JPH05138884A - Ink jet recording head - Google Patents
Ink jet recording headInfo
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- JPH05138884A JPH05138884A JP6114792A JP6114792A JPH05138884A JP H05138884 A JPH05138884 A JP H05138884A JP 6114792 A JP6114792 A JP 6114792A JP 6114792 A JP6114792 A JP 6114792A JP H05138884 A JPH05138884 A JP H05138884A
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- ink
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- nozzles
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、インクジェット記録
装置のインクジェット記録ヘッド、特に、ダミーノズル
を設けたインクジェット記録ヘッドに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording head provided with a dummy nozzle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録方式は、高速記録が
可能であり、記録の際に発生する騒音がほとんどなく、
普通紙に直接印字でき、定着処理等を必要としないた
め、装置の小型化が図れるという点で注目を集めてい
る。2. Description of the Related Art The ink jet recording system is capable of high-speed recording and produces almost no noise during recording.
Since it can print directly on plain paper and does not require fixing processing, it is drawing attention because it can be downsized.
【０００３】従来、公知のインクジェット装置として、
特開昭６１−３５９６６号公報、特開昭６１−２３０９
５４号公報、特開昭６３−５４２５０号公報、特開平１
−１４８５６０号公報に記載されたものなどが知られて
いる。As a known ink jet device,
JP-A-61-35966, JP-A-61-2309
54, JP-A-63-54250, JP-A-1
Those described in Japanese Patent No. 148560 are known.
【０００４】しかしながら、このようなインクジェット
装置においては、ノズル配列方向の中央に配置されたノ
ズルと端部に配置されたノズルの噴射特性が均一でな
く、端部に配置されたノズルでは、噴射速度の低下や、
ドロップ量の不足が生じ、高速の全ベタ印字時に、端部
近傍のノズルからの印字が、かすれるという問題があっ
た。However, in such an ink jet device, the ejection characteristics of the nozzles arranged at the center and the nozzles arranged at the end portions in the nozzle arrangement direction are not uniform, and the ejection speeds of the nozzles arranged at the end portions are not uniform. Lowering the
There was a problem that the drop amount became insufficient, and the printing from the nozzles in the vicinity of the edge was faint during full-speed solid printing.
【０００５】本発明においては、後述するように、ダミ
ーノズルを用いて、均一な印字特性を実現しようとする
ものであるが、従来技術において、ダミーノズルを用い
たインクジェット記録ヘッドについて調べた。In the present invention, as will be described later, an attempt is made to realize uniform printing characteristics by using dummy nozzles. In the prior art, an ink jet recording head using dummy nozzles was investigated.
【０００６】特開昭６１−３５９６６号公報に記載され
たインクジェット記録ヘッドは、ダミーノズルを設ける
という点だけからみれば本発明と同様ということもでき
る。しかしながら、これは噴射特性の改善のためのもの
ではなく、ダミーノズルを設けることにより、接着時の
融着不良を防止する目的で設けられたものである。The ink jet recording head described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-35966 can be said to be the same as the present invention only in that a dummy nozzle is provided. However, this is not for the purpose of improving the ejection characteristics, but is provided for the purpose of preventing the fusion failure at the time of bonding by providing the dummy nozzle.
【０００７】特開昭６３−５４２５０号公報に記載され
たインクジェット記録ヘッドは、ピエゾ素子を用いたも
のであり、インク中の気泡をダミーノズルから除去する
ことで画質の向上を図るものである。The ink jet recording head described in Japanese Patent Laid-Open No. 63-54250 uses a piezo element, and aims to improve image quality by removing bubbles in ink from a dummy nozzle.
【０００８】特開昭６１−２３０９５４号公報や、特開
平１−１４８５６０号公報に記載されたインクジェット
記録ヘッドは、その作製方法やヘッド構成では本発明と
同様ということができるが、ダミーノズルを設けること
には言及していない。The ink jet recording heads described in JP-A-61-230954 and JP-A-1-148560 can be said to have the same manufacturing method and head structure as the present invention, but a dummy nozzle is provided. I didn't mention that.
【０００９】図７は、ダミーノズルを持たない従来のイ
ンクジェット記録ヘッドにおけるインクリザーバとノズ
ルとの流路構造を示す概略構成図である。図中、１はノ
ズル、２はインクリザーバ、３はヒーターである。図に
示すように、ダミーノズルをもたないヘッドでは、中央
部のノズルＡではノズルの両側からインクが流れ込むの
に対して、端部のノズルＢではノズルの片側からしかイ
ンクが流れ込まない。したがって、中央部のノズルＡと
端部のノズルＢとで、インクの供給性に差を生じ、特
に、端部のノズルＢにおいて、吐出が不安定になり、高
い印字周波数に追従できないという問題がある。FIG. 7 is a schematic diagram showing a flow path structure of an ink reservoir and nozzles in a conventional ink jet recording head having no dummy nozzle. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, and 3 is a heater. As shown in the drawing, in the head having no dummy nozzle, the ink flows from both sides of the nozzle A at the central portion, whereas the ink flows from only one side of the nozzle B at the end portion. Therefore, there is a difference in ink supplyability between the central nozzle A and the end nozzle B, and in particular, in the end nozzle B, there is a problem that ejection becomes unstable and a high printing frequency cannot be followed. is there.
【００１０】図８は、インクリザーバの幅を広げること
によって中央部のノズルＡと端部のノズルＢでのインク
の供給性を等しくすることを試みたインクジェット記録
ヘッドの流路構造を示す概略構成図である。図中、図７
と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。こ
のような流路構造によれば、端部のノズルＢにおいて
も、中央部のノズルＡと同様に、ノズルの両側からイン
クが流れ込むようにすることができる。しかしながら、
網かけをして示したインクリザーバの隅の部分がインク
の流れに対してポケット状の部分となり、この部分でイ
ンクの滞留が生じる。インクの滞留は、インクの組成変
化や沈澱物の発生を招き、長期にわたって初期の印字特
性を持続させることはできない。FIG. 8 is a schematic diagram showing a flow path structure of an ink jet recording head in which an attempt is made to equalize the ink supplyability between the nozzle A at the center and the nozzle B at the end by widening the width of the ink reservoir. It is a figure. Figure 7
The same reference numerals are given to the same portions as, and the description thereof will be omitted. According to such a flow path structure, even in the nozzle B at the end portion, the ink can be made to flow from both sides of the nozzle similarly to the nozzle A in the central portion. However,
The corner portion of the ink reservoir shown by shading becomes a pocket-shaped portion with respect to the ink flow, and the ink is retained at this portion. The retention of the ink causes a change in the composition of the ink and the generation of a precipitate, and the initial printing characteristics cannot be maintained for a long time.
