge ports for discharging two large and small droplet sizes, that is, a discharge port 81 having a large droplet size and a discharge port 82 having a small droplet size smaller than the discharge port 81. A plurality of each are arranged to form two rows of discharge ports. The two ejection port arrays configured in this manner are arranged in parallel so as to sandwich the ink supply port 3, and the ejection ports of each row are arranged at positions shifted from each other by a half of the ink flow path width. .
[0073]
Between each ink flow path 8 from the opening (ink inlet / outlet) on the ink supply port 3 side to the ink supply port 3, one filter 83 or 84 constituted by a column is disposed for each ink flow path. The filter 83 or 84 is formed in the same manner as the filter 10 shown in FIG. 1 and produces the same effect.
[0074]
The filters 83 and 84 branch the ink flow into a plurality of ink supply paths such as arrows 85 and 86 shown between the ink supply port 3 and the ink flow path 8.
[0075]
Here, as a characteristic feature, the cross-sectional area of the filter 83 corresponding to the discharge port 81 having a large droplet size (or the outer diameter of the column as the filter 83) is the filter corresponding to the discharge port 82 having a small droplet size. It is smaller than the cross-sectional area of 84 (or the outer diameter of the column that is the filter 84).
[0076]
At the location of the filter 83, the width of the space between the column of the filter 83 and the wall of the ink flow path 8 (the opening width of the ink supply path) is wider than the location of the filter 84. The width of the space between the column of the filter 84 and the wall of the ink flow path 8 (opening width of the ink supply path) is narrower than that of the filter 83.
[0077]
As a result, when ink with a large droplet size is ejected, the vibration transmitted to the ink channel with the small droplet size located between the ink supply port side and the ink channel with the large droplet size sandwiching the ink supply port Since the ink flow path has a large flow resistance due to the narrow opening width in the ink flow path with a small droplet size, the component is suppressed to a small size, so the effect of crosstalk on the ejection port array with a small droplet size It is possible to reduce the meniscus vibration to the ink discharge port. As a result, it is possible to stably eject ink droplets of different sizes from the ejection port arrays having different droplet sizes sharing the same ink supply port.
[0078]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the meniscus at the small droplet size discharge port due to the crosstalk phenomenon is characterized in that the filter cross-sectional area is changed for each ink flow path connected to each of the ink discharge ports of different droplet sizes. Although it was suppression of vibration, meniscus vibration due to the crosstalk phenomenon may be suppressed depending on the number of filters installed, regardless of the size of the filter cross-sectional area as in this embodiment.
[0079]
FIG. 8 is a plan view showing the discharge port forming surface of the ink jet recording head in the fifth embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different configurations from those in FIG. 1 and the fourth embodiment will be mainly described.
[0080]
In the ink jet recording head of this embodiment, as in the fourth embodiment, as shown in FIG. 8, two ink ejection port arrays are arranged substantially in parallel so as to sandwich the ink supply port, and each ink ejection column is arranged. The opening diameter of the discharge port is different. One ink discharge port array includes a plurality of discharge ports 91 each having a large droplet size, and the other ink discharge port array includes discharge ports 92 having a smaller droplet diameter than the discharge ports 91 and having a small droplet size. A plurality are arranged side by side.
[0081]
Between the ink supply port 3 side opening (ink inlet / outlet) of the ink flow path 8 and the ink supply port 3, a columnar filter 93 or 94 having the same cross-sectional area is disposed. The filter 93 or 94 is formed in the same manner as the filter 10 shown in FIG. 1 and produces the same effect.
[0082]
Here, as a characteristic feature, the filter 93 corresponding to the discharge port 91 having a large droplet size is a single column, whereas the filter 94 corresponding to the discharge port 92 having a small droplet size is two. It consists of pillars. In the present embodiment, as in the second embodiment, the number of columns to be a filter is set different for each ink flow path to the ejection port corresponding to each droplet size.
