JPH06143579A - Ink jet recording head - Google Patents
Ink jet recording headInfo
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- JPH06143579A JPH06143579A JP32725492A JP32725492A JPH06143579A JP H06143579 A JPH06143579 A JP H06143579A JP 32725492 A JP32725492 A JP 32725492A JP 32725492 A JP32725492 A JP 32725492A JP H06143579 A JPH06143579 A JP H06143579A
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- JP
- Japan
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- channel
- ink
- recording head
- recess
- ink reservoir
- Prior art date
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- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ヒーターの発熱により
発生する蒸気バブルの圧力によってインク滴をノズルか
ら噴射して記録を行なうインクジェット記録ヘッドに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for recording by ejecting ink droplets from nozzles by the pressure of vapor bubbles generated by heat generated by a heater.
【0002】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録方式は、高速記録が
可能であり、記録の際に発生する騒音がほとんどなく、
普通紙に直接印字でき、定着処理等を必要としないた
め、装置の小型化が図れるという点で注目を集めてい
る。2. Description of the Related Art The ink jet recording system is capable of high-speed recording and produces almost no noise during recording.
Since it can print directly on plain paper and does not require fixing processing, it is drawing attention because it can be downsized.
【0003】特開昭61−230954号公報に記載さ
れたインクジェット記録ヘッドの作成技術は、Siウェ
ハの異方性エッチングにより、インクを吐出するノズル
を構成するチャネル部と、外部からチャネル部へのイン
ク供給を行なうインクリザーバ部とが作成される。この
ウェハは、チャネルウェハと呼ばれているものである。
Siウェハの異方性エッチング技術は、結晶面の違いに
より、エッチング速度が異なることを利用するもので、
特に、{111}結晶面のエッチング速度が他の結晶面
に比較して非常に遅いことを利用したものが一般的であ
る。(100)結晶面を表面に持つシリコン基板を用い
た場合、開口部が正方形もしくは長方形のパターンは、
非常に精度良く形成でき、これを連結した形状では、連
結部分の精度が落ちることが知られている。従って、チ
ャネルウェハにおいては、図6にその要部を斜視図に示
すように、異方性エッチングによって形成されるチャネ
ル溝3とインクリザーバ4とは分離したパターンで形成
され、その中間には未エッチング部6が残る。従って、
チャネル溝3とインクリザーバ4とを連結する流路を形
成する必要がある。The technique for producing an ink jet recording head described in Japanese Patent Laid-Open No. 61-230954 discloses a channel portion which constitutes a nozzle for ejecting ink and a channel portion from the outside to the channel portion by anisotropic etching of a Si wafer. An ink reservoir portion that supplies ink is created. This wafer is called a channel wafer.
The anisotropic etching technology for Si wafers utilizes the fact that the etching rate differs depending on the crystal plane.
In particular, it is general to utilize the fact that the etching rate of the {111} crystal plane is very slow compared to other crystal planes. When a silicon substrate having a (100) crystal face on the surface is used, a pattern with square or rectangular openings is
It is known that they can be formed with extremely high precision, and that the shape of connecting them deteriorates the accuracy of the connecting portion. Therefore, in the channel wafer, as shown in the perspective view of the main part of FIG. 6, the channel groove 3 formed by anisotropic etching and the ink reservoir 4 are formed in a separated pattern, and the pattern is not formed in the middle. The etching part 6 remains. Therefore,
It is necessary to form a flow path that connects the channel groove 3 and the ink reservoir 4.
【0004】図5は、従来のサーマルインクジェット記
録ヘッドの一例を示すもので、(A)図はチャネル溝の
軸方向に垂直に切った断面図、(B)図は(A)図のB
−Bで切った平面図である。図中、1はチャネル基板、
2はヒーター基板、3はチャネル溝、4はインクリザー
バ、5はノズル、6は未エッチング部、7はヒーター、
8は絶縁層、9は厚膜樹脂層、10は第1の凹部、11
は第2の凹部、12は隔壁、13はインク滴、14は記
録媒体である。この記録ヘッドにおいては、上述したチ
ャネル溝とインクリザーバを連結する流路は、全てのチ
ャネル溝に接続した細長の1つの凹部を形成し、これに
よってインクリザーバと各チャネル溝とを接続してい
る。FIG. 5 shows an example of a conventional thermal ink jet recording head. FIG. 5A is a sectional view taken perpendicularly to the axial direction of the channel groove, and FIG. 5B is a sectional view of FIG.
It is the top view cut by -B. In the figure, 1 is a channel substrate,
2 is a heater substrate, 3 is a channel groove, 4 is an ink reservoir, 5 is a nozzle, 6 is an unetched portion, 7 is a heater,
8 is an insulating layer, 9 is a thick film resin layer, 10 is a first concave portion, 11
Is a second concave portion, 12 is a partition wall, 13 is an ink droplet, and 14 is a recording medium. In this recording head, the flow path connecting the above-mentioned channel groove and the ink reservoir forms one elongated recess connected to all the channel grooves, thereby connecting the ink reservoir and each channel groove. .