【００１１】さらに、インクリザーバとノズルの作製上
の問題がある。特開昭６１−２３０９５４号公報に記載
されたインクジェット記録ヘッドの作製技術は、Ｓｉウ
ェハの異方性エッチング（ＯＤＥ：Ｏｒｉｅｎｔａｔｉ
ｏｎＤｅｐｅｎｄｅｄ Ｅｔｃｈｉｎｇ）により、イン
クを吐出するノズルと外部からインク供給を行なうイン
クリザーバが作られる。このウェハは、チャネルウェハ
と呼ばれているものであり、図１２（Ａ）に斜視図、
（Ｂ）に平面図、（Ｃ）に断面図を示す。異方性エッチ
ングでは、正方形や長方形のパターンは精度よく形成で
きるとしても、これを連結した形状では、連結部分の精
度が落ちる。したがって、ノズル１とインクリザーバ２
とは分離して形成され、その後、両者を連結する流路を
形成するために、ハッチングを施した部分１４に連結溝
を形成して、ノズル１とインクリザーバ２とを連結す
る。この溝は、ダイシングにより形成されるから、ヘッ
ド端部まで貫通して形成される。したがって、ヘッド側
面にできる連結溝の部分は、埋めておかなければなら
ず、充填補修作業を必要とする。また、ダイシングによ
り形成された連結溝は、流体抵抗を持ち、インクの供給
時の液流れがノズルの中央部のノズルと端部のノズルで
は異なり、端部のノズルに対するインク供給性を悪くす
る要因となる。特に、全ノズル噴射によるベタ印字で
は、液流れの不均一性はより顕著となり、端部のノズル
のインク量が不足し、画像がかすれるという欠点があ
る。Further, there is a problem in manufacturing the ink reservoir and the nozzle. A technique for manufacturing an ink jet recording head described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-230954 is an anisotropic etching (ODE: Orientati) of a Si wafer.
On Dependent Etching), a nozzle that ejects ink and an ink reservoir that supplies ink from the outside are created. This wafer is called a channel wafer, and is a perspective view of FIG.
A plan view is shown in (B) and a sectional view is shown in (C). Although the square or rectangular pattern can be formed with high accuracy by anisotropic etching, the accuracy of the connected portion is reduced in the connected shape. Therefore, the nozzle 1 and the ink reservoir 2
Are formed separately from each other, and then, in order to form a flow path connecting them, a connecting groove is formed in the hatched portion 14 to connect the nozzle 1 and the ink reservoir 2. Since this groove is formed by dicing, it is formed so as to penetrate to the end portion of the head. Therefore, the portion of the connecting groove formed on the side surface of the head must be filled, and a filling and repairing work is required. In addition, the connection groove formed by dicing has a fluid resistance, and the liquid flow at the time of ink supply differs between the nozzle in the center of the nozzle and the nozzle at the end, which is a factor that deteriorates the ink supply performance to the nozzle at the end. Becomes In particular, in solid printing by jetting with all nozzles, the nonuniformity of the liquid flow becomes more noticeable, and the amount of ink in the nozzles at the end portions becomes insufficient, which causes the image to fade.
【００１２】また、特開平１−１４８５６０号公報に記
載されたインクジェット記録ヘッドは、ダイシングによ
る連結溝の充填補修作業は改善されているが、流体抵抗
の差によるノズル配列方向の中央部分のノズルと端部の
ノズルとの噴射特性の差についての考慮はなく、同様に
ノズル噴射特性の差を持つものである。Further, in the ink jet recording head described in JP-A-1-148560, the filling and repair work of the connecting groove by dicing has been improved, but the nozzle in the central portion in the nozzle arrangement direction due to the difference in fluid resistance is No consideration is given to the difference in ejection characteristics from the nozzles at the end portions, and the ejection characteristics are similarly different.
【００１３】一方、チャネルウェハは、ウェハから個々
のヘッドを多数個同時に作製することから、１ヘッド分
の寸法を小さくしなければならないという制約もある。On the other hand, a channel wafer has a restriction that the size of one head must be reduced because a large number of individual heads are simultaneously manufactured from the wafer.
【００１４】そこで、本発明者らは、流体抵抗の差によ
る中央と端のノズル噴射特性について鋭意研究を重ねた
結果、均一な特性をもつインク流路構造を見出し、本発
明に到達した。Therefore, the present inventors have conducted intensive studies on the nozzle ejection characteristics at the center and the ends due to the difference in fluid resistance, and as a result, have found an ink flow path structure having uniform characteristics and arrived at the present invention.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、１ヘッド分の寸法を大幅に
増加することなしに、均一な噴射特性を有するヘッドを
提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances and provides a head having uniform ejection characteristics without significantly increasing the size of one head. It is intended.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明は、２枚の基板の
接着によって構成され、インク吐出手段を備えた複数の
ノズルと、該ノズルに連通する共通のインクリザーバを
有するインクジェット記録ヘッドにおいて、請求項１の
発明は、前記ノズルの外側にインクを吐出しないダミー
ノズルを配置するとともに、前記インクリザーバのノズ
ル配列方向の寸法はダミーノズル端部間の寸法とほぼ同
じとし、かつ、端部でのノズル配列直交方向の寸法は中
央部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ同じとしたこ
とを特徴とするものであり、請求項２の発明は、前記ノ
ズルの外側にメンテナンス用の吐出信号によって駆動さ
れるインク吐出手段を備えたダミーノズルを配置すると
ともに、前記インクリザーバのノズル配列方向の寸法は
ダミーノズル端部間の寸法とほぼ同じとし、かつ、端部
でのノズル配列直交方向の寸法は中央部でのノズル配列
直交方向の寸法とほぼ同じとしたことを特徴とするもの
である。According to the present invention, there is provided an ink jet recording head having a plurality of nozzles having an ink ejecting means and a common ink reservoir communicating with the nozzles, which is constituted by adhering two substrates. According to the invention of claim 1, a dummy nozzle that does not eject ink is arranged outside the nozzle, and the dimension of the ink reservoir in the nozzle array direction is substantially the same as the dimension between the dummy nozzle end portions, and The dimension of the nozzle array in the direction orthogonal to the nozzle array is substantially the same as the dimension in the direction orthogonal to the nozzle array in the central portion. According to the invention of claim 2, a discharge signal for maintenance is provided outside the nozzle. A dummy nozzle having driven ink ejecting means is arranged, and the dimension of the ink reservoir in the nozzle array direction is the dummy nozzle end portion. Dimensions substantially the same city, and the dimensions of the nozzle arrangement direction perpendicular at the end is characterized in that it has substantially the same as the nozzle arrangement direction perpendicular dimension of the central portion.
【００１７】ダミーノズルの数は、１〜４個とすること
ができる。上記２枚の基板は、Ｓｉウェハを用いること
ができる。上記インクリザーバおよびダミーノズルは、
異方性エッチングにより作製することができる。The number of dummy nozzles can be 1 to 4. Si wafers can be used as the two substrates. The ink reservoir and the dummy nozzle are
It can be produced by anisotropic etching.
【００１８】[0018]
【作用】本発明によれば、ダミーノズルをインクを吐出
するノズルの外側に配置し、端部でのノズル配列直交方
向の寸法は中央部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ
同じとしたことにより、吐出ノズルには、インクがイン
ク供給口からほぼ直線的に供給され、ヘッド内の吐出ノ
ズルに対するインクの供給性、特に、全ノズル噴射時の
端部のノズルへのインク供給性を改良することができ
る。According to the present invention, the dummy nozzle is arranged outside the nozzle for ejecting ink, and the dimension of the end portion in the direction orthogonal to the nozzle arrangement is substantially the same as the dimension of the central portion in the direction orthogonal to the nozzle arrangement. As a result, the ink is supplied to the ejection nozzles substantially linearly from the ink supply port, and the ink supplyability to the ejection nozzles in the head, in particular, the ink supplyability to the nozzles at the end portions when ejecting all nozzles is improved. be able to.
