JPH1142782A - Liquid-jet recording head - Google Patents

Liquid-jet recording head

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Publication number
JPH1142782A
JPH1142782A JP19984797A JP19984797A JPH1142782A JP H1142782 A JPH1142782 A JP H1142782A JP 19984797 A JP19984797 A JP 19984797A JP 19984797 A JP19984797 A JP 19984797A JP H1142782 A JPH1142782 A JP H1142782A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid
flow path
dummy
channel
liquid chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19984797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Ueda
吉久 植田
Yutaka Mori
豊 森
Masahiko Fujii
雅彦 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP19984797A priority Critical patent/JPH1142782A/en
Publication of JPH1142782A publication Critical patent/JPH1142782A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid-jet recording head which improves bubble exclusion efficiency and remarkably reduces the frequency of image quality defects due to bubbles. SOLUTION: A common liquid chamber 8 and a channel to be an individual channel are formed on a channel substrate, heat generating elements 4 are formed on a heater substrate 1, thick film resin layers 3 are formed on the elements 4, and the part of a bypass channel 7 for making pits 6 in the upper parts of the elements 4, the liquid chamber 8, and the individual channel 5 communicate with each other is removed. One or more nozzles in the end part of the liquid chamber 8 are made dummy nozzles, the pit 6 is connected directly with the bypass channel 7 in the corresponding dummy individual channel, and a resin is removed so that the bypass channel 7 is extended into the dummy individual channel. In this way, the channel resistance of the dummy individual channel is reduced, and bubbles staying in the end part of the common liquid chamber 8 are discharged outside efficiently to reduce image quality defects.

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、ノズルから液体を
噴射して被記録媒体に付着させ、記録を行なう液体噴射
記録ヘッドに関するものであり、特に液体を噴射しない
ダミーノズルを有した液体噴射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 a liquid jet recording head for jetting a liquid from a nozzle and attaching the liquid to a recording medium to perform recording, and more particularly to a liquid jet recording head having a dummy nozzle which does not jet a liquid. It concerns the head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、液体噴射記録方式の液体噴射記録
ヘッドとしては、例えば圧電材料により圧力室を機械的
に変形させ、生じた圧力で液体をノズルより噴射させる
圧電型の液体噴射記録ヘッドや、液体流路に配されたヒ
ータに通電し、液体を気化させ、その圧力で液体をノズ
ルより噴射させるサーマル型の液体噴射記録ヘッドが知
られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a liquid jet recording head of a liquid jet recording system, for example, a piezoelectric liquid jet recording head in which a pressure chamber is mechanically deformed by a piezoelectric material and a liquid is ejected from a nozzle by a generated pressure, There is known a thermal type liquid jet recording head which energizes a heater disposed in a liquid flow path, vaporizes the liquid, and jets the liquid from a nozzle at the pressure.

【0003】公知の液体噴射記録ヘッドとして、特開平
5−138884号公報などに記載されたものがある。
図7は、従来の液体噴射記録ヘッドの一例の外観図、図
8は、同じくヒータ基板の平面図、図9は、同じくC断
面図である。図中、1はヒータ基板、2はチャネル基
板、3は厚膜樹脂層、4は発熱素子、5は個別流路、6
はピット、7はバイパス流路、8は共通液室、9はノズ
ル、10は気泡、11は液滴、12はヒートシンク、1
3はボンディングワイヤである。
[0003] As a known liquid jet recording head, there is one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-138888.
7 is an external view of an example of a conventional liquid jet recording head, FIG. 8 is a plan view of the same heater substrate, and FIG. 9 is a sectional view of the same C. In the figure, 1 is a heater substrate, 2 is a channel substrate, 3 is a thick resin layer, 4 is a heating element, 5 is an individual channel, 6
Is a pit, 7 is a bypass channel, 8 is a common liquid chamber, 9 is a nozzle, 10 is a bubble, 11 is a droplet, 12 is a heat sink,
3 is a bonding wire.

【0004】チャネル基板2には、共通液室8や個別流
路5となる溝等が形成されている。チャネル基板2とし
てシリコンを用いた場合、例えば異方性エッチングによ
って共通液室8や個別流路5となる溝等を形成すること
ができる。異方性エッチングによってこれらの共通液室
8や個別流路5となる溝等を形成する方法としては、特
開平2−235642号公報や、特開平6−18300
2号公報に記載されているように、(100)結晶面を
表面に持つシリコンウェハ上に、エッチングマスクをパ
ターニングした後、加熱した水酸化カリウム(KOH)
水溶液等を用いてエッチングを行なえばよい。この異方
性エッチングを用いて形成された共通液室8や個別流路
5となる溝等は、所定の角度を有した形状となる。
The channel substrate 2 is formed with a common liquid chamber 8, a groove serving as an individual flow path 5, and the like. When silicon is used as the channel substrate 2, the common liquid chamber 8, the groove serving as the individual flow path 5, and the like can be formed by, for example, anisotropic etching. As a method for forming these common liquid chambers 8 and grooves serving as the individual flow paths 5 by anisotropic etching, Japanese Unexamined Patent Application Publication Nos. Hei.
As described in Japanese Patent Publication No. 2 (1993), after an etching mask is patterned on a silicon wafer having a (100) crystal plane on its surface, heated potassium hydroxide (KOH)
The etching may be performed using an aqueous solution or the like. The common liquid chamber 8 formed by using the anisotropic etching, the groove serving as the individual flow path 5, and the like have a shape having a predetermined angle.