【0005】チャネル基板1には、異方性エッチングに
より、チャネル溝3とインクリザーバ4が形成され、チ
ャネル溝3の開口部がノズル1となっている。ヒーター
基板2には、ヒーター7が形成され、ヒーター7に駆動
電流を供給するための電極、保護膜等が形成されている
が、これらの詳細は図示を省略した。また、ヒーター基
板には、絶縁層8、厚膜樹脂層9が形成されている。こ
れら2枚の基板が接合されて個々のヘッドチップに切断
分離され、記録ヘッドが作成される。A channel groove 3 and an ink reservoir 4 are formed in the channel substrate 1 by anisotropic etching, and the opening of the channel groove 3 serves as a nozzle 1. A heater 7 is formed on the heater substrate 2, and an electrode for supplying a drive current to the heater 7, a protective film, etc. are formed, but details of these are omitted. Further, an insulating layer 8 and a thick film resin layer 9 are formed on the heater substrate. These two substrates are joined and cut and separated into individual head chips to form a recording head.
【0006】第1の凹部10は、ピットと呼ばれるもの
で、絶縁層8および厚膜樹脂層9をパターニングして形
成され、ヒーター7上で発生したバブルの横方向への成
長を抑制し、バブルのノズル5からの逸脱や、空気の吸
い込みの防止を図るものである。また、第2の凹部11
は、絶縁層8の下に配置されている配線や駆動回路(図
示せず)等をインクの侵入から守るために、絶縁層8を
底部に残し、チャネル基板1の未エッチング部6に対応
した位置に厚膜樹脂層9をパターニングして形成されて
いる。The first recess 10 is called a pit and is formed by patterning the insulating layer 8 and the thick film resin layer 9 to suppress the lateral growth of bubbles generated on the heater 7, It is intended to prevent deviation of the nozzle from the nozzle 5 and suction of air. In addition, the second recess 11
Corresponds to the unetched portion 6 of the channel substrate 1 by leaving the insulating layer 8 at the bottom in order to protect the wiring, the driving circuit (not shown) and the like arranged under the insulating layer 8 from the invasion of the ink. The thick film resin layer 9 is formed at a position by patterning.
【0007】ところで、インクジェット記録装置に使用
されるインクは、その製造過程において濾過工程を経
る。また、インクカートリッジへのインク充填作業も極
めて清潔な環境で行なわれるため、記録ヘッドのチャネ
ル部につまるような、数十ミクロン程度の大きさのゴミ
や粒子は、通常、インクには含まれていない。しかし、
インクカートリッジを記録装置に充填する過程におい
て、インクカートリッジと記録ヘッドを連結するジョイ
ント部分から、ゴミがインクに混入し、記録ヘッドのイ
ンク流路に入り込むことがある。By the way, the ink used in the ink jet recording apparatus undergoes a filtration step in its manufacturing process. Further, since the ink filling operation into the ink cartridge is also performed in an extremely clean environment, dust or particles of a size of about several tens of microns, which clogging the channel portion of the recording head, are usually contained in the ink. Absent. But,
In the process of filling the recording apparatus with the ink cartridge, dust may mix into the ink from the joint portion that connects the ink cartridge and the recording head and enter the ink flow path of the recording head.
【0008】また、ヘッドチップを切断分離する過程
や、分離されたヘッドチップを、プリント基板やヒート
シンク等と一緒に記録ヘッドとして組み立てる過程にお
いて、ゴミ等がインクリザーバ内に残留することがあ
る。この場合、インクリザーバの開口部は充分大きいの
で、数十ミクロン程度のゴミは通過するが、チャネル部
とインクリザーバを連結する第2の凹部は、凹部を形成
する厚膜樹脂層の厚みをあまり厚くできないので、チャ
ネル基板の未エッチング部6に対応する部分の流路断面
積が小さく、このためゴミが停滞し、チャネルへのイン
ク供給を妨げることがある。Also, dust or the like may remain in the ink reservoir during the process of cutting and separating the head chip or the process of assembling the separated head chip together with the printed circuit board, the heat sink, etc. as a recording head. In this case, since the opening of the ink reservoir is large enough to allow dust of about several tens of microns to pass therethrough, the second recess connecting the channel and the ink reservoir has a thickness of the thick film resin layer that forms the recess too much. Since the thickness cannot be increased, the flow path cross-sectional area of the portion corresponding to the unetched portion 6 of the channel substrate is small, which may cause dust to stagnate and hinder the ink supply to the channel.