【００１９】しかし、ダミーノズルの数を多くすること
はヘッドの寸法を大きくし、また、インクリザーバの端
部においてインクの滞留を生じる。したがって、端部に
おけるダミーノズルの個数は１〜４個程度が適当であ
り、ダミーノズルの寸法とピッチは、吐出ノズルと同一
とするのがよい。インクリザーバは、ダミーノズルの個
数に応じて設計されるが、インクリザーバのノズル配列
方向の寸法をダミーノズル端部間の寸法とほぼ同じとし
たことにより、ヘッドの寸法を小さくすることができ
る。However, increasing the number of dummy nozzles increases the size of the head and also causes ink to accumulate at the ends of the ink reservoir. Therefore, it is appropriate that the number of dummy nozzles at the end is about 1 to 4, and the size and pitch of the dummy nozzles should be the same as those of the discharge nozzles. The ink reservoir is designed according to the number of dummy nozzles, but the size of the head can be reduced by making the size of the ink reservoir in the nozzle array direction substantially the same as the size between the ends of the dummy nozzles.
【００２０】また、請求項２の発明によれば、インクの
消耗の少ないメンテナンス時の吐出動作によって、常に
ダミーノズル内のインクの増粘が防止できる。そのこと
によりダミーノズルは、端部ノズルの液面回復を早める
働きをし、全ノズルについて安定した吐出動作を保証す
ることができる。Further, according to the second aspect of the present invention, it is possible to always prevent the thickening of the ink in the dummy nozzle by the ejection operation at the time of maintenance in which the consumption of the ink is small. As a result, the dummy nozzles work to accelerate the liquid level recovery of the end nozzles, and a stable ejection operation can be guaranteed for all nozzles.
【００２１】[0021]
【実施例】図２は、本発明の一実施例のウェハから個別
に分離されたプリントヘッドチップの一部を切断した斜
視図である。図中、１はノズル、２はインクリザーバ、
３はヒーター、４は電極、５は厚膜樹脂層、６は気泡、
７はヒーター基板、８はチャネル基板、９はインク滴で
ある。なお、この図では、ヒーター３や電極４の保護層
等の図示は省略した。ヒーター３は、ヒーター基板７に
複数個が形成され、チャネル基板８には、ヒーター３に
対応してノズル１が形成されている。インクリザーバ２
には開口部２ａが設けられている。インクリザーバ２の
開口部２ａには、インクタンクへの連結部をもった樹脂
製の図示しない第２のインクリザーバにつながってい
る。ヒーター基板には、気泡６を安定に成長させるため
にヒーター３を囲むように、厚膜樹脂層５が形成されて
いる。各ノズル１においてインクは保持され、ノズルご
とに分離されたインクオリフィス部を形成している。印
字信号が電極４を通してヒーター３に印加されると、ヒ
ーター３近傍のインクが加熱され、気化されて急激に膨
張して気泡６が形成され、その圧力により、インク滴９
が吐出される。ヒーター基板７，チャネル基板８は、Ｓ
ｉウェハで形成されるのが普通である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 2 is a perspective view in which a part of print head chips individually separated from a wafer according to one embodiment of the present invention is cut away. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir,
3 is a heater, 4 is an electrode, 5 is a thick film resin layer, 6 is a bubble,
7 is a heater substrate, 8 is a channel substrate, and 9 is an ink droplet. In addition, in this figure, the illustration of the heater 3, the protective layer of the electrode 4, and the like is omitted. A plurality of heaters 3 are formed on the heater substrate 7, and nozzles 1 are formed on the channel substrate 8 corresponding to the heaters 3. Ink reservoir 2
The opening 2a is provided in the. The opening 2a of the ink reservoir 2 is connected to a second ink reservoir (not shown) made of resin and having a connecting portion to the ink tank. A thick resin layer 5 is formed on the heater substrate so as to surround the heater 3 in order to stably grow the bubbles 6. Ink is held in each nozzle 1 and forms an ink orifice portion separated for each nozzle. When a print signal is applied to the heater 3 through the electrode 4, the ink in the vicinity of the heater 3 is heated, vaporized and rapidly expanded to form a bubble 6, and the pressure thereof causes an ink droplet 9
Is discharged. The heater substrate 7 and the channel substrate 8 are S
It is usually formed from an i-wafer.
【００２２】図１は、本発明の一実施例のチャネル基板
の平面図である。図中、１はノズル、２はインクリザー
バ、１０はダミーノズルである。インク滴を吐出するノ
ズル１が配列された両側に、ダミーノズル１０が４個ず
つ設けられている。この実施例では、全てのダミーノズ
ル１０は、ノズル１と同様にインクリザーバ２に連通さ
れている。なお、ヒーター基板７のダミーノズル１０に
対応する部分にはヒーターを設けておかなくてもよい。
インクリザーバのノズル配列直交方向の寸法はすべて同
じ寸法にされており、また、インクリザーバのノズル配
列方向の寸法はダミーノズル端と一致させた。FIG. 1 is a plan view of a channel substrate according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, and 10 is a dummy nozzle. Four dummy nozzles 10 are provided on both sides where the nozzles 1 for ejecting ink droplets are arranged. In this embodiment, all the dummy nozzles 10 are connected to the ink reservoir 2 like the nozzles 1. A heater may not be provided in the portion of the heater substrate 7 corresponding to the dummy nozzle 10.
The dimensions of the ink reservoir in the direction orthogonal to the nozzle array were all the same, and the dimensions of the ink reservoir in the nozzle array direction were made to match the dummy nozzle ends.
【００２３】図３は、Ｓｉウェハを用いてチャネル基板
を作製する工程図である。図中、１はノズル、２はイン
クリザーバ、１１はシリコンウェハ、１２はＳｉＯ
2 膜、１３はＳｉ3 Ｎ4 膜である。FIG. 3 is a process drawing for producing a channel substrate using a Si wafer. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, 11 is a silicon wafer, and 12 is SiO.
2 films and 13 are Si 3 N 4 films.
【００２４】（１００）結晶面を表面にもつシリコンウ
ェハ１１上に、ＳｉＯ2 膜１２を５０００Åの厚さに熱
酸化により形成し、ノズル１およびインクリザーバ２を
形成する部分を除くようレジストをフォトリソプロセス
でパターンを形成した後、ＳｉＯ2 膜１２をドライエッ
チング法によりパターニングする。次に、ＣＶＤ法によ
りＳｉ3 Ｎ4 膜１３を形成した後、インクリザーバ２を
形成する部分のみを開口するようなパターニングを行な
い、図３（Ａ）に示す状態となる。基板の裏面はパター
ニングされないＳｉＯ2 膜、Ｓｉ3 Ｎ4 膜が残った状態
である。A SiO 2 film 12 having a thickness of 5000 Å is formed by thermal oxidation on a silicon wafer 11 having a (100) crystal face as a surface, and a resist is photolithographically applied so as to remove a portion where a nozzle 1 and an ink reservoir 2 are formed. After forming the pattern by the process, the SiO 2 film 12 is patterned by the dry etching method. Next, after forming the Si 3 N 4 film 13 by the CVD method, patterning is performed so as to open only the portion where the ink reservoir 2 is formed, and the state shown in FIG. The back surface of the substrate is in a state where the unpatterned SiO 2 film and Si 3 N 4 film remain.
