JPH11263014A - Liquid jet recording head - Google Patents

Liquid jet recording head

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Publication number
JPH11263014A
JPH11263014A JP6755298A JP6755298A JPH11263014A JP H11263014 A JPH11263014 A JP H11263014A JP 6755298 A JP6755298 A JP 6755298A JP 6755298 A JP6755298 A JP 6755298A JP H11263014 A JPH11263014 A JP H11263014A
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JP
Japan
Prior art keywords
liquid
lid substrate
recording head
jet recording
rib
Prior art date
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Pending
Application number
JP6755298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH11263014A publication Critical patent/JPH11263014A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the mechanical strength of the lid substrate of a liquid jet recording head formed from a resin and to obtain the lid substrate of higher accuracy. SOLUTION: In a liquid jet recording head consisting of a lid substrate 1 having a liquid chamber 6 housing a recording liquid, a plurality of the flow channels 5 communicating with the liquid chamber 5 and the recording liquid inflow port 3 of the liquid chamber 6 and a heating element substrate 2 having the heat energy generating means engaged with the lid substrate 1 to constitute the liquid chamber 6 and the flow channels 5 and provided corresponding to the flow channels 5 to generate air bubbles in a recording liquid by heat to emit the liquid as small liquid droplets, the lid substrate 1 is integrally molded from plastic along with the recording liquid inflow part 3 and the flow channels 5 and, at the same time, ribs 7 having a projected shape are provided to the surface of the outer wall of the lid substrate 1 longitudinally and these ribs 7 may be provided to the liquid chamber 6 and may be provided on respective diagonal lines.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射記録ヘッ
ドより詳細にはバブルジェット型の液体噴射記録ヘッド
に関する。
The present invention relates to a liquid jet recording head, and more particularly to a bubble jet type liquid jet recording head.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノンインパクト記録法においては、記録
時における騒音は無視し得る程度に極めて小さいという
点において最近関心を集めている。その中で高速記録が
可能であり而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要とせ
ずに記録の行える所謂インクジェット記録法は、極めて
有力な記録法であって、これまでにも様々な方式が提案
され改良が加えられて商品化されたものもあれば、現在
もなお実用化への努力が続けられているものもある。こ
のようなインクジェット記録法は所謂インクと称される
記録液体の小滴(droplet)を飛翔させ記録部材に付着
させて記録を行うものであって、この記録液体の小滴の
発生法及び発生された記録液小滴の飛翔方向を制御する
ための制御方法によって幾つかの方式に大別される。
2. Description of the Related Art Non-impact recording methods have recently attracted attention in that noise during recording is extremely small to a negligible level. Among them, the so-called ink jet recording method, which can perform high-speed recording and can perform recording on so-called plain paper without the need for a special fixing process, is an extremely powerful recording method. Some have been proposed and commercialized with improvements, while others are still being put to practical use. Such an ink jet recording method performs recording by flying droplets of a recording liquid called so-called ink and attaching the droplets to a recording member, and a method of generating the droplets of the recording liquid and generating the droplets. The control method for controlling the flying direction of the recording liquid droplet is roughly classified into several types.

【0003】先ず第1の方式は、例えば米国特許第30
60429号明細書に開示されているもの(Tele type方
式)であって、記録液体の小滴の発生を静電吸収的に行
い発生した記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し
記録部材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録を
行うものである。これについて更に詳述すれば、ノズル
と加速電極間に電界を掛けて一様に帯電した記録液体の
小滴をノズルより吐出させ、該吐出した記録液体の小滴
を記録信号に応じて電気制御可能なように構成されたx
y偏向電極間を飛翔させ、電界の強度変化によって選択
的に小滴を記録部材上に付着させて記録を行うものであ
る。
[0003] First, for example, US Pat.
No. 60429 (Tele type system), in which droplets of a recording liquid are electrostatically absorbed, and the generated recording liquid droplets are subjected to an electric field control in accordance with a recording signal to control a recording member. The recording is performed by selectively adhering the recording liquid droplets onto the recording medium. More specifically, an electric field is applied between the nozzle and the accelerating electrode to discharge uniformly charged droplets of the recording liquid from the nozzle, and the discharged droplets of the recording liquid are electrically controlled according to the recording signal. X configured as possible
The recording is performed by causing the droplets to fly between the y-deflection electrodes and selectively adhering small droplets onto the recording member by a change in the intensity of the electric field.

【0004】第2の方式は、例えば米国特許第3596
275号明細書,米国特許第3298030号明細書等
に開示されている方式(Sweet方式)であって、連続振
動発生法によって帯電量の制御された記録液体の小滴を
発生させ、この発生された帯電量の制御された小滴を一
様の電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させること
で、記録部材上に記録を行うものである。具体的には、
ピエゾ振動素子の付設されている記録ヘッドの一部であ
るノズルのオリフィス(吐出口)の前に、記録信号が印
加される帯電電極を所定距離だけ離して配置し、前記ピ
エゾ振動素子に一定周波数の電気信号を印加すること
で、ピエゾ振動素子を機械的に振動させ前記吐出口より
記録液体の小滴を吐出させる。この時前記帯電電極によ
って吐出する記録液体小滴には電荷が静電誘導され、小
滴は記録信号に応じた電荷量で帯電される。帯電量の制
御された記録液体の小滴は、一定の電界が一様に掛けら
れている偏向電極間を飛翔する時付加された帯電量に応
じて偏向を受け、記録信号を担う小滴のみが記録部材上
に付着し得るようにされている。
The second system is disclosed in, for example, US Pat.
No. 275, U.S. Pat. No. 3,298,030 (Sweet system), which generates small droplets of a recording liquid whose charge amount is controlled by a continuous vibration generation method. The recording is performed on the recording member by causing the droplet having the controlled charge amount to fly between the deflection electrodes to which a uniform electric field is applied. In particular,
A charging electrode to which a recording signal is applied is disposed at a predetermined distance in front of an orifice (ejection port) of a nozzle which is a part of a recording head provided with a piezoelectric vibrating element, and a fixed frequency is applied to the piezoelectric vibrating element. By applying the electric signal of (1), the piezoelectric vibrating element is mechanically vibrated, and a droplet of the recording liquid is ejected from the ejection port. At this time, a charge is electrostatically induced in the recording liquid droplet discharged by the charging electrode, and the droplet is charged with a charge amount according to the recording signal. The droplet of the recording liquid whose charge amount is controlled is deflected according to the charge amount added when flying between the deflecting electrodes to which a constant electric field is uniformly applied, and only the droplet carrying the recording signal Can adhere to the recording member.

【0005】第3の方式は、例えば米国特許第3416
153号明細書に開示されている方式(Hertz方式)で
あって、ノズルとリング状の帯電電極間に電界を掛け連
続振動発生法によって記録液体の小滴を発生霧化させて
記録する方式である。即ち、この方式ではノズルと帯電
電極間に掛ける電界強度を記録信号に応じて変調するこ
とによって、小滴の霧化状態を制御し記録画像の階調性
を出して記録する。
A third method is disclosed in, for example, US Pat.
No. 153, which is a method (Hertz method) in which an electric field is applied between a nozzle and a ring-shaped charging electrode to generate and atomize small droplets of a recording liquid by a continuous vibration generation method and perform recording. is there. That is, in this method, the intensity of the electric field applied between the nozzle and the charging electrode is modulated in accordance with the recording signal, so that the atomization state of the small droplet is controlled and the gradation of the recorded image is printed.

【0006】第4の方式は、例えば米国特許第3747
120号明細書に開示されている方式(Stemme方式)
で、この方式は前記3つの方式とは根本的に原理が異な
るものである。即ち、前記3つの方式は、いずれもノズ
ルより吐出された記録液体の小滴を飛翔している途中で
電気的に制御し、記録信号を担った小滴を選択的に記録
部材上に付着させて記録を行うものである。これに対し
て、このStemme方式は、記録信号に応じて吐出口より記
録液体の小滴を吐出飛翔させて記録するものである。つ
まりStemme方式は、記録液体を吐出する吐出口を有する
記録ヘッドに付設されているピエゾ振動素子に電気的な
記録信号を印加し、この電気的記録信号をピエゾ振動素
子の機械的振動に変え、該機械的振動に従って前記吐出
口より記録液体の小滴を吐出飛翔させて記録部材に付着
させることで記録を行うものである。
A fourth method is disclosed in, for example, US Pat.
Method disclosed in the specification of No. 120 (Stemme method)
In this system, the principle is fundamentally different from the above three systems. That is, in each of the three methods, the droplets of the recording liquid ejected from the nozzles are electrically controlled while flying, and the droplets carrying the recording signal are selectively deposited on the recording member. Recording. On the other hand, in the Stemme system, recording is performed by ejecting and flying a small droplet of a recording liquid from an ejection port in accordance with a recording signal. In other words, the Stemme method applies an electric recording signal to a piezo-vibration element attached to a recording head having a discharge port for discharging a recording liquid, and converts the electric recording signal into mechanical vibration of the piezo-vibration element. In accordance with the mechanical vibration, the recording is performed by ejecting a small droplet of the recording liquid from the ejection port and attaching the droplet to the recording member.

