JP2008149472A

JP2008149472A - Inkjet recording head and inkjet recorder

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Publication number: JP2008149472A
Application number: JP2006336953A
Authority: JP
Inventors: Osamu Morita; 攻森田; Shuzo Iwanaga; 周三岩永; Ikutomo Watabe; 育朋渡部
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-07-03

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve high-speed recording by a relatively high quality, and to attain miniaturization of the whole of an apparatus and reduction of manufacturing costs. <P>SOLUTION: The inkjet recording head is equipped with an ink supply port H1107 communicating with a plurality of ink passages H1102 each of which keeps an energy generator to generate energy for ejecting the ink according to an ejection opening H1103 that ejects the ink. A plurality of the energy generators are driven by time sharing for every block unit. A communication conduit H1217 and a gas holding chamber H1215, which communicates with the communication conduit H1217 and has a gas-liquid interface absorbing via the communication conduit H1217 pressure variation generated at the ink supply port H1107 when the ink is ejected, communicate with the ink supply port H1107 for every block unit. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクを吐出して記録動作を行うインクジェット記録ヘッド、このインクジェット記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording head that performs a recording operation by discharging ink, and an ink jet recording apparatus including the ink jet recording head.

インクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドは、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出させて、被記録材に対して記録を行うものである。記録ヘッドは、一般に、インク滴を吐出するための複数のノズル（インク流路）と、これらノズルにインクを供給する供給系とを備えている。 A recording head mounted on an ink jet recording apparatus performs recording on a recording material by ejecting minute ink droplets from minute ejection ports. The recording head generally includes a plurality of nozzles (ink flow paths) for ejecting ink droplets and a supply system that supplies ink to these nozzles.

（１）特許文献１には、図７（特許文献１における図１に相当する）および図８（ａ），（ｂ）に示すように、解像度４００ＤＰＩ（Dots Per Inch）に相当する記録密度で、３０ｃｍ程度の幅に亘って被記録材に記録することが可能な記録ヘッドが開示されている。この記録ヘッドは、全吐出口の数が４６３７であり、インク流路１０６の各吐出口１０８の配列方向のピッチが６３．５μｍにされている。そして、この記録ヘッドは、各インク流路１０６の隔壁１１１の後部（インク流路１０６と共通液室１０９との連通口部分）から共通液室１０９の後端面の壁までの長さｄが２ｍｍであり、従来よりも短くされている。 (1) Patent Document 1 discloses a recording density corresponding to a resolution of 400 DPI (Dots Per Inch) as shown in FIG. 7 (corresponding to FIG. 1 in Patent Document 1) and FIGS. A recording head capable of recording on a recording material over a width of about 30 cm is disclosed. In this recording head, the number of all ejection ports is 4637, and the pitch in the arrangement direction of the ejection ports 108 of the ink flow path 106 is 63.5 μm. In this recording head, the length d from the rear portion of the partition wall 111 of each ink flow path 106 (the communication port portion between the ink flow path 106 and the common liquid chamber 109) to the wall of the rear end surface of the common liquid chamber 109 is 2 mm. It is shorter than before.

図７に示すインクジェット記録装置の駆動タイミングにおいて、図７（ａ）に、No.1〜64のインク流路１０６のエネルギー発生体１０３を同時に駆動させる第１のパルスＰ１を示す。また、図７（ｂ）に、No.65〜128のインク流路１０６のエネルギー発生体１０３を同時に駆動させる第２のパルスＰ２を示す。また、図７(ｃ)に、No.129〜192のインク流路１０６のエネルギー発生体１０３を同時に駆動させる第３のパルスＰ３を示し、図７(ｄ）に、No.193〜256のインク流路１０６のエネルギー発生体１０３を同時に駆動させる第４のパルスＰ４を示している。第４のパルスＰ４以降、パルスは第７４のパルスＰ７４まで続いて、全インク流路１０６のエネルギー発生体１０３を駆動する。なお、パルス幅は全て７μsecである。 At the drive timing of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 7, FIG. 7A shows a first pulse P1 for simultaneously driving the energy generators 103 of the ink flow paths 106 of No. 1 to 64. FIG. 7B shows a second pulse P2 for simultaneously driving the energy generators 103 in the ink flow paths 106 of No. 65 to 128. 7C shows a third pulse P3 for simultaneously driving the energy generators 103 of the ink flow paths 106 of Nos. 129 to 192, and FIG. 7D shows the inks of Nos. 193 to 256. A fourth pulse P4 for simultaneously driving the energy generators 103 in the flow path 106 is shown. After the fourth pulse P4, the pulse continues to the 74th pulse P74 to drive the energy generators 103 of all the ink flow paths 106. All pulse widths are 7 μsec.