【００２５】以上のように、２つのパターンを別々のエ
ッチングマスクで形成した後、異方性エッチングの工程
に移る。まず、図３（Ｂ）に示すように、Ｓｉ3 Ｎ4 膜
１３をエッチングマスクとして、９０℃に加熱した水酸
化カリウム水溶液でインクリザーバ２を形成するための
第１のエッチング処理を行なう。次に、１８０℃に加熱
したリン酸を用いて、図３（Ｃ）に示すように、Ｓｉ3
Ｎ4 膜１３を除去し、今度は、ＳｉＯ2 膜１２をエッチ
ングマスクとして、９０℃に加熱した水酸化カリウム水
溶液を用いて、図３（Ｄ）に示すように、ノズル１を形
成するための第２のエッチング処理を行なう。As described above, after the two patterns are formed by using different etching masks, the anisotropic etching process is performed. First, as shown in FIG. 3B, a first etching process for forming the ink reservoir 2 is performed with an aqueous potassium hydroxide solution heated to 90 ° C. using the Si 3 N 4 film 13 as an etching mask. Next, using a phosphoric acid heated to 180 ° C., as shown in FIG. 3 (C), Si 3
The N 4 film 13 is removed, and this time, using the SiO 2 film 12 as an etching mask, an aqueous potassium hydroxide solution heated to 90 ° C. is used to form the nozzle 1 as shown in FIG. A second etching process is performed.
【００２６】最後に、フッ酸を用いて、ＳｉＯ2 膜１２
を除去して、図３（Ｅ）に示すように、ノズル部および
インクリザーバ部が形成されたチャネルウェハが完成す
る。Finally, the SiO 2 film 12 is formed by using hydrofluoric acid.
Is removed to complete a channel wafer in which the nozzle portion and the ink reservoir portion are formed, as shown in FIG.
【００２７】この構造のチャネル基板においては、ノズ
ル部とインクリザーバ部は非連結であるが、一実施例に
おいては、対となるヒーター基板の該当部に凹状部が形
成されているため、プリントヘッドとしては連結溝によ
る流路と等価である。In the channel substrate of this structure, the nozzle portion and the ink reservoir portion are not connected, but in one embodiment, since the concave portion is formed in the corresponding portion of the heater substrate that makes a pair, the print head is formed. Is equivalent to the flow path formed by the connecting groove.
【００２８】図４は、ヒーター基板の該当部に凹状部を
形成したプリントヘッドの断面図である。図中、１はノ
ズル、２はインクリザーバ、５は厚膜樹脂層、７はヒー
ター基板、８はチャネル基板である。この実施例では、
図３の工程で作製されたチャネル基板８において、ノズ
ル１とインクリザーバ２との境界部分のエッチングされ
ていない凸部はそのままとしておく。そして、ヒーター
基板７に形成した厚膜樹脂層５に開口部５ａおよび開口
部５ｂをパターニングして形成する。開口部５ａは、ピ
ットと呼ばれる凹部であり、その底部に図示しないヒー
ターが設けられる。開口部５ｂは、チャネル基板８の上
述した凸部に対向する位置に形成する。矢印で示すよう
に、厚膜樹脂層５の開口部５ｂを介してインク流路が形
成できる。開口部５ｂのパターニングは精度よくできる
から、インク流路の流路抵抗を正確にできる利点があ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view of a print head in which a concave portion is formed in the corresponding portion of the heater substrate. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, 5 is a thick film resin layer, 7 is a heater substrate, and 8 is a channel substrate. In this example,
In the channel substrate 8 manufactured in the step of FIG. 3, the unetched convex portion at the boundary between the nozzle 1 and the ink reservoir 2 is left as it is. Then, the thick film resin layer 5 formed on the heater substrate 7 is patterned and formed with the openings 5a and 5b. The opening 5a is a recess called a pit, and a heater (not shown) is provided on the bottom of the opening 5a. The opening 5b is formed at a position facing the above-described convex portion of the channel substrate 8. As shown by the arrow, an ink flow path can be formed through the opening 5b of the thick film resin layer 5. Since the patterning of the opening 5b can be performed accurately, there is an advantage that the flow path resistance of the ink flow path can be made accurate.
【００２９】試作したインクジェット記録ヘッドについ
て説明する。図５は、チャネル基板の平面図である。図
中、１はノズル、２はインクリザーバ、１０はダミーノ
ズルである。（Ａ）〜（Ｄ）図に示す作製した４種のヘ
ッドは、いずれもダミーノズルが両側に１つずつであ
る。ダミーノズル１０は、ノズルに対応したヒーターは
有しておらず、寸法と配列ピッチは、インクを吐出する
ノズル１と同様である。（Ａ）図は、タイプであり、
ダミーノズル１０およびノズル１の端部でインクリザー
バ２のノズル配列直交方向の寸法Ｙが中央部に比べて略
１／２の６００μｍである。（Ｂ）図に示すタイプ
は、インクリザーバ２のノズル配列直交方向の寸法Ｙが
中央部と等しいものである。（Ｃ）図に示すタイプ
は、インクリザーバ２のノズル配列直交方向の寸法Ｙは
タイプと同じであるが、インクリザーバ２のノズル配
列方向の寸法がダミーノズルの端部までの寸法よりそれ
ぞれＸだけ大きいものであり、Ｘがノズルピッチ（８
４．５μｍ）の２倍である。（Ｄ）図に示すタイプ
は、タイプにおけるＸがノズルピッチの４倍のもので
ある。A prototype ink jet recording head will be described. FIG. 5 is a plan view of the channel substrate. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, and 10 is a dummy nozzle. Each of the four types of manufactured heads shown in FIGS. 9A to 9D has one dummy nozzle on each side. The dummy nozzle 10 does not have a heater corresponding to the nozzle, and has the same size and arrangement pitch as the nozzle 1 that ejects ink. (A) Figure shows type
At the end portions of the dummy nozzles 10 and the nozzles 1, the dimension Y of the ink reservoir 2 in the direction orthogonal to the nozzle array is 600 μm, which is about ½ that of the central portion. In the type shown in (B), the dimension Y of the ink reservoir 2 in the direction orthogonal to the nozzle array is equal to that of the central portion. In the type shown in FIG. 7C, the dimension Y of the ink reservoir 2 in the direction orthogonal to the nozzle array is the same as that of the type, but the dimension of the ink reservoir 2 in the nozzle array direction is X only from the dimension up to the end of the dummy nozzle. X is the nozzle pitch (8
4.5 μm). In the type shown in FIG. 3D, X in the type is four times the nozzle pitch.
【００３０】これら４種のインクジェット記録ヘッドを
用いた印字結果における端部のノズルのかすれ良好性を
比較すると、 ≒≒＞ の順であった。Comparing the goodness of blur of the nozzles at the ends in the printing results using these four types of ink jet recording heads, the order of ≉≉ >>.
【００３１】この結果から、インクリザーバの端部での
ノズル配列直交方向の寸法Ｙは、中央部でのノズル配列
直交方向の寸法と等しく、かつ、インクリザーバのノズ
ル配列方向の寸法は、ダミーノズル端以上の寸法、すな
わち、吐出ノズルからみれば、吐出ノズル端からピッチ
として１つ分以上大きいことが必要であることがわかっ
た。From this result, the dimension Y in the direction orthogonal to the nozzle array at the end of the ink reservoir is equal to the dimension Y in the direction orthogonal to the nozzle array at the center, and the size in the nozzle array direction of the ink reservoir is equal to the dummy nozzle. It has been found that it is necessary to have a dimension larger than the end, that is, as viewed from the ejection nozzle, the pitch is one or more larger from the end of the ejection nozzle.