【0007】これ等従来の4つの方式は、各々に特徴を
有するものであるがまた他方において解決すべき点が存
在する。即ち、前記第1から第3の方式は、記録液体の
小滴の発生の直接的エネルギーが電気的エネルギーであ
りまた、小滴の偏向制御も電界制御である。そのため第
1の方式は、構成上はシンプルであるが小滴の発生に高
電圧を要しまた、記録ヘッドのマルチノズル化が困難で
あるので高速記録には不向きである。
[0007] These four conventional methods have their own characteristics, but the other has problems to be solved. In other words, in the first to third systems, the direct energy of the generation of the droplet of the recording liquid is electrical energy, and the deflection control of the droplet is also electric field control. Therefore, the first method is simple in configuration, but requires a high voltage to generate small droplets, and is not suitable for high-speed printing because it is difficult to use a multi-nozzle recording head.

【0008】第2の方式は、記録ヘッドのマルチノズル
化が可能で高速記録に向くが、構成上複雑でありまた、
記録液体小滴の電気的制御が高度で困難であること、記
録部材上にサテライトドットが生じ易いこと等の問題点
がある。
The second method enables multi-nozzles of the recording head and is suitable for high-speed recording.
There are problems that the electrical control of the recording liquid droplets is sophisticated and difficult, and that satellite dots are likely to be formed on the recording member.

【0009】第3の方式は、記録液体小滴を霧化するこ
とによって階調性に優れた画像が記録され得る特徴を有
するが、他方霧化状態の制御が困難であること、記録画
像にカブリが生ずること及び、記録ヘッドのマルチノズ
ル化が困難で高速記録には不向きであること等の諸問題
点が存在する。
The third method has a feature that an image having excellent gradation can be recorded by atomizing a recording liquid droplet. On the other hand, it is difficult to control the atomization state. There are various problems, such as fogging and difficulty in making the recording head multi-nozzle, which is not suitable for high-speed recording.

【0010】第4の方式は、第1乃至第3の方式に比べ
利点を比較的多く有する。即ち、構成上シンプルである
こと、オンデマンド(on-demand)で記録液体をノズル
の吐出口より吐出して記録を行うために、第1乃至第3
の方式のように、吐出飛翔する小滴のうち画像の記録に
要さなかった小滴を回収することが不要であること及
び、第1乃至第2の方式のように導電性の記録液体を使
用する必要性がなく、記録液体の物質上の自由度が大で
あること等の大きな利点を有する。しかし乍ら、一方に
おいて記録ヘッドの加工上に問題があること、所望の共
振数を有するピエゾ振動素子の小型化が極めて困難であ
ること等の理由から、記録ヘッドのマルチノズル化が難
しくまた、ピエゾ振動素子の機械的振動という機械的エ
ネルギーによって記録液体小滴の吐出飛翔を行うので、
高速記録には向かないこと等の欠点を有する。
The fourth method has relatively many advantages over the first to third methods. That is, in order to perform recording by discharging the recording liquid from the discharge port of the nozzle on demand (on-demand), the first to third printing methods are required.
It is not necessary to collect droplets that are not required for image recording among the droplets ejected and flying as in the method of (1), and the conductive recording liquid is removed as in the first and second methods. There is no need to use the recording liquid, and there are great advantages such as a high degree of freedom in the material of the recording liquid. However, on the other hand, it is difficult to make the recording head a multi-nozzle, because there is a problem in processing the recording head and it is extremely difficult to reduce the size of the piezoelectric vibrating element having a desired resonance number. The recording liquid droplets are ejected and fly by the mechanical energy of the piezo vibrating element, which is the mechanical vibration.
It has disadvantages such as being unsuitable for high-speed recording.

【0011】更には特開昭48−9622号公報(前記
米国特許第3747120号明細書に対応)には、変形
例として前記のピエゾ振動素子等の手段による機械的振
動エネルギーを利用する代わりに、熱エネルギーを利用
することが記載されている。即ち、上記公報には、圧力
上昇を生じさせる蒸気を発生するために、液体を直接加
熱する加熱コイルをピエゾ振動素子の代わりの圧力上昇
手段として使用する、所謂バブルジェットの液体噴射記
録装置が記載されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-9622 (corresponding to the specification of the aforementioned US Pat. No. 3,747,120) discloses that, as a modification, instead of using the mechanical vibration energy by means such as the aforementioned piezoelectric vibrating element, The use of heat energy is described. That is, the above-mentioned publication describes a so-called bubble jet liquid jet recording apparatus that uses a heating coil that directly heats a liquid as a pressure increasing means instead of a piezo vibrating element in order to generate vapor that causes a pressure increase. Have been.

【0012】しかし、上記公報には、圧力上昇手段とし
ての加熱コイルに通電して、液体インクが出入りし得る
口が一つしかない袋状のインク室(液室)内の液体イン
クを直接加熱して蒸気化することが記載されているに過
ぎず、連続繰り返し液吐出を行う場合はどのように加熱
すればよいのかについては何等示唆されるところがな
い。加えて、加熱コイルが設けられている位置は液体イ
ンクの供給路から遥かに遠い袋状液室の最深部であるの
で、ヘッド構造上複雑であることに加えて高速での連続
繰り返し使用には不向きとなっている。しかも、上記公
報に記載の技術内容では、実用上重要である発生する熱
で液吐出を行った後に次の液吐出の準備状態を速やかに
形成することはできない。このように、従来法には構成
上高速記録化上、記録ヘッドのマルチノズル化上、サテ
ライトドットの発生及び記録画像のカブリ発生等の点に
おいて一長一短があって、その長所を利する用途にしか
適用し得ないという制約が存在していた。しかしなが
ら、これも本出願人の出願に係る、特公昭56−942
9号公報に記載された方式によって解消される。この公
報に記載されたものは、液室内のインクを加熱して気泡
を発生させてインクに圧力上昇を生じさせ、微細な毛細
管ノズルからインクを飛び出させて記録するものである
が、この方式の発明によって初めて高密度に配列された
吐出ノズルから、高速のインク噴射吐出が再現よく得ら
れるようになった。
However, in the above publication, a heating coil as a pressure increasing means is energized to directly heat the liquid ink in a bag-shaped ink chamber (liquid chamber) having only one opening through which the liquid ink can enter and exit. There is no description of how to heat the liquid when continuous and repeated liquid ejection is performed. In addition, the position where the heating coil is provided is the deepest part of the bag-shaped liquid chamber far from the supply path of the liquid ink. It is not suitable. Moreover, according to the technical contents described in the above-mentioned publication, it is not possible to quickly form a preparation state for the next liquid discharge after performing the liquid discharge with the generated heat which is practically important. As described above, the conventional method has advantages and disadvantages in terms of high-speed recording in configuration, multi-nozzle recording head, generation of satellite dots and occurrence of fogging of the recorded image, and is only used for applications that take advantage of the advantages. There was a constraint that it could not be applied. However, this is also based on Japanese Patent Application No.
The problem is solved by the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-99. The method described in this publication is to heat ink in a liquid chamber to generate air bubbles to generate a pressure rise in the ink, and to eject ink from a fine capillary nozzle to perform recording. According to the invention, high-speed ink ejection can be obtained with good reproducibility from ejection nozzles arranged at high density for the first time.

【0013】そして近年更に生産技術上の改良も進み、
例えば、特開平1−64857号公報に開示されている
ようなマルチノズルタイプのインクジェットヘッドで
は、流路〜液室よりなる蓋基板(流路基板)を樹脂の一
体成形によって形成することにより、大幅なコストダウ
ンを図ることを提案している。しかしながら、これも高
精度の蓋基板(流路基板)を得るには、まだ改良の余地
がある。
In recent years, further improvements in production technology have progressed,
For example, in a multi-nozzle type ink jet head as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-64857, a lid substrate (flow channel substrate) including a flow channel to a liquid chamber is formed by integral molding of a resin. It proposes to reduce the cost. However, there is still room for improvement in order to obtain a highly accurate lid substrate (flow path substrate).