【0009】図5に示すように、全てのチャネル溝に共
通の第2の凹部を連結させた構成を有する記録ヘッドで
は、この第2の凹部にゴミが入り、停滞しても、第2の
凹部はノズル配列方向に広がっているので、停滞してい
るゴミの隣接部よりインクが回り込んで供給されること
により、インクの噴射異常を少なくしている。しかし、
ゴミが第2の凹部内をノズル配列方向に移動できるの
で、複数のノズルにわたり供給不足を起こす可能性があ
る。そのため、噴射異常を起こすノズルが移動し、印字
幅にわたって画像の劣化が生じたり、特定の場所にゴミ
が集中し、大きな印字抜けを起こすことがある。As shown in FIG. 5, in a recording head having a structure in which a common second recess is connected to all channel grooves, even if dust enters the second recess and becomes stagnant, the second recess Since the concave portion is widened in the nozzle arrangement direction, the ink jet abnormality is reduced by the ink flowing around from the adjacent portion of the stagnant dust to be supplied. But,
Since dust can move in the nozzle arrangement direction in the second recess, there is a possibility that supply shortage will occur over a plurality of nozzles. Therefore, the nozzle causing the ejection abnormality may move, image deterioration may occur over the print width, or dust may be concentrated at a specific place, resulting in a large print omission.
【0010】プリントヘッドへのゴミの混入を防止する
ヘッド構造として、インクリザーバの開口部に外部から
フィルタを装着する構造が考えられている。しかし、こ
の構造はフィルタをヘッドチップに装着する工程が新た
に加わるため、製造コストが高くなる。また、組立工程
でリザーバ部に残ったゴミを除去することはできない。As a head structure for preventing dust from entering the print head, a structure in which a filter is externally attached to the opening of the ink reservoir is considered. However, this structure adds a step of mounting the filter to the head chip, which increases the manufacturing cost. Further, it is not possible to remove dust remaining in the reservoir during the assembly process.
【0011】[0011]
【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、製造コストを高くせずに流
路へのゴミの混入を防ぎ、ゴミのつまりによる噴射異常
を防止することのできる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ものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and prevents dust from being mixed in a flow path without increasing manufacturing cost, and prevents injection abnormality due to clogging of dust. It is an object of the present invention to provide an ink jet recording head that can be used.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は、異方性エッチ
ングによって複数のチャネル部とインクリザーバ部とが
形成された第1の基板と、前記チャネル部に対応した複
数のヒーターを有する基板上に厚膜絶縁層を有し、該厚
膜絶縁層にヒーターが配置された第1の凹部と前記チャ
ネル部とインクリザーバ部とを連結する第2の凹部とが
形成された第2の基板とを接合してなるインクジェット
記録ヘッドにおいて、請求項1に記載の発明において
は、第2の凹部のチャネル側ないしは中間部の一部が互
いに連結され、インクリザーバ側はそれぞれ分割されて
いることを特徴とするものであり、請求項2に記載の発
明においては、同じタイミングで電圧パルスが印加され
る複数のヒーターに対応する第2の凹部のチャネル側な
いしは中間部の一部が互いに連結され、インクリザーバ
側はそれぞれ分割されていることを特徴とするものであ
る。According to the present invention, there is provided a first substrate having a plurality of channel portions and an ink reservoir portion formed by anisotropic etching, and a substrate having a plurality of heaters corresponding to the channel portions. A second substrate having a thick film insulating layer on the thick film insulating layer, and having a first recess in which a heater is arranged and a second recess for connecting the channel part and the ink reservoir part to each other; In the invention according to claim 1, in the ink jet recording head formed by joining the parts, the channel side or the middle part of the second recess is connected to each other, and the ink reservoir side is divided respectively. In the invention according to claim 2, a part of the channel side or the intermediate part of the second concave portion corresponding to the plurality of heaters to which the voltage pulse is applied at the same timing is provided. Are connected to each other, it is characterized in that the ink reservoir side is divided respectively.
【0013】[0013]
【作用】本発明によれば、チャネル溝とインクリザーバ
を連結する第2の凹部のチャネル側ないしは中間部の一
部が互いに連結され、インクリザーバ側はそれぞれ分割
されているので、インクリザーバ側の流路断面積が小さ
くなり、ゴミがインクリザーバから侵入した場合でも、
この部分でゴミをトラップすることができる。ここにゴ
ミが詰まっても、隣接する個別の凹部からチャネル側な
いしは中間部の連結された凹部にインクが供給され、こ
こからヒーターが配置された各チャネル溝にインクが供
給されるので、インクの供給不足による噴射異常を防止
することができる。また、ゴミはインクリザーバ側のそ
れぞれの凹部で停滞し、他の部分へ移動することはな
く、特定の場所にゴミが集中し、大きな印字抜けを起こ
すということもない。According to the present invention, a part of the channel side or the middle part of the second concave portion connecting the channel groove and the ink reservoir is connected to each other, and the ink reservoir side is divided respectively. Even if dust enters from the ink reservoir due to the smaller flow passage cross-sectional area,
Dust can be trapped in this part. Even if dust is clogged here, ink is supplied from the adjacent individual recesses to the connected recesses on the channel side or in the middle part, and from this, ink is supplied to each channel groove in which the heater is arranged. It is possible to prevent abnormal injection due to insufficient supply. In addition, dust does not stay in each recess on the ink reservoir side, does not move to other portions, and dust does not concentrate at a specific place, resulting in large print omission.