図７（ｅ）に、No.1〜64のインク流路１０６のエネルギー発生体１０３に第１のパルスＰ１のみを印加したときに、隣接するインク流路１０６、すなわちNo.65のインク流路１０６に連通する吐出口１０８のメニスカスの突出量Ｘ（μｍ）を示す。ここで、サイン曲線において、「＋」が凸状部分を示し、またサイン曲線において「−」が凹状部分を示す。定常状態では、突出量Ｘ＝−２（μｍ）である。なお、No.66のインク流路１０６に連通する吐出口１０８のメニスカスは、No.65のインク流路１０６に連通する吐出口１０８のメニスカスよりも緩和された動きをする。図７（ｆ）に、図７（ａ）〜（ｅ）までの時間軸ｔ（μsec）を示す。図７（ｅ）に、第１のパルスＰ１を印加後、遅れ時間ｔｄの後、すなわち、時刻ｔ＝ｔｄからＸが定常状態Ｘ＝Ｘ０から変化し始めて、時刻ｔ＝ｔ１で最大となる。その後、時刻ｔ＝ｔ３で定常状態と同じＸ＝−２となり、時刻ｔ＝ｔ４でＸは最小となる。さらに、時刻ｔ＝ｔ５で、再び定常状態と同じＸ＝−２となり、以後は、メニスカスの位置Ｘは変化しない。 In FIG. 7E, when only the first pulse P1 is applied to the energy generators 103 of the No. 1 to 64 ink flow paths 106, the adjacent ink flow paths 106, that is, the No. 65 ink flow paths. A meniscus protrusion amount X (μm) of the discharge port 108 communicating with the nozzle 106 is shown. Here, in the sine curve, “+” indicates a convex portion, and in the sine curve, “−” indicates a concave portion. In a steady state, the protrusion amount X = −2 (μm). It should be noted that the meniscus of the ejection port 108 communicating with the No. 66 ink flow path 106 moves more relaxed than the meniscus of the ejection port 108 communicating with the No. 65 ink flow path 106. FIG. 7F shows a time axis t (μsec) from FIGS. 7A to 7E. In FIG. 7E, after applying the first pulse P1, after the delay time td, that is, from time t = td, X starts to change from the steady state X = X0, and reaches the maximum at time t = t1. After that, at time t = t3, X = −2, which is the same as the steady state, and at time t = t4, X becomes minimum. Further, at time t = t5, the same X = −2 as in the steady state is obtained again, and thereafter the meniscus position X does not change.

ここで、第１のパルスＰ１を印加後、時刻ｔ＝ｔ１付近で第２のパルスＰ２を印加したとき、第２のパルスＰ２によるインク噴射量は、第１のパルスＰ１が無く、第２のパルスＰ２のみによる噴射量よりも増加する。また、第１のパルスＰ１を印加後、時刻ｔ＝ｔ４に、第２のパルスＰ２を印加したとき、第２のパルスＰ２によるインク噴射量は、第１のパルスＰ１が無く、第２のパルスＰ２のみによる噴射量よりも減少する。 Here, when the second pulse P2 is applied in the vicinity of time t = t1 after the first pulse P1 is applied, the ink ejection amount by the second pulse P2 does not include the first pulse P1, but the second pulse P1. The injection amount increases only with the pulse P2. Further, when the second pulse P2 is applied at the time t = t4 after the first pulse P1 is applied, the ink ejection amount by the second pulse P2 is the second pulse P1 without the first pulse P1. It is smaller than the injection amount by only P2.

そこで、第１のパルスＰ１の印加後、時刻ｔ２＝ｔ３−ｔｄ（μsec）のタイミングで第２のパルスＰ２を印加したとき、第１のパルスＰ１の有無に関わらず、第２のパルスＰ２によるインク噴射量は変化しなかった。すなわち、相互干渉の影響が見られなかった。この効果は以下の動作によって実現された。 Therefore, when the second pulse P2 is applied at the timing of time t2 = t3−td (μsec) after the application of the first pulse P1, the second pulse P2 is applied regardless of the presence or absence of the first pulse P1. The ink ejection amount did not change. That is, the influence of mutual interference was not seen. This effect was realized by the following operation.