【0005】ヒータ基板1には、液体を吐出させる発熱
素子4が複数個配置されている。ここでは液体噴射素子
として発熱素子4を用いているが、圧電素子等の他の液
体を吐出させるためのエネルギー変換素子を用いること
ができる。また、ヒータ基板1には発熱素子4のほか、
図示しない駆動回路等が形成され、その上に厚膜樹脂層
3が設けられている。厚膜樹脂層3は、図8に示すよう
に発熱素子4上は除去されており、ピット6を形成して
いる。このピット6は、発熱素子4の駆動により発生し
た気泡の成長領域を制限するものであり、効率よく気泡
の成長時の圧力を液体の噴射に用いることができる。図
8に示す複数個のピット6のうち、ヒータ基板1の両端
に配された2つずつのピット6には発熱素子4が設けら
れていない。これは、液体を噴射しないダミーノズルに
連通するダミー液体流路の一部をなすダミーピットであ
る。また厚膜樹脂層3は、図8に示すように液体を共通
液室8から個別流路5に供給するためのバイパス流路7
となる部分も除去されている。図8ではすべての個別流
路5(ダミー液体流路を含む)に共通の凹部としてバイ
パス流路7を形成しているが、各個別流路5ごとに共通
液室8と連通する溝として形成される場合もある。
[0005] On the heater substrate 1, a plurality of heating elements 4 for discharging liquid are arranged. Here, the heating element 4 is used as the liquid ejecting element, but an energy conversion element for discharging another liquid such as a piezoelectric element can be used. In addition to the heating element 4 on the heater substrate 1,
A drive circuit and the like (not shown) are formed, and a thick resin layer 3 is provided thereon. As shown in FIG. 8, the thick resin layer 3 is removed from the heating element 4 to form a pit 6. The pits 6 limit the growth region of bubbles generated by driving the heating element 4, and the pressure at the time of bubble growth can be efficiently used for ejecting liquid. Among the plurality of pits 6 shown in FIG. 8, the heating elements 4 are not provided in every two pits 6 arranged at both ends of the heater substrate 1. This is a dummy pit that forms part of a dummy liquid flow path that communicates with a dummy nozzle that does not eject liquid. As shown in FIG. 8, the thick film resin layer 3 has a bypass flow path 7 for supplying a liquid from the common liquid chamber 8 to the individual flow path 5.
Are also removed. In FIG. 8, the bypass flow path 7 is formed as a concave portion common to all the individual flow paths 5 (including the dummy liquid flow path), but is formed as a groove communicating with the common liquid chamber 8 for each individual flow path 5. It may be done.

【0006】ヒータ基板1とチャネル基板2は位置合わ
せされて接合される。これによって共通液室8からバイ
パス流路7、個別流路5へと連通した流路が形成され、
その開口端がノズル9となる。また、個別流路5の途中
にはピット6が形成されており、ピット6の底部に発熱
素子4が配置されている構造となる。液体は共通液室8
の入口から供給され、バイパス流路7を通り、個別流路
5へ供給される。個別流路5内の発熱素子4の駆動に応
じ、ピット6内で成長した気泡の圧力によって個別流路
5内の液体がノズル9から押し出され、液滴11として
噴射され、記録が行なわれる。
[0006] The heater substrate 1 and the channel substrate 2 are aligned and joined. Thereby, a flow path communicating from the common liquid chamber 8 to the bypass flow path 7 and the individual flow path 5 is formed,
The opening end becomes the nozzle 9. Further, a pit 6 is formed in the middle of the individual flow path 5, and the heating element 4 is arranged at the bottom of the pit 6. Liquid is common liquid chamber 8
And is supplied to the individual flow path 5 through the bypass flow path 7. In response to the driving of the heating element 4 in the individual flow channel 5, the liquid in the individual flow channel 5 is pushed out from the nozzle 9 by the pressure of the bubble grown in the pit 6, ejected as a droplet 11, and recording is performed.

【0007】ヒータ基板1はヒートシンク12に固定さ
れ、発熱素子4で発生する熱を逃がす。また、ヒートシ
ンク12上には図示しない配線基板も形成されており、
プリンタ本体から供給される電力や信号を、ボンディン
グワイヤ13を介してヒータ基板1に伝えるとともに、
ヒータ基板1に設けられている各種のセンサーの信号等
をプリンタ本体へ伝える。
The heater substrate 1 is fixed to a heat sink 12 to release heat generated by the heating element 4. A wiring board (not shown) is also formed on the heat sink 12,
Power and signals supplied from the printer body are transmitted to the heater substrate 1 via the bonding wires 13 and
Signals from various sensors provided on the heater substrate 1 are transmitted to the printer body.