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたもので、その目的は第1に、流
路〜液室よりなる蓋基板(流路基板)を樹脂の一体成形
によって形成した場合に、その機械的強度を上げるとと
もに、より高精度な蓋基板を得ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has as its object the first object of the invention is to form a lid substrate (flow channel substrate) comprising a flow channel to a liquid chamber integrally with a resin. It is an object of the present invention to increase the mechanical strength and obtain a more accurate lid substrate when formed by molding.

【0015】また第2に、このような蓋基板で、その機
械的強度を上げるとともに、より高精度なものを得る別
の構成を提案することにある。更に第3に、このような
蓋基板で更にその機械的強度を上げ、より高精度なもの
を得る構成を提案することにある。
Secondly, another object of the present invention is to propose another structure for increasing the mechanical strength of the lid substrate and obtaining a more accurate one. Thirdly, it is an object of the invention to propose a configuration in which the mechanical strength of such a lid substrate is further increased to obtain a more accurate one.

【0016】また第4に、本発明が好適に適用される、
即ち機械的強度が上がり、より高精度なものを得るのに
効果のある蓋基板の縦/横比を規定にすることにある。
更に第5に、本発明が好適に適用される、即ち、機械的
強度が上がり、より高精度なものを得るのに効果のある
蓋基板の大きさを規定にすることにある。
Fourth, the present invention is preferably applied.
That is, the aspect of the invention is to regulate the aspect ratio of the lid substrate, which is effective in increasing mechanical strength and obtaining a more accurate one.
Fifth, the present invention is preferably applied, that is, the size of the lid substrate that is effective for increasing mechanical strength and obtaining higher accuracy is defined.

【0017】また第6に、本発明が有効に機能する凸部
の大きさを規定にすることにある。更に第7に、このよ
うな蓋基板で、更にその機械的強度を上げ、より高精度
なものを得る別の構成を提案することにある。
Sixth, the present invention is to regulate the size of the convex portion which effectively functions in the present invention. Seventh, another object of the present invention is to propose another configuration for further increasing the mechanical strength of the lid substrate and obtaining a more accurate one.

【0018】また第8に、このような蓋基板で、更にそ
の機械的強度を上げ、より高精度なものを得る更に別の
構成を提案することにある。
Eighth, in such a lid substrate, there is provided a further alternative configuration for further increasing the mechanical strength and obtaining a more accurate one.

【0019】更に第9に、このような蓋基板で、更にそ
の機械的強度を上げ、より高精度なものを得るための更
にまた別の構成を提案することにある。
Ninth, another object of the present invention is to propose another structure for further increasing the mechanical strength of the cover substrate and obtaining a more accurate one.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、請求項1に記載された発明では、記録液体を
収容するための部屋と、該部屋に連絡する複数の流路
と、前記部屋の記録液体流入口とを形成した蓋基板と、
該蓋基板と係合し前記部屋及び前記流路を構成し、該流
路に対応して設けられ、前記記録液体に熱によって気泡
を発生させ、該気泡の体積増加に伴う作用力によって液
体を小滴として吐出させるための熱エネルギー発生手段
を有する基板とからなる液体噴射記録ヘッドにおいて、
前記蓋基板は、前記部屋,記録液体流入口,流路と共に
プラスチックの一体成形により形成したものであり、前
記蓋基板の外壁表面には、長手方向に沿って凸部形状の
リブを設けるようにした。
According to the present invention, in order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a room for containing a recording liquid, a plurality of flow paths communicating with the room, A lid substrate forming a recording liquid inlet of the room,
The chamber and the flow path are engaged with the lid substrate to form the room and the flow path, and are provided corresponding to the flow path, generate bubbles in the recording liquid by heat, and generate a liquid by an action force accompanying an increase in the volume of the bubbles. A liquid jet recording head comprising a substrate having thermal energy generating means for discharging as small droplets,
The lid substrate is formed by integral molding of plastic together with the room, the recording liquid inlet, and the flow path. The outer wall surface of the lid substrate is provided with a rib having a convex shape along the longitudinal direction. did.

【0021】請求項2の発明では、記録液体を収容する
ための部屋と、該部屋に連絡する複数の流路と、前記部
屋の記録液体流入口とを形成した蓋基板と、該蓋基板と
係合し前記部屋及び前記流路を構成し、該流路に対応し
て設けられ、前記記録液体に熱によって気泡を発生さ
せ、該気泡の体積増加に伴う作用力によって液体を小滴
として吐出させるための熱エネルギー発生手段を有する
基板とからなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記蓋基
板は、前記部屋,記録液体流入口,流路と共にプラスチ
ックの一体成形により形成したものであって、該蓋基板
に形成された前記部屋の内側には、長手方向に沿って凸
部形状のリブを設けるようにした。請求項3の発明で
は、上記第1,第2の液体噴射記録ヘッドにおいて、前
記リブは2本以上設けるようにした。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a lid substrate formed with a chamber for accommodating a recording liquid, a plurality of flow paths communicating with the chamber, and a recording liquid inflow port of the chamber. Engages to form the chamber and the flow path, is provided corresponding to the flow path, generates bubbles in the recording liquid by heat, and discharges the liquid as small droplets by the action force accompanying the volume increase of the bubbles. Wherein the cover substrate is formed by integral molding of plastic together with the chamber, the recording liquid inlet and the flow path. A rib having a convex shape is provided along the longitudinal direction on the inner side of the room formed in (1). In the invention according to claim 3, in the first and second liquid jet recording heads, two or more ribs are provided.

【0022】請求項4の発明では、請求項1乃至3のい
ずれか1項に記載された液体噴射記録ヘッドにおいて、
前記リブは前記蓋基板の縦横比が5倍以上ある細長い形
状の蓋基板に設けるようにした。請求項5の発明では、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載された液体噴射記
録ヘッドにおいて、前記リブは35mm以上の細長形状の
蓋基板に設けるようにした。
According to a fourth aspect of the present invention, in the liquid jet recording head according to any one of the first to third aspects,
The rib is provided on an elongated lid substrate having an aspect ratio of the lid substrate of 5 times or more. In the invention of claim 5,
The liquid jet recording head according to any one of claims 1 to 4, wherein the rib is provided on an elongated lid substrate having a length of 35 mm or more.

【0023】請求項6の発明では、請求項1乃至5のい
ずれか1項に記載された液体噴射記録ヘッドにおいて、
前記リブは前記蓋基板の最小肉厚の1/10以上の高さ
を有する凸部形状のリブであるようにした。請求項7の
発明では、請求項1,3乃至6のいずれか1項に記載さ
れた液体噴射記録ヘッドにおいて、前記リブは前記蓋基
板の対角線上の位置に設けるようにした。
According to a sixth aspect of the present invention, in the liquid jet recording head according to any one of the first to fifth aspects,
The rib is a convex-shaped rib having a height of at least 1/10 of the minimum thickness of the lid substrate. According to a seventh aspect of the invention, in the liquid jet recording head according to any one of the first to third aspects, the rib is provided at a diagonal position of the lid substrate.

【0024】請求項8の発明では、請求項2,3乃至6
のいずれか1項に記載された液体噴射記録ヘッドにおい
て、前記リブは前記蓋の部屋の対角線上の位置に設ける
ようにした。請求項9の発明では、請求項1乃至8のい
ずれか1項に記載された液体噴射記録ヘッドにおいて、
前記流路先端部を除く前記蓋基板の外周にフランジを設
けるようにした。
According to the eighth aspect of the present invention, the second, third to sixth aspects are provided.
In the liquid jet recording head according to any one of the above, the rib is provided at a diagonal position of the room of the lid. According to a ninth aspect of the present invention, in the liquid jet recording head according to any one of the first to eighth aspects,
A flange is provided on the outer periphery of the lid substrate excluding the flow path tip.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】図1は、本発明が適用される液体
噴射記録ヘッド(インクジェット記録ヘッド)の一例を
示す図で、図1(A)はヘッド斜視図、図1(B)はヘ
ッドを構成する蓋基板の斜視図、図1(C)は蓋基板を
うら側から見た図、図1(D)は発熱体基板2の斜視
図、図2は本発明が適用されるインクジェットヘッドの
一例としてのバブルジェットヘッドの動作を説明をする
ための図で、図中、1は蓋基板、2は発熱体基板、3は
記録液体流入口、4はオリフィス、5は流路、6は液室
を形成するための領域、7はリブ、8は電極、9は発熱
体(ヒータ)、10はインク、11は気泡、12は飛翔
インク滴で、本発明は斯様なバブルジェット式の液体噴
射記録ヘッドに適用するものである。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a liquid jet recording head (ink jet recording head) to which the present invention is applied. FIG. 1A is a perspective view of the head, and FIG. 1C is a perspective view of the lid substrate viewed from the back side, FIG. 1D is a perspective view of the heating element substrate 2, and FIG. 2 is an inkjet head to which the present invention is applied. FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining the operation of a bubble jet head as an example, in which 1 is a lid substrate, 2 is a heating element substrate, 3 is a recording liquid inlet, 4 is an orifice, 5 is a flow path, and 6 is a flow path. A region for forming a liquid chamber, 7 is a rib, 8 is an electrode, 9 is a heating element (heater), 10 is ink, 11 is a bubble, and 12 is a flying ink droplet. This is applied to a liquid jet recording head.

