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JP2008093989A - Inkjet recording head - Google Patents

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JP2008093989A
JP2008093989A JP2006278934A JP2006278934A JP2008093989A JP 2008093989 A JP2008093989 A JP 2008093989A JP 2006278934 A JP2006278934 A JP 2006278934A JP 2006278934 A JP2006278934 A JP 2006278934A JP 2008093989 A JP2008093989 A JP 2008093989A
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JP
Japan
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ink
element substrate
base member
recording element
recording head
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006278934A
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Japanese (ja)
Inventor
Yohei Sato
陽平 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2006278934A priority Critical patent/JP2008093989A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

【課題】 インクジェット記録ヘッドのベース部材に樹脂材料を用いることで接着剤が厚くなる(数十ミクロン超えてしまう)と、接着剤を介したベース部材への伝熱効率が悪化し、記録素子基板の温度が過度に上昇してしまう。その結果、熱変換素子からインク液滴に付与されるべく所望の熱エネルギーにずれが生じ、異常吐出などの不具合が発生しやすくなってしまう。
【解決手段】 チッププレートレスヘッドにおける双方向印字対応チップへのインク供給方式において、ベース部材のチップ接合面に設けた連通溝により、インク経路を分配する。Dispoヘッド双方向印字対応構成。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To use a resin material for a base member of an ink jet recording head, when the adhesive becomes thick (exceeds several tens of microns), the heat transfer efficiency to the base member via the adhesive deteriorates, and the recording element substrate The temperature will rise excessively. As a result, the desired thermal energy is shifted from the heat conversion element to be applied to the ink droplets, and problems such as abnormal ejection are likely to occur.
In an ink supply system to a chip capable of bidirectional printing in a chip plateless head, an ink path is distributed by a communication groove provided on a chip joint surface of a base member. Dispo head compatible with bidirectional printing.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、インク等の液体を吐出して記録動作を行うインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドに関する。本発明は、一般的なプリント装置のほか、複写機、通信システム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、あるいは、これらの装置を複合した多機能記録装置等に適用することができる。   The present invention relates to an ink jet recording head used in an ink jet recording apparatus that performs a recording operation by discharging a liquid such as ink. The present invention can be applied to a general printing apparatus, a copying machine, a facsimile having a communication system, an apparatus such as a word processor having a printing unit, or a multifunction recording apparatus combining these apparatuses.

インクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト記録方式の記録装置であり、高速な記録が可能であること、様々な記録媒体に対して記録することが可能であること、記録の際の騒音が殆ど生じないことなどの特徴を持つ。このようなことから、インクジェット記録装置は、プリンター、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録機構を担う装置として、広く採用されている。   The ink jet recording apparatus is a so-called non-impact recording apparatus, capable of high-speed recording, recording on various recording media, and almost no noise during recording. It has characteristics such as. For this reason, the ink jet recording apparatus is widely adopted as an apparatus that bears a recording mechanism such as a printer, a copying machine, a facsimile, a word processor, and the like.

インクジェット記録装置に搭載される記録ヘッドにおける代表的なインク吐出方式としては、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いたものや、レーザーなどの電磁波を照射して発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるものの他、発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなどが知られている。電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドは、電気熱変換素子を記録液室内に設け、これに記録信号となる電気パルスを供給して発熱させることによりインクに熱エネルギーを与え、そのときのインクの相変化により生じる、インクの発泡時(沸騰時)の気泡圧力を利用して、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出させて、記録媒体に対し記録を行うものであり、一般に、インク滴を吐出するためのインクジェット記録ノズルと、このノズルにインクを供給する供給系とを有している。   Typical ink ejection methods for recording heads mounted on inkjet recording devices include those using electromechanical transducers such as piezo elements, and heat generated by irradiation with electromagnetic waves such as lasers. In addition to those that discharge droplets, there are known devices that heat ink by an electrothermal conversion element having a heating resistor and discharge ink droplets by the action of film boiling. An ink jet recording head using an electrothermal conversion element is provided with an electrothermal conversion element in a recording liquid chamber, and an electric pulse serving as a recording signal is supplied thereto to generate heat, thereby giving thermal energy to the ink. In general, ink is recorded on a recording medium by ejecting minute ink droplets from minute ejection ports using the bubble pressure when ink is foamed (at the time of boiling). An ink jet recording nozzle for discharging droplets and a supply system for supplying ink to the nozzle are provided.

上記のようなインクジェット記録ヘッドを備えた記録装置は、低コストで高品位な文字や画像が出力可能である。特に、液体に膜沸騰を生じせしめ気泡の形成(発生、成長、消泡、消滅)に伴って、液滴を吐出させる、本願出願人であるキヤノン株式会社が提案したバブルジェット(登録商標)方式(以下、BJ方式と称す)の吐出原理に基づくプリンターは、低価格でカラープリントを行うことができる利点から、市場の大半を占めている。このプリンターは、黒系液体としてのブラックインクおよびシアン、マゼンタ、イエローのカラー系液体を吐出する各ヘッド部に、共通してバブルジェット(登録商標)方式を用いている。   A recording apparatus including the above-described ink jet recording head can output high-quality characters and images at low cost. In particular, the bubble jet (registered trademark) method proposed by Canon Inc., the applicant of the present application, causes droplets to be ejected as a result of film boiling in liquid (formation, growth, defoaming, disappearance). Printers based on the discharge principle (hereinafter referred to as the BJ method) occupy most of the market because of the advantage that color printing can be performed at a low price. This printer uses a bubble jet (registered trademark) system in common for each head unit that discharges black ink as a black liquid and color liquids of cyan, magenta, and yellow.

一般に、各ヘッド部の吐出口は、数的には高画質化の傾向から、64個から128個、さらには256個等に増えており、1インチ当たりの吐出口数で言うところの「dpi」で、300dpi、600dpi等の高密度な配置になっている。これらの吐出口に対して配置される電気熱変換体としての発熱体は、数μsecオーダーから10μsecオーダーのパルス的な駆動によって膜沸騰による気泡を形成するが、高周波的な駆動により、高速で、高画質なプリントを実現している。   In general, the number of ejection ports of each head unit has been increased from 64 to 128, further to 256, etc. due to the trend toward higher image quality, and “dpi” in terms of the number of ejection ports per inch. Therefore, the arrangement is high density such as 300 dpi and 600 dpi. A heating element as an electrothermal converter disposed with respect to these discharge ports forms bubbles due to film boiling by pulse-like driving on the order of several μsec to 10 μsec, but at high speed by high-frequency driving, Realizes high-quality prints.