【0014】さらに、共通に連結された第2の凹部から
ヒーター部へのインク供給性を向上させるため、第1の
凹部から第2の凹部に至る距離を短くし、流路抵抗を減
少させた構造も考えられる。このようにすると、発生し
た圧力パルスが連結された第2の凹部を経て他の流路へ
伝搬することがある。これは隣接する複数のヒーターを
1ブロックとし、この1ブロックを1単位として同一の
タイミングで電圧パルスを印加し、印加するブロックを
順次ずらしながら噴射するインクジェット記録ヘッドに
おいては、このブロックと異なるタイミングで噴射され
る他のブロックへ圧力パルスが伝搬するため、特に、噴
射状態に影響を及ぼすことがある。これを防止するた
め、同一タイミングで電圧パルスが印加されるブロック
内の隣接する第2の凹部ごとに、ノズル側あるいは中央
部を互いに連結し、インクリザーバ側それぞれ分割して
おく。この構造においても、第2の凹部のインクリザー
バ側の分割された部分にゴミはトラップされ、特定の場
所にゴミが集中することはないし、また、インクは隣接
する個別の凹部からノズル側の連結された部分を介して
インクが供給されるので、インクの供給不足による噴射
異常を防止することができる。Further, in order to improve the ink supply property from the commonly connected second concave portion to the heater portion, the distance from the first concave portion to the second concave portion is shortened and the flow path resistance is reduced. The structure is also conceivable. In this case, the generated pressure pulse may propagate to another flow path via the connected second recess. In an ink jet recording head in which a plurality of adjacent heaters are set as one block, voltage pulses are applied at the same timing with one block as one unit, and the blocks to be applied are sequentially shifted and ejected, the timing is different from this block. The propagation of the pressure pulse to the other blocks to be jetted can, in particular, affect the jetting state. In order to prevent this, the nozzle side or the central part is connected to each other and the ink reservoir side is divided for each adjacent second concave portion in the block to which the voltage pulse is applied at the same timing. Also in this structure, dust is trapped in the divided portion of the second recess on the ink reservoir side, and the dust does not concentrate at a specific place. Further, ink is connected from the adjacent individual recesses to the nozzle side. Since the ink is supplied through the formed portion, it is possible to prevent the ejection abnormality due to the insufficient supply of the ink.
【0015】[0015]
【実施例】図1は、本発明のインクジェット記録ヘッド
の第1の実施例を示すもので、図1(A)はチャネル溝
の軸方向に垂直に切った断面図、図1(B)は図1
(A)のB−Bで切った断面図、図1(C)は図1
(B)図のC−Cで切った断面図である。図中、図5と
同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。15
は第2の凹部のチャネル側部分、16は第2の凹部のイ
ンクリザーバ側部分である。FIG. 1 shows a first embodiment of the ink jet recording head of the present invention. FIG. 1 (A) is a sectional view taken perpendicularly to the axial direction of the channel groove, and FIG. 1 (B) is Figure 1
FIG. 1C is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
It is sectional drawing cut | disconnected by CC of (B) figure. In the figure, the same parts as those in FIG. 15
Is a channel side portion of the second concave portion, and 16 is an ink reservoir side portion of the second concave portion.
【0016】この実施例では、絶縁層8は厚膜樹脂層で
形成されているから、凹部を形成する厚膜樹脂層は2層
により構成される。この厚膜樹脂層の厚みとしては、絶
縁層8は0.5〜30μm、好ましくは3〜10μmで
あり、この厚みは絶縁層の下に位置する配線部や、駆動
回路をインクの侵入から保護するのに充分な厚みであ
る。厚膜樹脂層9の厚みは5〜50μm、好ましくは1
5〜30μmであり、樹脂層の平坦性はインク滴の噴射
状態、インクの供給速度から決定される。この実施例で
は絶縁層8の厚みを5μm、厚膜樹脂層9の厚みを22
μmにした。また、バイパス部のその他の寸法は、図1
(B)を参照して、第1の凹部10から第2の凹部11
までの距離L1を50μm、第2の凹部11のヒーター
側の端部からチャネル基板の未エッチング部までの距離
L2を80μm、未エッチング部6の厚みdを20μ
m、スリット状の第2の凹部11のチャネル側部分15
の長さL3を80μm、個別に分離された第2の凹部1
1のインクリザーバ側部分16の長さL4を60μm、
このインクリザーバ側部分16の幅Wを50μmにし
た。このようなインクジェット記録ヘッドは特開平1−
148560号公報に記載されているような方法で作成
した。ただし、図1(B)に示すように、第2の凹部の
チャネル側部分15は全てのチャネル溝に対して接続さ
れており、インクリザーバ側部分16では、各チャネル
溝に対応するように個別に分割されている。In this embodiment, since the insulating layer 8 is formed of a thick film resin layer, the thick film resin layer forming the recess is composed of two layers. As for the thickness of the thick resin layer, the insulating layer 8 has a thickness of 0.5 to 30 μm, preferably 3 to 10 μm, and this thickness protects the wiring portion located under the insulating layer and the drive circuit from invasion of ink. It is thick enough to do. The thickness of the thick film resin layer 9 is 5 to 50 μm, preferably 1
5 to 30 μm, and the flatness of the resin layer is determined by the ejection state of ink droplets and the ink supply speed. In this embodiment, the insulating layer 8 has a thickness of 5 μm and the thick film resin layer 9 has a thickness of 22 μm.