全インク流路１０６のエネルギー発生体１０３の分割駆動によって、まず、第１ブロックの噴射のために、第１のパルスＰ１でNo.1〜64のインク流路１０６のエネルギー発生体１０３を駆動させる。この駆動によって、隣接する第２ブロックであるNo.65〜128のインク流路１０６に連通する吐出口１０８のメニスカスが、サイン曲線において凸状に変化する。その後、第２ブロックの吐出口１０８のメニスカスが最も早く定常状態と同じ位置に復帰する時刻ｔ＝ｔ３に、実質的に第２ブロックのエネルギー発生体１０３を駆動させる。 First, the energy generators 103 of No. 1 to 64 of the ink flow paths 106 are driven by the first pulse P1 for the first block ejection by the division drive of the energy generators 103 of all the ink flow paths 106. . By this driving, the meniscus of the ejection port 108 communicating with the ink flow paths 106 of No. 65 to 128 which are adjacent second blocks changes in a convex shape in the sine curve. Thereafter, the energy generator 103 of the second block is substantially driven at time t = t3 when the meniscus of the discharge port 108 of the second block returns to the same position as the steady state earliest.

このように、このインクジェット装置は、インクを吐出する吐出口に対応し、インクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生手段が設けられた複数のインク流路と、この複数のインク流路が連通する共通液室とを有する記録ヘッドを用いる。インクジェット装置は、駆動手段によって、記録ヘッドの複数のインク流路に設けられたエネルギー発生手段を所定のブロック単位毎に時分割して駆動することによって記録を行う。 As described above, the ink jet apparatus corresponds to an ejection port for ejecting ink, and includes a plurality of ink flow paths provided with energy generating means for generating energy for ejecting ink, and the plurality of ink flow paths. A recording head having a common liquid chamber in communication is used. The ink jet apparatus performs recording by driving the energy generating means provided in the plurality of ink flow paths of the recording head in a time-sharing manner for each predetermined block unit.

そして、このインクジェット装置において、駆動手段は、所定のブロックに属するエネルギー発生手段を駆動した後、所定のブロックに対して位置的に隣接するブロックに属するエネルギー発生手段を駆動させる。つまり、駆動手段は、所定のブロックに隣接するブロックに属する吐出口のメニスカスの位置が定常状態と同じ位置に最も早く復帰するタイミングに実質的に合わせて、この隣接するブロックに属するエネルギー発生手段を駆動させる。このインクジェット装置は、ブロック毎のインク流路間で相互干渉することなくインクを噴射させることが可能にされている。 In this ink jet apparatus, the driving unit drives the energy generating unit belonging to the predetermined block, and then drives the energy generating unit belonging to the block that is positioned adjacent to the predetermined block. That is, the drive means substantially adjusts the energy generating means belonging to the adjacent block in accordance with the timing at which the meniscus position of the discharge port belonging to the block adjacent to the predetermined block returns to the same position as the steady state most quickly. Drive. This ink jet apparatus can eject ink without interfering with each other between ink flow paths for each block.

さらに、特許文献２には、図９（特許文献２における図２に相当する）に示すように、一定数のインク流路毎に共通液室２０９を時分割毎に隔壁２１１で分割された構成のインクジェット記録ヘッドが開示されている。このインクジェット記録ヘッドでは、ブロック単位毎のインク吐出時に発生する圧力波が、共通液室２０９を通じて他のブロックに影響を及ぼすことを無くして、インク振動による記録ムラを解消している。 Further, in Patent Document 2, as shown in FIG. 9 (corresponding to FIG. 2 in Patent Document 2), a configuration in which the common liquid chamber 209 is divided by a partition wall 211 for each time division for each fixed number of ink flow paths. Inkjet recording heads are disclosed. In this ink jet recording head, pressure waves generated when ink is ejected in units of blocks do not affect other blocks through the common liquid chamber 209, and recording unevenness due to ink vibration is eliminated.

（２）特許文献３には、図１０（ａ），（ｂ）（特許文献３における図２に相当する）に示すように、記録液を吐出する複数のインク吐出口３４１と、各インク吐出口３４１に連通され並列配置された液路３４２とを備える記録ヘッドが開示されている。また、このインクジェット記録ヘッドは、並列配置された液路３４２に記録液を供給する共通液室３５４と、記録液の吐出時に共通液室３５４に発生する圧力変動を、開口部３１３を介して吸収可能な気液界面を有する空気保持室３０４、３１４とを備える。各液路３４２は、飛翔液滴を形成するための吐出エネルギー発生手段をそれぞれに有している。空気保持室３０４、３１４は、共通液室３５４において、並列配置されたそれぞれの液路３４２と対向する位置に開口部３１３を有している。そして、このインクジェット記録ヘッドは、メニスカスの早期復帰によって安定したリフィルを得ることが可能にされている。 (2) In Patent Literature 3, as shown in FIGS. 10A and 10B (corresponding to FIG. 2 in Patent Literature 3), a plurality of ink ejection ports 341 that eject recording liquid, and each ink ejection A recording head including a liquid path 342 communicating with an outlet 341 and arranged in parallel is disclosed. In addition, the ink jet recording head absorbs the common liquid chamber 354 for supplying the recording liquid to the liquid passages 342 arranged in parallel and the pressure fluctuation generated in the common liquid chamber 354 when the recording liquid is discharged through the opening 313. And air holding chambers 304 and 314 having possible gas-liquid interfaces. Each liquid path 342 has a discharge energy generating means for forming flying droplets. The air holding chambers 304 and 314 have openings 313 at positions facing the respective liquid paths 342 arranged in parallel in the common liquid chamber 354. The ink jet recording head can obtain a stable refill by the early return of the meniscus.