【0026】最初に図2を参照しながらバブルジェット
によるインク噴射について説明すると、図2(A)は定
常状態であり、オリフィス面でインク10の表面張力と
外圧とが平衡状態にある。図2(B)はヒータ9が加熱
されてヒータ9の表面温度が急上昇し、隣接インク層に
沸騰現象が起きるまで加熱され、微小気泡11が点在し
ている状態にある。図2(C)はヒータ9の全面で急激
に加熱された隣接インク層が瞬時に気化し沸騰膜を作
り、この気泡11が成長した状態である。この時ノズル
内の圧力は気泡の成長した分だけ上昇し、オリフィス面
での外圧とのバランスが崩れオリフィスよりインク柱が
成長し始める。図2(D)は気泡が最大に成長した状態
であり、オリフィス面より気泡の体積に相当する分のイ
ンク10が押し出される。この時ヒータ9には電流が流
れておらず、ヒータ9の表面温度は降下しつつある。気
泡11の体積の最大値は電気パルス印加のタイミングか
らやや遅れる。図2(E)は気泡11がインクなどによ
り冷却されて収縮を開始し始めた状態を示す。インク柱
の先端部は押し出された速度を保ちつつ前進し、後端部
では気泡の収縮に伴ってノズル内圧の減少によりオリフ
ィス面からノズル内へインクが逆流してインク柱にくび
れが生じている。図2(F)は更に気泡11が収縮しヒ
ータ面にインクが接しヒータ面が更に急激に冷却される
状態にある。オリフィス面では外圧がノズル内圧より高
い状態になるため、メニスカスが大きくノズル内に入り
込んできている。インク柱の先端部は液滴12になり記
録紙の方向へ5〜10m/secの速度で飛翔している。図
2(G)はオリフィスにインクが毛細管現象により再び
供給(リフィル)されて図2(A)の状態に戻る過程で
気泡は完全に消滅している。而して、本発明においては
例えば図1に示すように、蓋基板1をプラスチックの成
形によって作り、その外壁表面には、長手方向にそって
凸部形状のリブ7を設けたことを特徴とする。
First, the ink ejection by the bubble jet will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2A shows a steady state, in which the surface tension of the ink 10 and the external pressure are in an equilibrium state at the orifice surface. FIG. 2B shows a state in which the heater 9 is heated, the surface temperature of the heater 9 rises sharply, the adjacent ink layer is heated until a boiling phenomenon occurs, and minute bubbles 11 are scattered. FIG. 2C shows a state in which the adjacent ink layer, which is rapidly heated on the entire surface of the heater 9, instantaneously evaporates to form a boiling film, and the bubbles 11 grow. At this time, the pressure in the nozzle rises by the amount of the bubble growth, and the balance with the external pressure on the orifice surface is broken, and the ink column starts to grow from the orifice. FIG. 2D shows a state in which the bubble has grown to a maximum, and the ink 10 corresponding to the volume of the bubble is pushed out from the orifice surface. At this time, no current is flowing through the heater 9, and the surface temperature of the heater 9 is decreasing. The maximum value of the volume of the bubble 11 is slightly delayed from the timing of applying the electric pulse. FIG. 2E shows a state where the bubble 11 is cooled by ink or the like and starts to contract. The leading end of the ink column moves forward while maintaining the extruded speed, and at the rear end, the ink flows backward from the orifice surface into the nozzle due to a decrease in the internal pressure of the nozzle due to the contraction of the bubble, and the ink column is constricted. . FIG. 2F shows a state in which the bubbles 11 further contract, the ink comes into contact with the heater surface, and the heater surface is cooled more rapidly. Since the external pressure is higher than the internal pressure of the nozzle at the orifice surface, a large meniscus has entered the nozzle. The tip of the ink column becomes a droplet 12 and flies in the direction of the recording paper at a speed of 5 to 10 m / sec. FIG. 2 (G) shows that the bubbles have completely disappeared in the process in which the ink is again supplied (refilled) to the orifice by capillary action and returns to the state of FIG. 2 (A). Thus, the present invention is characterized in that, as shown in FIG. 1, for example, the lid substrate 1 is formed by molding plastic, and a rib 7 having a convex shape is provided on the outer wall surface thereof along the longitudinal direction. I do.

【0027】本発明では蓋基板1をプラスチックの成形
によって作る。例えば、ポリサルフォン,ポリエーテル
サルフォン,ポリフェニレンオキサイド,ポリプロピレ
ン,ポリイミドなどの樹脂が好適に使用される。周知の
ようにプラスチックは、剛性があまり高くない。よって
このような蓋基板1が小さい場合には、さほど問題には
ならないが、ある程度大きくなると、剛性があまり高く
ないことによる弊害として、発熱体基板に積層してヘッ
ドとして完成させた場合、変形等の問題が生じ、その精
度が維持できなくなり、吐出口ごとにインク吐出性能に
バラツキが生じたり、極端な場合には、液室、あるいは
流路の密閉機能が損なわれて、インクのリークが生じた
りするという不良が発生することがある。これを回避す
るためには、プラスチック材料の中にフィラーを入れて
その材料の機械的強度を上げるという手段も1つの手で
あるが、本発明では構造的な面から機械的強度を上げる
ことにより、その目的を達成している。
In the present invention, the lid substrate 1 is made by molding plastic. For example, resins such as polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polypropylene, and polyimide are preferably used. As is well known, plastic is not very rigid. Therefore, when such a lid substrate 1 is small, it does not cause much problem. However, when the lid substrate 1 is large to a certain extent, as a disadvantage due to the fact that the rigidity is not so high, when the head is completed by laminating on a heating element substrate, deformation, etc. And the accuracy cannot be maintained, and the ink ejection performance varies from one ejection port to another. In extreme cases, the liquid chamber or the flow path sealing function is impaired, and ink leakage occurs. May occur. One way to avoid this is to increase the mechanical strength of the plastic material by putting a filler in the material, but in the present invention, by increasing the mechanical strength from the structural aspect, Has achieved its purpose.

【0028】まず始めに本発明は、ノズル/発熱体が複
数個配列されるいわゆるマルチノズルヘッドであって、
しかもそのノズル/発熱体が数十個〜二三百個程度のい
わゆるショートアレイヘッドではなく、五百個〜数千個
にも及ぶミッドアレイ,ラージアレイヘッドに適用され
るものである。このようにノズル/発熱体が、五百個〜
数千個にも及ぶヘッドにおいては、その蓋基板1はノズ
ル/発熱体配列方向に細長くなり、流路等のディメンシ
ョンを高精度に保つには、その機械的強度が保てなくな
る。然るに、本発明はその外壁表面に長手方向に沿って
凸部形状のリブ7を設けているため、十分に補強するこ
とが可能となる。なお、リブの形状は、図3に示すよう
にその断面形状は完全な矩形ではなく、やや台形形状で
あり、コーナー部分も丸みを持たせた形状としている。
これはプラスチックの成形で蓋基板1を作る際に、金型
からの離型性を考慮してのことである。
First, the present invention relates to a so-called multi-nozzle head in which a plurality of nozzles / heating elements are arranged.
In addition, the present invention is applied not only to a so-called short array head having several tens to two hundred and three hundred nozzles / heat generating elements, but also to a mid array and a large array head having five hundred to several thousand nozzles. Thus, the number of nozzles / heating elements is 500-
In thousands of heads, the lid substrate 1 is elongated in the nozzle / heating element arrangement direction, and the mechanical strength cannot be maintained to maintain the dimensions of the flow path and the like with high accuracy. However, according to the present invention, since the rib 7 having the convex shape is provided on the outer wall surface along the longitudinal direction, it is possible to sufficiently reinforce the rib. As shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the rib is not a perfect rectangle, but rather a trapezoidal shape, and the corner portion has a rounded shape.
This is because the mold releasability from the mold is taken into account when manufacturing the lid substrate 1 by molding plastic.