【0008】このような従来の液体噴射記録ヘッドにお
いて、図9に示すように共通液室8内に気泡10が残留
すると、使用している間に気泡10は成長し、この気泡
10が個別流路5を閉鎖してしまうことがある。個別流
路5が気泡10で閉鎖されると液体の供給が阻止され、
液滴が噴射しないために印字不良が発生し、画質欠陥を
引き起こす。気泡10は、液体導入時に液体とともに混
入したり、あるいは、発熱素子4で発生する熱によって
液体の温度が上昇し、液体中の溶けている気体が析出
し、共通液室8内で成長して発生するものである。特
に、気泡10は液体の流れが少ない共通液室8の両端部
などに集中して残留する。
In such a conventional liquid jet recording head, when the bubbles 10 remain in the common liquid chamber 8 as shown in FIG. 9, the bubbles 10 grow during use, and the bubbles 10 Road 5 may be closed. When the individual channel 5 is closed by the bubble 10, the supply of the liquid is stopped,
Since the droplets are not ejected, printing defects occur, causing image quality defects. The bubbles 10 are mixed with the liquid when the liquid is introduced, or the temperature of the liquid increases due to the heat generated by the heating element 4, the dissolved gas in the liquid precipitates, and grows in the common liquid chamber 8. What happens. In particular, the bubbles 10 remain concentrated at both ends of the common liquid chamber 8 where the flow of the liquid is small.

【0009】共通液室8内に残留した気泡10を排除す
る方法としては、ノズル9から吸引する方法が一般的で
ある。ノズル9から吸引すると、吸引された液体量だけ
の液体が図示しないタンクから供給される。供給された
液体は共通液室8の形状に沿って広がり、個別流路5側
へ導かれ、その液体の流れとともに気泡10も個別流路
5へと進み、液体とともにノズル9から外部へ排出され
る。しかし、画質欠陥の大きな原因となる共通液室8の
両端部に滞留した気泡10は、液体の流れが極端に少な
い領域に存在しているため、排除することは難しい。吸
引回数を増加することも考えられるが、吸引の実行頻度
が高いほど、記録に用いる液体の使用効率が低下し、ま
た吸引した廃液を保持するための廃液タンクの容量が大
きくなり、装置全体の大型化を招くという問題がある。
As a method for eliminating the air bubbles 10 remaining in the common liquid chamber 8, a method of sucking from the nozzle 9 is generally used. When the liquid is sucked from the nozzle 9, the amount of the sucked liquid is supplied from a tank (not shown). The supplied liquid spreads along the shape of the common liquid chamber 8, is guided to the individual flow path 5 side, and the bubble 10 advances to the individual flow path 5 with the flow of the liquid, and is discharged from the nozzle 9 to the outside together with the liquid. You. However, it is difficult to eliminate the air bubbles 10 staying at both ends of the common liquid chamber 8, which are the major cause of the image quality defect, because they exist in an area where the flow of the liquid is extremely small. Although it is conceivable to increase the number of times of suction, the more frequently the suction is performed, the lower the efficiency of use of the liquid used for recording, and the larger the capacity of the waste liquid tank for holding the suctioned waste liquid, the larger the overall device. There is a problem that the size is increased.

【0010】[0010]

【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、装置を大型化することな
く、気泡の排除効率を向上させ、気泡による画質欠陥の
発生頻度を大幅に低減した液体噴射記録ヘッドを提供す
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-mentioned circumstances, and improves the efficiency of removing bubbles without increasing the size of the apparatus, thereby greatly reducing the frequency of occurrence of image quality defects due to bubbles. It is an object of the present invention to provide a reduced liquid jet recording head.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の液体噴射記録ヘ
ッドでは、ダミーノズルに対応する個別流路では、樹脂
をバイパス流路から連続して個別流路の内部まで除去し
ている。これによってダミーノズルについてはバイパス
流路から個別流路への液体の流れがスムースになり、メ
ンテナンス動作によって吸引を行なったときに、共通液
室内に残留している気泡を排除しやすくなる。ダミーノ
ズルに対応する流路抵抗を他よりも低くしておけば、吸
引時にダミーノズルからの液体の吸引量が多くなるため
液体の流れも速くなり、効率よくダミーノズルから気泡
を排出できる。また、ダミーノズルを共通液室の端部に
配置すれば、共通液室の端部に残留していた気泡も良好
に排出できる。このように共通液室内に残留した気泡を
ダミーノズルから効率的に排除できるので、装置の大型
化を抑えつつ、メンテナンス動作の短縮化し、また廃液
量を低減し、気泡の残留による画質欠陥の発生頻度を大
幅に低減することができ、信頼性を向上させることがで
きる。
In the liquid jet recording head according to the present invention, in the individual flow path corresponding to the dummy nozzle, the resin is continuously removed from the bypass flow path to the inside of the individual flow path. As a result, the flow of the liquid from the bypass flow passage to the individual flow passage for the dummy nozzle becomes smooth, and it becomes easy to remove bubbles remaining in the common liquid chamber when suction is performed by the maintenance operation. If the flow path resistance corresponding to the dummy nozzle is set lower than the others, the amount of liquid suctioned from the dummy nozzle at the time of suction increases, so that the flow of the liquid becomes faster and the bubbles can be efficiently discharged from the dummy nozzle. In addition, if the dummy nozzle is disposed at the end of the common liquid chamber, air bubbles remaining at the end of the common liquid chamber can be satisfactorily discharged. In this way, air bubbles remaining in the common liquid chamber can be efficiently removed from the dummy nozzles, thereby minimizing the size of the apparatus, shortening the maintenance operation, reducing the amount of waste liquid, and causing image defects due to air bubbles remaining. Frequency can be significantly reduced, and reliability can be improved.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の液体噴射記録ヘ
ッドの第1の実施の形態を示すヒータ基板の平面図、図
2は、同じくA−A断面図、図3は、同じくB−B断面
図である。図中、図7ないし図9と同様の部分には同じ
符号を付してある。21はダミーノズル、22はダミー
個別流路である。この第1の実施の形態における外観は
図7と同様である。
FIG. 1 is a plan view of a heater substrate showing a first embodiment of a liquid jet recording head according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA, and FIG. It is -B sectional drawing. In the figure, the same parts as those in FIGS. 7 to 9 are denoted by the same reference numerals. 21 is a dummy nozzle, and 22 is a dummy individual flow path. The appearance of the first embodiment is the same as that of FIG.