（３）特許文献４には、図１１（特許文献４における図１１に相当する）に示すように、インクを吐出する記録素子基板４０１と、この記録素子基板４０１を支持する支持部材４０２とを備える記録ヘッドが開示されている。記録素子基板４０１は、インクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子４１３が設けられた基体と、吐出口４１１が設けられた吐出口プレート４１４とを有している。基体上には、インクを吐出する吐出口４１１が、エネルギー発生素子４１３に対向する位置に配置されている。 (3) In Patent Document 4, as shown in FIG. 11 (corresponding to FIG. 11 in Patent Document 4), a recording element substrate 401 that ejects ink and a support member 402 that supports the recording element substrate 401 are provided. A recording head is disclosed. The recording element substrate 401 includes a base provided with an energy generating element 413 that generates energy for discharging ink, and an ejection port plate 414 provided with an ejection port 411. On the substrate, an ejection port 411 for ejecting ink is disposed at a position facing the energy generating element 413.

そして、従来の記録ヘッドには、記録素子基板４０１の吐出口４１１ヘインクを供給するためのインク供給路４０６と、このインク供給路４０６と連通路室４０９ａ，４０９ｂを介して連通されて、空気が存在する空気室４０７ａ，４０７ｂとが設けられている。空気室４０７ａ、４０７ｂは、少なくとも一部の内壁面が支持部材４０２によって形成されている。この記録ヘッドによれば、記録ヘッドにおける吐出口の高マルチ化に特有のインクリフィルに関わる圧力変動などの問題を解消して、特に優れた高速な応答特性が得られている。
特許第２７６３３６４号公報特開平０７−１４８９２４号公報特開平０８−３００６５５号公報特開２００１−１３０００４号公報 The conventional recording head communicates with an ink supply path 406 for supplying ink to the ejection port 411 of the recording element substrate 401, and the ink supply path 406 via the communication path chambers 409a and 409b. Existing air chambers 407a and 407b are provided. In the air chambers 407 a and 407 b, at least a part of the inner wall surface is formed by the support member 402. According to this recording head, problems such as pressure fluctuations related to ink refill, which are peculiar to the increase in the number of discharge ports in the recording head, are solved, and particularly excellent high-speed response characteristics are obtained.
Japanese Patent No. 2763364 Japanese Patent Laid-Open No. 07-148924 Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-300655 JP 2001-130004 A

上述した特許文献１ないし４に開示された構成には、以下の問題点がある。 The configurations disclosed in Patent Documents 1 to 4 described above have the following problems.

（１）上述の特許文献１，２の構成は、各々のブロック内の単位で考えたとき、インクの種類によっては、圧力変動によって発生するメニスカスの安定化に比較的長い時間を要する場合がある。このため、インク液滴が微細化され、より一層の高速な応答特性が要求されるに至り、これらの圧力変動を吸収することが非常に困難になってきている。 (1) The configurations of the above-mentioned Patent Documents 1 and 2 may require a relatively long time to stabilize the meniscus generated by pressure fluctuation depending on the type of ink when considered in units in each block. . For this reason, ink droplets have been miniaturized, and even faster response characteristics have been required, making it very difficult to absorb these pressure fluctuations.

（２）特許文献３の構成では、記録ヘッドを製造する際に、Ｓｉウエハー上にパターンを幾重にも形成する必要がある。したがって、各々のインク流路毎に空気室の開口と空気保持室が設けられ、より一層高い解像度を達成するための高密度なインク流路を形成するには構造が複雑となり、１つの記録ヘッド当たりの面積が増えて、記録ヘッドの製造コストが上昇してしまう。 (2) In the configuration of Patent Document 3, it is necessary to form multiple patterns on the Si wafer when manufacturing the recording head. Accordingly, an air chamber opening and an air holding chamber are provided for each ink flow path, and the structure becomes complicated in order to form a high-density ink flow path for achieving higher resolution. The area per hit increases and the manufacturing cost of the recording head increases.