【００３２】しかし、Ｘが大きいと、インクリザーバの
左右端近傍の部分のインクは、ノズルに供給されにく
い。すなわち、インクリザーバの端部はインクの流れに
対してポケット状の部分となり、この部分でのインクの
滞留が生じる。インクの滞留はインクの組成変化や沈澱
物の発生を招く。また、Ｘが大きいとヘッドの寸法を大
きくするからこの面からも問題となる。したがって、こ
れらの条件を考慮すると、Ｘ＝０、すなわち、ダミーノ
ズルの端部と同じ位置にインクリザーバのノズル配列方
向の終端があることが望ましい。However, if X is large, it is difficult for the ink in the vicinity of the left and right ends of the ink reservoir to be supplied to the nozzles. That is, the end portion of the ink reservoir becomes a pocket-shaped portion with respect to the ink flow, and the ink is retained at this portion. The retention of the ink causes a change in the composition of the ink and the generation of a precipitate. Further, if X is large, the size of the head becomes large, which is also a problem from this aspect. Therefore, in consideration of these conditions, it is desirable that X = 0, that is, the end of the ink reservoir in the nozzle array direction is located at the same position as the end of the dummy nozzle.
【００３３】次に、インクリザーバの端部でのノズル配
列直交方向の寸法Ｙが、中央部でのノズル配列直交方向
の寸法と等しいものにおいて、端部でのダミーノズルの
数が相違するインクジェット記録ヘッドを試作した。図
６は、チャネル基板の平面図であり、図中、図５と同様
な部分には同じ符号を付して説明を省略する。（Ａ）図
は、端部でのダミーノズルの数が１つであるタイプ、
（Ｂ）図は２つであるタイプ、（Ｃ）図は４つである
タイプ、（Ｄ）図は８つであるタイプを示す。Next, when the dimension Y in the direction orthogonal to the nozzle array at the end of the ink reservoir is equal to the dimension in the direction orthogonal to the nozzle array at the center, the number of dummy nozzles at the end is different. A head was prototyped. FIG. 6 is a plan view of the channel substrate. In the figure, the same parts as those in FIG. (A) is a type in which the number of dummy nozzles at the end is one,
(B) figure shows two types, (C) figure shows four types, (D) figure shows eight types.
【００３４】これら４種のインクジェット記録ヘッドを
用いた印字結果における端部のノズルのかすれ良好性を
比較すると、 ≒≒≒＞ の順であった。Comparing the blurring qualities of the nozzles at the ends in the printing results using these four types of ink jet recording heads, the order is as follows.
【００３５】これらの結果より、ダミーノズルの数は、
インクリザーバの寸法が、図５（Ｂ）〜（Ｄ）で説明し
た条件のものであれば、最低１つ有ればよいことがわか
った。From these results, the number of dummy nozzles is
It has been found that if the size of the ink reservoir is under the conditions described with reference to FIGS.
【００３６】これらの試作したインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、インクの圧力変化に対するダミーノズルの
インク流出状態を比較すると、タイプでは、ダミーノ
ズルからのインク流出が発生することが観察された。ま
た、ダミーノズルの数を多くすることは、ヘッドの寸法
を大きくし、さらに、インクリザーバのダミーノズルに
対応する部分で上述したインクの滞留が起きる。In these prototype ink jet recording heads, comparing the ink outflow state of the dummy nozzles with respect to the change in the ink pressure, it was observed that in the type, ink outflow from the dummy nozzles occurred. In addition, increasing the number of dummy nozzles increases the size of the head, and further causes the above-mentioned retention of ink in the portion of the ink reservoir corresponding to the dummy nozzles.
【００３７】これらの結果から、インクリザーバの端部
でのノズル配列直交方向の寸法Ｙは、中央部でのノズル
配列直交方向の寸法と等しく、ダミーノズルの数は、１
〜４個程度で、かつ、同じ位置にインクリザーバのノズ
ル配列方向の終端がある構造、形状のチャネル基板を用
いたインクジェット記録ヘッドの場合が、印字品質が安
定していることがわかった。From these results, the dimension Y in the direction orthogonal to the nozzle array at the end of the ink reservoir is equal to the dimension in the direction orthogonal to the nozzle array at the center, and the number of dummy nozzles is 1.
It was found that the print quality was stable in the case of an ink jet recording head using a channel substrate having a structure and a shape in which the number of the nozzles is about 4 and the end of the ink reservoir in the nozzle arrangement direction is at the same position.
【００３８】図９は、上述した実施例のインクジェット
記録ヘッドにおけるインクリザーバとノズルとの流路構
造を示す概略構成図である。図に示すように、ダミーノ
ズルＣが設けられた記録ヘッドでは、中央部のノズルＡ
でも端部のノズルＢでも両側からインクが流れ込み、ダ
ミーノズルをもつことによって中央部と端部のノズルで
のインクの供給性が等しくなる。FIG. 9 is a schematic diagram showing the flow path structure of the ink reservoir and nozzle in the ink jet recording head of the above-mentioned embodiment. As shown in the figure, in the print head provided with the dummy nozzle C, the nozzle A in the central portion is used.
However, the ink flows from both sides even at the nozzles B at the ends, and the provision of the dummy nozzles makes the supply of ink at the nozzles at the center and at the ends equal.
【００３９】このインクジェット記録ヘッドにおいて
は、ダミーノズルには、インク吐出手段が設けられてい
ないが、メンテナンスの際に、ダミーノズルからインク
を吸引することによって、図８で説明したようなインク
の滞留を解消することができる。In this ink jet recording head, the dummy nozzles are not provided with ink ejecting means, but during maintenance, ink is sucked from the dummy nozzles to retain the ink as described in FIG. Can be eliminated.
【００４０】また、ダミーノズルは、吐出の安定性につ
いて大きな役割を果たす。すなわち、ノズルからインク
液滴が吐出されると一時的にインク面が後退し、インク
がノズル内に再供給されてインク面がもとに戻る。この
インク面の回復の速度が印字周波数を高くしたときの吐
出の安定性を左右する。インクの再供給に際しては、隣
接するノズル内のインクが上下することがインク面の回
復の速度を高めている。ダミーノズルがない場合は、両
端のノズルは、インク面の回復の速度を高める働きをす
る隣接ノズルが片側にしかないので、吐出が不安定にな
る。このため端部にダミーノズルを設けると端部ノズル
でも周波数の高い安定した吐出を実現することができ
る。Further, the dummy nozzle plays a large role in the stability of ejection. That is, when ink droplets are ejected from the nozzle, the ink surface temporarily retreats, ink is resupplied into the nozzle, and the ink surface returns to the original state. The speed of recovery of the ink surface affects the stability of ejection when the printing frequency is increased. When the ink is re-supplied, the ink in the adjacent nozzles moves up and down, which accelerates the recovery of the ink surface. When there are no dummy nozzles, the nozzles on both ends have unstable adjacent nozzles on one side that serve to increase the speed of recovery of the ink surface, resulting in unstable ejection. Therefore, if dummy nozzles are provided at the end portions, stable ejection with high frequency can be realized even with the end nozzles.
