JP3658212B2 - 液体噴射記録ヘッド - Google Patents

液体噴射記録ヘッド Download PDF

Info

Publication number
JP3658212B2
JP3658212B2 JP32156498A JP32156498A JP3658212B2 JP 3658212 B2 JP3658212 B2 JP 3658212B2 JP 32156498 A JP32156498 A JP 32156498A JP 32156498 A JP32156498 A JP 32156498A JP 3658212 B2 JP3658212 B2 JP 3658212B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
liquid
recording head
jet recording
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP32156498A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000127406A (ja
Inventor
伸 石松
雅典 竹之内
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP32156498A priority Critical patent/JP3658212B2/ja
Priority to US09/421,885 priority patent/US6361140B1/en
Priority to EP99121306A priority patent/EP1000746B1/en
Priority to DE69939571T priority patent/DE69939571D1/de
Publication of JP2000127406A publication Critical patent/JP2000127406A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3658212B2 publication Critical patent/JP3658212B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14145Structure of the manifold
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14024Assembling head parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体噴射記録方式において、微細な吐出口から記録液を液滴として吐出させて記録紙等の被記録媒体に付着させることによって記録を行なうための液体噴射記録ヘッドに関し、特に、高精細な画像を形成するために、記録液滴を安定かつ高速に吐出できる液体噴射記録ヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の一般的な液体噴射記録ヘッドは、特開昭55−132253号公報に記載されているように、記録液を吐出するための吐出エネルギー発生素子が形成された第1基板と、記録液を吐出するための吐出口、吐出口に連通する液流路溝およびこの液流路溝に記録液を供給するための共通液室を有する第2基板とを、吐出エネルギー発生素子と液流路溝とが対応する形態で、接合することによって構成されている。
【0003】
また、特開平2−192954号公報には、吐出エネルギー発生素子を形成した第1基板と、共通液室およびこの共通液室から吐出口となる開口部を有する複数の液流路溝を形成した第2基板とを、機械的付勢力を与えて、より確実に接合するようになした液体噴射記録ヘッドが開示されている。
【0004】
さらに、特開平4−171128号公報においては、第1基板と第2基板との接合を正確にするために、第1基板の吐出エネルギー発生素子の位置と第2基板の吐出口の位置をそれぞれ測定し、それらの測定値を比較して、その差分だけ第2基板と第1基板を相対的に移動させ、吐出エネルギー発生素子と吐出口の位置とを合わせる方法が紹介されている。
【0005】
また、カラー用の液体噴射記録ヘッドとしては、記録液を吐出するための吐出口、吐出口に連通する液流路溝およびこの液流路溝に記録液を供給するための共通液室を有する第2基板において、共通液室を複数に分割し、分割された共通液室毎に異なる色の記録液を供給することにより、コンパクトなカラー用の液体噴射記録ヘッドを提供する提案が、特開平7−148944号公報や特開平7−148926号公報等に記載されている。
【0006】
図7は、従来の一般的な液体噴射記録ヘッドの構成を図示する分解斜視図であり、同図において、111は、吐出エネルギー発生素子111aが形成された第1基板であって、この第1基板111に電気的信号を送るための配線基板113とともにベースプレート112に固定されており、114は、複数の共通液室を構成するための複数の凹部と複数の液流路溝および記録液を吐出する複数の吐出口114aを有する第2基板であり、115は、第2基板114に機械的付勢力を与えて第1基板111に押圧して接合するためのばね等の押圧部材である。