（３）特許文献４の構成では、記録素子基板と支持部材の接合箇所に空気室が設けられている。このため、記録ヘッドの小型化や製造コストの削減のために記録素子基板を小さくした場合、共通液室内の圧力変動を吸収するために必要とされる空気室の大きさが確保できなくなるおそれがある。また、この場合、空気室内の空気が断熱層になり、記録ヘッドの駆動時に記録素子基板から発生する熱が効率良く支持部材に伝導されなくなることで、インク吐出の高速駆動に支障をきたすおそれがある。 (3) In the configuration of Patent Document 4, an air chamber is provided at the joint between the recording element substrate and the support member. For this reason, if the recording element substrate is made small in order to reduce the size of the recording head or reduce the manufacturing cost, there is a possibility that the size of the air chamber required to absorb the pressure fluctuation in the common liquid chamber cannot be secured. is there. Also, in this case, the air in the air chamber becomes a heat insulating layer, and heat generated from the recording element substrate during driving of the recording head is not efficiently conducted to the support member, which may hinder high-speed driving of ink ejection. is there.

そこで、本発明は、比較的高品位で高速記録が可能なインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。また、本発明は、装置全体の小型化および製造コストの低減が図られたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an inkjet recording head capable of high-speed recording with relatively high quality. Another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus in which the entire apparatus is reduced in size and manufacturing cost is reduced.

上述した目的を達成するため、本発明に係るインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出する吐出口に対応して、インクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生手段がそれぞれ設けられた複数のインク流路に連通された共通液室を備え、複数のエネルギー発生手段をブロック単位毎に時分割して駆動する。そして、共通液室には、ブロック単位毎に、連通路と、この連通路に連通されインクの吐出時に共通液室に発生する圧力変動を、連通路を介して吸収可能な気液界面を有する気体保持室とが連通されている。 In order to achieve the above-described object, the ink jet recording head according to the present invention includes a plurality of ink flow streams each provided with energy generating means for generating energy for ejecting ink corresponding to the ejection port for ejecting ink. A common liquid chamber communicated with the path is provided, and a plurality of energy generating means are driven in a time-sharing manner for each block unit. The common liquid chamber has, for each block unit, a communication path and a gas-liquid interface that is connected to the communication path and can absorb the pressure fluctuation generated in the common liquid chamber when ink is ejected through the communication path. The gas holding chamber is in communication.

本発明によれば、比較的高品位で高速記録を実現することができる。また、本発明によれば、装置全体の小型化および製造コストの低減を図ることができる。 According to the present invention, high-speed recording can be realized with relatively high quality. Further, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the entire apparatus and reduce the manufacturing cost.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（第１の実施形態）
図１〜図５は、第１の実施形態を説明するための図である。図１は、記録ヘッドを示す斜視図である。図２は、図１における記録ヘッドを矢印Ｃ方向から示す平面図である。図３に、図１における記録ヘッドのＡ−Ａ断面図を示し、図４に、図１における記録ヘッドのＢ−Ｂ断面図を示す。そして、本発明の特徴を最もよく表す図５は、図２中におけるＤ部分の部分詳細図である。 (First embodiment)
1-5 is a figure for demonstrating 1st Embodiment. FIG. 1 is a perspective view showing a recording head. FIG. 2 is a plan view showing the recording head in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the recording head in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of the recording head in FIG. FIG. 5 that best represents the characteristics of the present invention is a partial detail view of a portion D in FIG.

図１に示すように、本実施形態のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するインク吐出基板Ｈ１１００と、このインク吐出基板Ｈ１１００を支持する立体配線（積層配線）付き支持部材Ｈ１２００とを備えている。 As shown in FIG. 1, the ink jet recording head of this embodiment includes an ink discharge substrate H1100 that discharges ink, and a support member H1200 with a three-dimensional wiring (laminated wiring) that supports the ink discharge substrate H1100.

インク吐出基板Ｈ１１００には、インクを吐出する吐出口Ｈ１１０３と、インクを吐出するためのエネルギーを発生するエネルギー発生体（不図示）とを有する複数のインク流路（ノズル）Ｈ１１０２を備えている。また、インク吐出基板Ｈ１１００には、複数のインク流路Ｈ１１０２が配列されたノズル列を有しており、各インク流路Ｈ１１０２にインクを供給するための共通液室としてのインク供給口Ｈ１１０７が設けられている。また、インク吐出基板Ｈ１１００には、図１に示すように、各吐出エネルギー発生体と電気的に接続される第１の電極端子Ｈ１２１１が設けられている。 The ink ejection substrate H1100 includes a plurality of ink flow paths (nozzles) H1102 having ejection ports H1103 that eject ink and energy generators (not shown) that generate energy for ejecting ink. The ink ejection substrate H1100 has a nozzle row in which a plurality of ink flow paths H1102 are arranged, and an ink supply port H1107 is provided as a common liquid chamber for supplying ink to each ink flow path H1102. It has been. Further, as shown in FIG. 1, the ink discharge substrate H1100 is provided with a first electrode terminal H1211 that is electrically connected to each discharge energy generator.