一方、上記のバブルジェット(登録商標)方式を改良した、本願出願人が提案した新方式として、気泡を大気に連通させることで、液滴を一定化せしめ、微小液滴の吐出を可能にした大気連通方式、いわゆるbubble through jet方式(以下、BTJ方式と称す)を用いたプリンターが市場に投入されている。このプリンターも、上述のプリンターと同様のブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色用のヘッド部を有し、それぞれのヘッド部でBTJ方式を共通して用いることで、微小液滴の安定吐出量の確保し、高画質プリントを達成している。すなわち、銀塩写真と同等の高品位カラー記録を達成するためには、紙上でドットが見えない(粒状感が無い)程度に小ドット化することが必要であり、その場合、カラーインクの液滴は、約5pl(ピコリットル、10−12リットル)、ドット径40〜50μm、解像度600×1200〜1200×1200dpi(dpiは1インチ当たりのドット数を示す単位)程度となるような設定がなされるが、BTJ方式のプリンターではそのような設定に十分対応可能である。   On the other hand, as a new method proposed by the applicant of the present application, which is an improvement on the above-described bubble jet (registered trademark) method, by allowing bubbles to communicate with the atmosphere, droplets are made constant and fine droplets can be ejected. Printers using an air communication method, a so-called bubble through jet method (hereinafter referred to as a BTJ method) have been put on the market. This printer also has the same black, cyan, magenta, and yellow color head portions as the above-mentioned printer, and the BTJ method is commonly used for each head portion, so that the stable discharge amount of micro droplets can be reduced. Ensure high-quality prints. That is, in order to achieve high-quality color recording equivalent to silver halide photography, it is necessary to make the dots as small as the dots are not visible on the paper (no graininess). The droplet is set to have a size of about 5 pl (picoliter, 10-12 liter), a dot diameter of 40 to 50 μm, and a resolution of 600 × 1200 to 1200 × 1200 dpi (dpi is a unit indicating the number of dots per inch). However, a BTJ printer can sufficiently cope with such a setting.

これら記録ヘッドの構成および製造方法としては、特開2002−19119号公報などに開示されている。   The configuration and manufacturing method of these recording heads are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-19119.

これら公報に開示されているインクジェット記録ヘッドの主な構成要素としては、インク液滴が吐出される吐出口と、この吐出口からインク液滴を吐出するための吐出エネルギーを発生する吐出エネルギー発生部を具備する記録素子基板と、該記録素子基板を固着するアルミナなどに代表されるセラミック製のベース部材があげられる。また、インク貯留部としてインクタンク部が別体で着脱可能となっている。   The main components of the ink jet recording head disclosed in these publications include an ejection port from which ink droplets are ejected, and an ejection energy generation unit that generates ejection energy for ejecting ink droplets from the ejection ports. And a ceramic base member typified by alumina or the like to which the recording element substrate is fixed. In addition, an ink tank part is detachable as an ink storage part.

一方、近年のさらなる高画質化と高速化といったインクジェット記録装置への要求を達成するために、特開2002−86731号公報に示すインクジェット記録ヘッドが発明されている。   On the other hand, an ink jet recording head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-86731 has been invented in order to achieve the recent demand for an ink jet recording apparatus such as higher image quality and higher speed.

同公報では、記録素子基板が複数のインク種類に対応した複数の吐出口列を具備し、さらに同種類のインクに関する吐出口列がヘッドの走査方向に対して対称になるように配列されている。同構成により、インクジェット記録装置の高速化の一手段としてあげられる「往復印字」が高画質との両立のもとで達成されている。   In this publication, the recording element substrate has a plurality of ejection port arrays corresponding to a plurality of ink types, and the ejection port arrays for the same type of ink are arranged so as to be symmetric with respect to the scanning direction of the head. . With this configuration, “reciprocal printing”, which is one means for increasing the speed of the ink jet recording apparatus, has been achieved under the balance of high image quality.

(例えば、吐出口列の並びをシアン,マゼンタ,イエロー,マゼンタ,シアンと配置することにより、記録媒体上へのインクの付着順序を往路/復路で同順序にすることが可能となっている。これにより、インクの付着順序の違いにより発生する色ムラ不良を回避している。また同種類のインクに関する複数の吐出口列のi番目の吐出口同士を列方向に半ピッチずらすことで、実質2倍の高精細印字が可能となっている。)
特開2002−19119号 特開2002−86731号
(For example, by arranging the ejection port arrays in cyan, magenta, yellow, magenta, and cyan, it is possible to make the ink deposition order on the recording medium the same in the forward / return paths. This avoids color unevenness defects caused by the difference in the order of ink adhesion, and by substantially shifting the i-th ejection ports of a plurality of ejection port arrays for the same type of ink by a half pitch in the column direction. (High-definition printing twice as much is possible.)
JP 2002-19119 A JP 2002-86731 A

先に述べたように、インクジェット記録装置はプリンター、複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ等の記録機構を担う装置として広く採用されるようになってきている。よって本発明者に代表されるインクジェット記録装置の製造者は、さらなる普及を目指して今まで以上の安価なインクジェット記録装置の上市が使命となっている。同使命を達成するため、本発明者に代表されるインクジェット記録装置の製造者には、インクジェット記録ヘッドのさらなる製造コストの削減が、1つの手法としてあげられる。   As described above, an ink jet recording apparatus has been widely adopted as an apparatus that bears a recording mechanism such as a printer, a copying machine, a facsimile, a word processor, and the like. Therefore, a manufacturer of an ink jet recording apparatus represented by the present inventor has a mission to market a cheaper ink jet recording apparatus than ever before with the aim of further spreading. In order to achieve this mission, the manufacture of an ink jet recording apparatus typified by the present inventor can further reduce the manufacturing cost of the ink jet recording head as one method.

インクジェット記録ヘッドの製造コストの削減の方法として、そのヘッドを構成する部品の材料費の削減、また部品統合などによる部品数削減とそれに伴う製造工程の削減などがあげられる。   As a method for reducing the manufacturing cost of an ink jet recording head, there are a reduction in material cost of parts constituting the head, a reduction in the number of parts by integration of parts, and a reduction in manufacturing processes associated therewith.

このような状況の中で、上述の特開2002−19119号公報に記載されたベース部材の構成材料であるセラミック材料(アルミナなど)に代わり、安価な一般的な樹脂材料をベース部材に採用する手法が考案されてきている。   Under such circumstances, an inexpensive general resin material is used for the base member in place of the ceramic material (such as alumina) which is a constituent material of the base member described in the above-mentioned JP-A-2002-19119. Techniques have been devised.

ここで樹脂材料を用いる効果は、単にベース部材の材料費を削減するだけではない。一般に樹脂材料は射出成形に代表される金型を用いた部品成形が可能となるため、同成形方法を駆使して、1工程で複雑な部品形状を形成することができる。よって、特開2002−19119号公報記載のベース部材とインク供給部材を1つの部品に統合することが可能となる。   Here, the effect of using the resin material does not merely reduce the material cost of the base member. In general, a resin material can be molded into a part using a mold represented by injection molding. Therefore, a complicated part shape can be formed in one process by using the molding method. Accordingly, it is possible to integrate the base member and the ink supply member described in JP-A-2002-19119 into one component.

(ここで、「ベース部材」とは特開平2002−19119号公報にて、記録素子基板を支持、固着する部材であり、「インク供給部材」とは同公報にて、ベース部材とインクタンク部の間のインク経路を成す部材のことである)
一方、さらなる高画質化/高速化を狙った上述の特開2002−86731号公報に示すような記録ヘッドでは、記録素子基板に同種類のインクに関する吐出口列がヘッドの走査方向に対して対称になるように配列されているため、つまり関係する同色のインクを記録素子基板の複数の吐出口列へ分配/供給しなければならない。同公報では、上記ベース部材とインク供給部材に加えて、「流路形成部材」を配置し、複数の吐出口列へ関係するインクを分配/供給している。
(Here, the “base member” is a member that supports and fixes the recording element substrate in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-19119, and the “ink supply member” is the base member and the ink tank portion in the same publication. It is a member that forms the ink path between
On the other hand, in a recording head as described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-86731 aiming at higher image quality / higher speed, the ejection port arrays for the same type of ink are symmetrical with respect to the scanning direction of the head. In other words, the related ink of the same color must be distributed / supplied to the plurality of ejection port arrays of the recording element substrate. In this publication, in addition to the base member and the ink supply member, a “flow path forming member” is arranged to distribute / supply ink related to a plurality of ejection port arrays.