【0007】
第1基板111の吐出エネルギー発生素子111aと第2基板114の吐出口114aや液流路溝がそれぞれ対応するように両基板を位置合わせして接合し、押圧部材115の付勢押圧力を第2基板114の上面、特に第2基板114の液流路溝を形成した部分の上部に与えて両基板111、114の接合面を密着させている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液体噴射記録ヘッドにおいては、より高精細な画像を短時間で得るために、液流路の数すなわちノズル数を増やすに当たり、第2基板が大型化し、その結果、第1基板との接合が不十分となり、十分な画像を得ることが極めて困難となっていた。このような事態に対応する一般的な対策としては、機械的付勢力としてのばね部材のばね圧をあげる方法もあるが、その圧力が強大であったり、圧力集中が起きることにより、第2基板を過度に変形させ、その変形がオリフィスプレートにも及び、吐出口の変形を引き起こすなどの問題が生じていた。このような吐出口の変形が起きると、記録液滴の着弾位置が狂い、十分な画像を得ることが即座にできなくなってしまう。
【0009】
また、第1基板と第2基板間に十分な接合が得られなかった場合には、第2基板の液流路溝と第1基板との間に隙間が生じるため、吐出エネルギー発生素子により生じた圧力がその隙間から漏れ、記録液の吐出が不安定になってしまう。さらに、カラー用の液体噴射記録ヘッドにおいては、各共通液室を分離する共通液室分離壁と第1基板との間にも必要以上の隙間があいてしまい、共通液室の分離が不十分となり、最悪の場合は共通液室の各記録液が混色を起こしてしまう。
【0010】
また、第2基板の大型化に伴なって生じる第2基板の微妙な反りや第1基板と接合する面の微妙なうねりなども、液滴の着弾位置をずらしてまう。特に、第2基板を射出成形により作製する際に、そのわずかな反りやうねりをいかに抑えるかが、重要な課題となっていた。
【0011】
同時に、第1基板の吐出エネルギー発生素子の中心と第2基板の液流路溝の中心を正確に合わせる必要も生じてきている。これらの中心が合致していないと、記録液の吐出にアンバランスを生じ、液滴の着弾位置に影響を与えてしまう。特に、吐出エネルギー発生素子が電気熱変換素子等の加熱素子である場合は、発泡にアンバランスを与えてしまう。
【0012】
そこで、本発明は、上記の従来技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、第1基板と第2基板とを容易にかつ確実に低コストで密着接合させることができ、高精細な画像を高速に得ることができる液体噴射記録ヘッドを提供することを目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射記録ヘッドは、記録液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素子を配列した第1基板と、該第1基板と接合することにより液流路を形成する液流路溝、該液流路溝に連通して記録液を一時的に保持する共通液室を形成する凹部および前記液流路溝に連通して記録液を吐出するための吐出口が配列されたオリフィスプレートを有する第2基板とからなり、前記第1基板と前記第2基板とを、前記吐出エネルギー発生素子と前記液流路溝が対応する形態で、機械的付勢力を与えて接合して構成する液体噴射記録ヘッドにおいて、前記第2基板は、前記共通液室よりも前記液流路溝の配列方向の外方へ延在された延在部を有し、該延在部は前記共通液室が形成されている部分よりも肉薄になっていることを特徴とする。
【0014】
本発明の液体噴射記録ヘッドは、記録液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素子を配列した第1基板と、該第1基板と接合することにより液流路を形成する液流路溝、該液流路溝に連通して記録液を一時的に保持する共通液室を形成する凹部および前記液流路溝に連通して記録液を吐出するための吐出口が配列されたオリフィスプレートを有する第2基板とからなり、前記第1基板と前記第2基板とを、前記吐出エネルギー発生素子と前記液流路溝が対応する形態で、機械的付勢力を与えて接合して構成する液体噴射記録ヘッドにおいて、前記第2基板は、前記共通液室よりも前記液流路溝の配列方向の外方へ延在された延在部を有し、該延在部は前記共通液室が形成されている部分よりも肉薄となっており、前記第2基板の前記第1基板と接合する面に対向する面の両端部分に掘り込み凹部を設けたことを特徴とする。
【0015】
