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JP3248219B2 - Inkjet recording head - Google Patents

Inkjet recording head

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Publication number
JP3248219B2
JP3248219B2 JP6114792A JP6114792A JP3248219B2 JP 3248219 B2 JP3248219 B2 JP 3248219B2 JP 6114792 A JP6114792 A JP 6114792A JP 6114792 A JP6114792 A JP 6114792A JP 3248219 B2 JP3248219 B2 JP 3248219B2
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JP
Japan
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ink
nozzle
nozzles
dummy
dimension
Prior art date
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JP6114792A
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JPH05138884A (en
Inventor
耕三 細貝
豊 森
直己 森田
義彦 藤村
雅彦 藤井
伸司 田端
雅樹 片岡
徹 三原
孝一 斉藤
英陽 竹井
浩一 内藤
準 磯崎
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Fujifilm Business Innovation Corp
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Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd, Fujifilm Business Innovation Corp filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、インクジェット記録
装置のインクジェット記録ヘッド、特に、ダミーノズル
を設けたインクジェット記録ヘッドに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording head provided with dummy nozzles.

【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 has almost no noise generated at the time of recording.
Since it can print directly on plain paper and does not require a fixing process or the like, attention has been paid to the fact that the size of the apparatus can be reduced.

【0003】従来、公知のインクジェット装置として、
特開昭61−35966号公報、特開昭61−2309
54号公報、特開昭63−54250号公報、特開平1
−148560号公報に記載されたものなどが知られて
いる。
Conventionally, as a known ink jet device,
JP-A-61-35966 and JP-A-61-2309.
No. 54, JP-A-63-54250, JP-A-1
Japanese Unexamined Patent Publication No. 148560/1990 is known.

【0004】しかしながら、このようなインクジェット
装置においては、ノズル配列方向の中央に配置されたノ
ズルと端部に配置されたノズルの噴射特性が均一でな
く、端部に配置されたノズルでは、噴射速度の低下や、
ドロップ量の不足が生じ、高速の全ベタ印字時に、端部
近傍のノズルからの印字が、かすれるという問題があっ
た。
However, in such an ink jet apparatus, the ejection characteristics of the nozzle arranged at the center in the nozzle arrangement direction and the nozzle arranged at the end are not uniform, and the ejection speed of the nozzle arranged at the end is not uniform. Decrease,
There has been a problem that a shortage of the drop amount occurs, and printing from nozzles near the end portions becomes blurred during high-speed solid printing.

【0005】本発明においては、後述するように、ダミ
ーノズルを用いて、均一な印字特性を実現しようとする
ものであるが、従来技術において、ダミーノズルを用い
たインクジェット記録ヘッドについて調べた。
In the present invention, as described later, an attempt is made to realize uniform printing characteristics using dummy nozzles. In the prior art, an ink jet recording head using dummy nozzles was examined.

【0006】特開昭61−35966号公報に記載され
たインクジェット記録ヘッドは、ダミーノズルを設ける
という点だけからみれば本発明と同様ということもでき
る。しかしながら、これは噴射特性の改善のためのもの
ではなく、ダミーノズルを設けることにより、接着時の
融着不良を防止する目的で設けられたものである。
The ink jet recording head described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-35966 can be said to be the same as the present invention only from the point that dummy nozzles are provided. However, this is not for the purpose of improving the ejection characteristics, but for the purpose of providing a dummy nozzle to prevent defective fusion during bonding.

【0007】特開昭63−54250号公報に記載され
たインクジェット記録ヘッドは、ピエゾ素子を用いたも
のであり、インク中の気泡をダミーノズルから除去する
ことで画質の向上を図るものである。
The ink jet recording head described in JP-A-63-54250 uses a piezo element, and improves the image quality by removing bubbles in the ink from the dummy nozzle.

【0008】特開昭61−230954号公報や、特開
平1−148560号公報に記載されたインクジェット
記録ヘッドは、その作製方法やヘッド構成では本発明と
同様ということができるが、ダミーノズルを設けること
には言及していない。
The ink jet recording head described in JP-A-61-230954 and JP-A-1-148560 can be said to have the same manufacturing method and head configuration as the present invention, but is provided with a dummy nozzle. I did not mention that.

【0009】図7は、ダミーノズルを持たない従来のイ
ンクジェット記録ヘッドにおけるインクリザーバとノズ
ルとの流路構造を示す概略構成図である。図中、1はノ
ズル、2はインクリザーバ、3はヒーターである。図に
示すように、ダミーノズルをもたないヘッドでは、中央
部のノズルAではノズルの両側からインクが流れ込むの
に対して、端部のノズルBではノズルの片側からしかイ
ンクが流れ込まない。したがって、中央部のノズルAと
端部のノズルBとで、インクの供給性に差を生じ、特
に、端部のノズルBにおいて、吐出が不安定になり、高
い印字周波数に追従できないという問題がある。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing a channel structure between an ink reservoir and a nozzle in a conventional ink jet recording head having no dummy nozzle. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, and 3 is a heater. As shown in the figure, in the head having no dummy nozzle, ink flows from both sides of the nozzle at the central nozzle A, whereas ink flows only from one side of the nozzle at the nozzle B at the end. Therefore, there is a difference in the ink supply property between the central nozzle A and the end nozzle B. In particular, the ejection becomes unstable at the end nozzle B, and it is difficult to follow a high printing frequency. is there.

【0010】図8は、インクリザーバの幅を広げること
によって中央部のノズルAと端部のノズルBでのインク
の供給性を等しくすることを試みたインクジェット記録
ヘッドの流路構造を示す概略構成図である。図中、図7
と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。こ
のような流路構造によれば、端部のノズルBにおいて
も、中央部のノズルAと同様に、ノズルの両側からイン
クが流れ込むようにすることができる。しかしながら、
網かけをして示したインクリザーバの隅の部分がインク
の流れに対してポケット状の部分となり、この部分でイ
ンクの滞留が生じる。インクの滞留は、インクの組成変
化や沈澱物の発生を招き、長期にわたって初期の印字特
性を持続させることはできない。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the flow path structure of an ink jet recording head in which an attempt has been made to equalize the supply of ink between a central nozzle A and an end nozzle B by increasing the width of an ink reservoir. FIG. In the figure, FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as those described above, and the description is omitted. According to such a flow path structure, ink can flow from both sides of the nozzle in the end nozzle B, similarly to the nozzle A in the center. However,
The hatched corners of the ink reservoir become pocket-like portions for the ink flow, and ink stagnation occurs in these portions. The stagnation of the ink causes a change in the composition of the ink and the generation of a precipitate, so that the initial printing characteristics cannot be maintained for a long time.