また、立体配線付き支持部材Ｈ１２００には、インク吐出基板Ｈ１１００が実装された支持面側の反対側に、インクを供給するためのインク供給部材（不図示）が接着剤で接合されている。 In addition, an ink supply member (not shown) for supplying ink is bonded to the support member H1200 with three-dimensional wiring on the opposite side of the support surface side on which the ink discharge substrate H1100 is mounted with an adhesive.

また、図４に示すように、支持部材Ｈ１２００には、インク吐出基板Ｈ１１００を支持する支持面に、第１の電極端子Ｈ１２１１と電気的に接続される第２の電極端子Ｈ１２１２が設けられている。支持部材Ｈ１２００は、内部導体配線Ｈ１２０４およびスルーホール（不図示）を有する複数のシート材が積層されてなる。そして、支持部材Ｈ１２００の内部には、内部導体配線Ｈ１２０４およびスルーホールによって、第２の電極端子Ｈ１２１２と電気的に接続される立体配線が形成されている。第２の電極端子Ｈ１２１２は、封止剤Ｈ１２１０で覆われて封止されている。 As shown in FIG. 4, the support member H1200 is provided with a second electrode terminal H1212 that is electrically connected to the first electrode terminal H1211 on a support surface that supports the ink ejection substrate H1100. . The support member H1200 is formed by laminating a plurality of sheet materials having internal conductor wiring H1204 and through holes (not shown). A solid wiring that is electrically connected to the second electrode terminal H1212 is formed inside the support member H1200 by the internal conductor wiring H1204 and the through hole. The second electrode terminal H1212 is covered and sealed with a sealing agent H1210.

また、支持部材Ｈ１２００には、インク吐出基板Ｈ１１００のインク供給口Ｈ１１０７にインクを供給するためのインク供給穴Ｈ１２０９が設けられている。このインク供給穴Ｈ１２０９は、支持部材Ｈ１２００の支持面から、この支持面の反対側の面に向かって、貫通されて設けられている。なお、図示しないが、インク供給穴Ｈ１２０９は、支持面から支持部材Ｈ１２００の側面に向かって断面略Ｌ字状をなして貫通されて設けられてもよい。 The support member H1200 is provided with an ink supply hole H1209 for supplying ink to the ink supply port H1107 of the ink discharge substrate H1100. The ink supply hole H1209 is provided penetrating from the support surface of the support member H1200 toward the surface opposite to the support surface. Although not shown, the ink supply hole H1209 may be provided so as to penetrate from the support surface to the side surface of the support member H1200 with a substantially L-shaped cross section.

図２および図３に示すように、立体配線付き支持部材Ｈ１２００のインク供給穴Ｈ１２０９内の側面には、インク吐出基板Ｈ１１００の近傍に、インク供給穴Ｈ１２０９に連通された連通路Ｈ１２１７が設けられている。また、この連通路Ｈ１２１７には、微細貫通孔Ｈ１２１６が連通されており、この微細貫通孔Ｈ１２１６を介してインクの吐出時にインク供給口Ｈ１１０７（共通液室）に発生する圧力変動を吸収可能な気液界面を有する気体保持室Ｈ１２１５に連通されている。気体保持室Ｈ１２１５内には、インク供給穴Ｈ１２０９に供給されたインクと空気との気液界面が形成されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, a communication path H1217 communicating with the ink supply hole H1209 is provided in the vicinity of the ink discharge substrate H1100 on the side surface in the ink supply hole H1209 of the support member H1200 with three-dimensional wiring. Yes. In addition, a fine through hole H1216 communicates with the communication path H1217, and an air that can absorb pressure fluctuations generated in the ink supply port H1107 (common liquid chamber) when ink is ejected through the fine through hole H1216. It communicates with a gas holding chamber H1215 having a liquid interface. In the gas holding chamber H1215, a gas-liquid interface between the ink supplied to the ink supply hole H1209 and air is formed.

微細貫通孔Ｈ１２１６は、インク供給穴Ｈ１２０９の長手方向と平行に延ばされて、連通路Ｈ１２１７および気体保持室Ｈ１２１５に連通されて設けられている。さらに、図４に示すように、支持部材Ｈ１２００には、各インク流路Ｈ１１０２のエネルギー発生体が時分割して駆動されるブロック単位毎に、連通路Ｈ１２１７、微細貫通孔Ｈ１２１６および気体保持室Ｈ１２１５がそれぞれ設けられている。 The fine through hole H1216 extends in parallel with the longitudinal direction of the ink supply hole H1209, and is provided in communication with the communication path H1217 and the gas holding chamber H1215. Further, as shown in FIG. 4, the support member H1200 includes a communication path H1217, a fine through hole H1216, and a gas holding chamber H1215 for each block unit in which the energy generators of the ink flow paths H1102 are driven in a time-sharing manner. Are provided.