【0013】ヒータ基板1は、LSI等の製造装置、製
造方法を用いて作成される。例えば、単結晶シリコンの
表面に、酸化シリコンなどの蓄熱層を設け、その上部に
液体吐出素子を構成する。ここでは、液体吐出素子とし
て発熱素子4を形成する。発熱素子4は複数個形成さ
れ、電力や信号を供給するための信号線が接続される。
発熱素子4は、同一チップ内またはチップ外に設けられ
た駆動回路等から与えられる信号によって発熱する。発
熱素子4の上部には、発熱素子4の保護のため、酸化シ
リコン、窒素シリコン、タンタルなどの単層もしくは複
数の層で構成される保護膜を設ける。
The heater substrate 1 is manufactured by using a manufacturing apparatus and a manufacturing method of an LSI or the like. For example, a heat storage layer made of silicon oxide or the like is provided on the surface of single crystal silicon, and a liquid discharge element is formed thereon. Here, the heating element 4 is formed as a liquid ejection element. A plurality of heating elements 4 are formed, and signal lines for supplying electric power and signals are connected.
The heating element 4 generates heat by a signal given from a driving circuit or the like provided in the same chip or outside the chip. A protective film composed of a single layer or a plurality of layers of silicon oxide, nitrogen silicon, tantalum, or the like is provided on the heating element 4 to protect the heating element 4.

【0014】その上に厚膜樹脂層3を形成する。厚膜樹
脂層3は、感光性樹脂を塗布し、ホトリソグラフィ工程
により、パターニングする。感光性樹脂としては、例え
ば感光性ポリイミドを用いることができる。感光性ポリ
イミドの厚さは、液体噴射記録ヘッドの目標とする特性
に合わせて、数μm〜50μm程度の中から任意に選ぶ
ことができる。感光性ポリイミドは、このままでは液体
に対して溶解してしまう恐れがあるので、例えば熱を加
え、液体に溶解しないようにポリイミドを硬化させる。
感光性ポリイミド以外にも、非感光性ポリイミド、ドラ
イフィルムなどのポリマ系材料を用いることができる。
厚膜樹脂層3のパターニングの際に、図1に示すよう
に、発熱素子4上の樹脂を除去し、発熱素子4の発熱に
よって発生した気泡の成長領域を制限するためのピット
6を形成する。また、共通液室8と個別流路5を連通さ
せるバイパス流路7、およびバイパス流路7からダミー
個別流路22へ延在する部分についても樹脂を除去す
る。
A thick resin layer 3 is formed thereon. The thick resin layer 3 is coated with a photosensitive resin and patterned by a photolithography process. As the photosensitive resin, for example, photosensitive polyimide can be used. The thickness of the photosensitive polyimide can be arbitrarily selected from several μm to 50 μm in accordance with the target characteristics of the liquid jet recording head. Since the photosensitive polyimide may be dissolved in the liquid as it is, for example, heat is applied to cure the polyimide so as not to dissolve in the liquid.
In addition to photosensitive polyimide, polymer materials such as non-photosensitive polyimide and dry film can be used.
At the time of patterning the thick resin layer 3, as shown in FIG. 1, the resin on the heating element 4 is removed, and pits 6 for limiting the growth area of bubbles generated by the heating of the heating element 4 are formed. . Further, the resin is also removed from the bypass flow path 7 that connects the common liquid chamber 8 to the individual flow path 5 and the portion extending from the bypass flow path 7 to the dummy individual flow path 22.

【0015】チャネル基板2は従来の液体噴射記録ヘッ
ドと同様であり、例えばシリコンを異方性エッチングし
て共通液室8や個別流路5あるいはダミー個別流路22
となる溝等を形成したものである。異方性エッチング
は、例えば(100)結晶面を表面に持つシリコンウェ
ハ上に、エッチングマスクをパターニングした後、加熱
した水酸化カリウム(KOH)水溶液等を用いてエッチ
ングを行なえばよい。異方性エッチングを用いて形成さ
れた共通液室8や個別流路5、ダミー個別流路22とな
る溝等は所定の角度を有した形状となる。
The channel substrate 2 is similar to a conventional liquid jet recording head. For example, silicon is anisotropically etched to form a common liquid chamber 8, an individual flow path 5, or a dummy individual flow path 22.
And the like. The anisotropic etching may be performed, for example, by patterning an etching mask on a silicon wafer having a (100) crystal plane on the surface and then using a heated aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) or the like. The common liquid chamber 8, the individual flow paths 5, the grooves serving as the dummy individual flow paths 22, and the like formed using anisotropic etching have a shape having a predetermined angle.