【0011】さらに、インクリザーバとノズルの作製上
の問題がある。特開昭61−230954号公報に記載
されたインクジェット記録ヘッドの作製技術は、Siウ
ェハの異方性エッチング(ODE:Orientati
onDepended Etching)により、イン
クを吐出するノズルと外部からインク供給を行なうイン
クリザーバが作られる。このウェハは、チャネルウェハ
と呼ばれているものであり、図12(A)に斜視図、
(B)に平面図、(C)に断面図を示す。異方性エッチ
ングでは、正方形や長方形のパターンは精度よく形成で
きるとしても、これを連結した形状では、連結部分の精
度が落ちる。したがって、ノズル1とインクリザーバ2
とは分離して形成され、その後、両者を連結する流路を
形成するために、ハッチングを施した部分14に連結溝
を形成して、ノズル1とインクリザーバ2とを連結す
る。この溝は、ダイシングにより形成されるから、ヘッ
ド端部まで貫通して形成される。したがって、ヘッド側
面にできる連結溝の部分は、埋めておかなければなら
ず、充填補修作業を必要とする。また、ダイシングによ
り形成された連結溝は、流体抵抗を持ち、インクの供給
時の液流れがノズルの中央部のノズルと端部のノズルで
は異なり、端部のノズルに対するインク供給性を悪くす
る要因となる。特に、全ノズル噴射によるベタ印字で
は、液流れの不均一性はより顕著となり、端部のノズル
のインク量が不足し、画像がかすれるという欠点があ
る。
Further, there is a problem in manufacturing the ink reservoir and the nozzle. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-230954 discloses a technique for manufacturing an ink jet recording head using anisotropic etching of an Si wafer (ODE: Orientati).
On-dependent etching) creates a nozzle for discharging ink and an ink reservoir for supplying ink from outside. This wafer is called a channel wafer, and is a perspective view in FIG.
(B) shows a plan view, and (C) shows a cross-sectional view. In the anisotropic etching, even if a square or rectangular pattern can be formed with high accuracy, if the shapes are connected, the accuracy of the connected portion is reduced. Therefore, the nozzle 1 and the ink reservoir 2
Then, in order to form a flow path connecting the two, a connection groove is formed in the hatched portion 14 to connect the nozzle 1 and the ink reservoir 2. Since this groove is formed by dicing, it is formed penetrating to the head end. Therefore, the portion of the connection groove formed on the side surface of the head must be filled, and a filling repair work is required. In addition, the connection groove formed by dicing has fluid resistance, and the liquid flow at the time of ink supply is different between the central nozzle and the end nozzle, which causes poor ink supply to the end nozzle. Becomes In particular, in solid printing by jetting all the nozzles, the non-uniformity of the liquid flow becomes more remarkable, and there is a disadvantage that the amount of ink in the nozzles at the end portions is insufficient and the image is blurred.

【0012】また、特開平1−148560号公報に記
載されたインクジェット記録ヘッドは、ダイシングによ
る連結溝の充填補修作業は改善されているが、流体抵抗
の差によるノズル配列方向の中央部分のノズルと端部の
ノズルとの噴射特性の差についての考慮はなく、同様に
ノズル噴射特性の差を持つものである。
In the ink jet recording head described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-148560, the work of filling and repairing the connecting groove by dicing has been improved, but the ink jet recording head and the nozzle at the center in the nozzle arrangement direction due to the difference in fluid resistance have been improved. There is no consideration of the difference in the ejection characteristics from the nozzle at the end, and similarly, the nozzles have the difference in the nozzle ejection characteristics.

【0013】一方、チャネルウェハは、ウェハから個々
のヘッドを多数個同時に作製することから、1ヘッド分
の寸法を小さくしなければならないという制約もある。
On the other hand, the channel wafer has a restriction that the size of one head must be reduced since a large number of individual heads are simultaneously manufactured from the wafer.

【0014】そこで、本発明者らは、流体抵抗の差によ
る中央と端のノズル噴射特性について鋭意研究を重ねた
結果、均一な特性をもつインク流路構造を見出し、本発
明に到達した。
The inventors of the present invention have conducted intensive studies on the nozzle ejection characteristics at the center and the end due to the difference in fluid resistance, and as a result, have found an ink flow path structure having uniform characteristics, and have reached the present invention.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、1ヘッド分の寸法を大幅に
増加することなしに、均一な噴射特性を有するヘッドを
提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a head having uniform ejection characteristics without greatly increasing the size of one head. It is the purpose.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、2枚の基板の
接着によって構成され、インク吐出手段を備えた複数の
ノズルと、該ノズルに連通する共通のインクリザーバを
有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記ノズル
の外側にメンテナンス用の吐出信号によって駆動されて
インク液滴を吐出するインク吐出手段を備えたダミーノ
ズルを配置するとともに、前記インクリザーバのノズル
配列方向の寸法はダミーノズル端部間の寸法とほぼ同じ
とし、かつ、端部でのノズル配列直交方向の寸法は中央
部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ同じとしたこと
を特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided an ink jet recording head which is constituted by bonding two substrates and has a plurality of nozzles provided with ink discharging means and a common ink reservoir communicating with the nozzles. A dummy nozzle provided with an ink ejection unit that ejects ink droplets driven by a maintenance ejection signal is arranged outside the nozzle, and the dimension of the ink reservoir in the nozzle arrangement direction is a dimension between dummy nozzle ends. And the dimension in the direction perpendicular to the nozzle array at the end is substantially the same as the dimension in the direction perpendicular to the nozzle array at the center.

【0017】ダミーノズルの数は、1〜4個とすること
ができる。上記2枚の基板は、Siウェハを用いること
ができる。上記インクリザーバおよびダミーノズルは、
異方性エッチングにより作製することができる。
The number of dummy nozzles can be one to four. As the two substrates, Si wafers can be used. The ink reservoir and the dummy nozzle are:
It can be manufactured by anisotropic etching.

【0018】[0018]

【作用】本発明によれば、ダミーノズルをインクを吐出
するノズルの外側に配置し、端部でのノズル配列直交方
向の寸法は中央部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ
同じとしたことにより、吐出ノズルには、インクがイン
ク供給口からほぼ直線的に供給され、ヘッド内の吐出ノ
ズルに対するインクの供給性、特に、全ノズル噴射時の
端部のノズルへのインク供給性を改良することができ
る。
According to the present invention, the dummy nozzle is arranged outside the nozzle for ejecting ink, and the dimension in the direction perpendicular to the nozzle array at the end is substantially the same as the dimension in the direction perpendicular to the nozzle array at the center. As a result, the ink is supplied to the discharge nozzles from the ink supply port almost linearly, and the ink supply to the discharge nozzles in the head, particularly, the ink supply to the nozzles at the end when all the nozzles are ejected, is improved. be able to.