μm. In addition, other dimensions of the bypass portion are shown in FIG.
Referring to (B), the first concave portion 10 to the second concave portion 11
Is 50 μm, the distance L2 from the end of the second recess 11 on the heater side to the unetched portion of the channel substrate is 80 μm, and the thickness d of the unetched portion 6 is 20 μm.
m, the channel-side portion 15 of the slit-shaped second recess 11
The length L3 of 80 μm, the second recess 1 which is individually separated
The length L4 of the ink reservoir side portion 16 of 1 is 60 μm,
The width W of the ink reservoir side portion 16 was set to 50 μm. Such an ink jet recording head is disclosed in JP-A-1-
It was prepared by the method described in Japanese Patent No. 148560. However, as shown in FIG. 1B, the channel-side portion 15 of the second recess is connected to all the channel grooves, and the ink-reservoir-side portion 16 individually corresponds to each channel groove. Is divided into
【0017】このようなインクジェット記録ヘッドをプ
リント基板やヒートシンク等とともに実際にプリンタ上
で動作できるよう組み立てた。組み立てたインクジェッ
ト記録ヘッドをプリンタに搭載し、画像を繰り返し印字
して、画質、特にドット抜けや線の細り等の画質欠陥を
評価した。評価方法としては、通常の環境下で20枚の
画像を連続して印字した後、ワイピング、プライミング
等のメンテナンス操作を行なう。このような印字実験を
20回繰り返し、合計400枚のプリントを取った後、
インクカートリッジを交換して再び印字実験を行なう。
カートリッジを10回交換して終了とし、合計4000
枚のプリントについて画質欠陥を評価した。Such an ink jet recording head was assembled together with a printed circuit board and a heat sink so that it could actually operate on a printer. The assembled ink jet recording head was mounted on a printer, and images were repeatedly printed to evaluate image quality, particularly image defects such as missing dots and thin lines. As an evaluation method, after 20 images are continuously printed in a normal environment, maintenance operations such as wiping and priming are performed. Such a printing experiment was repeated 20 times, and after taking a total of 400 prints,
Replace the ink cartridge and repeat the printing experiment.
Replace the cartridge 10 times to finish, 4000 in total
The image quality defects were evaluated for the one print.
【0018】この結果、いくつかのヘッドで4000枚
のプリント中、特定の数ノズルに対応するドットが他の
ノズルよりやや小さくなったヘッドが存在したが、問題
になる程の欠陥ではなかった。これは組立時にインクリ
ザーバ内に残留していたゴミや、インクカートリッジ交
換時に混入したゴミが初期の噴射によってチャネル溝側
に引かれ、個別に分割された第2の凹部のインクリザー
バ側部分16に詰まったが、隣接する第2の凹部のイン
クリザーバ側部分16から、連結された第2の凹部のチ
ャネル側部分15にインクが供給され、ここからゴミが
停滞したインクリザーバ側部分に対応するチャネル溝に
インクが供給されたためである。すなわち、ゴミが停滞
した第2の凹部のインクリザーバ側部分に対応するノズ
ルに隣接したノズルからの印字を行なわないような、薄
い画像や線画像の場合には、インク供給は充分に行なわ
れる。また、隣接ノズルも印字する高濃度画像の場合に
は、インク供給はやや少なくなるが、隣接ドットの重な
りがあるため多少ドット径が小さくなっても大きな印字
欠陥にはならなかったものと考えられる。As a result, while printing 4000 sheets with some heads, there was a head in which dots corresponding to a certain number of nozzles were slightly smaller than those of the other nozzles, but it was not a defect that caused a problem. This is because dust remaining in the ink reservoir at the time of assembly or dust mixed when the ink cartridge is replaced is pulled toward the channel groove by the initial jetting, and is separated into the ink reservoir side portion 16 of the second recessed portion. Ink is supplied from the ink reservoir side portion 16 of the adjacent second concave portion to the channel side portion 15 of the connected second concave portion, and the channel corresponding to the ink reservoir side portion in which dust is stagnated from here. This is because the ink is supplied to the groove. That is, in the case of a thin image or line image in which printing is not performed from the nozzle adjacent to the nozzle corresponding to the ink reservoir side portion of the second concave portion in which dust is stagnant, ink is sufficiently supplied. Further, in the case of a high-density image in which adjacent nozzles are also printed, the ink supply is slightly reduced, but it is considered that due to the overlapping of adjacent dots, even if the dot diameter was slightly reduced, it did not cause a large printing defect. .