【００４１】このように、ダミーノズルを設けたことに
よって、上述した実施例では、吐出特性が向上するが、
ここでダミーノズル内のインクについて考えてみる。印
字を行なうノズルでは、インクを吐出することによっ
て、ノズル内のインクは、常に新しいインクを入れ変わ
っているが、ダミーノズルでは、インクの入れ変わりが
なく、他のノズルに比べて増粘しやすいが、上述した実
施例では、ダミーノズル内のインク乾燥による増粘や析
出を問題としていない。As described above, the provision of the dummy nozzle improves the ejection characteristics in the above-mentioned embodiment,
Now consider the ink in the dummy nozzles. In the nozzle that performs printing, the ink in the nozzle is always replaced with new ink by ejecting the ink, but in the dummy nozzle, there is no replacement of the ink and it is easier to increase the viscosity than other nozzles. However, in the above-described embodiment, the problem of thickening or precipitation due to ink drying in the dummy nozzle is not a problem.
【００４２】ここで、ノズル内のインクの増粘について
考える。インクの増粘は、流路が狭くまた大気と接触し
ているノズルの吐出口近傍で発生しやすい。増粘したイ
ンクの除去方法としては、２つの方法が考えられる。そ
の１は、キャップ部材によってノズルを覆い、ノズルか
らインクを吸引するインク吸引動作による方法と、その
２は、印字動作の開始前あるいは終了後にキャップ部材
に向かってインク液滴を吐出する予備吐出動作である。
インク吸引動作は、強い効果をもつが、多くのインクを
消耗するので頻度としてはあまり多くない方がよく、予
備吐出動作によって増粘したインクの除去を行なうのが
好ましい。Here, the thickening of the ink in the nozzle will be considered. Ink thickening is likely to occur in the vicinity of the ejection port of the nozzle, which has a narrow channel and is in contact with the atmosphere. There are two possible methods for removing the thickened ink. The first is a method by an ink suction operation of covering the nozzle with a cap member and sucking ink from the nozzle, and the second is a preliminary ejection operation of ejecting ink droplets toward the cap member before or after the printing operation is started. Is.
Although the ink suction operation has a strong effect, it consumes a large amount of ink, so it is preferable that the frequency is not so high, and it is preferable to remove the thickened ink by the preliminary ejection operation.
【００４３】ダミーノズル内のインクが増粘すると、隣
接ノズルの液面の回復を早める働きがなくなり、吐出を
安定させる効果が薄れてしまう。さらに、大気をただよ
うごみが付着した場合、これが流れずにその場に固まっ
て隣接ノズルに悪影響を及ぼしたり、ダミーノズル内の
インクの組成変化が生じたり、析出物が発生して成長し
た析出物が隣接ノズルに悪影響を及ぼしたり、ヘッド内
部に入りこんでインクリザーバ側から他のノズルに侵入
することもあり得る。When the ink in the dummy nozzles thickens, the function of accelerating the recovery of the liquid surface of the adjacent nozzles is lost, and the effect of stabilizing the ejection is diminished. Furthermore, if dust adheres to the atmosphere and it does not flow, it solidifies in place and adversely affects the adjacent nozzles, the composition of the ink in the dummy nozzles changes, and precipitates that grow due to the occurrence of precipitates May adversely affect adjacent nozzles, or may enter the inside of the head and enter other nozzles from the ink reservoir side.
【００４４】しかし、上述した実施例では、ダミーノズ
ルにインク吐出手段が設けられていないから、予備吐出
動作によって増粘を解消することはできない。インク吸
引動作によらなければならないが、インク吸引動作の頻
度を増加させると、インクの消耗が大きくなり、コスト
増加につながり、インク交換、廃液処理等のメンテナン
ス作業の頻度も増えてしまう。However, in the above-described embodiment, since the dummy nozzle is not provided with the ink ejecting means, the thickening cannot be eliminated by the preliminary ejecting operation. Although it is necessary to use the ink suction operation, if the frequency of the ink suction operation is increased, the consumption of the ink is increased, the cost is increased, and the frequency of maintenance work such as ink replacement and waste liquid treatment is also increased.
【００４５】図１０は、本発明の他の実施例のインクジ
ェット記録ヘッドの概略構成図である。図中、１はノズ
ル、２はインクリザーバ、３はヒーター、４は電極、１
０はダミーノズル、１５は第１のドライバ群、１６は第
２のドライバ、１７はドライバ駆動回路、１８は入力保
護回路、１９はコネクタ、２０は画像信号伝送用クロッ
ク、２１は画像信号、２２は印字用パルス、２３は制御
用信号、２４は予備吐出用パルスである。このインクジ
ェット記録ヘッドは、２枚のシリコン基板を接合して形
成されている。ヒーター基板には、ヒーター３、電極
４、ヒーター３を駆動する第１のドライバ群１５、第１
のドライバ群１５を画像信号に応じて駆動するドライバ
駆動回路１７が形成されている。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an ink jet recording head of another embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, 3 is a heater, 4 is an electrode, 1
0 is a dummy nozzle, 15 is a first driver group, 16 is a second driver, 17 is a driver drive circuit, 18 is an input protection circuit, 19 is a connector, 20 is an image signal transmission clock, 21 is an image signal, 22 Is a printing pulse, 23 is a control signal, and 24 is a preliminary ejection pulse. This inkjet recording head is formed by joining two silicon substrates. On the heater substrate, the heater 3, the electrode 4, the first driver group 15 for driving the heater 3, and the first driver group 15
A driver drive circuit 17 is formed to drive the driver group 15 in accordance with the image signal.
【００４６】チャネル基板は、図３で説明したように、
Ｓｉウエハの異方性エッチングにより、ノズル１、ダミ
ーノズル１０と、インクリザーバ２が形成されている。
インクジェット記録ヘッドの概略は、図２で説明したも
のと同様である。The channel substrate is as described in FIG.
The nozzle 1, the dummy nozzle 10 and the ink reservoir 2 are formed by anisotropic etching of the Si wafer.
The outline of the inkjet recording head is the same as that described in FIG.
【００４７】図１０に戻って説明する。このインクジェ
ット記録ヘッドにインクを満たして、ドライバ駆動回路
１７に入力される画像信号に応じて第１のドライバ群１
５を駆動することにより、ヒーター３にパルス状の電圧
が印加される。この駆動パルスによって、ヒーター３上
のインクが急激に加熱され、バブルが発生し、それが成
長して、その圧力によってノズル１よりインクが液滴と
なって吐出される。ダミーノズル１０についても、入力
される予備吐出用パルスによって、第２のドライバ１６
が駆動されてヒーター３にパルス状の電圧が印加され、
同様にインク液滴が吐出される。Returning to FIG. 10, description will be made. This ink jet recording head is filled with ink, and the first driver group 1 is generated according to the image signal input to the driver driving circuit 17.
A pulsed voltage is applied to the heater 3 by driving the heater 5. The drive pulse rapidly heats the ink on the heater 3 to generate bubbles, which grow and the pressure causes the ink to be ejected as droplets from the nozzle 1. With respect to the dummy nozzles 10 as well, the second driver 16 is driven by the input preliminary ejection pulse.
Is driven and a pulsed voltage is applied to the heater 3,
Similarly, ink droplets are ejected.