しかしながら、上記流路形成部材のような別体部品の存在は、記録ヘッドの製造コスト削減(部品統合,工程削減)に関して相反する事象であり、本発明者に代表されるインクジェット記録装置の製造者の課題となってきている。   However, the existence of separate parts such as the above-mentioned flow path forming member is a conflicting phenomenon with respect to the manufacturing cost reduction (part integration, process reduction) of the recording head, and the manufacturer of the ink jet recording apparatus represented by the present inventor It has become an issue.

一方、ベース部材の構成材料として一般的な樹脂材料を使用し、その成形方法に射出成形などを採用した場合、その成形面の面粗さは、概して数十ミクロン程度が原理上限界である。よって、ベース部材と記録素子基板を固着する接着剤は、成形面の面粗さを吸収し、過不足なく充填するためには、その接着剤の厚みは数十ミクロン以上が必要となる(従来までは、ベース部材の記録素子基板接合面を平面研磨等にて追加工を施すことにより、面粗さを数ミクロン以下に抑え、その接着剤の厚みは数ミクロン程度であった)。   On the other hand, when a general resin material is used as a constituent material of the base member and injection molding is adopted as the molding method, the surface roughness of the molding surface is generally limited to about several tens of microns in principle. Therefore, the adhesive that fixes the base member and the recording element substrate absorbs the surface roughness of the molding surface, and the thickness of the adhesive is required to be several tens of microns or more in order to fill the adhesive without excess or deficiency (conventional) Until then, the surface roughness of the base member was reduced to several microns or less by performing additional processing on the recording element substrate bonding surface by planar polishing or the like, and the thickness of the adhesive was about several microns).

ここで、前述の電気熱変換素子によりインク液滴を吐出するインクジェット記録ヘッドでは、そのインク吐出に使用された熱エネルギーの余剰分により、少なからず記録素子基板の温度上昇(蓄熱)が発生する。このとき、特開2002−19119号公報に示すような従来の記録ヘッドでは、記録素子基板の蓄熱分は、記録素子基板自体からの放熱と、接着剤を介してのベース部材への伝熱により、記録素子基板の過剰な温度上昇は回避することができていた。   Here, in the ink jet recording head that discharges ink droplets by the above-described electrothermal conversion element, the temperature rise (heat storage) of the recording element substrate is generated due to the surplus thermal energy used for the ink discharge. At this time, in the conventional recording head as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-19119, the heat storage amount of the recording element substrate is caused by heat radiation from the recording element substrate itself and heat transfer to the base member via the adhesive. An excessive temperature rise of the recording element substrate could be avoided.

しかしながら上述のように、ベース部材に樹脂材料を用いることで接着剤が厚くなる(数十ミクロン超えてしまう)と、接着剤を介したベース部材への伝熱効率が悪化し、記録素子基板の温度が過度に上昇してしまう。その結果、熱変換素子からインク液滴に付与されるべく所望の熱エネルギーにずれが生じ、異常吐出などの不具合が発生しやすくなってしまう。   However, as described above, when a resin material is used for the base member, if the adhesive becomes thick (exceeds several tens of microns), the heat transfer efficiency to the base member via the adhesive deteriorates, and the temperature of the recording element substrate Will rise excessively. As a result, the desired thermal energy is shifted from the heat conversion element to be applied to the ink droplets, and problems such as abnormal ejection are likely to occur.

これらは、インクジェット記録ヘッドの高画質化/高速化に伴う、吐出口数の増加(前述の記録素子基板に同種類のインクに関する吐出口列がヘッドの走査方向に対して対称になるように配列されている記録ヘッドや、さらに吐出口列が延伸したヘッドや、さらにインク色種が増えたヘッドなど)により、さらに重要な課題となってくる。   These increase in the number of ejection ports as the image quality / speedup of the ink jet recording head increases (arranged so that the ejection port arrays for the same type of ink are symmetric with respect to the scanning direction of the head on the recording element substrate described above. Recording heads, heads with further extended ejection orifice arrays, and heads with more ink color types).

インク液滴が吐出される吐出口と、この吐出口へインクを供給するための基板表裏を貫通する複数のインク供給口とを有する記録素子基板と、前記記録素子基板の接合面と、前記記録素子基板のインク供給口へインク収納部からのインクを供給する複数のインク取出し口を有するベース部材と、前記記録素子基板と前記ベース部材とを固着し、かつ記録素子基板のインク供給口とベース部材のインク取出し口の間のインク経路を密閉するように充填された接着剤と、からなるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記ベース部材の記録素子基板接合面は、複数の溝部を有し、該溝部の全てはインク取出し口に連通し、かつ該溝部のうち少なくとも1つの溝部が記録素子基板の複数のインク供給口に連通し、また前記記録素子基板と前記ベース部材とを固着することで、該溝部は1側面を記録素子基板の裏面部にて形成するインク経路となっていることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。   A recording element substrate having an ejection port through which ink droplets are ejected and a plurality of ink supply ports penetrating the front and back of the substrate for supplying ink to the ejection port, a bonding surface of the recording element substrate, and the recording A base member having a plurality of ink outlets for supplying ink from the ink storage portion to the ink supply port of the element substrate, the recording element substrate and the base member are fixed, and the ink supply port of the recording element substrate and the base And an adhesive filled so as to seal the ink path between the ink outlets of the member, and the recording element substrate bonding surface of the base member has a plurality of grooves, All communicate with the ink outlet, and at least one of the grooves communicates with a plurality of ink supply ports of the recording element substrate, and the recording element substrate and the base By fixing the wood, groove portion is an ink jet recording head is characterized in that as ink paths forming a first side surface at the back surface of the recording element substrate.

さらに、前記溝部は、前記ベース部材と一体的に成形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である。   Further, the groove portion is an ink jet recording head characterized in that it is formed integrally with the base member.

さらに、前記ベース部材の全てのインク取出し口と全ての溝部は、ベース部材の記録素子基板の接合領域内に配置していることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。   Further, in the ink jet recording head, all the ink outlets and all the groove portions of the base member are disposed in a joining region of the recording element substrate of the base member.

さらに、前記ベース部材のインク取出口は、連通する溝部の概略中央に配置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である。   Furthermore, the ink outlet of the base member is arranged at the approximate center of the communicating groove portion.

さらに、前記ベース部材の溝部は、連通するインク取出口を中心に概略対称な(同じ)形状であることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。   Further, in the ink jet recording head, the groove portion of the base member has a substantially symmetric (same) shape around the communicating ink outlet.

さらに、前記記録素子基板の複数のインク供給口は、互いに概略同じ形状であり、概略同じ直線状に整列していることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。   Further, in the inkjet recording head, the plurality of ink supply ports of the recording element substrate have substantially the same shape and are aligned in substantially the same straight line.

さらに、前記ベース部材の複数のインク取出し口は、互いに異なる種類のインクを供給することを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。   Further, in the ink jet recording head, the plurality of ink outlets of the base member supply different types of ink.

さらに、前記ベース部材は、インク収納部が一体であることを特徴とするインクジェット記録ヘッドである。   Furthermore, the base member is an ink jet recording head in which an ink storage portion is integrated.