[0083]
As described above, by changing the number of filters installed on the upstream side of the ink flow path to the discharge ports having different droplet sizes, a plurality of arrows 65 and 66 shown between the ink supply port 3 and the ink flow path 8 are provided. Therefore, the flow resistance to the ink channel having a small droplet size can be adjusted to be larger than the flow resistance to the ink channel having a large droplet size. As a result, it is possible to suppress the influence of the pressure wave on the discharge port array having a small droplet size and the overshoot of the meniscus at the discharge port having a small droplet size when discharging ink having a large droplet size. Thus, it is possible to stably eject ink droplets of different sizes from the ejection port arrays sharing different ink supply ports and having different droplet sizes.
[0084]
This embodiment is different from the fourth embodiment in that it is advantageous when configuring a high-resolution recording chip and a high-frequency compatible recording chip that is driven to discharge at a high frequency. For example, when the ink discharge ports are arranged in a row so as to exhibit a resolution of 1200 dpi and an ink flow path leading to each discharge port is formed, a pitch of 1 inch (25.4 mm) / 1200 dpi = 21.1 microns is used. It is necessary to configure the flow path and the flow path wall. Therefore, the filter installation width per one ink flow path is reduced, and when it is desired to increase the ink supply speed from the upstream side of the ink flow path for high frequency, the ink supply port needs to be brought closer to the ink flow path. In addition, the distance from the end of the ink flow path wall to the opening edge of the ink supply port becomes narrow. Therefore, this embodiment is advantageous in that the cross-sectional area of each filter is fixed and the number of filters installed is different in such a narrow space.
[0085]
In addition, this invention is not limited only to the structure mentioned above, What kind of structure may be sufficient if it can achieve this invention. Therefore, according to the cross-sectional area of the filter, the number of filters installed is 1 to 3, 0 to 2 in the ratio of the number of filters corresponding to the discharge port having a large droplet size and the number of filters corresponding to the discharge port having a small droplet size. It is possible to make them different.
[0086]
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. Also in the present embodiment, an object is to suppress meniscus vibration at the discharge port having a small droplet size due to the crosstalk phenomenon by the filter configuration as in the fourth and fifth embodiments.
[0087]
FIG. 9 is a plan view showing an ejection port forming surface of an ink jet recording head according to the sixth embodiment of the present invention. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different configurations from those of FIG. 1 and the fourth and fifth embodiments will be mainly described.
[0088]
In the ink jet recording head of the present embodiment, as in the fourth embodiment, as shown in FIG. 9, two ink ejection port arrays are arranged substantially in parallel so as to sandwich the ink supply port, and each ink ejection column is arranged. The opening diameter of the discharge port is different. One ink discharge port array includes a plurality of discharge ports 101 having a large droplet size, and the other ink discharge port array includes discharge ports 102 having a smaller droplet diameter than the discharge ports 101 and having a small droplet size. A plurality are arranged side by side.
[0089]
Between the ink supply port 3 side opening (ink inlet / outlet) of the ink flow path 8 and the ink supply port 3, one columnar filter 103 or 104 having the same cross-sectional area is disposed for each ink flow path. The filter 103 or 104 is formed in the same manner as the filter 10 shown in FIG. 1 and produces the same effect.
[0090]
Here, as a characteristic feature, the filter 103 corresponding to the discharge port 101 having a large droplet size has an ink supply port at a distance X from the end 5B of the ink flow channel wall to the edge 3B ′ of the ink supply port. It is installed at a position close to the edge 3B ′. On the other hand, the filter 104 corresponding to the ejection port 102 having a small droplet size is located near the end 5B of the ink channel wall at the distance X from the end 5B of the ink channel wall to the edge 3B ′ of the ink supply port. Is installed. In other words, in the present embodiment, the installation position of the columnar filter 103 or 104 is within the range of the distance X from the end 5B of the ink flow path wall to the edge 3B ′ of the ink supply port on the upstream side of the ink flow path 8. Are different.