【００４８】このような構成のインクジェットヘッドに
おけるインクの流れを図１１で説明する。図に示すよう
に、端部のノズルＢとその他のノズルＡとの間でインク
の供給性についての差はない。このように、各ノズルへ
のインクの供給性が均一にできる理由は、ダミーノズル
Ｃの存在だけでなく、インクリザーバ２におけるノズル
配列直交方向の寸法が、両端のダミーノズル間の寸法と
ほぼ同じであり、かつ、端部でのノズル配列直交方向の
寸法が、中央部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ同
じであることによるところが大きい。さらに、ダミーノ
ズルＣの存在により端部のノズルＢについても、両側に
隣接ノズルをもつことになり、隣接ノズルのインク面の
上下動によるインク面の回復速度の向上がすべてのノズ
ルにおいて期待できる。また、インクリザーバのノズル
配列直交方向の寸法は、両端のダミーノズル間の寸法と
ほぼ同じとし、かつ、端部でのノズル配列直交方向の寸
法は中央部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ同じで
あることにより、インクリザーバ端部のインク滞留も少
なく、長期間の放置によりインクの滞留によるインクリ
ザーバの隅部のインク増粘が起こっても、ダミーノズル
を含む全てのノズルからインク吸引動作を行なうことに
より速やかに解消できる。The flow of ink in the ink jet head having such a structure will be described with reference to FIG. As shown in the figure, there is no difference in the ink supply property between the nozzle B at the end and the other nozzles A. As described above, the reason why the ink supply property to each nozzle can be made uniform is that not only the presence of the dummy nozzle C but also the dimension of the ink reservoir 2 in the direction orthogonal to the nozzle arrangement is substantially the same as the dimension between the dummy nozzles at both ends. This is largely due to the fact that the dimension of the end portion in the direction orthogonal to the nozzle arrangement is substantially the same as the dimension of the central portion in the direction orthogonal to the nozzle arrangement. Further, due to the presence of the dummy nozzle C, the nozzle B at the end portion also has the adjacent nozzles on both sides, so that it is possible to expect an improvement in the recovery speed of the ink surface due to the vertical movement of the ink surface of the adjacent nozzle in all the nozzles. Further, the dimension of the ink reservoir in the direction orthogonal to the nozzle array is approximately the same as the dimension between the dummy nozzles at both ends, and the dimension in the direction orthogonal to the nozzle array at the end is approximately equal to the dimension in the direction orthogonal to the nozzle array at the central portion. Because of the same, the ink retention at the edge of the ink reservoir is small, and even if the ink thickens at the corners of the ink reservoir due to the ink retention due to long-term storage, ink suction operation from all nozzles including the dummy nozzle It can be promptly resolved by performing.
【００４９】そして、ここで問題になるダミーノズル内
のインクの増粘は、インク吸引動作によるだけでなく、
以下に示すような手順で予備吐出動作させることによっ
ても解消することができる。The thickening of the ink in the dummy nozzle, which is a problem here, is caused not only by the ink suction operation but also by the ink suction operation.
The problem can also be solved by performing the preliminary discharge operation in the procedure as described below.
【００５０】通常の印字中は、インクの増粘を防止する
ため、内蔵するタイマーで一定の時間が経過するごとに
メンテナンス動作を行ない、予備吐出動作を行なう。ま
ず、ドライバ駆動回路１７に、画像信号転送用クロック
２０に同期させて、全ての印字用ノズルを吐出状態にす
る画像信号２１を転送し、あらかじめ予備吐出用に決め
られた数の印字用パルス２２と制御用信号２３を入力す
ることによって全ての印字用ノズルに対応する第１のド
ライバ群１５を駆動する。同時に、あらかじめ予備吐出
用に決められた数の予備吐出用のパルスを、ダミーノズ
ルに対応する第２のドライバ１６に入力する。これらの
入力信号により、あらかじめ予備吐出用に決められた数
の液滴が全ノズルから吐出され、ノズル内の増粘したイ
ンクは除去されて正常な印字が開始される。During normal printing, in order to prevent thickening of the ink, a built-in timer performs a maintenance operation every time a predetermined time elapses, and a preliminary ejection operation is performed. First, the driver drive circuit 17 is synchronized with the image signal transfer clock 20 to transfer the image signal 21 that sets all the printing nozzles to the ejection state, and the number of printing pulses 22 determined in advance for preliminary ejection is set. By inputting the control signal 23 and the control signal 23, the first driver group 15 corresponding to all the printing nozzles is driven. At the same time, the number of pulses for preliminary ejection determined in advance for preliminary ejection is input to the second driver 16 corresponding to the dummy nozzle. By these input signals, a predetermined number of droplets for preliminary ejection are ejected from all the nozzles, the thickened ink in the nozzles is removed, and normal printing is started.
【００５１】本発明者が試作したプリンタで実験したと
ころ、予備吐出を行なう時間間隔が２０分の場合、最低
５０発分の予備吐出を行なえば正常な印字が保証される
ことがわかった。しかし、同様の予備吐出をダミーノズ
ル以外のノズルでのみ行なった場合には、４時間以上経
過したとき、端部のノズルによって印字されるドットの
印字位置精度が悪化し、同じノズルで印字したドット径
のばらつきも、端部で大きくなることがわかった。な
お、図１０，図１１で説明した実施例では、ダミーノズ
ルが１の場合についての説明であったが、ダミーノズル
の数が１以上の場合も同様のことがいえる。When the present inventor conducted an experiment with a prototype printer, it was found that when the time interval for performing preliminary ejection is 20 minutes, normal printing is guaranteed by performing at least 50 preliminary ejections. However, when the same preliminary ejection is performed only by the nozzles other than the dummy nozzles, the printing position accuracy of the dots printed by the end nozzles deteriorates after four hours or more, and the dots printed by the same nozzles are deteriorated. It was also found that the variation in diameter also increased at the ends. In the embodiments described with reference to FIGS. 10 and 11, the case where the number of dummy nozzles is 1 has been described, but the same can be said when the number of dummy nozzles is 1 or more.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば配列方向の端部のノズルの噴射特性を中央部の
ノズルと同一にすることができ、ヘッド端部での画質不
良を改善することができるという効果がある。As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to make the ejection characteristics of the nozzles at the ends in the arrangement direction the same as those of the nozzles at the center, and it is possible to prevent image quality defects at the head ends. The effect is that it can be improved.
【００５３】また、ダミーノズル内にインク吐出手段を
設けた場合には、インクの消耗量の少ない予備吐出動作
によって、常に全ノズルについて安定した吐出動作を保
証することができ、ダミーノズル内のインクが増粘して
大気をただようごみが付着し流れずにその場に固まって
隣接ノズルに悪影響をおよぼすとか、ダミーノズル内の
インクそのものが組成変化したり、析出物が発生して成
長した析出物が隣接ノズルに悪影響をおよぼすとか、ヘ
ッド内部に入っていってインクリザーバ側から他のノズ
ルに侵入するなどの不測の事態を防止することができ
る。Further, when the ink ejecting means is provided in the dummy nozzles, the stable ejecting operation can be always guaranteed for all the nozzles by the preliminary ejecting operation that consumes less ink. The viscosity of the ink in the dummy nozzle may change and the composition of the ink inside the dummy nozzle may change, or the precipitate may grow and grow due to the fact that the dust adheres to the atmosphere and solidifies in place and does not flow, causing adverse effects on adjacent nozzles. It is possible to prevent an unforeseen situation such as that adversely affects adjacent nozzles, or enters the inside of the head and enters another nozzle from the ink reservoir side.