【0019】比較実験として、上述の記録ヘッドと同じ
寸法で、第2の凹部を全て個別に分割したヘッドを作成
し、同様の印字実験を行なった。ただし個別の凹部の幅
Wは50μmである。この結果、プリント初期から数ノ
ズルにおいてドット抜けや顕著なドット細りが観測され
るヘッドがあった。この欠陥は、メンテナンス動作でも
回復しなかった。これはゴミ等が個別の凹部に詰まり、
チャネル溝へのインク供給路を完全に塞いでしまったた
めである。As a comparative experiment, a head having the same dimensions as those of the above-described recording head, in which all the second recesses were divided, was prepared, and the same printing experiment was conducted. However, the width W of each individual recess is 50 μm. As a result, there was a head in which dot omission and remarkable dot thinning were observed at several nozzles from the beginning of printing. This defect was not recovered by the maintenance operation. This is because dust is clogged in individual recesses,
This is because the ink supply path to the channel groove is completely blocked.
【0020】また、図5に示した従来の記録ヘッドのよ
うに、第2の凹部を全く分割せず、全てスリット状にし
た記録ヘッドも作成し、同様の印字実験を行なった。こ
の結果、第2の凹部を個別に分割した場合の記録ヘッド
にみられるような、特定のノズルに対するドットが連続
して抜けるという大きな印字欠陥は見られなかった。し
かし、メンテナンス動作直後のプリントでは、隣接する
数ノズルにわたってドットが抜ける印字欠陥が見られ
た。この欠陥は、次のメンテナンス動作で回復する場合
と、場所が移動して再現する場合とがあった。これは、
メンテナンス動作におけるプライミングにおいて、全ノ
ズルに与える負圧に偏りがあると、プライミング動作時
に第2の凹部でのノズル配列方向へのインクとゴミの移
動が起こり、特定の場所にゴミが集中し、プリント時に
数ノズルにわたってインクの供給を妨げたものと考え
る。Further, as in the conventional recording head shown in FIG. 5, a recording head in which the second concave portion is not divided at all and all of which has a slit shape is prepared, and the same printing experiment is conducted. As a result, a large printing defect such as dots that are continuously missing from a specific nozzle, which is seen in the recording head when the second recess is divided, is not seen. However, in the print immediately after the maintenance operation, a printing defect was observed in which dots were missing over several adjacent nozzles. This defect may be recovered in the next maintenance operation or may be reproduced by moving the place. this is,
In the priming during the maintenance operation, if the negative pressure applied to all the nozzles is biased, the ink and the dust move in the nozzle arrangement direction in the second recess during the priming operation, and the dust is concentrated at a specific place, and the printing is performed. It is sometimes considered that the ink supply was hindered over several nozzles.
【0021】第1の実施例と同じ構造の記録ヘッドにお
いて、第1の凹部10と第2の凹部11との距離を短く
した記録ヘッドを試作した。すなわち、第1の実施例に
おいては、第1の凹部10と第2の凹部11までの距離
L1は50μmであったが、試作した記録ヘッドにおい
ては20μmとした。これ以外の寸法は、第1の実施例
と同じである。また、記録ヘッドの駆動方法は、図3に
示すように、144個あるヒーター7を、中央から2つ
に分け、端のノズル番号1からと、中央のノズル番号7
3から、各4個ずつを1ブロックとして、それぞれブロ
ック番号1から18までの18ブロックに分割し、同一
ブロック番号内の8個のヒーターには同じタイミングで
電圧パルスを印加するようにした。この記録ヘッドは第
1の実施例のヘッドに比べ、インク滴を繰り返し安定し
て噴射できる最高の周波数は約1.5倍になっていた。In the recording head having the same structure as that of the first embodiment, a recording head in which the distance between the first concave portion 10 and the second concave portion 11 was shortened was prototyped. That is, in the first embodiment, the distance L1 between the first concave portion 10 and the second concave portion 11 was 50 μm, but it was set to 20 μm in the prototype recording head. The other dimensions are the same as those in the first embodiment. Further, as shown in FIG. 3, the method of driving the recording head is such that the 144 heaters 7 are divided into two from the center, and the nozzle number 1 at the end and the nozzle number 7 at the center.
From 3 to 4, each 4 blocks are divided into 18 blocks of block numbers 1 to 18, and voltage pulses are applied to 8 heaters in the same block number at the same timing. The maximum frequency at which this recording head can repeatedly and stably eject ink droplets is about 1.5 times that of the head of the first embodiment.
【0022】このヘッドについても印字実験を行なった
ところ、印字信号のない場所に小さなドットが印字され
ているのが見られた。これはあるブロックに電圧パルス
を印加したとき、発生した圧力パルスが共通に連結され
た第2の凹部を経て他の流路に伝搬するいわゆるクロス
トークの影響と考えられる。When a printing experiment was carried out on this head as well, it was found that small dots were printed in places where there was no print signal. This is considered to be the effect of so-called crosstalk in which, when a voltage pulse is applied to a certain block, the generated pressure pulse propagates to another flow path through the commonly connected second recesses.