このように、支持部材Ｈ１２００のインク供給穴Ｈ１２０９に、連通路Ｈ１２１７、微細貫通孔Ｈ１２１６、気体保持室Ｈ１２１５が連通される構造は、セラミックグリーンシート法によって形成されている。すなわち、プレス成形型などで成形された平面状の流路が形成された複数のシート材を積層することで、３次元形状の流路が立体的に形成される。本実施形態では、図５に示すように、千鳥状に位置をずらして配置された吐出口Ｈ１１０３からなる２列のノズル列の片側１６個のノズル分を１つのブロック単位として時分割された構成における各気体保持室Ｈ１２１５の配置を示している。 As described above, the structure in which the communication path H1217, the fine through hole H1216, and the gas holding chamber H1215 are communicated with the ink supply hole H1209 of the support member H1200 is formed by the ceramic green sheet method. That is, a three-dimensional flow path is three-dimensionally formed by laminating a plurality of sheet materials formed with a flat flow path formed by a press mold or the like. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, a configuration in which 16 nozzles on one side of two nozzle rows composed of ejection ports H1103 arranged in a staggered manner are arranged in a time-division manner as one block unit. The arrangement | positioning of each gas holding chamber H1215 in is shown.

本実施形態の記録ヘッドによれば、時分割して駆動されるブロック単位毎に気体保持室Ｈ１２１５がそれぞれ配置されることで、時分割された各ブロック単位内での圧力変動によって発生するメニスカスの安定化に要する時間を大幅に短縮することができる。このため、本実施形態の記録ヘッドによれば、高速な優れた応答特性を得ることができる。また、本実施形態の記録ヘッドによれば、装置全体の小型化および製造コストの低減を図ることが可能になる。 According to the recording head of the present embodiment, the gas holding chamber H1215 is arranged for each block unit that is driven in a time-sharing manner, so that meniscus generated by pressure fluctuations in each time-divided block unit can be obtained. The time required for stabilization can be greatly reduced. For this reason, according to the recording head of the present embodiment, high-speed excellent response characteristics can be obtained. Further, according to the recording head of this embodiment, it is possible to reduce the size of the entire apparatus and reduce the manufacturing cost.

（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態の記録ヘッドを説明するための平面図である。本実施形態は、図５に示した共通液室としてのインク供給口Ｈ１１０７を、２つずつ対向する合計４つのインク流路（ノズル）Ｈ１１０２毎に１つの共通インク供給口Ｈ１１０８を有するように分割した構成である。 (Second Embodiment)
FIG. 6 is a plan view for explaining the recording head of the second embodiment. In the present embodiment, the ink supply port H1107 as the common liquid chamber shown in FIG. 5 is divided so as to have one common ink supply port H1108 for every four ink flow paths (nozzles) H1102 facing each other. This is the configuration.

支持部材Ｈ１２００には、インク吐出基板Ｈ１１００の各々の共通インク供給口Ｈ１１０８に対応して、インク供給穴Ｈ１２０９の側面に連通路Ｈ１２１７が設けられ、連通路Ｈ１２１７から微細貫通孔Ｈ１２１６を介して気体保持室Ｈ１２１５に連通されている。 The support member H1200 is provided with a communication path H1217 on the side surface of the ink supply hole H1209 corresponding to each common ink supply port H1108 of the ink discharge substrate H1100, and gas is held from the communication path H1217 through the fine through hole H1216. It communicates with the chamber H1215.

本実施形態によれば、第１の実施形態の構成に比べて、更に細かく分割されたブロック単位毎に、気体保持室Ｈ１２１５がそれぞれ設けられている。したがって、本実施形態によれば、より一層細分化されたブロック単位毎に、共通インク供給口Ｈ１１０８内で圧力変動によって発生するメニスカスの安定化に要する時間を大幅に短縮することが可能になる。したがって、本実施形態によれば、更に高速な優れた応答特性を得ることができる。 According to the present embodiment, the gas holding chamber H1215 is provided for each block unit that is further finely divided as compared with the configuration of the first embodiment. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to significantly reduce the time required to stabilize the meniscus generated by pressure fluctuation in the common ink supply port H1108 for each further subdivided block unit. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain excellent response characteristics at a higher speed.