本発明によれば、インクジェット記録ヘッドのさらなる高画質化、高スピード化を目的とした記録素子基板に同種類のインクに関する吐出口列がヘッドの走査方向に対して対称になるように配列されている記録ヘッド(つまり関係する同色のインクを記録素子基板の複数の吐出口列へ分配/供給しなければならない構成の記録ヘッド)に関して、部品点数を増やすことなく、簡単な構成で上記目的を達成することが可能となる。   According to the present invention, the ejection port arrays for the same type of ink are arranged symmetrically with respect to the scanning direction of the head on the recording element substrate for the purpose of higher image quality and higher speed of the inkjet recording head. Achieves the above objectives with a simple configuration without increasing the number of parts of a print head (that is, a print head having a configuration in which the related ink of the same color must be distributed / supplied to a plurality of ejection port arrays of the print element substrate). It becomes possible to do.

また、ベース部材に樹脂材料を用いることで接着剤(ベース部材と記録素子基板を固着する)が従来より厚くなる場合においても、記録素子基板温度の過度の上昇を抑えることができ、異常吐出などの不具合を回避することが可能となる。   Further, even when the adhesive (which fixes the base member and the recording element substrate) becomes thicker than before by using a resin material for the base member, an excessive increase in the recording element substrate temperature can be suppressed, abnormal ejection, etc. Can be avoided.

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

図2から図4は、本発明が実施または適用される好適な記録ヘッドを説明するための説明図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素について説明する。   2 to 4 are explanatory views for explaining a suitable recording head to which the present invention is implemented or applied. Hereinafter, each component will be described with reference to these drawings.

本実施形態の記録ヘッドH1001を、図2の(a)および(b)にて示す。記録ヘッドH1001は、インクジェット記録装置本体に搭載されているキャリッジ上に、位置決め手段および電気的接点によって固定支持されるとともに、キャリッジに対して着脱可能となっている。充填されているインクが消費されてなくなった場合は、記録ヘッドを交換することができる。   A recording head H1001 of this embodiment is shown in FIGS. The recording head H1001 is fixedly supported on a carriage mounted on the ink jet recording apparatus main body by positioning means and electrical contacts, and is detachable from the carriage. When the filled ink is not consumed, the recording head can be replaced.

以下、記録ヘッドH1001を構成しているそれぞれの構成要素を詳細に説明する。   Hereinafter, each component constituting the recording head H1001 will be described in detail.

(記録ヘッドH1001)
記録ヘッドH1001はシアン、マゼンタ、イエローの3色のインクを吐出させるためのもので、図3の分解斜視図に示すように、記録素子基板H1101、電気配線基板H1301、インク供給保持部材H1501、フィルタH1701、H1702、H1703、インク吸収体H1601、H1602、H1603、蓋部材H1901、およびシール部材H1801から構成されている。
(Recording head H1001)
The recording head H1001 is for discharging ink of three colors, cyan, magenta, and yellow. As shown in the exploded perspective view of FIG. 3, the recording element substrate H1101, the electric wiring substrate H1301, the ink supply holding member H1501, and the filter H1701, H1702, H1703, ink absorbers H1601, H1602, H1603, a cover member H1901, and a seal member H1801.

(記録素子基板H1101)
図4は、記録素子基板H1101の構成を説明するために一部破断して示す斜視図である。この記録素子基板H1101のSi基板H1110上には、電気配線、ヒューズもしくは抵抗、電極部、およびフォトリソグラフィ技術によって、樹脂材料よりなるインク流路壁H1106や吐出口H1107が形成されている。またSi基板H1110には、吐出口H1107にインクを供給するためのSi基板の表裏を貫通するインク供給口H1102が形成されている。さらにSi基板H1110には電気配線に電力を供給するための電極端子H1104には、Au等のバンプH1105が形成されている。
(Recording element substrate H1101)
FIG. 4 is a partially broken perspective view for explaining the configuration of the recording element substrate H1101. On the Si substrate H1110 of the recording element substrate H1101, an ink flow path wall H1106 and an ejection port H1107 made of a resin material are formed by electric wiring, a fuse or resistor, an electrode portion, and a photolithography technique. The Si substrate H1110 has an ink supply port H1102 penetrating the front and back of the Si substrate for supplying ink to the ejection port H1107. Further, bumps H1105 such as Au are formed on the electrode terminal H1104 for supplying electric power to the electric wiring on the Si substrate H1110.

(電気配線基板H1301)
電気配線基板H1301(図3)は、ポリイミドのベース基材上に銅箔の配線パターンを形成したものであり、記録素子基板H1101に対してインクを吐出するための電気信号を印加する電気信号経路を形成する。電気配線基板H1301には、記録素子基板H1101を組み込むための開口部が形成されており、この開口部の縁付近には、記録素子基板H1101の電極端子H1104に接続されるリード端子H1304が形成されている。また、電気配線基板H1301には、本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子H1302が形成されており、リード端子H1304と外部信号入力端子H1302は連続した銅箔の配線パターンでつながれている。
(Electrical wiring board H1301)
The electrical wiring substrate H1301 (FIG. 3) is obtained by forming a copper foil wiring pattern on a polyimide base material, and an electrical signal path for applying an electrical signal for ejecting ink to the recording element substrate H1101. Form. An opening for incorporating the recording element substrate H1101 is formed in the electrical wiring substrate H1301, and a lead terminal H1304 connected to the electrode terminal H1104 of the recording element substrate H1101 is formed near the edge of the opening. ing. In addition, an external signal input terminal H1302 for receiving an electrical signal from the main unit is formed on the electrical wiring board H1301, and the lead terminal H1304 and the external signal input terminal H1302 are connected by a continuous copper foil wiring pattern. Yes.

電気配線基板H1301と記録素子基板H1101の電気的接続は、例えば、記録素子基板H1101の電極端子H1104に形成されたバンプH1105と、記録素子基板H1101の電極端子H1104に対応する電気配線基板H1301のリード端子H1304とがTAB実装技術により電気接合されることでなされている。   The electrical connection between the electrical wiring substrate H1301 and the recording element substrate H1101 is, for example, a bump H1105 formed on the electrode terminal H1104 of the recording element substrate H1101 and a lead of the electrical wiring substrate H1301 corresponding to the electrode terminal H1104 of the recording element substrate H1101. The terminal H1304 is electrically connected by a TAB mounting technique.

(インク供給保持部材H1501)
インク供給保持部材H1501は、例えば、樹脂成形により形成されている。樹脂材料には、形状的剛性を向上させるためにガラスフィラーを5〜40%混入した樹脂材料を使用することが望ましい。図3に示すように、インク供給保持部材H1501は、インクタンク機能とインク供給機能を備えている。内部にシアン、マゼンタ、イエローのインクを保持するための負圧を発生するためのインク吸収体H1601、H1602,H1603をそれぞれ独立して保持するための空間を有することでインクタンク機能を実現している。また、記録素子基板H1101の各インク供給口H1102にそれぞれインクを導くための独立したインク流路を形成することでインク供給機能を実現している。
(Ink supply holding member H1501)
The ink supply holding member H1501 is formed by resin molding, for example. As the resin material, it is desirable to use a resin material mixed with 5 to 40% of glass filler in order to improve the shape rigidity. As shown in FIG. 3, the ink supply holding member H1501 has an ink tank function and an ink supply function. An ink tank function is realized by having spaces for independently holding ink absorbers H1601, H1602, and H1603 for generating negative pressure for holding cyan, magenta, and yellow ink inside. Yes. Further, an ink supply function is realized by forming an independent ink flow path for guiding ink to each ink supply port H1102 of the recording element substrate H1101.