【0019】ダミーノズルの数を多くすることはヘッド
の寸法を大きくし、また、インクリザーバの端部におい
てインクの滞留を生じるので、端部におけるダミーノズ
ルの個数は1〜4個程度が望ましく、ダミーノズルの寸
法とピッチは、吐出ノズルと同一とするのがよい。イン
クリザーバは、ダミーノズルの個数に応じて設計される
が、インクリザーバのノズル配列方向の寸法をダミーノ
ズル端部間の寸法とほぼ同じとしたことにより、ヘッド
の寸法を小さくすることができる。
Increasing the number of dummy nozzles increases the size of the head and causes ink to stagnate at the end of the ink reservoir. Therefore, the number of dummy nozzles at the end is preferably about 1 to 4. The size and pitch of the dummy nozzle are preferably the same as those of the discharge nozzle. Although the ink reservoir is designed according to the number of dummy nozzles, the size of the head can be reduced by making the size of the ink reservoir in the nozzle arrangement direction substantially equal to the size between the ends of the dummy nozzles.

【0020】また、ダミーノズルに設けられたインク吐
出手段は、メンテナンス用の吐出信号によって駆動され
るので、インクの消耗の少ないメンテナンス時の吐出動
作によって、常にダミーノズル内のインクの増粘が防止
できる。そのことによりダミーノズルは、端部ノズルの
液面回復を早める働きをし、全ノズルについて安定した
吐出動作を保証することができる。
Further, since the ink discharge means provided in the dummy nozzle is driven by a discharge signal for maintenance, the increase in the viscosity of the ink in the dummy nozzle is always prevented by the discharge operation at the time of maintenance with little consumption of ink. it can. As a result, the dummy nozzles have the function of accelerating the recovery of the liquid level of the end nozzles, and can guarantee a stable discharge operation for all nozzles.

【0021】[0021]

【実施例】図2は、本発明の一実施例のウェハから個別
に分離されたプリントヘッドチップの一部を切断した斜
視図である。図中、1はノズル、2はインクリザーバ、
3はヒーター、4は電極、5は厚膜樹脂層、6は気泡、
7はヒーター基板、8はチャネル基板、9はインク滴で
ある。なお、この図では、ヒーター3や電極4の保護層
等の図示は省略した。ヒーター3は、ヒーター基板7に
複数個が形成され、チャネル基板8には、ヒーター3に
対応してノズル1が形成されている。インクリザーバ2
には開口部2aが設けられている。インクリザーバ2の
開口部2aには、インクタンクへの連結部をもった樹脂
製の図示しない第2のインクリザーバにつながってい
る。ヒーター基板には、気泡6を安定に成長させるため
にヒーター3を囲むように、厚膜樹脂層5が形成されて
いる。各ノズル1においてインクは保持され、ノズルご
とに分離されたインクオリフィス部を形成している。印
字信号が電極4を通してヒーター3に印加されると、ヒ
ーター3近傍のインクが加熱され、気化されて急激に膨
張して気泡6が形成され、その圧力により、インク滴9
が吐出される。ヒーター基板7,チャネル基板8は、S
iウェハで形成されるのが普通である。
FIG. 2 is a perspective view of a part of a print head chip separated from a wafer according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir,
3 is a heater, 4 is an electrode, 5 is a thick resin layer, 6 is a bubble,
7 is a heater substrate, 8 is a channel substrate, and 9 is an ink droplet. In this figure, illustration of the heater 3, the protective layer of the electrode 4, and the like is omitted. A plurality of heaters 3 are formed on a heater substrate 7, and nozzles 1 are formed on a channel substrate 8 corresponding to the heaters 3. Incremental reservoir 2
Is provided with an opening 2a. The opening 2a of the ink reservoir 2 is connected to a second ink reservoir (not shown) made of resin and having a connection to the ink tank. On the heater substrate, a thick resin layer 5 is formed so as to surround the heater 3 in order to allow the bubbles 6 to grow stably. The ink is held in each nozzle 1 and forms an ink orifice portion separated for each nozzle. When a print signal is applied to the heater 3 through the electrode 4, the ink near the heater 3 is heated, vaporized and rapidly expanded to form bubbles 6.
Is discharged. The heater substrate 7 and the channel substrate 8 are S
It is usually formed by an i-wafer.

【0022】図1は、本発明の一実施例のチャネル基板
の平面図である。図中、1はノズル、2はインクリザー
バ、10はダミーノズルである。インク滴を吐出するノ
ズル1が配列された両側に、ダミーノズル10が4個ず
つ設けられている。この実施例では、全てのダミーノズ
ル10は、ノズル1と同様にインクリザーバ2に連通さ
れている。なお、ヒーター基板7のダミーノズル10に
対応する部分にはヒーターを設けておかなくてもよい。
インクリザーバのノズル配列直交方向の寸法はすべて同
じ寸法にされており、また、インクリザーバのノズル配
列方向の寸法はダミーノズル端と一致させた。
FIG. 1 is a plan view of a channel substrate according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, and 10 is a dummy nozzle. Four dummy nozzles 10 are provided on both sides where the nozzles 1 for ejecting ink droplets are arranged. In this embodiment, all the dummy nozzles 10 are connected to the ink reservoir 2 in the same manner as the nozzle 1. Note that a heater may not be provided in a portion of the heater substrate 7 corresponding to the dummy nozzle 10.
The dimensions of the ink reservoir in the direction perpendicular to the nozzle array were all the same, and the dimensions of the ink reservoir in the nozzle array direction were matched with the dummy nozzle ends.

【0023】図3は、Siウェハを用いてチャネル基板
を作製する工程図である。図中、1はノズル、2はイン
クリザーバ、11はシリコンウェハ、12はSiO
2 膜、13はSi3 4 膜である。
FIG. 3 is a process chart for manufacturing a channel substrate using a Si wafer. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, 11 is a silicon wafer, 12 is SiO
Reference numeral 2 and 13 are Si 3 N 4 films.

【0024】(100)結晶面を表面にもつシリコンウ
ェハ11上に、SiO2 膜12を5000Åの厚さに熱
酸化により形成し、ノズル1およびインクリザーバ2を
形成する部分を除くようレジストをフォトリソプロセス
でパターンを形成した後、SiO2 膜12をドライエッ
チング法によりパターニングする。次に、CVD法によ
りSi3 4 膜13を形成した後、インクリザーバ2を
形成する部分のみを開口するようなパターニングを行な
い、図3(A)に示す状態となる。基板の裏面はパター
ニングされないSiO2 膜、Si3 4 膜が残った状態
である。
An SiO 2 film 12 is formed to a thickness of 5000 ° by thermal oxidation on a silicon wafer 11 having a (100) crystal surface on its surface, and the resist is photolithographically removed so as to remove portions where nozzles 1 and ink reservoirs 2 are formed. After forming a pattern by the process, the SiO 2 film 12 is patterned by a dry etching method. Next, after the Si 3 N 4 film 13 is formed by the CVD method, patterning is performed such that only the portion where the ink reservoir 2 is formed is opened, and the state shown in FIG. The back surface of the substrate is in a state where an unpatterned SiO 2 film and Si 3 N 4 film remain.