【0016】このようにして作成された、ヒータ基板
1、チャネル基板2は位置合わせされて接合される。こ
れによって、共通液室8からバイパス流路7、個別流路
5を通って、ノズル9に至る液体の流路が形成される。
また、ダミーノズル21に対応する流路として、共通液
室8からバイパス流路7およびダミー個別流路22を通
ってダミーノズル21に至る流路が形成される。
The heater substrate 1 and the channel substrate 2 thus manufactured are aligned and joined. As a result, a liquid flow path from the common liquid chamber 8 to the nozzle 9 through the bypass flow path 7 and the individual flow path 5 is formed.
In addition, a flow path from the common liquid chamber 8 to the dummy nozzle 21 through the bypass flow path 7 and the dummy individual flow path 22 is formed as a flow path corresponding to the dummy nozzle 21.

【0017】ダミーノズル21以外の液体を噴射するノ
ズルに対応する流路では、図1、図3に示すようにピッ
ト6とバイパス流路7は同一平面において厚膜樹脂層3
を介して分離された構成をなしている。上述のように、
ピット6は、発熱素子4の発熱によって液体が気化して
発生した気泡の成長領域を制限するために設けられたも
のであり、特にピット6の後部の厚膜樹脂層3の壁は、
液体をノズル前面へ押し出す効果を発揮する。さらに、
ピット6の後部の厚膜樹脂層3の壁とバイパス流路7ま
での距離を変更することで、個別流路5の発熱素子4前
後の流路抵抗比を変えることができ、液体噴射記録ヘッ
ドの周波数特性などの印字特性を制御できる。このこと
から、液体を吐出する液体流路ではピット後部のポリイ
ミド壁は重要な役割を持つものである。
In the flow paths corresponding to the nozzles for ejecting liquid other than the dummy nozzles 21, the pits 6 and the bypass flow paths 7 are formed on the same plane as shown in FIGS.
Are separated from each other. As mentioned above,
The pits 6 are provided to limit the growth area of bubbles generated by the vaporization of the liquid due to the heat generated by the heating element 4. In particular, the wall of the thick resin layer 3 behind the pits 6
It has the effect of pushing the liquid to the front of the nozzle. further,
By changing the distance between the wall of the thick resin layer 3 behind the pit 6 and the bypass flow path 7, the flow resistance ratio of the individual flow path 5 before and after the heating element 4 can be changed. The printing characteristics such as the frequency characteristics can be controlled. For this reason, the polyimide wall behind the pit plays an important role in the liquid flow path for discharging the liquid.

【0018】しかしながら、ダミー個別流路22におい
ては、ピット後部の厚膜樹脂層3の壁は、液体が流れる
上で抵抗となり、気泡を除去する効果を低下させること
が分かった。そこで、図1、図2に示すように、ピット
6とバイパス流路7の間の厚膜樹脂層3を除去して両者
を直接接続し、バイパス流路7がダミー個別流路22内
へ延在するような形状となるように厚膜樹脂層3をパタ
ーニングしている。これによって共通液室8からダミー
個別流路22への液体の流れがスムースになる。そのた
め、共通液室8内の気泡は吸引時にダミー個別流路22
内に入りやすくなる。また、ダミー個別流路22では、
ダミー個別流路22以外の個別流路5と比較して厚膜樹
脂層3を除去した分だけ流路抵抗が減少する。ノズル9
の側から吸引する際には、いずれのノズル9についても
等圧で吸引するため、流路抵抗の小さい方が液体排出量
が多い。そのため、吸引を行なうと流路抵抗が小さいダ
ミーノズル21からの液体排出量が多くなるので、共通
液室8内の気泡もダミー個別流路22を通ってダミーノ
ズル21から排出されやすくなり、共通液室8内の気泡
を効率よく排除することができる。
However, in the dummy individual flow channel 22, it was found that the wall of the thick film resin layer 3 at the rear of the pit becomes a resistance when the liquid flows, and reduces the effect of removing bubbles. Therefore, as shown in FIGS. 1 and 2, the thick film resin layer 3 between the pit 6 and the bypass flow path 7 is removed to directly connect the two, and the bypass flow path 7 extends into the dummy individual flow path 22. The thick resin layer 3 is patterned so as to have an existing shape. As a result, the flow of the liquid from the common liquid chamber 8 to the dummy individual flow path 22 becomes smooth. Therefore, the bubbles in the common liquid chamber 8 are removed by the dummy individual flow path 22 during suction.
It is easy to get inside. In the dummy individual flow channel 22,
Compared with the individual flow path 5 other than the dummy individual flow path 22, the flow path resistance is reduced by an amount corresponding to the removal of the thick film resin layer 3. Nozzle 9
When suction is performed from the side, the nozzles 9 are suctioned at the same pressure, so that the smaller the flow path resistance is, the larger the liquid discharge amount is. Therefore, when suction is performed, the amount of liquid discharged from the dummy nozzle 21 having a small flow path resistance increases, so that the bubbles in the common liquid chamber 8 are also easily discharged from the dummy nozzle 21 through the dummy individual flow path 22. Bubbles in the liquid chamber 8 can be efficiently eliminated.