インク吸収体H1601、H1602、H1603は、PP繊維を圧縮したものが使われているが、これに代えてウレタン繊維を圧縮したものを用いても良い。各インク流路の上流部に位置するインク吸収体H1601、H1602、H1603と各インク流路との境界部には、記録素子基板H1101内部にへのゴミの進入を防ぐためのフィルタH1701,H1702,H1703がそれぞれ溶着により接合されている。各フィルタH1701、H1702、H1703は、SUS金属メッシュタイプでも良いが、SUS金属繊維焼結タイプの方がより好ましい。   As the ink absorbers H1601, H1602, and H1603, compressed PP fibers are used, but instead, compressed urethane fibers may be used. Filters H1701, H1702 for preventing dust from entering the inside of the recording element substrate H1101 at the boundary between the ink absorbers H1601, H1602, H1603 and the respective ink channels located at the upstream portion of each ink channel. H1703 are joined by welding. Each filter H1701, H1702, and H1703 may be a SUS metal mesh type, but a SUS metal fiber sintered type is more preferable.

インク流路の下流部には、記録素子基板H1101にシアン、マゼンタ、イエローの各インクを供給するためのインク取出口H1201が形成されており、記録素子基板H1101の各インク供給口1102がインク供給保持部材H1501の各インク取出口H1201に連通するよう、記録素子基板H1101がインク供給保持部材H1501に対して位置精度良く接着固定される。この接着に用いられる第1の接着剤は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。このような第1の接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤がある。この熱硬化接着剤を用いた場合、その接着層の厚みは50μm程度が望ましい。   An ink outlet H1201 for supplying cyan, magenta, and yellow ink to the recording element substrate H1101 is formed in the downstream portion of the ink flow path, and each ink supply port 1102 of the recording element substrate H1101 supplies ink. The recording element substrate H1101 is bonded and fixed to the ink supply holding member H1501 with high positional accuracy so as to communicate with each ink outlet H1201 of the holding member H1501. The first adhesive used for the adhesion is desirably a low viscosity, low curing temperature, cured in a short time, and ink-resistant. As such a 1st adhesive agent, there exists a thermosetting adhesive agent which has an epoxy resin as a main component, for example. When this thermosetting adhesive is used, the thickness of the adhesive layer is desirably about 50 μm.

また、インク取出口H1201付近の周囲の平面には、電気配線基板H1301の一部の裏面が第2の接着剤により接着固定される。記録素子基板H1101と電気配線基板H1301との電気接続部分は、第1の封止剤H1307および第2の封止剤H1308(図2)により封止されており、これにより電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。第1の封止剤H1307は、主に電気配線基板H1300のリード端子H1302と記録素子基板のバンプH1105との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止し、第2の封止剤H1308は、その接続部の表側を封止している。そして、電気配線基板H1301の未接着部は折り曲げられ、インク供給保持部材H1501のインク取出口H1201を有する面にほぼ直交した側面に熱カシメもしくは接着等で固定される。   Further, a part of the back surface of the electric wiring board H1301 is bonded and fixed to the surrounding flat surface near the ink outlet H1201 by the second adhesive. The electrical connection portion between the recording element substrate H1101 and the electrical wiring substrate H1301 is sealed with a first sealant H1307 and a second sealant H1308 (FIG. 2), whereby the electrical connection portion is made of ink. Protects against corrosion and external impacts. The first sealing agent H1307 mainly seals the back surface side of the connection portion between the lead terminal H1302 of the electric wiring board H1300 and the bump H1105 of the recording element substrate and the outer peripheral portion of the recording element substrate, and the second sealing. The agent H1308 seals the front side of the connecting portion. The unbonded portion of the electric wiring board H1301 is bent and fixed to the side surface of the ink supply holding member H1501 that is substantially orthogonal to the surface having the ink outlet H1201 by heat caulking or bonding.

(蓋部材H1901)
蓋部材H1901は、インク供給保持部材H1501の上部開口部に溶着されることで、インク供給保持部材H1501内部の独立した空間をそれぞれ閉塞するものである。但し、蓋部材H1901にはインク供給保持部材H1501内部の各部屋の圧力変動を逃がすための細口H1911、H1912、H1913と、これらにそれぞれ連通した微細溝H1921、H1922、H1923を有している。微細溝H1921、H1922の他端は、微細溝H1923の途中に合流している。さらに、微細溝H1923のほとんどと、細口H1911、H1912、H1913と微細溝H1921、H1922の全部とをシール部材H1801で覆い、微細溝H1923の他端部を開口することで大気連通口H1925を形成している。また、蓋部材H1901は、記録ヘッドをインクジェット記録装置に固定するための係合部H1930を有している。
(Cover member H1901)
The lid member H1901 is welded to the upper opening of the ink supply holding member H1501, thereby closing the independent spaces inside the ink supply holding member H1501. However, the lid member H1901 has narrow openings H1911, H1912, and H1913 for releasing pressure fluctuations in the respective chambers inside the ink supply holding member H1501, and fine grooves H1921, H1922, and H1923 communicating with these. The other ends of the fine grooves H1921 and H1922 join in the middle of the fine groove H1923. Further, most of the fine grooves H1923 and the narrow openings H1911, H1912, H1913 and all of the fine grooves H1921, H1922 are covered with a seal member H1801, and the other end of the fine groove H1923 is opened to form an air communication port H1925. ing. The lid member H1901 has an engagement portion H1930 for fixing the recording head to the ink jet recording apparatus.

図5は本実施例における記録素子基板H1101を、図1は記録素子基板H1101とインク供給保持部材(以下ベース部材)H1501の記録素子基板H1101の接合部の関係を表した斜視模式図である。   FIG. 5 is a schematic perspective view showing the relationship between the recording element substrate H1101 in the present embodiment, and FIG. 1 shows the relationship between the recording element substrate H1101 and the joining portion of the recording element substrate H1101 of the ink supply holding member (hereinafter referred to as base member) H1501.

図5に示すように、本発明の記録素子基板H1101には、吐出口列H1121a,1121b,1122a,1122b,1123a,1123bが配置されている。また該吐出口列へインクを供給するために、記録素子基板H1101の表裏を貫通するインク供給口H1131,1132a,1132b,1133a,1133b(破線で形状を表示)が配置されている。ここで、吐出口列とインク供給口の各々の関係は、インク供給口H1131は吐出口列H1121a,1121bに連通しており、インク供給口H1132aは吐出口H1122a、インク供給口H1132bは吐出口H1122b、インク供給口H1133aは吐出口H1123a、インク供給口H1133bは吐出口H1123bにそれぞれ連通している。   As shown in FIG. 5, ejection port arrays H1121a, 1121b, 1122a, 1122b, 1123a, 1123b are arranged on the recording element substrate H1101 of the present invention. Further, in order to supply ink to the ejection port array, ink supply ports H1131, 1132a, 1132b, 1133a, and 1133b (shown by broken lines) penetrating the front and back of the recording element substrate H1101 are arranged. Here, the relationship between the ejection port array and the ink supply port is that the ink supply port H1131 communicates with the ejection port arrays H1121a and 1121b, the ink supply port H1132a is the ejection port H1122a, and the ink supply port H1132b is the ejection port H1122b. The ink supply port H1133a communicates with the ejection port H1123a, and the ink supply port H1133b communicates with the ejection port H1123b.