【0025】以上のように、2つのパターンを別々のエ
ッチングマスクで形成した後、異方性エッチングの工程
に移る。まず、図3(B)に示すように、Si3 4
13をエッチングマスクとして、90℃に加熱した水酸
化カリウム水溶液でインクリザーバ2を形成するための
第1のエッチング処理を行なう。次に、180℃に加熱
したリン酸を用いて、図3(C)に示すように、Si3
4 膜13を除去し、今度は、SiO2 膜12をエッチ
ングマスクとして、90℃に加熱した水酸化カリウム水
溶液を用いて、図3(D)に示すように、ノズル1を形
成するための第2のエッチング処理を行なう。
As described above, after two patterns are formed using different etching masks, the process proceeds to anisotropic etching. First, as shown in FIG. 3B, using the Si 3 N 4 film 13 as an etching mask, a first etching process for forming the ink reservoir 2 with an aqueous potassium hydroxide solution heated to 90 ° C. is performed. Next, using a phosphoric acid heated to 180 ° C., as shown in FIG. 3 (C), Si 3
The N 4 film 13 is removed, and this time, using the SiO 2 film 12 as an etching mask, a potassium hydroxide aqueous solution heated to 90 ° C. is used to form the nozzle 1 as shown in FIG. A second etching process is performed.

【0026】最後に、フッ酸を用いて、SiO2 膜12
を除去して、図3(E)に示すように、ノズル部および
インクリザーバ部が形成されたチャネルウェハが完成す
る。
Finally, the SiO 2 film 12 is formed using hydrofluoric acid.
Then, as shown in FIG. 3E, a channel wafer in which the nozzle portion and the ink reservoir portion are formed is completed.

【0027】この構造のチャネル基板においては、ノズ
ル部とインクリザーバ部は非連結であるが、一実施例に
おいては、対となるヒーター基板の該当部に凹状部が形
成されているため、プリントヘッドとしては連結溝によ
る流路と等価である。
In the channel substrate having this structure, the nozzle portion and the ink reservoir portion are not connected to each other. However, in one embodiment, since the concave portion is formed in the corresponding portion of the pair of heater substrates, the print head is not provided. Is equivalent to a channel formed by a connecting groove.

【0028】図4は、ヒーター基板の該当部に凹状部を
形成したプリントヘッドの断面図である。図中、1はノ
ズル、2はインクリザーバ、5は厚膜樹脂層、7はヒー
ター基板、8はチャネル基板である。この実施例では、
図3の工程で作製されたチャネル基板8において、ノズ
ル1とインクリザーバ2との境界部分のエッチングされ
ていない凸部はそのままとしておく。そして、ヒーター
基板7に形成した厚膜樹脂層5に開口部5aおよび開口
部5bをパターニングして形成する。開口部5aは、ピ
ットと呼ばれる凹部であり、その底部に図示しないヒー
ターが設けられる。開口部5bは、チャネル基板8の上
述した凸部に対向する位置に形成する。矢印で示すよう
に、厚膜樹脂層5の開口部5bを介してインク流路が形
成できる。開口部5bのパターニングは精度よくできる
から、インク流路の流路抵抗を正確にできる利点があ
る。
FIG. 4 is a sectional view of a print head in which a concave portion is formed in a corresponding portion of a heater substrate. In the drawing, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, 5 is a thick resin layer, 7 is a heater substrate, and 8 is a channel substrate. In this example,
In the channel substrate 8 manufactured in the process shown in FIG. 3, the unetched protrusion at the boundary between the nozzle 1 and the ink reservoir 2 is left as it is. The openings 5a and 5b are formed in the thick resin layer 5 formed on the heater substrate 7 by patterning. The opening 5a is a recess called a pit, and a heater (not shown) is provided at the bottom. The opening 5b is formed at a position facing the above-mentioned convex portion of the channel substrate 8. As shown by the arrows, an ink flow path can be formed through the opening 5b of the thick film resin layer 5. Since the patterning of the opening 5b can be performed with high precision, there is an advantage that the flow resistance of the ink flow path can be accurately determined.

【0029】試作したインクジェット記録ヘッドについ
て説明する。図5は、チャネル基板の平面図である。図
中、1はノズル、2はインクリザーバ、10はダミーノ
ズルである。(A)〜(D)図に示す作製した4種のヘ
ッドは、いずれもダミーノズルが両側に1つずつであ
る。ダミーノズル10は、ノズルに対応したヒーターは
有しておらず、寸法と配列ピッチは、インクを吐出する
ノズル1と同様である。(A)図は、タイプであり、
ダミーノズル10およびノズル1の端部でインクリザー
バ2のノズル配列直交方向の寸法Yが中央部に比べて略
1/2の600μmである。(B)図に示すタイプ
は、インクリザーバ2のノズル配列直交方向の寸法Yが
中央部と等しいものである。(C)図に示すタイプ
は、インクリザーバ2のノズル配列直交方向の寸法Yは
タイプと同じであるが、インクリザーバ2のノズル配
列方向の寸法がダミーノズルの端部までの寸法よりそれ
ぞれXだけ大きいものであり、Xがノズルピッチ(8
4.5μm)の2倍である。(D)図に示すタイプ
は、タイプにおけるXがノズルピッチの4倍のもので
ある。
A description will be given of a prototype ink jet recording head. FIG. 5 is a plan view of the channel substrate. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, and 10 is a dummy nozzle. Each of the four types of heads shown in FIGS. 7A to 7D has one dummy nozzle on each side. The dummy nozzle 10 does not have a heater corresponding to the nozzle, and the dimensions and arrangement pitch are the same as those of the nozzle 1 that ejects ink. (A) The figure is a type,
At the end of the dummy nozzle 10 and the nozzle 1, the dimension Y of the ink reservoir 2 in the direction perpendicular to the nozzle array is 600 μm, which is approximately 比 べ compared to the center. (B) In the type shown in the figure, the dimension Y of the ink reservoir 2 in the direction orthogonal to the nozzle array is equal to the central portion. (C) In the type shown in the figure, the dimension Y of the ink reservoir 2 in the direction perpendicular to the nozzle array is the same as that of the type, but the dimension of the ink reservoir 2 in the nozzle array direction is each X smaller than the dimension up to the end of the dummy nozzle. X is the nozzle pitch (8
4.5 μm). (D) In the type shown in the figure, X in the type is four times the nozzle pitch.

【0030】これら4種のインクジェット記録ヘッドを
用いた印字結果における端部のノズルのかすれ良好性を
比較すると、 ≒≒> の順であった。
Comparing the goodness of blurring of the nozzles at the ends in the printing results using these four types of ink jet recording heads, the order of ≒≒> was as follows.