本発明の液体噴射記録ヘッドは、記録液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素子を配列した第1基板と、該第1基板と接合することにより液流路を形成する液流路溝、該液流路溝に連通して記録液を一時的に保持する共通液室を形成する凹部および前記液流路溝に連通して記録液を吐出するための吐出口が配列されたオリフィスプレートを有する第2基板とからなり、前記第1基板と前記第2基板とを、前記吐出エネルギー発生素子と前記液流路溝が対応する形態で、機械的付勢力を与えて接合して構成する液体噴射記録ヘッドにおいて、前記第2基板の前記第1基板と接合する面の液流路溝配列方向の長さAは、第1基板の長さBより大で、かつ、吐出口が配列されている長さCよりも大であって、これらの長さは、(A−C)/2≧1.1mm、および(B−C)/2≧0.825mmの関係を満たすものであることを特徴とする。
【0016】
本発明の液体噴射記録ヘッドにおいては、前記第2基板の前記第1基板と接合する面に対向する面の両端の肉薄に形成された部分に掘り込み凹部を形成することが好ましく、さらに、前記第2基板の前記第1基板と接合する面に対向する面の両端部分における肉薄部や掘り込み凹部は、前記第2基板の中心線に対して左右対称に配置されていることが好ましい。
【0017】
本発明の液体噴射記録ヘッドにおいては、前記第2基板における前記第1基板と接合することにより共通液室を形成する凹部が、共通液室分離壁により複数の凹部に分離されていることが好ましく、また、前記第2基板の前記第1基板と接合する面に対向する面において、共通液室を形成する凹部を分離する前記共通液室分離壁に対応する部分に液吐出方向に沿って延びる凹部溝を配設することが好ましく、前記凹部溝の形状を断面台形形状とすることができる。
【0018】
【作用】
本発明によれば、液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板の反りを軽減させることができ、さらに、第2基板の変形容易になり、第2基板と第1基板の密着性を向上させることができる。これにより、液体噴射記録ヘッドの記録液の吐出量や吐出スピードは安定し、結果として、記録液滴の着弾精度を良好にし、高精細な画像を高速に得ることができる。
【0019】
第2基板の第1基板と接合する面に対向する面の両端部分を肉薄に形成することにより、あるいは、第2基板の第1基板と接合する面に対向する面の両端部分に掘り込み凹部を形成することにより、そして、両端部分の肉薄部に掘り込み凹部を形成することにより、第2基板の反りを軽減することができ、接合密着性を良好なものとすることができ、また、第2基板の成形時の成形安定性を向上させることができる。
【0020】
さらに、第2基板の第1基板と接合する面の液流路溝配列方向の長さAを、第1基板の長さBより大で、かつ、吐出口が配列されている長さCよりも大とし、これらの長さが、(A−C)/2≧1.1mm、および(B−C)/2≧0.825mmの関係を満たすものとすることにより、記録液を吐出する吐出口の位置を、第2基板を第1基板に押圧接合する際に最も応力集中のかかる個所である第1基板の端部が第2基板に接合する接合起点の位置から遠ざけることが可能となり、このために、仮に応力集中がおきても、吐出口がその個所から十分に離れていることから、吐出口からの液吐出はその応力集中の影響を受けることがなくなり、この結果として、第2基板と第1基板とを機械的付勢力を与えて接合する時に、その付勢力の量を増やすことが可能となる。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0022】
(第1の実施例)
図1の(a)は、本発明の第1実施例の液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板の斜視図であり、同(b)は、同じく第2基板を液流路溝および共通液室が形成された接合面側からみた平面図である。
【0023】
図1の(a)および(b)において、液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板1は、複数の吐出口(不図示)が形成されたオリフィスプレート2と、吐出口へ供給される記録液を一時的に保持する複数の共通液室を形成する複数の凹部(以下、単に共通液室ともいう)3と、吐出エネルギー発生素子の位置に対応して位置付けられ、複数の共通液室3のいずれかに連通しそして吐出口に連通する液流路を形成するための液流路溝4と、複数の共通液室3に記録液をそれぞれ供給するための液供給口5とを有し、複数の共通液室3の間を区画分離するために設けられた共通液室分離壁6には、内部に充填剤が充填されることで各共通液室3のそれぞれを分離する共通液室分離溝7が形成されており、また、共通液室分離溝7に封止剤を注入するための封止剤注入口8が共通液室分離溝7の端部に形成されている。また、9は、第2基板1を第1基板に接合する際に第2基板1を安定させるために、第2基板1が第1基板に接合する面(以下、この面を単に接合面ともいう。)から突出するようにその接合面の両端部に設けられた仮止め足であり、左右両端の共通液室3から共通液室枠10(図1の(b)参照)を介し離間して配設されている。