【0029】また、本発明のような凸部形状のリブ7を
設けることは、金型をそのようなものにするだけで実現
できるので、特別に難しい加工法になったり、あるいは
大幅なコスト増というようなこともないという利点もあ
る。なお、図1の例では流路の先がインク吐出口(オリ
フィス)4となっているが、図4(A)に示すように、
端面に接合された樹脂フィルム13にインク吐出口14
を穿孔したような構成のヘッドとしてもよい。この樹脂
フィルム13は適当な接合部材を介して接合してもよい
し、あるいはその樹脂材料そのものを熱圧着によって接
合してもよい。更にこの樹脂フィルム13は蓋基板1を
成形する際に一緒に成形してもよい(図4(B))。こ
のようにすると樹脂フィルム13を蓋基板1に接合する
手間が省ける。
Further, since the provision of the ribs 7 having a convex shape as in the present invention can be realized only by making the mold like that, it becomes a particularly difficult processing method or significantly increases the cost. There is an advantage that there is no such thing. In addition, in the example of FIG. 1, the tip of the flow path is the ink discharge port (orifice) 4, but as shown in FIG.
The ink ejection port 14 is formed on the resin film 13 bonded to the end face.
The head may have a configuration in which a hole is formed. The resin film 13 may be joined via a suitable joining member, or the resin material itself may be joined by thermocompression bonding. Further, the resin film 13 may be formed together when the cover substrate 1 is formed (FIG. 4B). By doing so, the labor for joining the resin film 13 to the lid substrate 1 can be omitted.

【0030】なお、この樹脂フィルム13に吐出口14
を形成する方法であるが、エキシマレーザを照射する方
法が好適に用いられ、例えば、ポリサルフォン,ポリエ
ーテルサルフォン,ポリフェニレンオキサイド,ポリプ
ロピレン,ポリイミドなどの樹脂にエキシマレーザを照
射して、樹脂を除去することによって得られる。この方
法によると、マスクパターン(この例では、丸パター
ン)にそった非常に精密な加工が可能である。なお、こ
こでは丸形状の吐出口14を示しているが、本発明に使
用できる吐出口としては、この形状に限定されるもので
はなく、三角形,正方形等、任意の形状を選ぶことがで
きる。なおエキシマレーザを照射して吐出口14を形成
する順序であるが、あらかじめ吐出口14を形成した樹
脂フィルム13を端面に接合してもよいし、樹脂フィル
ム13を端面に接合した後にエキシマレーザ照射して吐
出口を形成してもよい。また図4(B)のように樹脂フ
ィルム13を蓋基板1と一緒に成形する場合も、吐出口
を形成した後に発熱体基板2と積層接合してヘッドを構
成してもよいし、発熱体基板2と積層接合してヘッドを
構成した後に、吐出口を形成してもよい。(図4
(C))。
The resin film 13 has a discharge port 14
A method of irradiating an excimer laser is preferably used. For example, a resin such as polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, polypropylene, or polyimide is irradiated with an excimer laser to remove the resin. Obtained by: According to this method, very precise processing along a mask pattern (in this example, a round pattern) can be performed. Although the discharge port 14 has a round shape here, the discharge port that can be used in the present invention is not limited to this shape, and an arbitrary shape such as a triangle or a square can be selected. The order in which the discharge port 14 is formed by irradiating the excimer laser may be used. The resin film 13 having the discharge port 14 formed in advance may be bonded to the end face, or the excimer laser irradiation may be performed after the resin film 13 is bonded to the end face. Alternatively, the discharge port may be formed. In the case where the resin film 13 is formed together with the lid substrate 1 as shown in FIG. 4B, the head may be formed by forming the discharge port and then laminating and joining the heating element substrate 2. After forming the head by lamination bonding with the substrate 2, the discharge port may be formed. (FIG. 4
(C)).

【0031】図5は、本発明の別の実施例を示してお
り、この実施例では凸部形状のリブ7を蓋基板1の内
側、即ち共通液室6内に設けたものである。このように
共通液室6内に設けても、外壁表面に設ける場合と同様
の効果がある。更にこのように共通液室6内に設ける
と、蓋基板1を発熱体基板に積層、押圧してヘッドとし
て完成させる場合に、蓋基板1の外壁表面は凹凸等が何
もない状態にできるので、邪魔なものがなく蓋基板1へ
の押圧がしやすいとうい利点がある。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. In this embodiment, a rib 7 having a convex shape is provided inside the lid substrate 1, that is, in the common liquid chamber 6. As shown in FIG. As described above, even in the common liquid chamber 6, there is an effect similar to that in the case where it is provided on the outer wall surface. Furthermore, when the cover substrate 1 is provided in the common liquid chamber 6 as described above, the outer wall surface of the cover substrate 1 can be in a state without any irregularities when the cover substrate 1 is laminated on the heating element substrate and pressed to complete the head. There is an advantage that the cover substrate 1 can be easily pressed without any obstruction.

【0032】更に本発明では、このような凸部形状のリ
ブ7を2本以上設けるようにしている。具体的には、図
1あるいは図5に示したように、共通液室6に設けられ
た記録液体流入口3を挾んで、2本あるいはそれ以上設
けられる。こうすることによって、蓋基板1の機械的強
度はより一層高くなり、ヘッドとして完成させた場合
に、高精度な流路5等のディメンションが損なわれるこ
となく維持できるので、良好なインク吐出性能のヘッド
が実現し、高画質記録が可能となる。なお、図では記録
液体流入口3が1個の例を示しているが、記録液体流入
口3は必要に応じて(ノズル/発熱体の数に応じて)2
個以上設けられる。
Further, in the present invention, two or more ribs 7 having such a convex shape are provided. Specifically, as shown in FIG. 1 or FIG. 5, two or more recording liquid inflow ports 3 provided in the common liquid chamber 6 are provided. By doing so, the mechanical strength of the lid substrate 1 is further increased, and when completed as a head, the dimensions of the highly accurate flow path 5 and the like can be maintained without being impaired. A head is realized, and high-quality recording becomes possible. Although the figure shows an example in which the number of the recording liquid inlets 3 is one, the number of the recording liquid inlets 3 may be 2 if necessary (depending on the number of nozzles / heating elements).
Or more.

【0033】次に、本発明の別の特徴について説明す
る。前述のように本発明はショートアレイヘッドではな
く、ミッドアレイ,ラージアレイヘッドに適用されるも
のである。つまり、このようにノズル/発熱体が、五百
個〜数千個にも及ぶヘッドにおいては、その蓋基板1は
ノズル/発熱体配列方向に細長い長方形の形状となる
が、本発明者は、どのくらい細長くなった場合に本発明
の効果、即ち凸部形状のリブ7を設けることによる補強
の効果が出るのかを種々のヘッドを試作して明らかにし
た。試作したヘッドは図1に示したようなものであり、
蓋基板に凸部形状のリブ7があるものとないものを用意
してヘッドを試作した。またノズル/発熱体配列密度は
400dpiとした。リブ7は図1に示したように平行な
2本のリブとした。またリブ7の大きさは幅1mm、高さ
1mmとした。蓋基板の大きさは、幅7mm、ノズル/発熱
体配列方向の長さは、ノズル/発熱体数に応じて7mm〜
198mmまで変えたものを準備し、リブの有無による効
果を調べた。以下にその結果を示す。
Next, another feature of the present invention will be described. As described above, the present invention is not applied to a short array head, but is applied to a mid array and a large array head. That is, in such a head having 500 to thousands of nozzles / heating elements, the lid substrate 1 has a rectangular shape elongated in the nozzle / heating element array direction. Various types of heads were made to clarify the effect of the present invention, that is, the effect of reinforcement by providing the ribs 7 having a convex shape when the length of the head becomes long. The prototype head is as shown in Fig. 1,
Prototype heads were prepared by preparing a lid substrate with and without a rib 7 having a convex shape. The nozzle / heating element array density was 400 dpi. The ribs 7 were two parallel ribs as shown in FIG. The size of the rib 7 is 1mm in width and height
1 mm. The size of the lid substrate is 7 mm in width, and the length in the nozzle / heating element arrangement direction is 7 mm or more depending on the number of nozzles / heating elements.
A sample having a thickness of 198 mm was prepared, and the effect of the presence or absence of the rib was examined. The results are shown below.