【0031】この結果から、インクリザーバの端部での
ノズル配列直交方向の寸法Yは、中央部でのノズル配列
直交方向の寸法と等しく、かつ、インクリザーバのノズ
ル配列方向の寸法は、ダミーノズル端以上の寸法、すな
わち、吐出ノズルからみれば、吐出ノズル端からピッチ
として1つ分以上大きいことが必要であることがわかっ
た。
From this result, the dimension Y in the nozzle array orthogonal direction at the end of the ink reservoir is equal to the dimension in the nozzle array orthogonal direction at the center, and the dimension of the ink reservoir in the nozzle array direction is the dummy nozzle. From the viewpoint of the size of the end or more, that is, from the viewpoint of the discharge nozzle, it was found that the pitch from the end of the discharge nozzle needs to be larger by one or more.

【0032】しかし、Xが大きいと、インクリザーバの
左右端近傍の部分のインクは、ノズルに供給されにく
い。すなわち、インクリザーバの端部はインクの流れに
対してポケット状の部分となり、この部分でのインクの
滞留が生じる。インクの滞留はインクの組成変化や沈澱
物の発生を招く。また、Xが大きいとヘッドの寸法を大
きくするからこの面からも問題となる。したがって、こ
れらの条件を考慮すると、X=0、すなわち、ダミーノ
ズルの端部と同じ位置にインクリザーバのノズル配列方
向の終端があることが望ましい。
However, when X is large, it is difficult for the ink in the portions near the left and right ends of the ink reservoir to be supplied to the nozzles. In other words, the end of the ink reservoir becomes a pocket-shaped portion for the flow of ink, and ink stays in this portion. Stagnation of the ink causes a change in the composition of the ink and generation of a precipitate. In addition, when X is large, the size of the head becomes large, so that there is a problem from this aspect. Therefore, in consideration of these conditions, it is desirable that X = 0, that is, the end of the ink reservoir in the nozzle array direction is located at the same position as the end of the dummy nozzle.

【0033】次に、インクリザーバの端部でのノズル配
列直交方向の寸法Yが、中央部でのノズル配列直交方向
の寸法と等しいものにおいて、端部でのダミーノズルの
数が相違するインクジェット記録ヘッドを試作した。図
6は、チャネル基板の平面図であり、図中、図5と同様
な部分には同じ符号を付して説明を省略する。(A)図
は、端部でのダミーノズルの数が1つであるタイプ、
(B)図は2つであるタイプ、(C)図は4つである
タイプ、(D)図は8つであるタイプを示す。
Next, when the dimension Y in the direction perpendicular to the nozzle array at the end of the ink reservoir is equal to the dimension perpendicular to the nozzle array at the center, the number of dummy nozzles at the end differs. Prototype the head. FIG. 6 is a plan view of the channel substrate. In the figure, the same parts as those in FIG. (A) The figure shows a type in which the number of dummy nozzles at the end is one,
(B) shows two types, (C) shows four types, and (D) shows eight types.

【0034】これら4種のインクジェット記録ヘッドを
用いた印字結果における端部のノズルのかすれ良好性を
比較すると、 ≒≒≒> の順であった。
The results of printing using these four types of ink jet recording heads were compared in the order of ≒≒≒> when the goodness of the blur at the end nozzles was compared.

【0035】これらの結果より、ダミーノズルの数は、
インクリザーバの寸法が、図5(B)〜(D)で説明し
た条件のものであれば、最低1つ有ればよいことがわか
った。
From these results, the number of dummy nozzles is
It was found that at least one ink reservoir had to be provided as long as it had the dimensions described in FIGS. 5B to 5D.

【0036】これらの試作したインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、インクの圧力変化に対するダミーノズルの
インク流出状態を比較すると、タイプでは、ダミーノ
ズルからのインク流出が発生することが観察された。ま
た、ダミーノズルの数を多くすることは、ヘッドの寸法
を大きくし、さらに、インクリザーバのダミーノズルに
対応する部分で上述したインクの滞留が起きる。
Comparing the ink outflow state of the dummy nozzles with respect to the ink pressure change in these prototype ink jet recording heads, it was observed that the ink outflow from the dummy nozzles occurred in the type. Increasing the number of dummy nozzles increases the size of the head, and causes the above-described ink stagnation in a portion of the ink reservoir corresponding to the dummy nozzle.

【0037】これらの結果から、インクリザーバの端部
でのノズル配列直交方向の寸法Yは、中央部でのノズル
配列直交方向の寸法と等しく、ダミーノズルの数は、1
〜4個程度で、かつ、同じ位置にインクリザーバのノズ
ル配列方向の終端がある構造、形状のチャネル基板を用
いたインクジェット記録ヘッドの場合が、印字品質が安
定していることがわかった。
From these results, the dimension Y in the nozzle array orthogonal direction at the end of the ink reservoir is equal to the dimension in the nozzle array orthogonal direction at the center, and the number of dummy nozzles is one.
It was found that the printing quality was stable in the case of an ink jet recording head using a channel substrate having a structure and a shape of about 4 pieces and having the end of the ink reservoir in the nozzle arrangement direction at the same position.

【0038】図9は、上述した実施例のインクジェット
記録ヘッドにおけるインクリザーバとノズルとの流路構
造を示す概略構成図である。図に示すように、ダミーノ
ズルCが設けられた記録ヘッドでは、中央部のノズルA
でも端部のノズルBでも両側からインクが流れ込み、ダ
ミーノズルをもつことによって中央部と端部のノズルで
のインクの供給性が等しくなる。
FIG. 9 is a schematic diagram showing the structure of the flow path between the ink reservoir and the nozzles in the ink jet recording head of the embodiment described above. As shown in the figure, in the print head provided with the dummy nozzle C, the nozzle A
However, even at the nozzle B at the end, ink flows from both sides, and the supply of ink at the center and the nozzle at the end becomes equal by having the dummy nozzle.

【0039】このインクジェット記録ヘッドにおいて
は、ダミーノズルには、インク吐出手段が設けられてい
ないが、メンテナンスの際に、ダミーノズルからインク
を吸引することによって、図8で説明したようなインク
の滞留を解消することができる。
In this ink jet recording head, the dummy nozzles are not provided with an ink discharge means. However, during maintenance, ink is retained from the dummy nozzles as described with reference to FIG. Can be eliminated.

【0040】また、ダミーノズルは、吐出の安定性につ
いて大きな役割を果たす。すなわち、ノズルからインク
液滴が吐出されると一時的にインク面が後退し、インク
がノズル内に再供給されてインク面がもとに戻る。この
インク面の回復の速度が印字周波数を高くしたときの吐
出の安定性を左右する。インクの再供給に際しては、隣
接するノズル内のインクが上下することがインク面の回
復の速度を高めている。ダミーノズルがない場合は、両
端のノズルは、インク面の回復の速度を高める働きをす
る隣接ノズルが片側にしかないので、吐出が不安定にな
る。このため端部にダミーノズルを設けると端部ノズル
でも周波数の高い安定した吐出を実現することができ
る。
The dummy nozzle plays a large role in the stability of ejection. That is, when an ink droplet is ejected from the nozzle, the ink surface temporarily retreats, the ink is resupplied into the nozzle, and the ink surface returns to the original position. The speed of recovery of the ink surface affects ejection stability when the printing frequency is increased. When re-supplying the ink, the rise and fall of the ink in the adjacent nozzle increases the speed of the recovery of the ink surface. If there are no dummy nozzles, ejection becomes unstable because the nozzles at both ends have only adjacent nozzles on one side that serve to increase the speed of ink surface recovery. Therefore, if a dummy nozzle is provided at the end, stable ejection at a high frequency can be realized even at the end nozzle.