【0024】
複数の共通液室3や液流路溝4、および共通液室分離溝7等が配置された接合面に対向する面は、ここには図示しないばね等の押圧部材により押圧される面(以下、この面を単に押圧面ともいう。)であり、図1の(a)に図示する押圧面において、11は、第2基板1の両端部分の共通液室枠10に対応する部分の厚みを薄くした肉薄部であり、12は、共通液室3を区画分離する共通液室分離壁6に対応する押圧面の部位に設けられ、液吐出方向に沿って延びる断面台形形状等の凹部溝であり、13は、液流路溝4が配列された部位に対応する部分に液吐出方向に沿って細長い形状をした複数の凸部であり、この凸部13は、液流路溝4の配列方向に沿って複数設けられており、第2基板1を第1基板に押圧接合するばね等の押圧部材の押圧力を受ける部分であって、このように押圧部材の押圧力を複数の点で受けることにより、第2基板1の反りや変形あるいは押圧部材の精度ばらつきによる液流路溝配列方向の押圧力のばらつきを分散させ、液流路領域の全範囲を均一な押圧力で押さえ、第2基板と第1基板の液流路領域の接合性を高めるものである。また、15は、第2基板1の樹脂成形時に、押圧面における液供給口5の周囲や凹部溝12あるいは封止剤注入口8の周辺等の角部に、バリなどの発生を抑えるために設けられた極く僅かな段差や傾斜が付けられた段差部であり、特に、液供給口5の周囲にバリが生じているとこのバリが記録中に記録液に混入して記録不能となる恐れがあるが、このような事態を防止するためのものである。なお、凹部溝12の作用については後述する。
【0025】
以上のように本実施例の第2基板においては、後述するように樹脂成形や接合密着性の観点から、複数の共通液室3の両端に位置する共通液室3から外方へ共通液室枠10を延在させている。すなわち、両側端部に位置する共通液室枠10は、仮止め足10を良好に成形するために、ある程度の幅をもって成形されている。このような第2基板1においては、その中央部分には共通液室3を掘り込むため、その部分は厚みの薄い状態になるけれども、その両側端部に位置する共通液室枠10の部分は、厚みの厚い部分となってしまう。この第2基板1に生じる厚みの不均一は、第2基板1の成形時に微妙な反りやうねりを与えてしまう。この第2基板1の反りやうねりは、通常、ばね等の押圧部材の荷重により強制的に押さえ込んで第1基板と第2基板1とを接合しているけれども、第2基板の反りうやねりがあまりに大きいと、両基板を十分に密着させることが困難となる。
【0026】
そこで、本実施例の第2基板においては、第1基板に接合する接合面の両側端部の共通液室枠10に対向する部分の押圧面厚みを肉薄とし、そして、これらの両側端部の肉薄部11を第2基板の中心線に対して左右対称な形状に配置した。具体的には、第2基板1の押圧面の両端部分を、2.35mm×1.84mm×0.4mm(図1の(a)における(x1)×(y1)×(z1))ほど落として肉薄部11とした。
【0027】
このように、第1基板と接合する接合面の両側端部の共通液室枠10に対向する部分厚みを肉薄とすることにより、第2基板1の反りを軽減することが可能となり、さらに、この両側端部の肉薄部11を第2基板1の中心線に対して左右対称な形状に配置することにより、第2基板の反りや、第1基板との接合面のうねりを軽減できる。また、第2基板の成形時の成形安定性も向上する。
【0028】
さらに、複数の共通液室3の両端に位置する共通液室3から外方へさらに延在部としての共通液室枠10を延在させ、その部分の厚みを薄くして肉薄部11としていることから、第2基板1の接合面に反りやうねりが生じていても、液流路溝や吐出口が形成されている液吐出機能部は、接合面の液流路溝配列方向の中央部分に位置するために、接合面全体の反りやうねりの影響は少なく、液吐出機能部の接合密着性を良好なものとすることができる。
【0029】
また、カラータイプの高精細画像を形成する場合には、ノズル列の一方の端部から他方の端部までのノズルピッチ(トータルピッチ)が着弾位置と正しく合致するとともに各色毎、および各色内のノズルピッチも正しく合致する必要があった。
【0030】
しかしながら、従来、一つの第2基板に複数の液室を成形にて形成する構成では、成形後の吐出方向に対し前後方向に各色の液室形状に対応して不連続の山なり形状の反りが発生することがあり、この場合、各色のノズルピッチを均一にすることが困難であった。本発明では、上記凹部溝12を設けることにより反りの形状を連続した単調山なり形状の反りとすることができ、吐出口形成時のレーザ光の調整を行なうことでトータルピッチおよび各色ピッチの補正が可能となって、高精細カラー画像に適用できるようになっている。また、この凹部溝12は各液室をそれぞれ均一な状態で素子基板に密着させることを容易にする効果も奏するものである。
【0031】