【0019】ダミーノズル21は、共通液室8の端部に
設けるとよい。図1に示した例では、共通液室8の両端
部の2本ずつのノズルをダミーノズル21とした例を示
している。もちろん、ダミーノズル21とする本数は任
意である。ダミーノズル21を共通液室8の端部に設け
ることによって、共通液室8の端部に滞留しやすい気泡
を吸引によって排出することができる。図4は、本発明
の液体噴射記録ヘッドの第1の実施の形態における吸引
動作時の液体の流れの説明図である。上述のように、液
体を噴射するノズル9では流路抵抗が大きいので液体の
流れは遅く、流量も少ないが、ダミーノズル21では流
路抵抗が小さいので液体の流れが速くなり、全体として
図4に示すように液体は共通液室8の端部へ流れ、流量
も多くなる。そのため、共通液室8内の左右両端に残留
した気泡は、図4に示す液体の流れに沿ってダミー個別
流路22へ導かれ、ダミーノズル21から効率的に排出
される。
The dummy nozzle 21 is preferably provided at an end of the common liquid chamber 8. The example shown in FIG. 1 shows an example in which two nozzles at both ends of the common liquid chamber 8 are used as dummy nozzles 21. Of course, the number of dummy nozzles 21 is arbitrary. By providing the dummy nozzle 21 at the end of the common liquid chamber 8, air bubbles that easily stay at the end of the common liquid chamber 8 can be discharged by suction. FIG. 4 is an explanatory diagram of the flow of liquid during a suction operation in the liquid jet recording head according to the first embodiment of the present invention. As described above, the flow rate of the liquid is slow and the flow rate is small in the nozzle 9 that ejects the liquid because the flow path resistance is large. As shown in (1), the liquid flows to the end of the common liquid chamber 8, and the flow rate also increases. Therefore, the air bubbles remaining at the left and right ends in the common liquid chamber 8 are guided to the dummy individual flow paths 22 along the flow of the liquid shown in FIG.

【0020】また、ダミーノズル21を共通液室8の端
部に設けることによって、液体の噴射特性の悪い共通液
室8の端部のノズルを用いずに記録を行なうことができ
るので、良好な画質を得ることができる。また、上述の
ように気泡は共通液室8の両端部に滞留しやすいが、端
部のノズルを記録に用いないことによって、気泡の影響
を受けにくくすることができる。
Further, by providing the dummy nozzle 21 at the end of the common liquid chamber 8, recording can be performed without using the nozzle at the end of the common liquid chamber 8 having poor liquid ejection characteristics. Image quality can be obtained. In addition, as described above, bubbles are likely to stay at both ends of the common liquid chamber 8, but by not using the nozzles at the ends for recording, the effects of bubbles can be reduced.

【0021】なお、この例ではダミー個別流路22には
発熱素子4を設けていないが、発熱素子4が形成してあ
ってもかまわない。また、バイパス流路7のダミー個別
流路22内への延在部分の長さは任意である。
In this example, the heating element 4 is not provided in the dummy individual flow path 22, but the heating element 4 may be formed. The length of the bypass channel 7 extending into the dummy individual channel 22 is arbitrary.

【0022】図5は、本発明の液体噴射記録ヘッドの第
2の実施の形態を示す断面図である。図中の符号は図1
ないし図3と同様である。図5は、図1におけるA−A
断面、すなわちダミーノズル21およびダミー個別流路
22の断面を示している。この例では、上述の例と同様
にバイパス流路7とピット6とを直接接続してバイパス
流路7をダミー個別流路22内まで延在させるととも
に、ダミーノズル21に対応するチャネル基板2側の構
造も変更し、ダミー個別流路22となる溝と共通液室8
とを直接接続するように構成している。
FIG. 5 is a sectional view showing a liquid jet recording head according to a second embodiment of the present invention. The reference numerals in FIG.
3 to FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line AA in FIG.
The cross section, that is, the cross section of the dummy nozzle 21 and the dummy individual flow path 22 is shown. In this example, the bypass flow path 7 and the pit 6 are directly connected to each other to extend the bypass flow path 7 into the dummy individual flow path 22, and the channel substrate 2 side corresponding to the dummy nozzle 21, as in the above-described example. The groove of the dummy individual flow path 22 and the common liquid chamber 8 are also changed.
And are connected directly.

【0023】このような構成によれば、液体を噴射する
ノズル9に対応する個別流路5と共通液室8を分離して
いたチャネル基板2の突起部が、ダミーノズル21に対
応する流路ではなくなるため、さらに気泡がダミー個別
流路22に入りやすくなるとともに、流路抵抗を小さく
することができ、共通液室8内の気泡をさらに効率よく
外部へ排出することが可能となる。
According to such a configuration, the projecting portion of the channel substrate 2 that has separated the individual flow channel 5 corresponding to the nozzle 9 for ejecting the liquid and the common liquid chamber 8 becomes the flow channel corresponding to the dummy nozzle 21. Therefore, the bubbles can be more easily entered into the dummy individual flow path 22, the flow path resistance can be reduced, and the bubbles in the common liquid chamber 8 can be more efficiently discharged to the outside.

【0024】図6は、本発明の液体噴射記録ヘッドの第
1の実施の形態および第2の実施の形態における記録実
験結果の説明図である。実際に、図2、図5に示すよう
なダミー個別流路22を持つ液体噴射記録ヘッドを作成
し、印字実験を行なった。比較のため、図7ないし図9
に示す従来の液体噴射記録ヘッドも作成した。具体的に
は、188本のノズルを有し、両端のそれぞれ10本ず
つのノズルをダミーノズルとしたそれぞれの構造の液体
噴射記録ヘッドを作成した。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a recording experiment result in the first embodiment and the second embodiment of the liquid jet recording head of the present invention. Actually, a liquid jet recording head having dummy individual flow paths 22 as shown in FIGS. 2 and 5 was prepared, and a printing experiment was performed. 7 to 9 for comparison.
The conventional liquid jet recording head shown in FIG. Specifically, a liquid jet recording head having 188 nozzles and each structure having ten nozzles at both ends as dummy nozzles was prepared.