【００５４】そして、全ノズルにわたってドット径が均
一で方向性が良好な高印字品質なプリントを高速に印字
でき、その画質はインク消耗量の少ない低コストなメン
テナンスによって長期にわたって安定に保たれる信頼性
の高いプリンタを実現できるという効果がある。A high-quality print having a uniform dot diameter and good directionality over all nozzles can be printed at high speed, and the image quality is kept stable for a long time by low-cost maintenance with low ink consumption. There is an effect that a highly efficient printer can be realized.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図１】 本発明の一実施例のチャネル基板の平面図で
ある。FIG. 1 is a plan view of a channel substrate according to an embodiment of the present invention.
【図２】 本発明の一実施例のウェハから個別に分離さ
れたプリントヘッドチップの一部を切断した斜視図であ
る。FIG. 2 is a perspective view in which a part of the print head chips individually separated from the wafer according to the embodiment of the present invention is cut away.
【図３】 本発明の一実施例のチャネル基板を作製する
工程図である。FIG. 3 is a process drawing for manufacturing a channel substrate according to an embodiment of the present invention.
【図４】 本発明の一実施例のプリントヘッドの断面図
である。FIG. 4 is a cross-sectional view of a print head according to an exemplary embodiment of the present invention.
【図５】 試作した４種のインクジェット記録ヘッドの
チャネル基板の平面図である。FIG. 5 is a plan view of channel substrates of four types of prototype inkjet recording heads.
【図６】 試作した他の４種のインクジェット記録ヘッ
ドのチャネル基板の平面図である。FIG. 6 is a plan view of channel substrates of four other types of trial-produced inkjet recording heads.
【図７】 従来のインクジェット記録ヘッドにおけるイ
ンクの流路構造を示す概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an ink flow path structure in a conventional inkjet recording head.
【図８】 インクリザーバの幅を広げたインクジェット
記録ヘッドにおけるインクの流路構造を示す概略構成図
である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an ink flow path structure in an inkjet recording head in which the width of an ink reservoir is widened.
【図９】 本発明の一実施例のインクジェット記録ヘッ
ドにおけるインクの流路構造を示す概略構成図である。FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an ink flow path structure in an inkjet recording head according to an embodiment of the present invention.
【図１０】 本発明の他の実施例のインクジェット記録
ヘッドの概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an inkjet recording head of another embodiment of the present invention.
【図１１】 本発明の他の実施例のインクジェット記録
ヘッドにおけるインクの流路構造を示す概略構成図であ
る。FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an ink flow path structure in an ink jet recording head of another embodiment of the present invention.
【図１２】 従来のインクジェット記録ヘッドの説明図
である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional inkjet recording head.
１ ノズル、２ インクリザーバ、３ ヒーター、４
電極、５ 厚膜樹脂層、６ 気泡、７ ヒーター基板、
８ チャネル基板、９ インク滴、１０ ダミーノズ
ル、１５ 第１のドライバ群、１６ 第２のドライバ、
１７ ドライバ駆動回路、１８ 入力保護回路、１９
コネクタ、２０ 画像信号伝送用クロック、２１ 画像
信号、２２ 印字用パルス、２３ 制御用信号、２４
予備吐出用パルス。1 nozzle, 2 ink reservoir, 3 heater, 4
Electrode, 5 thick film resin layer, 6 bubbles, 7 heater substrate,
8 channel substrate, 9 ink droplets, 10 dummy nozzles, 15 first driver group, 16 second driver,
17 driver drive circuit, 18 input protection circuit, 19
Connector, 20 image signal transmission clock, 21 image signal, 22 printing pulse, 23 control signal, 24
Pre-ejection pulse.
フロントページの続き (72)発明者 藤村 義彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 藤井 雅彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 田端 伸司 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 片岡 雅樹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 三原 徹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 斉藤 孝一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 竹井 英陽 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 内藤 浩一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 磯崎 準 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ツクス株式会社海老名事業所内Front page continuation (72) Inventor Yoshihiko Fujimura 2274 Hongo, Ebina, Ebina, Kanagawa Prefecture Fuji Zero Tsukus Co., Ltd.Ebina business office (72) Inventor Masahiko Fujii, 2274, Hongo, Ebina city, Kanagawa Fuji Zero Tsuxu Ebina business office (72) ) Inventor Shinji Tabata 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Zero Tsukus Co., Ltd.Ebina Works (72) Inventor Masaki Kataoka 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Toru Mihara Kanagawa Toru Kanagawa 2274 Hongo, Ebina City, Ebina Fuji Zero Tsukus Co., Ltd.Ebina Works (72) Inventor Koichi Saito 2274 Hongo Ebina City, Kanagawa Fuji Era Tsux Co., Ltd. Ebina Office (72) Eitake Takei 2274 Hongo Ebina, Kanagawa Prefecture Address Fuji Zero Tux Co., Ltd.Ebina Works (72) Inventor Koichi Naito 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Fuji Zero Tux Co., Ltd. Company Ebina house (72) inventor Isozaki quasi Ebina, Kanagawa Prefecture Hongo 2274 address Fuji zero try Ltd. Ebina house
Claims (2)
ンク吐出手段を備えた複数のノズルと、該ノズルに連通
する共通のインクリザーバを有するインクジェット記録
ヘッドにおいて、前記ノズルの外側にインクを吐出しな
いダミーノズルを配置するとともに、前記インクリザー
バのノズル配列方向の寸法はダミーノズル端部間の寸法
とほぼ同じとし、かつ、端部でのノズル配列直交方向の
寸法は中央部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ同じ
としたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。1. In an ink jet recording head having a plurality of nozzles, which are formed by adhering two substrates and provided with an ink ejecting means, and a common ink reservoir communicating with the nozzles, ink is ejected outside the nozzles. No dummy nozzle is arranged, the dimension of the ink reservoir in the nozzle array direction is substantially the same as the dimension between the end portions of the dummy nozzle, and the dimension in the nozzle array orthogonal direction at the end portion is orthogonal to the nozzle array in the central portion. An ink jet recording head characterized in that it has substantially the same dimension as the direction.
ンク吐出手段を備えた複数のノズルと、該ノズルに連通
する共通のインクリザーバを有するインクジェット記録
ヘッドにおいて、前記ノズルの外側にメンテナンス用の
吐出信号によって駆動されるインク吐出手段を備えたダ
ミーノズルを配置するとともに、前記インクリザーバの
ノズル配列方向の寸法はダミーノズル端部間の寸法とほ
ぼ同じとし、かつ、端部でのノズル配列直交方向の寸法
は中央部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ同じとし
たことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。2. An inkjet recording head having a plurality of nozzles, which are formed by adhering two substrates and provided with an ink ejecting means, and a common ink reservoir communicating with the nozzles. A dummy nozzle having an ink ejecting means driven by an ejection signal is arranged, and the dimension of the ink reservoir in the nozzle array direction is substantially the same as the dimension between the end portions of the dummy nozzle, and the nozzle array is orthogonal to the end portion. The inkjet recording head is characterized in that the dimension in the direction is almost the same as the dimension in the direction orthogonal to the nozzle array in the central portion.
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| JP2009172968A (en) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Seiko Epson Corp | Head unit and liquid discharging method |
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| JP2017132211A (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | セイコーエプソン株式会社 | Liquid injection head and liquid injection device |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP6114792A patent/JP3248219B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP4553329B2 (en) * | 1999-07-30 | 2010-09-29 | キヤノン株式会社 | Method for removing dust in ink jet recording head, method for manufacturing ink jet recording apparatus, and method for recovery |
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