このような構造を有した本実施例の第2基板1と、肉薄部11が存在しない第2基板とを、図7に図示するように、それぞればね等の押圧部材の荷重を25Nとして組み込んで液体噴射記録ヘッドを形成し、両者を比較したところ、肉薄部11が存在する第2基板1を用いた液体噴射記録ヘッドは、その吐出量と吐出スピードのばらつきが、肉薄部が存在しない第2基板を用いて組み込んだ液体噴射記録ヘッドより小さく安定しており、その液滴の着弾精度も良好であった。
【0032】
(第2の実施例)
図2の(a)および(b)は、本発明の第2実施例の液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板の斜視図であり、前述した第1実施例と同様の部材や同様の部位には同一符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【0033】
図2の(a)において、11は押圧面の両端部分に形成した肉薄部であり、17は肉薄部11に掘り込んだ掘り込み凹部である。本実施例では、第1実施例における第2基板1の肉薄部11に、直径1.03mm(図2におけるd)で深さ0.5mm(同、z2)の略円錐形状の掘り込み凹部17を設けたものであり、その他の構成は同じである。
【0034】
このような構成の第2基板を成形したところ、第2基板1の反りも小さく、この第2基板を第1実施例と同様に組み込んで液体噴射記録ヘッドを形成したところ、その吐出量および吐出スピードのばらつきは、掘り込み凹部17が存在しないものよりわずかに小さく、その液滴の着弾精度はほとんど変わらなかった。
【0035】
本実施例においては、第1実施例のものに比べ、吐出量や吐出スピードのばらつきはわずかしか向上せず、着弾精度もほとんど変わらなかったが、第2基板の成形性の向上がみられた。そして、第2基板の反り量は、第1実施例のものに比べて小さく、液流路溝4の反りについては、第1実施例のものでは、Y方向4μm、Z方向7μmであるに対し、本実施例では、Y方向2μm、Z方向4μmであった。これは、掘り込み凹部17の成形をエジェクターピンの形状にすることにより、第2基板成形時の金型からの離型が容易になり、余分な荷重が第2基板にかからなかったからだと想定される。
【0036】
また、図2の(b)に図示する第2基板の変形例においては、第1基板と接合する接合面の両側端部の共通液室枠10に対向する部分の厚みを肉薄とすることなく、その部分に略円錐形状の掘り込み凹部17を設けたものである。このように押圧面の両側端部分にそれぞれ同様の深さ(z)と直径(d)を有する掘り込み凹部17を設けることによっても、図1および図2の(a)に図示する第2基板と同様に、第2基板の反りを小さくすることができ、さらに、掘り込み凹部17の成形をエジェクターピンの形状にすることにより、第2基板成形時の金型からの離型が容易になり、余分な荷重が第2基板にかからないことから、安定した成形性を得ることができる。
【0037】
このように掘り込み凹部17を設けた第2基板1と、掘り込み凹部を設けていない第2基板をそれぞれ組み込んで液体噴射記録ヘッドを形成し、両者を比較したところ、掘り込み凹部17を設けた第2基板1を組み込んだ液体噴射記録ヘッドは、その吐出量や吐出スピードのばらつきが他方のものより小さく安定しており、液滴の着弾精度も良好であった。
【0038】
以上のように、本実施例の第2基板において、第1基板と接合する接合面に対向する押圧面の両側端部に掘り込み凹部を形成することにより、あるいは両側端部を肉薄とするとともにその部分に掘り込み凹部を形成することにより、第2基板の反りを軽減できるとともに、成形時の型からの離型性を向上させることが可能であり、また、この掘り込み凹部を第2基板の中心線に対して左右対称に配置することにより、さらに安定した成形性を得ることが可能となる。
【0039】
(第3の実施例)
図3は、本発明の第3実施例の液体噴射記録ヘッドにおける第2基板と第1基板の関係を示すために液吐出側から見た概念図である。なお、本実施例においても、前述した実施例と同様な部材や同様な部位には同一符号を付して、それらの詳細な説明は省略する。
【0040】
図3において、第2基板1は、前述した第1および第2の実施例の第2基板と同様に、複数の吐出口18が形成されたオリフィスプレート2を有し、第1基板31と接合する接合面には、複数の液流路溝4と複数の共通液室3および各共通液室3を区画分離する共通液室分離壁6と共通液室分離溝7、さらに接合面の両端部には仮止め足9が形成されており、そして、接合面に対向する押圧面には、凹部溝12や肉薄部11等が形成されている。
【0041】