【0025】従来の液体噴射記録ヘッドにおいては、1
88本のノズルに対応した個別液体流路はすべて図3に
示す流路構造を有し、ダミーノズルに対応する流路もピ
ット後部に厚膜樹脂層3の壁が存在している。すべて同
一構造の流路であるから、個別流路の流路抵抗はすべて
同一である。
In a conventional liquid jet recording head, 1
Each of the individual liquid flow paths corresponding to the 88 nozzles has the flow path structure shown in FIG. 3, and the flow path corresponding to the dummy nozzle also has a wall of the thick film resin layer 3 at the rear of the pit. Since all the channels have the same structure, all the channel resistances of the individual channels are the same.

【0026】図1ないし図3に示す本発明の第1の実施
の形態における液体噴射記録ヘッドでは、188本のノ
ズルのうち、両端のそれぞれ10本ずつのノズルについ
て、ピット後部の厚膜樹脂層3の壁をなくし、バイパス
流路とピットとを直接接続してバイパス流路がダミー個
別流路内まで延在した構造のダミーノズルとした。
In the liquid jet recording head according to the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 3, out of the 188 nozzles, ten nozzles at both ends of each of the 188 nozzles have a thick resin layer behind the pit. The dummy nozzle has a structure in which the bypass channel is directly connected to the pit by eliminating the wall of No. 3 and the bypass channel extends into the dummy individual channel.

【0027】さらに本発明の第2の実施の形態における
液体噴射記録ヘッドとして、188本のノズルのうち、
両端のそれぞれ10本ずつのノズルについて図5に示し
た構造のダミーノズルとした。ダミー個別流路は、ヒー
タ基板側でピットとバイパス流路を直接接続するととも
に、チャネル基板側の個別流路と共通液室間の突起部を
取り除いた構造をなす。ので、図2に示す構造に比べ、
さらに個別液体流路の流路抵抗を下げた流路構造とな
る。
Further, as a liquid jet recording head according to the second embodiment of the present invention, out of 188 nozzles,
Dummy nozzles having the structure shown in FIG. 5 were used for ten nozzles at each end. The dummy individual flow path has a structure in which a pit and a bypass flow path are directly connected on the heater substrate side, and a protrusion between the individual flow path on the channel substrate side and the common liquid chamber is removed. Therefore, compared to the structure shown in FIG.
Further, a channel structure in which the channel resistance of the individual liquid channel is reduced is obtained.

【0028】それぞれの液体噴射記録ヘッドに液体を注
入し、数回の気泡排除メンテナンスを行なった後、印字
実験を行なった。その結果、従来の液体噴射記録ヘッド
では画質欠陥の発生頻度が1.3%程度であったのに比
べ、本発明の第1の実施の形態で示した液体噴射記録ヘ
ッドでは画質欠陥の発生頻度が0.7%まで減少した。
このように、本発明においてダミー個別流路のピット後
部のポリイミド壁をなくし、バイパス流路をダミー個別
流路内まで延在させることによって、共通液室内に残留
した気泡をメンテナンス時の吸引動作によって効率よく
排除することができ、画質欠陥の発生率を減少させるこ
とができた。
After injecting liquid into each liquid jet recording head and performing air bubble elimination maintenance several times, a printing experiment was performed. As a result, the frequency of occurrence of image quality defects was about 1.3% in the conventional liquid jet recording head, whereas the frequency of occurrence of image quality defects was in the liquid jet recording head shown in the first embodiment of the present invention. Decreased to 0.7%.
Thus, in the present invention, by eliminating the polyimide wall at the rear of the pit of the dummy individual flow path and extending the bypass flow path to the inside of the dummy individual flow path, air bubbles remaining in the common liquid chamber can be suctioned by maintenance operation. Efficient removal was possible, and the incidence of image quality defects was reduced.

【0029】さらに図5に示す本発明の第2の実施の形
態で示した液体噴射記録ヘッドにおいては、欠陥画質の
発生頻度は0.5%まで減少し、上述の第1の実施の形
態で説明した本発明の効果をより一層高めることができ
た。
Further, in the liquid jet recording head shown in FIG. 5 according to the second embodiment of the present invention, the frequency of occurrence of defective image quality is reduced to 0.5%. The described effects of the present invention could be further enhanced.

【0030】上述の各実施の形態では、液体噴射記録ヘ
ッドに共通液室が1個の場合しか図示していないが、本
発明はこれに限らない。例えば複数色一体型の液体噴射
記録ヘッドのように、独立した共通液室が複数個存在す
る場合には、各共通液室について、その端部に1ないし
複数本ずつのダミーノズルを設け、図2や図5に示した
ような流路構造とすればよい。
In each of the above embodiments, only one liquid chamber is shown in the liquid jet recording head, but the present invention is not limited to this. For example, when there are a plurality of independent common liquid chambers such as a multi-color integrated liquid jet recording head, one or a plurality of dummy nozzles are provided at the end of each common liquid chamber. 2 or a flow channel structure as shown in FIG.