【0023】第2の実施例はこのクロストークの影響を
改善したものである。図2は、本発明のインクジェット
記録ヘッドの第2の実施例を示すもので、図1(B)と
同様な平面図である。図中、図1と同様な部分には同じ
符号を付して説明を省略する。この実施例は、同時に電
圧パルスを印加する同一ブロック内の隣接する第2の凹
部のチャネル側部分15を互いに連結し、インクリザー
バ側部分16を個別に分割したものである。隣接するブ
ロックの第2の凹部とは、隔壁12により互いに分離さ
れている。このような構造で作成された記録ヘッドにつ
いて印字実験を行なったところ、印字信号に対応しない
小ドットは見られなかった。また、ゴミによる印字抜け
等も見られなかった。The second embodiment improves the effect of this crosstalk. FIG. 2 shows a second embodiment of the ink jet recording head of the present invention and is a plan view similar to FIG. 1 (B). In the figure, the same parts as those in FIG. In this embodiment, the channel-side portions 15 of the adjacent second recesses in the same block to which voltage pulses are simultaneously applied are connected to each other, and the ink-reservoir-side portion 16 is individually divided. The second recesses of the adjacent blocks are separated from each other by the partition wall 12. When a printing experiment was conducted on a recording head having such a structure, no small dots corresponding to the print signal were found. In addition, no printing omission due to dust was observed.
【0024】図4は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの第3の実施例を示すもので、図1(B)と同様な平
面図である。図中、図1と同様な部分には同じ符号を付
して説明を省略する。17は第2の凹部の中央部分であ
る。この実施例では、図2に示した記録ヘッドよりも、
さらにクロストークの影響を改善したものである。この
実施例では、第2の凹部のチャネル側部分15及びイン
クリザーバ側部分16は、チャネル溝に対応して個々に
分割されており、チャネル基板の未エッチング部の下
部、すなわち、第2の凹部の中央部分17を互いに連結
したものである。各チャネル側部分15は、個々に分割
されているので、第1、第2の実施例のように、連結さ
れたチャネル側部分を介して発生するクロストークを防
止することができる。また、第2の凹部のインクリザー
バ側部分16でゴミをトラップし、連結された中央部分
17より、隣接するノズルへのインクの供給を行なうこ
とができるので、ゴミによる印字抜け等も防止すること
ができる。第2の実施例のように、中央部分17を、同
時に電圧パルスを印加する同一ブロックごとに連結し、
ブロック間を隔壁12で分割する構成とすることも可能
である。また、第2の凹部のチャネル側部分15は、い
くつかのチャネル溝ごとに分割して設けることも可能で
ある。FIG. 4 shows a third embodiment of the ink jet recording head of the present invention and is a plan view similar to FIG. 1 (B). In the figure, the same parts as those in FIG. Reference numeral 17 is a central portion of the second recess. In this embodiment, rather than the recording head shown in FIG.
Furthermore, the effect of crosstalk is improved. In this embodiment, the channel-side portion 15 and the ink-reservoir-side portion 16 of the second concave portion are individually divided corresponding to the channel groove, and the lower portion of the unetched portion of the channel substrate, that is, the second concave portion. The central portions 17 of the are connected to each other. Since each channel-side portion 15 is individually divided, it is possible to prevent crosstalk that occurs through the connected channel-side portions as in the first and second embodiments. Further, since dust can be trapped in the ink reservoir side portion 16 of the second recess and ink can be supplied to the adjacent nozzles from the connected central portion 17, it is possible to prevent print omission due to dust. You can As in the second embodiment, the central portion 17 is connected to each of the same blocks to which voltage pulses are simultaneously applied,
It is also possible to adopt a configuration in which the blocks are divided by partition walls 12. In addition, the channel-side portion 15 of the second recess may be divided and provided for some channel grooves.
【0025】なお、上述した第1乃至第3の実施例で
は、分割した第2の凹部のインクリザーバ側部分16は
チャネル溝と同じ数だけ、また、チャネル溝に対応した
間隔で設けたが、ゴミをトラップする効果を持つなら本
実施例に示した寸法、数に限定されない。例えば、2つ
のチャネル溝に対応して1つのインクリザーバ側部分を
設けることもできる。その場合の長さWは、適宜トラッ
プするゴミの大きさとの関係で決めればよい。In the first to third embodiments described above, the ink reservoir side portions 16 of the divided second recesses are provided in the same number as the channel grooves and at intervals corresponding to the channel grooves. The size and number are not limited to those shown in this embodiment as long as they have an effect of trapping dust. For example, one ink reservoir side portion can be provided corresponding to two channel grooves. In that case, the length W may be appropriately determined in relation to the size of dust to be trapped.
【0026】また、上述した実施例では、絶縁層8は、
厚膜樹脂層9と同じ材料で形成して、厚膜樹脂層を多層
にして構成したものであるが、絶縁層8を厚膜樹脂層9
と異なる材料、例えば、SiO2 やPSG等の無機材
料、その他の材料を用いることができる。Further, in the above-mentioned embodiment, the insulating layer 8 is
The thick film resin layer 9 is formed of the same material as the thick film resin layer 9 to form a multilayer structure.