【0041】このように、ダミーノズルを設けたことに
よって、上述した実施例では、吐出特性が向上するが、
ここでダミーノズル内のインクについて考えてみる。印
字を行なうノズルでは、インクを吐出することによっ
て、ノズル内のインクは、常に新しいインクを入れ変わ
っているが、ダミーノズルでは、インクの入れ変わりが
なく、他のノズルに比べて増粘しやすいが、上述した実
施例では、ダミーノズル内のインク乾燥による増粘や析
出を問題としていない。
As described above, the provision of the dummy nozzle improves the ejection characteristics in the above-described embodiment.
Here, consider the ink in the dummy nozzle. In the nozzles that perform printing, the ink in the nozzles is constantly replaced with new ink by discharging ink, but in the dummy nozzles, there is no change in the ink replacement, and the viscosity increases more easily than other nozzles However, in the above-described embodiment, there is no problem of viscosity increase or precipitation due to ink drying in the dummy nozzle.

【0042】ここで、ノズル内のインクの増粘について
考える。インクの増粘は、流路が狭くまた大気と接触し
ているノズルの吐出口近傍で発生しやすい。増粘したイ
ンクの除去方法としては、2つの方法が考えられる。そ
の1は、キャップ部材によってノズルを覆い、ノズルか
らインクを吸引するインク吸引動作による方法と、その
2は、印字動作の開始前あるいは終了後にキャップ部材
に向かってインク液滴を吐出する予備吐出動作である。
インク吸引動作は、強い効果をもつが、多くのインクを
消耗するので頻度としてはあまり多くない方がよく、予
備吐出動作によって増粘したインクの除去を行なうのが
好ましい。
Here, the increase in the viscosity of the ink in the nozzle will be considered. Thickening of the ink is likely to occur in the vicinity of the discharge port of a nozzle that has a narrow flow path and is in contact with the atmosphere. There are two possible methods for removing the thickened ink. The first is a method using an ink suction operation of covering a nozzle with a cap member and sucking ink from the nozzle, and the second is a preliminary discharge operation of discharging ink droplets toward a cap member before or after the start of a printing operation. It is.
The ink suction operation has a strong effect, but it consumes a lot of ink, so it is preferable that the frequency is not too high, and it is preferable to remove the ink thickened by the preliminary ejection operation.

【0043】ダミーノズル内のインクが増粘すると、隣
接ノズルの液面の回復を早める働きがなくなり、吐出を
安定させる効果が薄れてしまう。さらに、大気をただよ
うごみが付着した場合、これが流れずにその場に固まっ
て隣接ノズルに悪影響を及ぼしたり、ダミーノズル内の
インクの組成変化が生じたり、析出物が発生して成長し
た析出物が隣接ノズルに悪影響を及ぼしたり、ヘッド内
部に入りこんでインクリザーバ側から他のノズルに侵入
することもあり得る。
When the viscosity of the ink in the dummy nozzle increases, the function of accelerating the recovery of the liquid level of the adjacent nozzle is lost, and the effect of stabilizing the discharge is reduced. In addition, when dust adheres to the atmosphere, it does not flow and solidifies on the spot, adversely affecting adjacent nozzles, causing a change in the ink composition in the dummy nozzles, or causing precipitates to grow and grow. May adversely affect adjacent nozzles, or may enter the interior of the head and enter other nozzles from the ink reservoir side.

【0044】しかし、上述した実施例では、ダミーノズ
ルにインク吐出手段が設けられていないから、予備吐出
動作によって増粘を解消することはできない。インク吸
引動作によらなければならないが、インク吸引動作の頻
度を増加させると、インクの消耗が大きくなり、コスト
増加につながり、インク交換、廃液処理等のメンテナン
ス作業の頻度も増えてしまう。
However, in the above-mentioned embodiment, since the ink ejection means is not provided in the dummy nozzle, the thickening cannot be eliminated by the preliminary ejection operation. The ink suction operation must be performed. However, if the frequency of the ink suction operation is increased, the consumption of ink is increased, which leads to an increase in cost, and the frequency of maintenance work such as ink replacement and waste liquid treatment is also increased.

【0045】図10は、本発明の他の実施例のインクジ
ェット記録ヘッドの概略構成図である。図中、1はノズ
ル、2はインクリザーバ、3はヒーター、4は電極、1
0はダミーノズル、15は第1のドライバ群、16は第
2のドライバ、17はドライバ駆動回路、18は入力保
護回路、19はコネクタ、20は画像信号伝送用クロッ
ク、21は画像信号、22は印字用パルス、23は制御
用信号、24は予備吐出用パルスである。このインクジ
ェット記録ヘッドは、2枚のシリコン基板を接合して形
成されている。ヒーター基板には、ヒーター3、電極
4、ヒーター3を駆動する第1のドライバ群15、第1
のドライバ群15を画像信号に応じて駆動するドライバ
駆動回路17が形成されている。
FIG. 10 is a schematic structural view of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a nozzle, 2 is an ink reservoir, 3 is a heater, 4 is an electrode, 1
0 is a dummy nozzle, 15 is a first driver group, 16 is a second driver, 17 is a driver drive circuit, 18 is an input protection circuit, 19 is a connector, 20 is an image signal transmission clock, 21 is an image signal, 22 Denotes a printing pulse, 23 denotes a control signal, and 24 denotes a preliminary ejection pulse. This ink jet recording head is formed by joining two silicon substrates. On the heater substrate, a heater 3, an electrode 4, a first driver group 15 for driving the heater 3, a first
A driver driving circuit 17 for driving the driver group 15 according to an image signal is formed.

【0046】チャネル基板は、図3で説明したように、
Siウエハの異方性エッチングにより、ノズル1、ダミ
ーノズル10と、インクリザーバ2が形成されている。
インクジェット記録ヘッドの概略は、図2で説明したも
のと同様である。
As described in FIG. 3, the channel substrate is
The nozzle 1, the dummy nozzle 10, and the ink reservoir 2 are formed by anisotropic etching of the Si wafer.
The outline of the ink jet recording head is the same as that described in FIG.