さらに、各々の吐出口列に属する吐出口はピッチmにて配列されており、また、中央に位置するインク供給口H1131を挟んで左側(紙面上)の吐出口列に属する吐出口に対して、右側の吐出口列に属する吐出口の位置が、距離n=m/2分だけずらして配置されている。これにより、吐出口の配置ピッチの実質2倍の高精細印字が可能となっている。   Further, the ejection ports belonging to each ejection port array are arranged at a pitch m, and with respect to the ejection ports belonging to the ejection port array on the left side (on the paper surface) across the ink supply port H1131 located at the center. The positions of the discharge ports belonging to the right discharge port array are shifted by a distance n = m / 2. Thereby, high-definition printing that is substantially twice the arrangement pitch of the discharge ports is possible.

図1は記録素子基板H1101とベース部材H1501の記録素子基板H1101の接合部の関係を表した斜視模式図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating the relationship between the recording element substrate H1101 and the joint portion of the recording element substrate H1101 of the base member H1501.

ベース部材H1501の記録素子基板接合部には、上流のインク収納部に貯蔵されているインクを記録素子基板H1101に供給するために、インク取出口H1151,H1152,1153が配置されており、各々異なった種類のインクを供給できるようになっている。   Ink joint outlets H1151, H1152, and 1153 are arranged at the recording element substrate joint portion of the base member H1501 in order to supply ink stored in the upstream ink storage portion to the recording element substrate H1101, which are different from each other. Different types of ink can be supplied.

さらに本実施例では、ベース部材H1501の記録素子基板接合部に、上記インク取出口の各々に連通する溝部H1141,H1142,H1143を配置した。該溝部は、記録素子基板H1101とベース部材H1501を固着する接着剤等により、各々の溝部を分離、密閉されることで、ベース部材のインク取出口と記録素子基板のインク供給口の間のインク経路を形成する。   Further, in this embodiment, the groove portions H1141, H1142, and H1143 communicating with each of the ink outlets are disposed at the recording element substrate joint portion of the base member H1501. The groove portion is separated and sealed by an adhesive or the like that fixes the recording element substrate H1101 and the base member H1501, and the ink between the ink outlet of the base member and the ink supply port of the recording element substrate is sealed. Form a pathway.

以下、溝部の作用について詳細に述べていく。   Hereinafter, the operation of the groove will be described in detail.

図6は、記録素子基板H1101とベース部材H1501の記録素子基板H1101接合部の関係を表した平面模式図である。   FIG. 6 is a schematic plan view showing the relationship between the recording element substrate H1101 and the recording element substrate H1101 joint of the base member H1501.

ベース部材H1501の記録素子基板接合部には、溝部H1141,H1142,1143が設けられ、溝部H1141がインク取出口H1151に連通し、溝部H1142がインク取出口H1152に、溝部H1143がインク取出口H1153に各々連通している。該溝部は、樹脂材料などを用いた金型成形技術により、ベース部材(インク供給保持部材)の他部(インク収納部,電気配線基板接合部など)と一括で成形することができる。   Grooves H1141, H1142, and 1143 are provided at the recording element substrate bonding portion of the base member H1501, the groove H1141 communicates with the ink outlet H1151, the groove H1142 becomes the ink outlet H1152, and the groove H1143 becomes the ink outlet H1153. Each communicates. The groove part can be molded together with the other part (ink storage part, electrical wiring board joint part, etc.) of the base member (ink supply holding member) by a mold forming technique using a resin material or the like.

図6に示したハッチングは、記録素子基板H1101とベース部材H1501を固着する接着剤H2001が塗布される領域を示している。接着剤H2001としては、硬化温度が低く、短時間で硬化し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤がなどあげられる。また接着剤H2001の塗布方法は、判による転写塗布方式やスクリーン印刷、ディスペンスによる描画塗布方式などが採用できる。また本実施例では、ベース部材H1501側に接着剤H2001を塗布しているが、記録素子基板H1101の裏面側に接着剤H2001を塗布しても良い。   The hatching shown in FIG. 6 indicates a region where an adhesive H2001 for fixing the recording element substrate H1101 and the base member H1501 is applied. As the adhesive H2001, an adhesive having a low curing temperature, curing in a short time, and having ink resistance is desirable. For example, a thermosetting adhesive mainly composed of an epoxy resin can be used. Further, as a method for applying the adhesive H2001, a transfer coating method by screen, screen printing, a drawing coating method by dispensing, or the like can be adopted. In this embodiment, the adhesive H2001 is applied to the base member H1501 side, but the adhesive H2001 may be applied to the back surface side of the recording element substrate H1101.

ここで、該溝部は接着剤H2001により各々の溝部を分離、外気より密閉されることで、ベース部材のインク取出口と記録素子基板のインク供給口の間のインク経路となるように、全ての溝部および全てのインク取出口は、ベース部材H1501の記録素子基板接合(接着)領域内に収まるように設置する。   Here, the groove portions are separated from each other by an adhesive H2001 and sealed from the outside air, so that all the groove portions become an ink path between the ink outlet of the base member and the ink supply port of the recording element substrate. The groove and all the ink outlets are installed so as to be within the recording element substrate bonding (adhesion) region of the base member H1501.

上記構成により、ベース部材のインク取出口と記録素子基板のインク供給口の間のインク経路は、溝部と記録素子基板の裏面部(電気熱変換素子や吐出口が配されている面の逆側面)と接着剤から構成される管状のインク経路となる。   With the above configuration, the ink path between the ink outlet of the base member and the ink supply port of the recording element substrate is the groove and the back surface of the recording element substrate (the reverse side of the surface on which the electrothermal conversion element and the ejection port are arranged) ) And an adhesive.

前述のように、電気熱変換素子を用いたインクジェット記録ヘッドでは、インク液吐出時の余剰な熱エネルギーにより、記録素子基板の温度上昇(蓄熱)が生じる。また、本発明のようにベース部材の構成材料として一般の樹脂材料を用い、ベース部材と記録素子基板を固着する接着剤が厚くなってしまうと、この記録素子基板の温度上昇はさらに過剰なものとなってしまう。   As described above, in an ink jet recording head using an electrothermal conversion element, the temperature rise (heat storage) of the recording element substrate occurs due to excessive thermal energy during ink liquid ejection. Further, when a general resin material is used as a constituent material of the base member as in the present invention and the adhesive for fixing the base member and the recording element substrate becomes thick, the temperature rise of the recording element substrate becomes excessive. End up.

ここで本発明の上記管状のインク経路によると、記録素子基板の裏面部がインク経路内のインクに直接接触している構成となっているため、記録素子基板の発生熱をインクへ速やかに伝達することができる。その結果、記録素子基板の過度の温度上昇を抑制することが可能となる。   Here, according to the tubular ink path of the present invention, since the back surface portion of the recording element substrate is in direct contact with the ink in the ink path, the heat generated by the recording element substrate is quickly transmitted to the ink. can do. As a result, it is possible to suppress an excessive temperature rise of the recording element substrate.