また、25は、第1基板31と第2基板1と接合する時に一番力がかかり、第2基板1の変形の起点となりやすい接合起点であって、第1基板31の両端部32に相当する。図中のAは、第2基板1の接合面の液流路溝配列方向の長さ、Bは第1基板31の長さ、Cは記録液を吐出させる吐出口18の並んでいる長さ(すなわち、液吐出に機能する液吐出機能部の長さ)である。一般に、第1基板31に第2基板1を接合するためには、長さAは、長さBより大きくする必要があるが、しかしあまりにも大きくすると、両基板の接合は容易になるが、液体噴射記録ヘッド自体も大きくなり、結果として、液体噴射記録ヘッドプリンターの巨大化につながってしまう。また、逆に長さBを小さくすることは、液体噴射記録ヘッドの小型化にはなるけれども、吐出口18の並んでいる長さCにあまりにも近ずきすぎると、接合起点25が吐出口18に接近するため、第2基板1に変形が生じた場合に、その変形が吐出口18にまで及んでしまう。このように、長さBと長さCが接近した液体噴射記録ヘッドは、印字の端部だけが着弾精度がずれるという現象を引き起こしてしまう。このような現象がおきると、端部の記録液の着弾精度が規格内に入っていても、全体的な着弾精度の平均より離れていれば、細い一本の直線を印字する場合にその直進性を損なってしまう。
【0042】
そこで、本実施例では、第2基板1の第1基板31に接合する接合面の液流路溝配列方向の長さAを、記録液を吐出する吐出口18が並んでいる長さ(液吐出機能部の長さ)Cよりも十分大きくし、かつ、第1基板31の長さBより大きくなるように構成する。このように構成することにより、記録液を吐出する吐出口18の位置を、第2基板1を第1基板31に押圧接合する際に最も応力集中のかかる個所である第1基板31の端部が第2基板1に接合する接合起点25の位置から遠ざけることが可能となる。このために、接合起点25に仮に応力集中がおきても、吐出口18がその個所から十分に離れていることから、吐出口18からの液吐出はその応力集中の影響を受けることがなくなる。また、この結果として、特に第2基板1と第1基板31とを、機械的付勢力を与えて接合する時に、その付勢力(荷重)の量を増やすことが可能となる。
【0043】
上記の事項を十分考慮して、A、BおよびCの各寸法を任意にふり、最適な関係を求めたところ、(A−C)/2≧1.1mm、かつ、(B−C)/2≧0.825mmなる条件を満たす関係が一番よいことを確認した。
【0044】
例えば、A=14.9mm、B=14.4mm、C=11.241mmなる関係の第2基板を用いて液体噴射記録ヘッドを作製して印字したところ、その直線の直進性は、同様の形状で、A=14.9mm、B=11.4mm、C=11.241mmなる関係の第2基板を用いて作製した液体噴射記録ヘッドより優れていた。
【0045】
(第4の実施例)
図4の(a)は、本発明の第4実施例の液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板の斜視図であり、同(b)は、第2基板の一部を破断して示す部分断面図である。なお、本実施例においても、前述した実施例と同様な部材や同様な部位には同一符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【0046】
本実施例において、12は、断面台形形状等の凹部溝であり、共通液室3を区画分離する共通液室分離壁6に対応する押圧面の部位に、液吐出方向に沿って全体的に延設されている。このように、共通液室分離壁6に対応する押圧面の部位に凹部溝12を設けることにより、第2基板1において肉厚となっている共通液室分離壁6の部分を薄くすることができ、第2基板1を全体として液流路配列方向に沿って柔らかく変形しやすい形状とすることができる。このため、第2基板1を第1基板に対し押圧接合する際に、第2基板1の変形が容易であり、両基板の接合密着を良好なものとすることができる。
【0047】
なお、図4に図示する本実施例では、封止剤注入口8の形状を考慮して、凹部溝12を押圧面の液吐出方向全体にわたって延設したものであるが、図1ないし図3に図示する第1ないし第3の実施例においては、第2基板1の接合面における共通液室分離溝7へ封止剤を注入するための封止剤注入口8との関係から、オリフィスプレート2側の一部分にのみ凹部溝12が設けられているが、この構成でも同様の効果を奏することができる。
【0048】
また、図4に図示する実施例では、押圧面の両端部に肉薄部11を形成した例を図示するけれども、この肉薄部11を形成することなく、単に共通液室分離壁6に対応する押圧面の部位に凹部溝12を設けることによっても、同様に第2基板と第1基板の接合密着を良好なものとすることができる。
【0049】
凹部溝12の形状としては、断面台形形状に限定されるものではなく、適宜形状の凹部溝とすることができ、例えば、共通液室分離壁6の壁面に平行となる斜面を有する凹部溝とすることもできる。また、凹部溝12の形状は、その中心線に対して左右対称的な形状とすることが好ましく、さらに、凹部溝12の深さは大きいほど変形が容易となるが、第2基板の全体形状や共通液室分離壁6の形状を考慮して適宜設定することが好ましい。また、凹部溝12の吐出方向に延設する長さも第2基板の形状や共通液室分離壁6の形状を考慮して適宜設定することができる。
【0050】
(第5の実施例)
図5の(a)は、本発明の第5実施例の液体噴射記録ヘッドにおける第2基板をその接合面側から見た斜視図であり、同(b)は、同じく第2基板と第1基板の関係を示すために液吐出側から見た概念図である。なお、本実施例においても、前述した実施例と同様な部材や同様な部位には同一符号を付して、それらの詳細な説明は省略する。