【0034】表1より明らかなように、蓋基板がそれほ
ど大きくない(細長くない)場合には、リブを設けなく
ても高精度な蓋基板が得られ、吐出性能も良好である
が、ある長さ以上になるとリブを設けなかったものは吐
出性能が不良となり、更にヘッドとして構成した場合
に、インクリークが生じるものまでも出てきている。こ
れはある長さ以上になると、リブによる補強がないと蓋
基板の精度が維持できなくなるので発熱体基板との密着
が不完全になり、隣接流路間での気密性が悪くなること
により、吐出性能が良くなかったり、更にその程度(精
度低下による密着不完全)がひどくなった場合には、イ
ンクリークまで生じるという結果になったものである。
As is clear from Table 1, when the cover substrate is not so large (not long and thin), a high-precision cover substrate can be obtained without providing ribs, and the ejection performance is good. Above this point, those without ribs have poor ejection performance, and when configured as a head, some ink leaks occur. When the length is longer than a certain length, the accuracy of the lid substrate cannot be maintained without reinforcement by ribs, so that the adhesion with the heating element substrate becomes incomplete, and the airtightness between adjacent flow paths deteriorates. If the ejection performance is not good, or if the degree (adhesion incompleteness due to a decrease in accuracy) becomes severe, the ink leaks.

【0035】ここで吐出性能不良とは、各ノズル間での
吐出性能(例えばインク滴飛翔速度、飛翔インク柱の形
状など)のバラツキが大きいことをいう。このような事
態を避けるためには、表1より蓋基板の縦横比が5倍以
上となるような場合には、リブによる補強をしなければ
ならないことが分かる。あるいはそのような細長形状の
蓋基板の長さが35mm以上となるような場合にはリブに
よる補強をしなければならないことが分かる。 表1 No. 幅 長さ ノズル/発熱体数 リブ有無 吐出性能 インクリーク 1 7mm 7mm 64 なし 良 なし 2 7mm 7mm 64 あり 良 なし 3 7mm 11mm 128 なし 良 なし 4 7mm 11mm 128 あり 良 なし 5 7mm 19mm 256 なし 良 なし 6 7mm 19mm 256 あり 良 なし 7 7mm 35mm 512 なし 不良 なし 8 7mm 35mm 512 あり 良 なし 9 7mm 67mm 1024 なし 不良 あり 10 7mm 67mm 1024 あり 良 なし 11 7mm 198mm 3072 なし 不良 あり 12 7mm 198mm 3072 あり 良 なし
Here, the ejection performance defect means that there is a large variation in the ejection performance (for example, the ink droplet flying speed, the shape of the flying ink column, etc.) between the nozzles. In order to avoid such a situation, it is understood from Table 1 that when the aspect ratio of the lid substrate is 5 times or more, reinforcement by the rib must be performed. Alternatively, when the length of the elongated cover substrate is 35 mm or more, it is understood that the ribs must be reinforced. Table 1 No. Width Length Nozzle / number of heating elements Presence / absence of ribs Ejection performance Ink leak 17 mm 7 mm 64 None Good None 27 mm 7 mm 64 Yes Good None 3 7 mm 11 mm 128 None Good None 4 7 mm 11 mm 128 Yes Good None 5 7 mm 256 mm No Good No No 6 7mm 19mm 256 Yes Good No 7 7mm 35mm 512 No Bad No 8 7mm 35mm 512 Yes Good No 9 7mm 67mm 1024 No Bad Yes 10 7mm 67mm 1024 Yes Good 7No 12 7 Good none

【0036】次に本発明の更に別の特徴について説明す
る。ここでは、本発明の特徴であるリブの大きさについ
て検討するため、蓋基板の肉厚とリブの高さを変えてヘ
ッドを試作し、インク吐出性能の良/不良を調べた。試
作したヘッドの大きさは、表1のNo.8、No.12の
ものと同じである。即ち幅7mm×長さ35mm及び幅7mm
×長さ198mmの蓋基板のものである。またノズル/発
熱体の配列密度も同じ400dpiである。またリブの配
置も同じく平行な2本のリブとした。そしてリブの幅は
1mmとした。なお蓋基板は共通液室部分がその領域の大
部分を占め、かつ通常はその部分の肉厚が最も薄いの
で、ここでは共通液室部分の肉厚とリブの高さの関係を
調べた。
Next, still another feature of the present invention will be described. Here, in order to study the size of the rib which is a feature of the present invention, a head was prototyped by changing the thickness of the lid substrate and the height of the rib, and good / defective ink ejection performance was examined. The sizes of the prototype heads are the same as those of No. 8 and No. 12 in Table 1. That is, width 7mm x length 35mm and width 7mm
X A lid substrate of 198 mm in length. The arrangement density of the nozzles / heating elements is also 400 dpi. The ribs were also arranged in two parallel ribs. The width of the rib was 1 mm. In the lid substrate, the common liquid chamber portion occupies most of the area, and the thickness of the common liquid chamber portion is usually the smallest. Therefore, here, the relationship between the thickness of the common liquid chamber portion and the height of the rib was examined.

【0037】表2より明らかなように、リブの高さが、
共通液室の肉厚の1/10以上にしたヘッドでは良好な
インク吐出性能が得られることが分かる。つまり、ある
程度の大きさ以上のリブにしないと補強の効果がなく、
蓋基板の精度が維持できなくなるということが分かっ
た。 表2 No. 蓋基板の大きさ 共通液室肉厚 ノズル/発熱体数 リブ高さ 吐出性能 1 幅7mm×長さ 35mm 2mm 512 0mm 不良 2 幅7mm×長さ 35mm 2mm 512 0.1mm 不良 3 幅7mm×長さ 35mm 2mm 512 0.2mm 良 4 幅7mm×長さ 35mm 2mm 512 0.3mm 良 5 幅7mm×長さ 35mm 2mm 512 0.5mm 良 6 幅7mm×長さ 35mm 2mm 512 1mm 良 7 幅7mm×長さ198mm 3mm 3072 0mm 不良 8 幅7mm×長さ198mm 3mm 3072 0.1mm 不良 9 幅7mm×長さ198mm 3mm 3072 0.2mm 不良 10 幅7mm×長さ198mm 3mm 3072 0.3mm 良 11 幅7mm×長さ198mm 3mm 3072 0.5mm 良 12 幅7mm×長さ198mm 3mm 3072 1mm 良
As is clear from Table 2, the height of the rib is
It can be seen that good ink ejection performance can be obtained with a head having a thickness of 1/10 or more of the thickness of the common liquid chamber. In other words, there is no reinforcing effect unless the ribs are larger than a certain size,
It was found that the accuracy of the lid substrate could not be maintained. Table 2 No. Size of lid substrate Common liquid chamber thickness Nozzle / number of heating elements Rib height Discharge performance 1 Width 7mm x Length 35mm 2mm 512 0mm Failure 2 Width 7mm x Length 35mm 2mm 512 0.1mm Failure 3 Width 7mm x length 35mm 2mm 512 0.2mm good 4 width 7mm x length 35mm 2mm 512 0.3mm good 5 width 7mm x length 35mm 2mm 512 0.5mm good 6 width 7mm x length 35mm 2mm 512 1mm good 7 width 7mm x length 198mm 3mm 3072 0mm defective 8 width 7mm x length 198mm 3mm 3072 0.1mm defective 9 width 7mm x length 198mm 3mm 3072 0.2mm defective 10 width 7mm x 198mm 3mm 3072 0.3mm good 11. 7mm × Length 198mm 3mm 3072 0.5mm Good 12 Width 7mm × Length 198mm 3mm 3072 1mm Good

【0038】次に本発明の更に別の特徴について説明す
る。図6にその例を示す。ここでは、本発明の特徴であ
るリブの配置を蓋基板が形作る対角線位置に設けてい
る。このようなリブの配置にすることにより、単に平行
に並べただけの場合に対して、ねじりに対する機械的強
度が向上するという利点があり、ヘッドとして完成させ
た場合に、より一層の流路等のディメンションの精度維
持が可能となり、高性能な液体噴射記録ヘッドが実現で
きる。なお図6は、リブの配置を対角線位置に設けると
いう考え方を説明するため蓋基板を概略的に示したもの
である。図7は、蓋基板の部屋、即ち共通液室が形作る
対角線位置にリブを配置した例である。この場合も同様
の効果が得られる。なお図7も、リブの配置を対角線位
置に設けるという考え方を説明するため蓋基板を概略的
に示したものである。
Next, still another feature of the present invention will be described. FIG. 6 shows an example. Here, the arrangement of the ribs, which is a feature of the present invention, is provided at diagonal positions formed by the lid substrate. By arranging such ribs, there is an advantage that the mechanical strength against torsion is improved as compared with a case where the ribs are simply arranged in parallel. Dimensional accuracy can be maintained, and a high-performance liquid jet recording head can be realized. FIG. 6 schematically shows a lid substrate for explaining the idea of providing ribs at diagonal positions. FIG. 7 shows an example in which the ribs are arranged at diagonal positions formed by the chamber of the lid substrate, that is, the common liquid chamber. In this case, the same effect can be obtained. FIG. 7 also schematically shows the lid substrate for explaining the concept of providing the ribs at diagonal positions.