(吐出によるインク消費に伴い、吐出口には上記インク経路を通して新しいインクがインク収納部より継続的に補充される。これにより、記録素子基板で発生する熱を速やかにかつ継続的に伝熱することができる。)
図7は、記録素子基板H1101とベース部材H1501を接着剤H2001を用いて固着した後の図6のA−A断面図を示している。溝部H1143は、インク取出口H1153(図示なし)より取り出したインクを記録素子基板H1101の2つの吐出口列H1123aとH1123bに供給するため、2つのインク供給口H1133a,1133bに連通している。また溝部H1141は、インク供給口H1131に設けた2つの吐出口列H1121aとH1121bにインクを供給する。
(With ink consumption due to ejection, new ink is continuously replenished to the ejection port from the ink storage section through the ink path. As a result, heat generated in the recording element substrate is quickly and continuously transferred. be able to.)
FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 6 after the recording element substrate H1101 and the base member H1501 are fixed using an adhesive H2001. The groove H1143 communicates with the two ink supply ports H1133a and 1133b in order to supply the ink taken out from the ink outlet H1153 (not shown) to the two ejection port arrays H1123a and H1123b of the recording element substrate H1101. The groove H1141 supplies ink to the two ejection port arrays H1121a and H1121b provided in the ink supply port H1131.

ここで例えば、インク取出口H1151からはイエローインク、H1152からはマゼンタインク、H1153からはシアンインクをインク収納部より取り出すとする。この場合、本発明の溝部を設けることで、記録素子基板H1101の吐出口列H1121aと1121bにはイエローインクを供給することが可能となり、また吐出口列H1122aと1122bにはマゼンタインクが、吐出口H1123aとH1123bにはシアンインクを供給することが可能となる。その結果、同種類のインクに関する吐出口列がヘッドの走査方向に対して対称になるように配列されている記録ヘッド、つまりインクジェット記録装置の高速化の一手段としてあげられる「往復印字」が高画質との両立のもとで達成できる記録ヘッドを以上の述べてきたような簡単な構成で提供することを可能とする。   Here, for example, it is assumed that yellow ink is extracted from the ink outlet H1151, magenta ink is extracted from H1152, and cyan ink is extracted from H1153. In this case, by providing the groove portion of the present invention, yellow ink can be supplied to the ejection port arrays H1121a and 1121b of the recording element substrate H1101, and magenta ink is ejected to the ejection port arrays H1122a and 1122b. It becomes possible to supply cyan ink to H1123a and H1123b. As a result, “reciprocating printing”, which is a means for speeding up the recording head in which the ejection port arrays related to the same type of ink are arranged symmetrically with respect to the scanning direction of the head, that is, the inkjet recording apparatus, is high. It is possible to provide a recording head that can be achieved while achieving both image quality and a simple configuration as described above.

以下は、本発明のさらなる最良の形態について述べていく。   The following describes further best modes of the present invention.

本実施例における溝部H1141,H1142,H1143の、その記録素子基板接合面方向の形状(長さ)は、図8に示すような、つまり連通する記録素子基板H1101のインク供給口の全領域に対向しなくてもインク経路としての役目は果たす。しかしながら、溝部端よりインク供給の下流側では、そのインク経路の高さが記録素子基板H1101の厚さ分しかとれないため、インク供給の流抵抗が過剰に大きくなり、その結果、吐出口へのインク供給が不足気味になってしまう。よって、全ての吐出口へ十分にインクを供給するためには、図6のように、溝部の長さはインク供給口の全領域に対向するまでの長さに設定し、また溝部の深さは0.1以上が望ましい。   The shape (length) of the groove portions H1141, H1142, and H1143 in the present embodiment in the direction of the recording element substrate bonding surface is as shown in FIG. 8, that is, facing the entire area of the ink supply port of the recording element substrate H1101 that communicates. Even if not, it serves as an ink path. However, since the height of the ink path can take only the thickness of the recording element substrate H1101 on the downstream side of the ink supply from the end of the groove, the flow resistance of the ink supply becomes excessively large. Ink supply becomes scarce. Therefore, in order to sufficiently supply ink to all the ejection ports, the length of the groove is set to a length until it faces the entire area of the ink supply port as shown in FIG. Is preferably 0.1 or more.

一方、記録素子基板の発生熱をインクへ速やかに効率よく伝達するためには、記録素子基板裏面部のインクに接触している領域がより多い方が好ましい。よって、溝部の幅、およびその経路は、最大限広くなるように設定するのが好ましい(ただし、溝部は接着剤により外気から密閉、および各々を分離されるため、最低限の接着しろが必要であるのはいうまでもない)。   On the other hand, in order to quickly and efficiently transfer the heat generated by the recording element substrate to the ink, it is preferable that there are more regions in contact with the ink on the back surface of the recording element substrate. Therefore, it is preferable to set the width of the groove portion and its route to be as wide as possible (however, since the groove portion is sealed from the outside air by an adhesive and separated from each other, a minimum bonding margin is required. Needless to say.

さらに、ベース部材H1501の各々のインク取出口は、連通する溝部の記録素子基板接合面方向の形状の中央に配置するのが好ましい。合わせて、この中央に配置したインク取出口を中心に2方向に分かれた溝部は、両者のその断面形状が等しいことが好ましい。これらの結果、溝部に連通する記録素子基板H1101の2つのインク供給口までの経路の形状が同じく、つまりインクの流抵抗が等しくなり、各々のインク供給口へ偏り無くインクを供給することができる。   Furthermore, each ink outlet of the base member H1501 is preferably arranged at the center of the shape of the communicating groove portion in the direction of the recording element substrate bonding surface. In addition, it is preferable that the groove portions divided in two directions around the ink outlet arranged in the center have the same cross-sectional shape. As a result, the shape of the path to the two ink supply ports of the recording element substrate H1101 communicating with the groove is the same, that is, the ink flow resistance becomes equal, and ink can be supplied to each ink supply port without deviation. .

一方、記録素子基板の全体の大きさは、インク供給口の配置領域の大きさと、それを避けた形で配置される電気配線,ヒューズもしくは抵抗,電極部の配置で決まる。(記録素子基板は、一般的にSiウエハーなどの大判成膜加工により製造され、そのSiウエハーからの切り出し可能数によって、つまり1つの記録素子基板の大きさが、その製造コストに反映する。)よって、記録素子基板H1101のインク供給口が配置される領域は可能な限り最小が好ましく、図6に示すように、記録素子基板H1101の複数のインク供給口は、各々が同じ形状であり、さらにほぼ同一直線上に配列されていることが好ましい。   On the other hand, the overall size of the recording element substrate is determined by the size of the arrangement area of the ink supply port and the arrangement of electrical wiring, fuses or resistors, and electrode portions arranged so as to avoid it. (A recording element substrate is generally manufactured by a large film forming process such as a Si wafer, and the number of pieces that can be cut out from the Si wafer, that is, the size of one recording element substrate reflects the manufacturing cost.) Therefore, the area where the ink supply ports of the recording element substrate H1101 are arranged is preferably as small as possible. As shown in FIG. 6, the plurality of ink supply ports of the recording element substrate H1101 have the same shape. It is preferable that they are arranged on substantially the same straight line.

さらに図9,図10に示す形態は、溝部H1141,1142,1143の内部の角部を球面形状にしたものである。これらは、溝部にインクが充填する際に、溝部の角部に気泡が残りにくくするために設けている。溝部に残った気泡は何れ吐出口まで移動し、インク滴の吐出不良を誘発してしまう。   Further, in the forms shown in FIGS. 9 and 10, the corners inside the groove portions H1141, 1142 and 1143 are formed into spherical shapes. These are provided in order to make it difficult for bubbles to remain in the corners of the groove when the groove is filled with ink. Bubbles remaining in the groove will eventually move to the ejection port, and will cause ejection failure of ink droplets.