【0051】
図5の(a)および(b)において、23は、オリフィスプレート2の液流路溝4側の面に掘り込んだ凹部であり、32は、第1基板31の端部であり、25は、第2基板1の第1基板31に接合する接合面において第1基板31の端部32に当接する接合起点である。
【0052】
本実施例においては、オリフィスプレート2の液流路溝4側の面で第1基板31と接合する面の少なくとも一個所に凹部23を設けるものであり、特に、凹部23を第1基板31の両端部32、32に対応する位置にそれぞれ設けることにより、第1基板31の端部32が第2基板1に接合する際に生じる応力集中を軽減することが可能となる。
【0053】
そこで、本実施例において、凹部23を、具体的な寸法として、その掘り込深さを0.0075mm(図5(a)のY方向)、幅0.26mm(図5(a)のX方向)、長さ2.45mm(図5(a)のZ方向)で、14.4mm(B)の長さを有する第1基板31の端部32、32に対応する部位にそれぞれ形成し、それらの間隔距離を14.3521mmとし、第1基板31の両端部32、32がそれぞれ凹部23内に位置する形態とした。このような形状構成とすることにより、第1および第2の両基板を接合する際に生じる応力集中を軽減でき、さらに、凹部23は、接合起点25(第1基板31の両端部32の角部に対応する)が直接第2基板1に当たる部分の逃げにもなり、第2基板1の変形をも抑制することが可能となる。また、第1基板31の端部32を、第2基板1の干渉を受けることなく測定することが可能となる。
【0054】
上記のような構成をもつ第2基板1と第1基板31を実際に接合させ、液体噴射記録ヘッドとして組み込んだところ、その吐出量と吐出スピードのばらつきは、前述した第3実施例の液体噴射記録ヘッドより小さく、その液滴の着弾精度も良好であった。また、実際に印字した直線の直進性も安定していた。凹部23の掘り込み深さは、前述したように、0.0075mmとしたが、0.015mmの深さのものでも同様の効果が得られた。しかし、凹部23の掘り込み深さを過剰に大きくしたり、その幅を広げすぎると、オリフィスプレートの表面にヒケや第2基板自身の成形性を劣化させることにもなる。第1基板31の端部32の測定領域をも考慮して、なるべく小さな掘り込みにすることが望ましい。
【0055】
また、本実施例においては、オリフィスプレート2に設けた凹部23を第1基板端部32に対応するように配置しているが、第1基板31に或る特定の基準点(マーキング)を設け、その位置に対応する部位に前述と同様の凹部23を配設し、凹部23越しに第1基板31の或る特定の基準点(マーキング)を測定するようになし、凹部23の位置と第1基板31の或る特定の基準点との関係とを合わせることにより、より正確な位置合わせを行なうことを可能とすることもできる。
【0056】
(第6の実施例)
前述した各実施例においては、3個の共通液室3を備えた第2基板1を用い、カラー用の液体噴射記録ヘッドとして作製し評価したが、前述した実施例(ただし、共通液室分離壁に対向する部位に凹部溝を設ける第4実施例は除く。)は、カラー用に限定されるものではない。図6の(a)および(b)に図示するような、共通液室3を一つしか有しない第2基板1Aを組み込んだ単色用の、特にブラック用の液体噴射記録ヘッドでも同様な効果が得られるものである。特に、直線を多く印字記録するブラック用の液体噴射記録ヘッドにおいては、前述した第3実施例を採用することが好ましい。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板の反りを軽減させることができ、さらに、第2基板の変形容易になり、第2基板と第1基板の密着性を向上させることができる。これにより、液体噴射記録ヘッドの記録液の吐出量や吐出スピードは安定し、結果として、記録液滴の着弾精度を良好にし、高精細な画像を高速に得ることができる。
【0058】
また、本発明に基づく第2基板の構造は簡単でかつ容易に作製することができるので、その精度も安定しており、液体噴射記録ヘッドの製造を容易たらしめ、高精度な画像を得ることができる液体噴射記録ヘッドを安価にしかも大量に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は、本発明の第1実施例の液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板の斜視図であり、(b)は、同第2基板を液流路溝および共通液室を形成した接合面側からみた平面図である。
【図2】 (a)および(b)は、本発明の第2実施例の液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板の斜視図である。
【図3】 本発明の第3実施例の液体噴射記録ヘッドにおける第2基板と第1基板の関係を示すために液吐出側から見た概念図である。
【図4】 (a)は、本発明の第4実施例の液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板の斜視図であり、(b)は、同第2基板の一部を破断して示す部分断面図である。