【0047】図10に戻って説明する。このインクジェ
ット記録ヘッドにインクを満たして、ドライバ駆動回路
17に入力される画像信号に応じて第1のドライバ群1
5を駆動することにより、ヒーター3にパルス状の電圧
が印加される。この駆動パルスによって、ヒーター3上
のインクが急激に加熱され、バブルが発生し、それが成
長して、その圧力によってノズル1よりインクが液滴と
なって吐出される。ダミーノズル10についても、入力
される予備吐出用パルスによって、第2のドライバ16
が駆動されてヒーター3にパルス状の電圧が印加され、
同様にインク液滴が吐出される。
Returning to FIG. The ink jet recording head is filled with ink, and the first driver group 1 is set in accordance with an image signal input to the driver driving circuit 17.
By driving 5, a pulse voltage is applied to the heater 3. With this drive pulse, the ink on the heater 3 is rapidly heated to generate bubbles, which grow, and the ink is ejected as droplets from the nozzle 1 by the pressure. Regarding the dummy nozzles 10, the second driver 16 is also driven by the input preliminary ejection pulse.
Is driven to apply a pulse-like voltage to the heater 3,
Similarly, ink droplets are ejected.

【0048】このような構成のインクジェットヘッドに
おけるインクの流れを図11で説明する。図に示すよう
に、端部のノズルBとその他のノズルAとの間でインク
の供給性についての差はない。このように、各ノズルへ
のインクの供給性が均一にできる理由は、ダミーノズル
Cの存在だけでなく、インクリザーバ2におけるノズル
配列直交方向の寸法が、両端のダミーノズル間の寸法と
ほぼ同じであり、かつ、端部でのノズル配列直交方向の
寸法が、中央部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ同
じであることによるところが大きい。さらに、ダミーノ
ズルCの存在により端部のノズルBについても、両側に
隣接ノズルをもつことになり、隣接ノズルのインク面の
上下動によるインク面の回復速度の向上がすべてのノズ
ルにおいて期待できる。また、インクリザーバのノズル
配列直交方向の寸法は、両端のダミーノズル間の寸法と
ほぼ同じとし、かつ、端部でのノズル配列直交方向の寸
法は中央部でのノズル配列直交方向の寸法とほぼ同じで
あることにより、インクリザーバ端部のインク滞留も少
なく、長期間の放置によりインクの滞留によるインクリ
ザーバの隅部のインク増粘が起こっても、ダミーノズル
を含む全てのノズルからインク吸引動作を行なうことに
より速やかに解消できる。
The flow of ink in the ink jet head having such a configuration will be described with reference to FIG. As shown in the figure, there is no difference in ink supply between the nozzle B at the end and the other nozzles A. As described above, the reason why the ink supply to each nozzle can be made uniform is not only the presence of the dummy nozzle C, but also the size of the ink reservoir 2 in the direction perpendicular to the nozzle array is substantially the same as the size between the dummy nozzles at both ends. And the dimension in the direction perpendicular to the nozzle array at the end is substantially the same as the dimension in the direction perpendicular to the nozzle array at the center. Further, due to the presence of the dummy nozzle C, the nozzle B at the end also has adjacent nozzles on both sides, and improvement in the ink surface recovery speed due to the vertical movement of the ink surface of the adjacent nozzle can be expected for all nozzles. In addition, the dimension of the ink reservoir in the direction perpendicular to the nozzle array is substantially the same as the dimension between the dummy nozzles at both ends, and the dimension in the direction perpendicular to the nozzle array at the end is substantially the same as the dimension in the direction perpendicular to the nozzle array at the center. By the same, ink stagnation at the end of the ink reservoir is small, and even if ink is thickened at the corner of the ink reservoir due to stagnation of ink due to long-term storage, ink suction operation from all nozzles including dummy nozzles Can be eliminated promptly.

【0049】そして、ここで問題になるダミーノズル内
のインクの増粘は、インク吸引動作によるだけでなく、
以下に示すような手順で予備吐出動作させることによっ
ても解消することができる。
The thickening of the ink in the dummy nozzle, which is a problem here, is caused not only by the ink suction operation but also by the ink suction operation.
The problem can also be solved by performing a preliminary ejection operation in the following procedure.

【0050】通常の印字中は、インクの増粘を防止する
ため、内蔵するタイマーで一定の時間が経過するごとに
メンテナンス動作を行ない、予備吐出動作を行なう。ま
ず、ドライバ駆動回路17に、画像信号転送用クロック
20に同期させて、全ての印字用ノズルを吐出状態にす
る画像信号21を転送し、あらかじめ予備吐出用に決め
られた数の印字用パルス22と制御用信号23を入力す
ることによって全ての印字用ノズルに対応する第1のド
ライバ群15を駆動する。同時に、あらかじめ予備吐出
用に決められた数の予備吐出用のパルスを、ダミーノズ
ルに対応する第2のドライバ16に入力する。これらの
入力信号により、あらかじめ予備吐出用に決められた数
の液滴が全ノズルから吐出され、ノズル内の増粘したイ
ンクは除去されて正常な印字が開始される。
During normal printing, in order to prevent the ink from increasing in viscosity, a maintenance operation is performed every predetermined time by a built-in timer, and a preliminary ejection operation is performed. First, in synchronization with the image signal transfer clock 20, an image signal 21 for setting all the printing nozzles to the ejection state is transferred to the driver drive circuit 17, and a predetermined number of printing pulses 22 for preliminary ejection are transferred. And the control signal 23 are inputted to drive the first driver group 15 corresponding to all the printing nozzles. At the same time, a predetermined number of pulses for preliminary ejection for preliminary ejection are input to the second driver 16 corresponding to the dummy nozzle. In response to these input signals, a predetermined number of droplets for preliminary ejection are ejected from all the nozzles, and the thickened ink in the nozzles is removed to start normal printing.

【0051】本発明者が試作したプリンタで実験したと
ころ、予備吐出を行なう時間間隔が20分の場合、最低
50発分の予備吐出を行なえば正常な印字が保証される
ことがわかった。しかし、同様の予備吐出をダミーノズ
ル以外のノズルでのみ行なった場合には、4時間以上経
過したとき、端部のノズルによって印字されるドットの
印字位置精度が悪化し、同じノズルで印字したドット径
のばらつきも、端部で大きくなることがわかった。な
お、図10,図11で説明した実施例では、ダミーノズ
ルが1の場合についての説明であったが、ダミーノズル
の数が1以上の場合も同様のことがいえる。
Experiments with a printer prototyped by the inventor of the present invention have revealed that when the time interval for performing preliminary ejection is 20 minutes, normal printing is guaranteed if at least 50 preliminary ejections are performed. However, if the same preliminary ejection is performed only with the nozzles other than the dummy nozzles, the printing position accuracy of the dots printed by the end nozzles deteriorates after 4 hours or more, and the dots printed by the same nozzles It was found that the variation in the diameter also increased at the end. In the embodiments described with reference to FIGS. 10 and 11, the case where the number of dummy nozzles is one has been described, but the same can be said for the case where the number of dummy nozzles is one or more.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば配列方向の端部のノズルの噴射特性を中央部の
ノズルと同一にすることができ、ヘッド端部での画質不
良を改善することができるという効果がある。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to make the ejection characteristics of the nozzles at the end in the arrangement direction the same as those of the nozzle at the center, and to reduce image quality defects at the end of the head. There is an effect that it can be improved.