また、さらに溝部への気泡残りを低減するためには、溝部の親インク処理、例えば、プラズマ処理,コロナ処理などを施しても良い。   Further, in order to further reduce the remaining of bubbles in the groove portion, a parent ink treatment of the groove portion, for example, a plasma treatment or a corona treatment may be performed.

以上、本発明の実施例を詳細に説明してきたが、本発明はこのような実施例に限らず、これらを組み合わせたり、この明細書の特許請求の範囲に記載された本発明の観念に包含されるべき他の技術にも応用することができる。   As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to such embodiments, and these are combined or included in the concept of the present invention described in the claims of this specification. It can also be applied to other technologies to be done.

本発明の実施例の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the Example of this invention. 本発明の一実施形態である記録ヘッドの斜視図である。1 is a perspective view of a recording head that is an embodiment of the present invention. FIG. 図2に示した記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head illustrated in FIG. 2. 図2に示した記録素子基板の一部を破断して示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a part of the recording element substrate shown in FIG. 本発明の実施例における記録素子基板を示す図である。It is a figure which shows the recording element board | substrate in the Example of this invention. 本発明の実施例における記録素子基板とベース部材の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the recording element board | substrate and base member in the Example of this invention. 本発明の実施例における記録素子基板とベース部材の接合状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the joining state of the recording element board | substrate and base member in the Example of this invention. 本発明の実施例における溝部の別の形態を示す図である。It is a figure which shows another form of the groove part in the Example of this invention. 本発明の別の実施例における溝部の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the groove part in another Example of this invention. 本発明の別の実施例における記録素子基板とベース部材の接合状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the joining state of the recording element board | substrate and base member in another Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

H1001 記録ヘッド
H1101 記録素子基板
H1102 インク供給口
H1104 電極端子
H1105 バンプ
H1106 インク流路壁
H1107 吐出口
H1110 Si基板
H1121a,1121b,1122a,1122b,1123a,1123b 吐出口列
H1131,1132a,1132b,1133a,1133b インク供給口
H1141,1142,1143 溝部
H1151,1152,1153 インク取出口
H1201 インク取出口
H1301 電気配線基板
H1302 外部信号入力端子
H1304 リード端子
H1307 第1の封止剤
H1308 第2の封止剤
H1501 ベース部材(インク供給保持部材)
H1601,1602,1603 インク吸収体
H1701,1702,1703 フィルタ
H1801 シール部材
H1901 蓋部材
H1911,1912,1913 細口
H1921,1922,1923 微細溝
H1925 大気連通口
H1930 係合部
H2001 接着剤
H1001 Recording head H1101 Recording element substrate H1102 Ink supply port H1104 Electrode terminal H1105 Bump H1106 Ink channel wall H1107 Discharge port H1110 Si substrate H1121a, 1121b, 1122a, 1122b, 1123a, 1123b Discharge port array H1131, 1132a, 1132b, 1133a, 1133b Ink supply port H1141, 1142, 1143 Groove H1151, 1152, 1153 Ink outlet H1201 Ink outlet H1301 Electrical wiring board H1302 External signal input terminal H1304 Lead terminal H1307 First sealant H1308 Second sealant H1501 Base member (Ink supply holding member)
H1601, 1602, 1603 Ink absorber H1701, 1702, 1703 Filter H1801 Seal member H1901 Lid member H1911, 1912, 1913 Narrow hole H1921, 1922, 1923 Fine groove H1925 Air communication port H1930 Engagement part H2001 Adhesive

Claims (8)

インク液滴が吐出される吐出口と、この吐出口へインクを供給するための基板表裏を貫通する複数のインク供給口とを有する記録素子基板と、
前記記録素子基板の接合面と、前記記録素子基板のインク供給口へインク収納部からのインクを供給する複数のインク取出し口を有するベース部材と、
前記記録素子基板と前記ベース部材とを固着し、かつ記録素子基板のインク供給口とベース部材のインク取出し口の間のインク経路を密閉するように充填された接着剤と、
からなるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記ベース部材の記録素子基板接合面は、複数の溝部を有し、該溝部の全てはインク取出し口に連通し、かつ該溝部のうち少なくとも1つの溝部が記録素子基板の複数のインク供給口に連通し、
また前記記録素子基板と前記ベース部材とを固着することで、該溝部は1側面を記録素子基板の裏面部にて形成するインク経路となっていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
A recording element substrate having an ejection port through which ink droplets are ejected and a plurality of ink supply ports penetrating the front and back of the substrate for supplying ink to the ejection port;
A base member having a bonding surface of the recording element substrate and a plurality of ink outlets for supplying ink from an ink storage portion to an ink supply port of the recording element substrate;
An adhesive filled to fix the recording element substrate and the base member, and to seal an ink path between the ink supply port of the recording element substrate and the ink outlet port of the base member;
In an inkjet recording head comprising:
The recording element substrate bonding surface of the base member has a plurality of groove portions, all of the groove portions communicate with the ink outlet port, and at least one of the groove portions is connected to the plurality of ink supply ports of the recording element substrate. Communication,
An ink jet recording head, wherein the recording element substrate and the base member are fixed to form an ink path in which the groove portion forms one side surface on the back surface portion of the recording element substrate.
前記溝部は、前記ベース部材と一体的に成形されていることを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録ヘッド。   2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the groove is formed integrally with the base member. 前記ベース部材の全てのインク取出し口と全ての溝部は、ベース部材の記録素子基板の接合領域内に配置していることを特徴とする請求項1〜2記載のインクジェット記録ヘッド。   3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein all of the ink outlets and all of the grooves of the base member are disposed in a joining region of the recording element substrate of the base member. 前記ベース部材のインク取出口は、連通する溝部の概略中央に配置されていることを特徴とする請求項1〜3記載のインクジェット記録ヘッド。   The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink outlet of the base member is disposed at the approximate center of the communicating groove. 前記ベース部材の溝部は、連通するインク取出口を中心に概略対称な(同じ)形状であることを特徴とする請求項4記載のインクジェット記録ヘッド。   5. The ink jet recording head according to claim 4, wherein the groove portion of the base member has a substantially symmetric (same) shape with respect to a communicating ink outlet. 前記記録素子基板の複数のインク供給口は、互いに概略同じ形状であり、概略同じ直線状に整列していることを特徴とする請求項1〜5記載のインクジェット記録ヘッド。   6. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the plurality of ink supply ports of the recording element substrate have substantially the same shape and are aligned in substantially the same straight line. 前記ベース部材の複数のインク取出し口は、互いに異なる種類のインクを供給することを特徴とする請求項1〜6記載のインクジェット記録ヘッド。   The ink jet recording head according to claim 1, wherein the plurality of ink outlets of the base member supply different types of ink. 前記ベース部材は、インク収納部が一体であることを特徴とする請求項1〜7記載のインクジェット記録ヘッド。   The ink jet recording head according to claim 1, wherein the base member is an integral ink storage portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015036218A (en) * 2013-08-13 2015-02-23 ブラザー工業株式会社 Liquid ejection device
JP2016005890A (en) * 2014-05-30 2016-01-14 キヤノン株式会社 Liquid discharge head and support member
JP2017030212A (en) * 2015-07-31 2017-02-09 キヤノン株式会社 Liquid discharge head and manufacturing method thereof

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