【0039】次に本発明の更に別の特徴について説明す
る。図8にその例を示す。この例では、蓋基板の外周に
流路先端部を除いて、フランジ15を設けている。この
ようにしても、前述のように蓋基板の外壁面、あるいは
内壁面(共通液室面)にリブを設けると場合と同様に蓋
基板の機械的強度を高くでき、流路等のディメンション
の精度維持が可能となり、高性能な液室噴射記録ヘッド
が実現できる。またこの場合もリブを設ける場合と同様
に、金型をこのような形状にするだけで実現できるの
で、特別に難しい加工法になったり、あるいは大幅なコ
スト増というようなこともないという利点もある。
Next, still another feature of the present invention will be described. FIG. 8 shows an example. In this example, a flange 15 is provided on the outer periphery of the lid substrate except for the flow path tip. Even in this case, the mechanical strength of the lid substrate can be increased as in the case where the rib is provided on the outer wall surface or the inner wall surface (common liquid chamber surface) of the lid substrate as described above, and the dimension of the flow path and the like can be increased. Accuracy can be maintained, and a high-performance liquid chamber ejection recording head can be realized. Also, in this case, as in the case of providing the ribs, since it can be realized only by forming the mold in such a shape, there is an advantage that there is no particularly difficult processing method or a significant increase in cost. is there.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項1に対応した効果:液体噴射記録
ヘッドの蓋基板の外壁表面に、長手方向にそって凸部形
状のリブを設けるようにしたので、流路〜液室よりなる
蓋基板を樹脂の一体成形によって形成した場合に、その
機械的強度を上げることができる。それにより、成形後
の蓋基板は変形等が少なくなり、非常に高精度なものと
することができ、発熱体基板と組み合わせて液体噴射記
録ヘッドを構成した場合にインクの漏れ等がなく、イン
ク滴吐出性能も良好な、高精度な液体噴射記録ヘッドを
得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, since a rib having a convex shape is provided along the longitudinal direction on the outer wall surface of the lid substrate of the liquid jet recording head, the lid comprising the flow path to the liquid chamber is provided. When the substrate is formed by integral molding of resin, the mechanical strength can be increased. As a result, the lid substrate after molding is reduced in deformation and the like, and can be made very high precision. In the case where the liquid jet recording head is configured in combination with the heating element substrate, there is no ink leakage or the like. It is possible to obtain a high-precision liquid jet recording head having good droplet discharge performance.

【0041】請求項2に対応した効果:請求項1に対応
した効果と同様に機械的強度の高い高精度な蓋基板が得
られ、それにより高精度な液体噴射記録ヘッドを得るこ
とができるとともに、蓋基板の液室内側に凸部形状のリ
ブを設けるようにしたので、蓋基板の外壁表面に凸部を
設けなくても良くなったので、蓋基板を発熱体基板に積
層、押圧して、ヘッドを構成する場合に邪魔なものがな
く、押圧がしやすい構造となった。
According to the second aspect of the present invention, a high-precision lid substrate having high mechanical strength can be obtained in the same manner as the first aspect of the present invention, whereby a high-precision liquid jet recording head can be obtained. Since the convex-shaped rib is provided on the liquid chamber side of the lid substrate, it is not necessary to provide the convex portion on the outer wall surface of the lid substrate, so that the lid substrate is laminated and pressed on the heating element substrate. In addition, when the head is configured, there is no obstacle and the structure is easy to press.

【0042】請求項3に対応した効果:液体噴射記録ヘ
ッドの蓋基板にリブを2本以上設けるようにしたので、
より機械的強度を上げることができ、それによって製作
される液体噴射記録ヘッドも、より高精度かつインク滴
吐出性能の良好なものを得ることができた。
According to the third aspect, since two or more ribs are provided on the lid substrate of the liquid jet recording head,
The mechanical strength could be further increased, and a liquid jet recording head manufactured thereby could be obtained with higher precision and better ink droplet ejection performance.

【0043】請求項4に対応した効果:縦横比が5倍以
上ある細長形状の蓋基板を樹脂の一体成形によって形成
する場合に、リブを設けるようにしたので、ノズル数が
多く細長形状のラージアレイヘッドであっても、その蓋
基板は機械的強度が高く、非常に高精度な液体噴射記録
ヘッドが得られるようになった。
According to the fourth aspect of the present invention, when the elongated cover substrate having an aspect ratio of 5 times or more is formed by integral molding of resin, the ribs are provided, so that the number of nozzles is large and the elongated large substrate is provided. Even in the case of an array head, the lid substrate has high mechanical strength, so that a very high-precision liquid jet recording head can be obtained.

【0044】請求項5に対応した効果:ノズル配列方向
の長さが35mm以上になる細長形状の蓋基板を樹脂の一
体成形によって形成する場合に、リブを設けるようにし
たので、ノズル数が多い細長形状のラージアレイヘッド
であっても、その蓋基板は機械的強度が高く、非常に高
精度な液体噴射記録ヘッドが得られるようになった。
According to the fifth aspect of the present invention, the ribs are provided when the elongated cover substrate having a length of 35 mm or more in the nozzle arrangement direction is formed by integral molding of resin, so that the number of nozzles is large. Even in the case of an elongated large array head, the lid substrate has high mechanical strength, and a very high-precision liquid jet recording head can be obtained.

【0045】請求項6に対応した効果:液体噴射記録ヘ
ッドの蓋基板に設けるリブの高さを蓋基板の最小肉厚の
1/10以上とすることにより、機械的強度が向上した
蓋基板が得られ、それによって製作される液体噴射記録
ヘッドも、より高精度かつインク滴吐出性能の良好なも
のを得ることができた。
According to the sixth aspect of the present invention, the height of the rib provided on the lid substrate of the liquid jet recording head is set to be at least 1/10 of the minimum thickness of the lid substrate. As a result, a liquid jet recording head manufactured by using the same was able to obtain a liquid jet recording head with higher accuracy and excellent ink droplet ejection performance.

【0046】請求項7に対応した効果:液体噴射記録ヘ
ッドの蓋基板に、蓋基板の対角線上の位置にリブを設け
るようにしたので、ねじりに対しても機械的強度が向上
したものとなり、より一層強度の高い蓋基板が得られ、
それによって製作される液体噴射記録ヘッドも、より高
精度かつインク滴吐出性能の良好なものを得ることがで
きた。
According to the seventh aspect of the invention, the ribs are provided on the cover substrate of the liquid jet recording head at diagonal positions of the cover substrate, so that the mechanical strength against twisting is improved. An even stronger lid substrate is obtained,
The liquid jet recording head manufactured thereby could also obtain a head with higher accuracy and better ink droplet ejection performance.

【0047】請求項8に対応した効果:液体噴射記録ヘ
ッドの蓋基板に、蓋基板の部屋の対角線上の位置にリブ
を設けるようにしたので、ねじりに対しても機械的強度
が向上したものとなり、より一層強度の高い基板が得ら
れ、それによって製作される液体噴射記録ヘッドも、よ
り高精度かつインク滴吐出性能の良好なものを得ること
ができた。
According to the eighth aspect of the present invention, since the ribs are provided on the cover substrate of the liquid jet recording head at diagonal positions of the room of the cover substrate, the mechanical strength against twisting is improved. As a result, a substrate having higher strength was obtained, and a liquid jet recording head manufactured with the substrate was able to obtain a liquid jet recording head with higher precision and better ink droplet ejection performance.