【0053】また、ダミーノズル内に設けられたインク
吐出手段は、インクの消耗量の少ない予備吐出動作によ
って駆動されるので、常に全ノズルについて安定した吐
出動作を保証することができ、ダミーノズル内のインク
が増粘して大気をただようごみが付着し流れずにその場
に固まって隣接ノズルに悪影響をおよぼすとか、ダミー
ノズル内のインクそのものが組成変化したり、析出物が
発生して成長した析出物が隣接ノズルに悪影響をおよぼ
すとか、ヘッド内部に入っていってインクリザーバ側か
ら他のノズルに侵入するなどの不測の事態を防止するこ
とができる。
Further, since the ink discharge means provided in the dummy nozzle is driven by the preliminary discharge operation which consumes a small amount of ink, a stable discharge operation can be always guaranteed for all the nozzles. The ink in the dummy nozzle thickens and drifts through the atmosphere, dust adheres and solidifies in place without affecting the adjacent nozzles, or the ink itself in the dummy nozzle changes in composition or precipitates are generated and grown It is possible to prevent an unexpected situation in which the deposit adversely affects the adjacent nozzle or enters the inside of the head and enters another nozzle from the ink reservoir side.

【0054】そして、全ノズルにわたってドット径が均
一で方向性が良好な高印字品質なプリントを高速に印字
でき、その画質はインク消耗量の少ない低コストなメン
テナンスによって長期にわたって安定に保たれる信頼性
の高いプリンタを実現できるという効果がある。
A high-quality print with a uniform dot diameter and good directivity over all nozzles can be printed at high speed, and the image quality can be maintained for a long time by low-cost maintenance with low ink consumption. There is an effect that a highly reliable printer can be realized.

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

【図1】 本発明の一実施例のチャネル基板の平面図で
ある。
FIG. 1 is a plan view of a channel substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の一実施例のウェハから個別に分離さ
れたプリントヘッドチップの一部を切断した斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view of a part of a print head chip separated from a wafer according to an embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の一実施例のチャネル基板を作製する
工程図である。
FIG. 3 is a process chart for manufacturing a channel substrate according to one embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の一実施例のプリントヘッドの断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view of a print head according to an embodiment of the present invention.

【図5】 試作した4種のインクジェット記録ヘッドの
チャネル基板の平面図である。
FIG. 5 is a plan view of a channel substrate of four prototype ink jet recording heads.

【図6】 試作した他の4種のインクジェット記録ヘッ
ドのチャネル基板の平面図である。
FIG. 6 is a plan view of channel substrates of other four types of experimentally manufactured ink jet recording heads.

【図7】 従来のインクジェット記録ヘッドにおけるイ
ンクの流路構造を示す概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating a flow path structure of ink in a conventional inkjet recording head.

【図8】 インクリザーバの幅を広げたインクジェット
記録ヘッドにおけるインクの流路構造を示す概略構成図
である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an ink flow path structure in an ink jet recording head in which the width of an ink reservoir is widened.

【図9】 本発明の一実施例のインクジェット記録ヘッ
ドにおけるインクの流路構造を示す概略構成図である。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating a flow path structure of ink in an ink jet recording head according to one embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の他の実施例のインクジェット記録
ヘッドの概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の他の実施例のインクジェット記録
ヘッドにおけるインクの流路構造を示す概略構成図であ
る。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an ink flow path structure in an ink jet recording head according to another embodiment of the present invention.

【図12】 従来のインクジェット記録ヘッドの説明図
である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional ink jet recording head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズル、2 インクリザーバ、3 ヒーター、4
電極、5 厚膜樹脂層、6 気泡、7 ヒーター基板、
8 チャネル基板、9 インク滴、10 ダミーノズ
ル、15 第1のドライバ群、16 第2のドライバ、
17 ドライバ駆動回路、18 入力保護回路、19
コネクタ、20 画像信号伝送用クロック、21 画像
信号、22 印字用パルス、23 制御用信号、24
予備吐出用パルス。
1 nozzle, 2 reservoirs, 3 heaters, 4
Electrodes, 5 thick resin layers, 6 bubbles, 7 heater substrate,
8 channel substrate, 9 ink droplets, 10 dummy nozzle, 15 first driver group, 16 second driver,
17 Driver drive circuit, 18 Input protection circuit, 19
Connector, 20 Image signal transmission clock, 21 Image signal, 22 Printing pulse, 23 Control signal, 24
Predischarge pulse.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤村 義彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 藤井 雅彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 田端 伸司 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 片岡 雅樹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 三原 徹 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 斉藤 孝一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 竹井 英陽 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 内藤 浩一 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (72)発明者 磯崎 準 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (56)参考文献 特開 平2−165962(JP,A) 特開 昭62−90254(JP,A) 特開 平3−218841(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/05 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yoshihiko Fujimura 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd.Ebina Office (72) Inventor Masahiko Fujii 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd. Institution (72) Inventor Shinji Tabata 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.Ebina Office (72) Inventor Masaki Kataoka 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.Ebina Office (72) Inventor Tohru Mihara 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.Ebina Office (72) Inventor Koichi Saito 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. Ichimoto 2274 Address Fuji Xerox Co., Ltd.Ebina Works (72) Inventor Koichi Naito 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd.Ebina Works (72) Inventor Jun Isozaki 2274 Hongo, Ebina City, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Shares (56) References JP-A-2-165962 (JP, A) JP-A-62-90254 (JP, A) JP-A-3-218841 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 7 , DB name) B41J 2/05

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 2枚の基板の接着によって構成され、イ
ンク吐出手段を備えた複数のノズルと、該ノズルに連通
する共通のインクリザーバを有するインクジェット記録
ヘッドにおいて、前記ノズルの外側にメンテナンス用の
吐出信号によって駆動されてインク液滴を吐出するイン
ク吐出手段を備えたダミーノズルを配置するとともに、
前記インクリザーバのノズル配列方向の寸法はダミーノ
ズル端部間の寸法とほぼ同じとし、かつ、端部でのノズ
ル配列直交方向の寸法は中央部でのノズル配列直交方向
の寸法とほぼ同じとしたことを特徴とするインクジェッ
ト記録ヘッド。
1. An ink jet recording head which is formed by bonding two substrates and has a plurality of nozzles provided with ink discharging means, and a common ink reservoir communicating with the nozzles. A dummy nozzle provided with an ink ejection unit that ejects an ink droplet driven by an ejection signal is arranged, and
The dimension of the ink reservoir in the nozzle array direction was substantially the same as the dimension between the dummy nozzle ends, and the dimension in the nozzle array orthogonal direction at the end was substantially the same as the dimension in the nozzle array orthogonal direction at the center. An ink jet recording head, characterized in that:
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