以上、本実施形態は、インク吐出基板Ｈ１１００のインク流路Ｈ１１０２近傍に位置して、気体保持室Ｈ１２１５が設けられた支持部材Ｈ１２００を備えることで、圧力変動で生じるメニスカスの安定化に要する時間を、更に大幅に短縮することが可能になる。このため、本実施形態によれば、高速な優れた応答特性が得られる。さらに、本実施形態は、支持部材Ｈ１２００内に気体保持室Ｈ１２１５が設けられることで、製造コストの低減が図られる。 As described above, the present embodiment includes the support member H1200 provided with the gas holding chamber H1215 in the vicinity of the ink flow path H1102 of the ink discharge substrate H1100, so that the time required for stabilizing the meniscus caused by the pressure fluctuation is increased. In addition, it is possible to further shorten the time. For this reason, according to this embodiment, a high-speed excellent response characteristic can be obtained. Furthermore, this embodiment can reduce the manufacturing cost by providing the gas holding chamber H1215 in the support member H1200.

なお、本発明は、記録装置として一般的なプリント装置の他、例えば、複写機、情報通信部を有するファクシミリ、プリント部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには、各種処理装置と複合的に組み合わされた産業用記録装置等に用いられて好適である。 The present invention is combined with a general printing apparatus as a recording apparatus, for example, a copying machine, a facsimile having an information communication section, a word processor having a printing section, and various processing apparatuses. It is suitable for use in industrial recording devices.

第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドを示す斜視図である。1 is a perspective view illustrating an ink jet recording head according to a first embodiment. 第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドが備える支持部材を示す平面図である。It is a top view which shows the supporting member with which the inkjet recording head of 1st Embodiment is provided. 第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inkjet recording head of 1st Embodiment. 第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inkjet recording head of 1st Embodiment. 図４におけるＤ部分を示す平面図である。It is a top view which shows D section in FIG. 第２の実施形態のインクジェット記録ヘッドを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the inkjet recording head of 2nd Embodiment. 従来のインクジェット記録装置における駆動タイミングを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the drive timing in the conventional inkjet recording device. 従来のインクジェット記録ヘッドの一例の構造を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of an example of the conventional inkjet recording head. 従来のインクジェット記録ヘッドの共通液室を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the common liquid chamber of the conventional inkjet recording head. 従来のインクジェット記録ヘッドの構成を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the conventional inkjet recording head. 従来のインクジェット記録ヘッドの要部の構造を説明するための断面図である。It is sectional drawing for demonstrating the structure of the principal part of the conventional inkjet recording head.

Explanation of symbols

Ｈ１１００インク吐出基板
Ｈ１１０２インク流路
Ｈ１１０３吐出口
Ｈ１１０７インク供給口
Ｈ１２００立体配線付き支持部材
Ｈ１２０４内部導体配線
Ｈ１２０９インク供給穴
Ｈ１２１５気体保持室
Ｈ１２１６微細貫通孔
Ｈ１２１７連通路 H1100 Ink discharge substrate H1102 Ink flow path H1103 Discharge port H1107 Ink supply port H1200 Support member with three-dimensional wiring H1204 Internal conductor wiring H1209 Ink supply hole H1215 Gas holding chamber H1216 Fine through hole H1217 Communication path

Claims

A plurality of the energy generating means, each having a common liquid chamber communicated with a plurality of ink flow paths provided with energy generating means for generating energy for discharging ink corresponding to the discharge ports for discharging the ink; In an ink jet recording head that is driven by time division for each block unit,
The common liquid chamber has, for each block unit, a communication path and a gas-liquid interface that is connected to the communication path and can absorb the pressure fluctuation generated in the common liquid chamber when ink is ejected through the communication path. An ink jet recording head, wherein the gas holding chamber is in communication.

An ink ejection substrate having the ejection port, the ejection energy generation means, an ink supply port for supplying ink to the ejection port, and a first electrode terminal electrically connected to the ejection energy generation means When,
A support surface for supporting the ink discharge substrate; a second electrode terminal provided on the support surface and electrically connected to the first electrode terminal; and an ink supply for supplying ink to the ink discharge substrate A support member having a hole,
The support member is formed by laminating a plurality of sheet materials having a conductor wiring and a through hole, and is electrically connected to the second electrode terminal inside the support member by the conductor wiring and the through hole. An inkjet recording head in which a three-dimensional wiring is formed,
An ink supply that supplies ink to the support member from the support surface to the ink supply port of the ink ejection substrate from the support surface toward a surface opposite to the support surface or a side surface orthogonal to the support surface. A hole is provided through,
The inkjet recording head according to claim 1, wherein the communication path and the gas holding chamber are provided for each block unit on a side surface of the ink supply hole.

The support member is formed with a through hole extending in parallel with the ink supply hole,
The inkjet recording head according to claim 2, wherein the gas holding chamber communicates with the communication path through the through hole.

An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1 and performing recording by discharging a recording liquid onto a recording material.