[0091]
For this reason, the width of the space between the column of the filter 103 and the wall of the ink flow path 8 (the opening width of the ink supply path) is wider at the location of the filter 103 than at the location of the filter 104. At the place, the width of the space between the column of the filter 104 and the wall of the ink flow path 8 (opening width of the ink supply path) is narrower than the place of the filter 103.
[0092]
In this way, by changing the filter installation position behind the ink flow paths having different droplet sizes, a plurality of ink supply paths such as arrows 105 and 106 shown between the ink supply port 3 and the ink flow path 8 can be obtained. The flow resistance to the ink channel having a small droplet size can be adjusted to be larger than the flow resistance to the ink channel having a large droplet size. As a result, it is possible to suppress the influence of the pressure wave on the discharge port array having a small droplet size and the overshoot of the meniscus at the discharge port having a small droplet size when discharging ink having a large droplet size. Thus, it is possible to stably eject ink droplets of different sizes from the ejection port arrays sharing different ink supply ports and having different droplet sizes.
[0093]
This embodiment is different from the fourth and fifth embodiments in that it is advantageous when configuring a high-resolution recording chip. For example, when the ink discharge ports are arranged in a row so as to exhibit a resolution of 1200 dpi and an ink flow path leading to each discharge port is formed, a pitch of 1 inch (25.4 mm) / 1200 dpi = 21.1 microns is used. It is necessary to configure the flow path and the flow path wall. For this reason, the filter installable width per one ink flow path is reduced.
[0094]
Therefore, this embodiment is advantageous in that the cross-sectional area of each filter is fixed and the number of filters installed is different in such a narrow space.
[0095]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, in an ink jet recording head in which the sizes of droplets ejected from a plurality of ejection ports are mixed at least two sizes, a flow that communicates with one liquid supply port and each ejection port. A columnar filter structure is arranged between each of the paths,Corresponding to the first filter structure corresponding to the flow path with the first discharge port for discharging a predetermined droplet size and the flow path with the second discharge port for discharging a larger droplet than the first discharge port The flow resistance between the flow path including the first discharge port and the supply port is reduced between the flow path including the second discharge port and the supply port. By making it larger than the flow resistance, it becomes possible to eject droplets at the same ejection frequency from the first and second ejection ports having different ejection droplet sizes.
[0096]
  Also,A first discharge port array including a plurality of first discharge ports, and a second discharge port array including a plurality of second discharge ports, and the first and second discharge port arrays include supply ports. In the case of a head configuration in which two rows are arranged so as to be sandwiched, droplets of different sizes can be stably ejected from ejection port rows having different droplet sizes sharing the same supply port.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a portion near a discharge port of a recording head that discharges one color of ink in an ink jet recording head that preferably implements the present invention, and FIG. (B) shows the AA 'line sectional view of (a).
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a main part of an example of an ink jet recording apparatus equipped with the ink jet recording head of the present invention.
3 is a perspective view from the discharge port forming surface side of the recording head shown in FIG. 2. FIG.
FIG. 4 is a plan view showing a discharge port forming surface of the ink jet recording head in the first embodiment of the invention.