【0048】請求項9に対応した効果:流路先端部を除
く液体噴射記録ヘッドの蓋基板の外周に、フランジを設
けるようにしたので、より機械的強度を上げることがで
き、それによって製作される液体噴射記録ヘッドも、よ
り高精度かつインク滴吐出性能の良好なものを得ること
ができた。
According to the ninth aspect, since the flange is provided on the outer periphery of the lid substrate of the liquid jet recording head except for the front end of the flow path, the mechanical strength can be further increased, and the manufacturing can be performed thereby. As a result, a liquid jet recording head with higher precision and good ink droplet ejection performance could be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 液体噴射記録ヘッドの一実施例を説明するた
めの要部斜視図及び分解斜視図である。
FIGS. 1A and 1B are a perspective view and an exploded perspective view of an essential part for explaining an embodiment of a liquid jet recording head.

【図2】 液体噴射記録ヘッドの一例であるバブルジェ
ットヘッドの動作を説明をするための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of a bubble jet head which is an example of a liquid jet recording head.

【図3】 リブの形状を説明するための要部拡大斜視図
である。
FIG. 3 is an enlarged perspective view of a main part for explaining the shape of a rib.

【図4】 液体噴射記録ヘッドの他の実施例を示す斜視
図である。
FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the liquid jet recording head.

【図5】 蓋基板の液室におけるリブの配置を説明する
ための要部斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view of an essential part for describing the arrangement of ribs in a liquid chamber of a lid substrate.

【図6】 蓋基板におけるリブの配置を説明するための
簡略図である。
FIG. 6 is a simplified diagram for explaining the arrangement of ribs on a lid substrate.

【図7】 蓋基板の液室におけるリブの配置を説明する
ための簡略図である。
FIG. 7 is a simplified diagram for explaining an arrangement of ribs in a liquid chamber of a lid substrate.

【図8】 蓋基板のフランジを説明するためのための要
部斜視図である。
FIG. 8 is an essential part perspective view for explaining a flange of the lid substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…蓋基板、2…(発熱体)基板、3…記録液体流入
口、4…オリフィス、5…流路、6…液室を形成するた
めの領域(共通液室)、7…リブ、8…電極、9…発熱
体(ヒータ)、10…インク、11…気泡、12…飛翔
インク滴、13…樹脂フィルム、14…(エキシマレー
ザ照射で形成された)吐出口、15…フランジ。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Lid board | substrate, 2 ... (heating element) board | substrate, 3 ... Recording liquid inflow port, 4 ... Orifice, 5 ... Flow path, 6 ... Area (common liquid chamber) for forming a liquid chamber, 7 ... Rib, 8 .. Electrodes, 9 heating elements (heaters), 10 inks, 11 bubbles, 12 flying ink droplets, 13 resin film, 14 discharge ports (formed by excimer laser irradiation), 15 flanges.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録液体を収容するための部屋と、該部
屋に連絡する複数の流路と、前記部屋の記録液体流入口
とを形成した蓋基板と、該蓋基板と係合して前記部屋及
び前記流路を構成し、該流路に対応して設けられ、前記
記録液体に熱によって気泡を発生させ、該気泡の体積増
加に伴う作用力によって液体を小滴として吐出させるた
めの熱エネルギー発生手段を有する基板とから成る液体
噴射記録ヘッドにおいて、前記蓋基板は、前記部屋,記
録液体流入口、及び、流路と共にプラスチックの一体成
形により形成したものであり、前記蓋基板の外壁表面に
は、長手方向に沿って凸部形状のリブを設けたことを特
徴とする液体噴射記録ヘッド。
A lid substrate forming a chamber for accommodating a recording liquid, a plurality of flow paths communicating with the chamber, and a recording liquid inflow port of the chamber; A heat source for forming a chamber and the flow path, provided corresponding to the flow path, generating air bubbles in the recording liquid by heat, and discharging the liquid as small droplets by an action force accompanying an increase in the volume of the air bubbles; In a liquid jet recording head comprising a substrate having energy generating means, the lid substrate is formed by integral molding of plastic with the chamber, recording liquid inlet, and flow path, and the outer wall surface of the lid substrate A liquid jet recording head provided with a rib having a convex shape along the longitudinal direction.
【請求項2】 記録液体を収容するための部屋と、該部
屋に連絡する複数の流路と、前記部屋の記録液体流入口
とを形成した蓋基板と、該蓋基板と係合し前記部屋及び
前記流路を構成し、該流路に対応して設けられ、前記記
録液体に熱によって気泡を発生させ、該気泡の体積増加
に伴う作用力によって液体を小滴として吐出させるため
の熱エネルギー発生手段を有する基板とから成る液体噴
射記録ヘッドにおいて、前記蓋基板は、前記部屋,記録
液体流入口,流路と共にプラスチックの一体成形により
形成したものであり、前記蓋基板に形成された前記部屋
の内側には、長手方向に沿って凸部形状のリブを設けた
ことを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
2. A lid substrate that forms a room for containing a recording liquid, a plurality of flow paths communicating with the room, and a recording liquid inflow port of the room; And thermal energy for forming the flow path, provided corresponding to the flow path, generating bubbles in the recording liquid by heat, and discharging the liquid as small droplets by the action force accompanying the increase in the volume of the bubbles. In the liquid jet recording head comprising a substrate having a generating means, the lid substrate is formed by integral molding of plastic with the chamber, recording liquid inlet and flow path, and the chamber formed on the lid substrate A liquid jet recording head, characterized in that a rib having a convex shape is provided along the longitudinal direction inside the recording head.
【請求項3】 前記リブを2本以上設けたことを特徴と
する請求項1又は2に記載の液体噴射記録ヘッド。
3. The liquid jet recording head according to claim 1, wherein two or more ribs are provided.
【請求項4】 前記リブは前記蓋基板の縦横比が5倍以
上ある細長形状の蓋基板に設けたことを特徴とする、請
求項1乃至3のいずれか1項に記載の液体噴射記録ヘッ
ド。
4. The liquid jet recording head according to claim 1, wherein the rib is provided on an elongated lid substrate having an aspect ratio of the lid substrate of 5 times or more. .
【請求項5】 前記リブは35mm以上の細長形状の蓋基
板に設けたことを特徴する、請求項1乃至4のいずれか
1項に記載の液体噴射記録ヘッド。
5. The liquid jet recording head according to claim 1, wherein the rib is provided on an elongated lid substrate having a length of 35 mm or more.
【請求項6】 前記リブは前記蓋基板の最小肉厚の1/
10以上の高さを有する凸部形状のリブであることを特
徴とする、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の液体
噴射記録ヘッド。
6. The method according to claim 6, wherein the rib is one-third of a minimum thickness of the lid substrate.
The liquid jet recording head according to any one of claims 1 to 5, wherein the rib is a convex-shaped rib having a height of 10 or more.
【請求項7】 前記リブは前記蓋基板の対角線上の位置
に設けたことを特徴とする、請求項1,3乃至6のいず
れか1項に記載の液体噴射記録ヘッド。
7. The liquid jet recording head according to claim 1, wherein the rib is provided at a position on a diagonal line of the lid substrate.
【請求項8】 前記リブは前記蓋基板の部屋の対角線上
の位置に設けたことを特徴とする、請求項2,3乃至6
のいずれか1項に記載の液体噴射記録ヘッド。
8. The apparatus according to claim 2, wherein said rib is provided at a diagonal position of a room of said lid substrate.
The liquid jet recording head according to any one of the above items.
【請求項9】 前記流路先端部を除く前記蓋基板の外周
にフランジを設けたことを特徴とする、請求項1乃至8
のいずれか1項に記載の液体噴射記録ヘッド。
9. The method according to claim 1, wherein a flange is provided on an outer periphery of the lid substrate except for a front end portion of the flow path.
The liquid jet recording head according to any one of the above items.
JP6755298A 1998-03-18 1998-03-18 Liquid jet recording head Pending JPH11263014A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006035536A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head, head cartridge, inkjet recording apparatus, and chemical agent suction device
AU2004200367B2 (en) * 1999-12-09 2006-11-02 Memjet Technology Limited Inkjet Printhead with Flex PCB in Ink Flow Path
US7163268B2 (en) 2001-11-05 2007-01-16 Fuji Photo Film Co., Ltd. Ink jet recording method and ink jet recording apparatus

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