A different material, for example, an inorganic material such as SiO 2 or PSG, or another material can be used.
【0027】[0027]
【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、インクリザーバから流路へインクを供給する
ための第2の凹部のインクリザーバ側を複数に分割した
ことにより、ゴミ等をトラップし、一定の場所に集中し
大きな印字欠陥を起こすことがなく、また、第2の凹部
のチャネル側は共通に連結されているため、ゴミがトラ
ップされた場合でもチャネルへのインク供給を行なうこ
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, since the ink reservoir side of the second recess for supplying ink from the ink reservoir to the flow path is divided into a plurality of portions, dust or the like is generated. To prevent ink from concentrating in a certain area and causing a large printing defect, and because the channel side of the second recess is commonly connected, ink supply to the channel is prevented even if dust is trapped. Can be done. There is an effect.
【図1】 本発明のインクジェット記録ヘッドの第1の
実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of an inkjet recording head of the present invention.
【図2】 本発明のインクジェット記録ヘッドの第2の
実施例の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a second embodiment of the inkjet recording head of the present invention.
【図3】 第2の実施例のヒーターの配置図である。FIG. 3 is a layout view of heaters according to a second embodiment.
【図4】 本発明のインクジェット記録ヘッドの第3の
実施例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a third embodiment of the inkjet recording head of the present invention.
【図5】 従来のインクジェット記録ヘッドの一例の説
明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of a conventional inkjet recording head.
【図6】 チャネルウェハの要部の斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of a main part of a channel wafer.
1 チャンネル基板、2 ヒーター基板、3 チャネル
溝、4 インクリザーバ、5 ノズル、6 未エッチン
グ部、7 ヒーター、8 絶縁層、9 厚膜樹脂層、1
0 第1の凹部、11 第2の凹部、12 隔壁、13
インク滴、14 記録媒体、15 第2の凹部のチャ
ネル側部分、16 第2の凹部のインクリザーバ側部
分、17 第2の凹部の中央部分。1 channel substrate, 2 heater substrate, 3 channel groove, 4 ink reservoir, 5 nozzles, 6 unetched portion, 7 heater, 8 insulating layer, 9 thick film resin layer, 1
0 first concave portion, 11 second concave portion, 12 partition wall, 13
Ink droplets, 14 recording medium, 15 channel-side portion of the second concave portion, 16 ink reservoir-side portion of the second concave portion, 17 central portion of the second concave portion.
Claims (2)
ル部とインクリザーバ部とが形成された第1の基板と、
前記チャネル部に対応した複数のヒーターを有する基板
上に厚膜絶縁層を有し、該厚膜絶縁層にヒーターが配置
された第1の凹部と前記チャネル部とインクリザーバ部
とを連結する第2の凹部とが形成された第2の基板とを
接合してなるインクジェット記録ヘッドにおいて、第2
の凹部のチャネル側ないしは中間部の一部が互いに連結
され、インクリザーバ側はそれぞれ分割されていること
を特徴とするインクジェット記録ヘッド。1. A first substrate having a plurality of channel portions and an ink reservoir portion formed by anisotropic etching,
A thick film insulating layer is provided on a substrate having a plurality of heaters corresponding to the channel portion, and a first concave portion in which a heater is disposed in the thick film insulating layer is connected to the channel portion and the ink reservoir portion. In an ink jet recording head formed by joining a second substrate having a second concave portion formed thereon,
An ink jet recording head, characterized in that a part of a channel side or an intermediate part of the concave part of is connected to each other and an ink reservoir side is divided.
ル部とインクリザーバ部とが形成された第1の基板と、
前記チャネル部に対応した複数のヒーターを有する基板
上に厚膜絶縁層を有し、該厚膜絶縁層にヒーターが配置
された第1の凹部と前記チャネル部とインクリザーバ部
とを連結する第2の凹部とが形成された第2の基板とを
接合してなるインクジェット記録ヘッドにおいて、同じ
タイミングで電圧パルスが印加される複数のヒーターに
対応する第2の凹部のチャネル側ないしは中間部の一部
が互いに連結され、インクリザーバ側はそれぞれ分割さ
れていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。2. A first substrate having a plurality of channel portions and an ink reservoir portion formed by anisotropic etching,
A thick film insulating layer is provided on a substrate having a plurality of heaters corresponding to the channel portion, and a first concave portion in which a heater is disposed in the thick film insulating layer is connected to the channel portion and the ink reservoir portion. In an ink jet recording head formed by joining a second substrate on which two concave portions are formed, one of a channel side or an intermediate portion of the second concave portion corresponding to a plurality of heaters to which voltage pulses are applied at the same timing. An ink jet recording head, wherein the parts are connected to each other and the ink reservoir side is divided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32725492A JPH06143579A (en) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | Ink jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32725492A JPH06143579A (en) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | Ink jet recording head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06143579A true JPH06143579A (en) | 1994-05-24 |
Family
ID=18197060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32725492A Pending JPH06143579A (en) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | Ink jet recording head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06143579A (en) |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP32725492A patent/JPH06143579A/en active Pending
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