FIG. 5 is a plan view showing a discharge port forming surface of an ink jet recording head according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a discharge port forming surface of an ink jet recording head according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a discharge port forming surface of an ink jet recording head according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a discharge port forming surface of an ink jet recording head according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a discharge port forming surface of an ink jet recording head according to a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 electrothermal transducer
2 Ink ejection port
3 Ink supply port
3B 'edge of ink supply port
4 Substrate having electrothermal conversion element
5 Wall of ink flow path using mold resin
5B End of ink channel wall
6 Mold resin
8 Ink flow path
10 Columnar filter
11 Orifice plate
12 Ink liquid chamber (also called common liquid chamber)
21 Recording head
22 Ink tank
23 Drive motor
24 Drive belt
25 Recording enclosure
26 Paper feed and transport mechanism
27 Suction recovery cap
28 Wiper blade
34 Recording chip
51, 61, 71, 81, 91, 101 Discharge port with large droplet size
52, 62, 72, 82, 92, 102 Discharge port with small droplet size
53, 54, 63, 64, 73, 74, 83, 84, 93, 94, 103, 104 Columnar filter
55, 56, 65, 66, 75, 76, 85, 86, 95, 96, 105, 106 Arrows representing ink supply paths

Claims (6)

液滴を吐出するための複数の吐出口、各吐出口に供給するための液体を蓄える液室と、該液室内に液体を供給するための供給口と、前記各吐出口と前記液室とを連通する複数の流路と、前記流路を形成する流路壁と、前記各流路と前記供給口との間に柱で構成されるフィルター構造と、前記流路内の液体に吐出エネルギーを付与するための吐出エネルギー発生素子と備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記複数の吐出口は、所定の大きさの液滴を吐出する第一の吐出口と、該第一の吐出口から吐出される液滴よりも大きな液適を吐出する第二の吐出口と、を備え、
前記フィルター構造は、前記第一の吐出口を備える流路に対応して設けられた第一のフィルター構造と、前記第二の吐出口を備える流路に対応して設けられた第二のフィルター構造と、を備え、
前記フィルター構造および前記流路壁によって前記供給口と前記各流路との間をそれぞれ連通する経路が複数に分けられており、
前記第一及び第二のフィルター構造により、前記第一の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗が、前記第二の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗よりも大きいことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
A plurality of discharge ports for discharging liquid droplets, a liquid chamber for storing liquid to be supplied to respective discharge ports, a supply port for supplying the liquid to the liquid chamber, the liquid chamber and the respective discharge ports A plurality of flow paths communicating with each other, a flow path wall forming the flow path , a filter structure formed by a column between each flow path and the supply port, and discharging to the liquid in the flow path in the ink jet recording head and a discharge energy generating element for applying energy,
The plurality of discharge ports include a first discharge port that discharges a droplet having a predetermined size, and a second discharge port that discharges a liquid suitable for a liquid larger than the droplet discharged from the first discharge port. With
The filter structure includes a first filter structure provided corresponding to the flow path including the first discharge port, and a second filter provided corresponding to the flow path including the second discharge port. A structure,
The path that communicates between the supply port and each flow path is divided into a plurality by the filter structure and the flow path wall,
Due to the first and second filter structures, the flow resistance between the flow path including the first discharge port and the supply port is between the flow path including the second discharge port and the supply port. An ink jet recording head characterized by having a larger flow resistance .
前記第一の吐出口を複数備える第一の吐出口列と、前記第二の吐出口を複数備える第二の吐出口列と、を備えるとともに、前記第一及び第二の吐出口列が、前記供給口を挟むように2列配置されていることを特徴とする、請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。A first discharge port array including a plurality of the first discharge ports and a second discharge port array including a plurality of the second discharge ports, and the first and second discharge port arrays, 2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein two rows are arranged so as to sandwich the supply port. 前記第一のフィルター構造を構成する柱の断面積が、前記第二のフィルター構造を構成する柱の断面積よりも大きい請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッド。3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein a cross-sectional area of a column constituting the first filter structure is larger than a cross-sectional area of a column constituting the second filter structure. 前記第一のフィルター構造を構成する柱の個数が、前記第二のフィルター構造を構成する柱の個数よりも多い請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッド。3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the number of columns constituting the first filter structure is greater than the number of columns constituting the second filter structure. 前記第一のフィルター構造を構成する柱の位置が、前記第二のフィルター構造を構成する柱の位置よりもより吐出口側に近い請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッド。3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the position of the pillar constituting the first filter structure is closer to the ejection port side than the position of the pillar constituting the second filter structure. 請求項1から5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドを有し、インクジェット記録ヘッドの吐出口から記録媒体に液滴を吐出することにより記録を行う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, wherein recording is performed by ejecting liquid droplets onto a recording medium from an ejection port of the ink jet recording head.
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