【0031】[0031]

【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、共通液室内に残留した気泡を、気泡排除動作
によってダミーノズルから効率的に外部へ排出すること
ができる。よって、気泡排除動作の時間および回数の短
縮を図ることができ、排液量を低減することができ、装
置の大型化を抑えることができる。さらに、残留してい
る気泡による画質欠陥の発生頻度を大幅に低減すること
ができ、信頼性を向上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, the bubbles remaining in the common liquid chamber can be efficiently discharged to the outside from the dummy nozzle by the bubble removing operation. Therefore, the time and the number of times of the bubble elimination operation can be reduced, the amount of drainage can be reduced, and the size of the apparatus can be suppressed. Further, the frequency of occurrence of image quality defects due to remaining air bubbles can be significantly reduced, and the reliability can be improved.

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

【図1】 本発明の液体噴射記録ヘッドの第1の実施の
形態を示すヒータ基板の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a heater substrate showing a first embodiment of a liquid jet recording head of the present invention.

【図2】 本発明の液体噴射記録ヘッドの第1の実施の
形態を示すA−A断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the liquid jet recording head according to the first embodiment of the present invention, taken along line AA.

【図3】 本発明の液体噴射記録ヘッドの第1の実施の
形態を示すB−B断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of the liquid jet recording head according to the first embodiment of the present invention, taken along line BB.

【図4】 本発明の液体噴射記録ヘッドの第1の実施の
形態における吸引動作時の液体の流れの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a liquid flow during a suction operation in the liquid jet recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の液体噴射記録ヘッドの第2の実施の
形態を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a liquid jet recording head according to a second embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の液体噴射記録ヘッドの第1の実施の
形態および第2の実施の形態における記録実験結果の説
明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a recording experiment result in the first embodiment and the second embodiment of the liquid jet recording head of the present invention.

【図7】 従来の液体噴射記録ヘッドの一例の外観図で
ある。
FIG. 7 is an external view of an example of a conventional liquid jet recording head.

【図8】 従来の液体噴射記録ヘッドの一例におけるヒ
ータ基板の平面図である。
FIG. 8 is a plan view of a heater substrate in an example of a conventional liquid jet recording head.

【図9】 従来の液体噴射記録ヘッドの一例におけるC
断面図である。
FIG. 9 shows C in an example of a conventional liquid jet recording head.
It is sectional drawing.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ヒータ基板、2…チャネル基板、3…厚膜樹脂層、
4…発熱素子、5…個別流路、6…ピット、7…バイパ
ス流路、8…共通液室、9…ノズル、10…気泡、11
…液滴、12…ヒートシンク、13…ボンディングワイ
ヤ、21…ダミーノズル、22…ダミー個別流路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heater board, 2 ... Channel board, 3 ... Thick film resin layer,
4 heating element, 5 individual flow path, 6 pit, 7 bypass path, 8 common liquid chamber, 9 nozzle, 10 air bubble, 11
... droplets, 12 heat sinks, 13 bonding wires, 21 dummy nozzles, 22 dummy individual flow paths.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一列に配置された複数のノズルと、該ノ
ズルのそれぞれに対応した個別流路と、複数の前記個別
流路に共通した共通液室と、前記個別流路と前記共通液
室とを液的に連通させるバイパス流路と、前記個別流路
に設けられ液体を付勢して前記ノズルから液滴を噴射さ
せる液体噴射素子を備え、前記個別流路の少なくとも一
部は樹脂で形成され、前記バイパス流路は前記樹脂を設
けない凹部として形成されており、少なくとも一つの前
記ノズルは液体を吐出しないダミーノズルとし、該ダミ
ーノズルに対応した個別流路では前記バイパス流路から
連続して前記樹脂が除去されていることを特徴とする液
体噴射記録ヘッド。
1. A plurality of nozzles arranged in a line, individual flow paths corresponding to the nozzles, a common liquid chamber common to the plurality of individual flow paths, the individual flow path and the common liquid chamber. And a liquid ejecting element that is provided in the individual flow path and urges liquid to eject liquid droplets from the nozzles, and at least a part of the individual flow path is made of resin. Formed, the bypass flow path is formed as a concave portion not provided with the resin, at least one of the nozzles is a dummy nozzle that does not discharge liquid, and the individual flow path corresponding to the dummy nozzle is continuous from the bypass flow path. Wherein the resin is removed.
【請求項2】 前記ダミーノズルに対応した個別流路の
流路抵抗が、前記ダミーノズル以外の液体を噴射するノ
ズルに対応する個別流路の流路抵抗よりも小さいことを
特徴とする請求項1に記載の液体噴射記録ヘッド。
2. The flow path resistance of an individual flow path corresponding to the dummy nozzle is smaller than the flow path resistance of an individual flow path corresponding to a nozzle other than the dummy nozzle that ejects a liquid. 2. The liquid jet recording head according to 1.
【請求項3】 前記ダミーノズルは、前記共通液室の端
部に接続されるように設けられていることを特徴とする
請求項1に記載の液体噴射記録ヘッド。
3. The liquid jet recording head according to claim 1, wherein the dummy nozzle is provided so as to be connected to an end of the common liquid chamber.
【請求項4】 さらに、前記個別流路と前記共通液室と
が直結していることを特徴とする請求項1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 individual flow path is directly connected to the common liquid chamber.
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