【図5】 (a)は、本発明の第5実施例の液体噴射記録ヘッドにおける第2基板をその接合面側から見た斜視図であり、(b)は、同じく第2基板と第1基板の関係を示すために液吐出側から見た概念図である。
【図6】 (a)は、本発明の第6実施例の液体噴射記録ヘッドを構成する第2基板の斜視図であり、(b)は、同じく第2基板をその接合面側から見た斜視図である。
【図7】 従来の一般的な液体噴射記録ヘッドの構成を図示する分解斜視図である。
【符号の説明】
1、1A 第2基板
2 オリフィスプレート
3 共通液室(凹部)
4 液流路溝
5 液供給口
6 共通液室分離壁
7 共通液室分離溝
8 封止剤注入口
9 仮止め足
10 共通液室枠
11 肉薄部
12 凹部溝
13 凸部
17 掘り込み凹部
18 吐出口
23 (オリフィスプレートの)凹部
25 接合起点
31 第1基板
32 端部
111 第1基板
112 ベースプレート
113 配線基板
114 第2基板
115 押圧部材

Claims (14)

  1. 記録液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素子を配列した第1基板と、該第1基板と接合することにより液流路を形成する液流路溝、該液流路溝に連通して記録液を一時的に保持する共通液室を形成する凹部および前記液流路溝に連通して記録液を吐出するための吐出口が配列されたオリフィスプレートを有する第2基板とからなり、前記第1基板と前記第2基板とを、前記吐出エネルギー発生素子と前記液流路溝が対応する形態で、機械的付勢力を与えて接合して構成する液体噴射記録ヘッドにおいて、
    前記第2基板は、前記共通液室よりも前記液流路溝の配列方向の外方へ延在された延在部を有し、該延在部は前記共通液室が形成されている部分よりも肉薄になっていることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
  2. 前記第2基板の前記延在部は、前記第2基板の中心線に対して左右対称に配置されていることを特徴とする請求項1記載の液体噴射記録ヘッド。
  3. 記録液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素子を配列した第1基板と、該第1基板と接合することにより液流路を形成する液流路溝、該液流路溝に連通して記録液を一時的に保持する共通液室を形成する凹部および前記液流路溝に連通して記録液を吐出するための吐出口が配列されたオリフィスプレートを有する第2基板とからなり、前記第1基板と前記第2基板とを、前記吐出エネルギー発生素子と前記液流路溝が対応する形態で、機械的付勢力を与えて接合して構成する液体噴射記録ヘッドにおいて、
    前記第2基板は、前記共通液室よりも前記液流路溝の配列方向の外方へ延在された延在部を有し、該延在部は前記共通液室が形成されている部分よりも肉薄となっており、
    前記第2基板の前記第1基板と接合する面に対向する面の両端部分に掘り込み凹部を設けたことを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
  4. 前記掘り込み凹部は、前記第2基板の中心線に対して左右対称に配置されていることを特徴とする請求項3記載の液体噴射記録ヘッド。
  5. 前記第2基板の前記延在部に掘り込み凹部を形成したことを特徴とする請求項1または2記載の液体噴射記録ヘッド。
  6. 記録液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素子を配列した第1基板と、該第1基板と接合することにより液流路を形成する液流路溝、該液流路溝に連通して記録液を一時的に保持する共通液室を形成する凹部および前記液流路溝に連通して記録液を吐出するための吐出口が配列されたオリフィスプレートを有する第2基板とからなり、前記第1基板と前記第2基板とを、前記吐出エネルギー発生素子と前記液流路溝が対応する形態で、機械的付勢力を与えて接合して構成する液体噴射記録ヘッドにおいて、
    前記第2基板の前記第1基板と接合する面の液流路溝配列方向の長さAは、第1基板の長さBより大で、かつ、吐出口が配列されている長さCよりも大であって、これらの長さは、(A−C)/2≧1.1mm、および(B−C)/2≧0.825mmの関係を満たすものであることを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
  7. 前記第2基板の前記第1基板と接合する面に対向する面の両端部分を肉薄に形成したことを特徴とする請求項6記載の液体噴射記録ヘッド。
  8. 前記第2基板の前記第1基板と接合する面に対向する面の両端に掘り込み凹部を形成したことを特徴とする請求項6または7記載の液体噴射記録ヘッド。
  9. 前記薄に形成された部分、前記第2基板の中心線に対して左右対称に配置されていることを特徴とする請求項記載の液体噴射記録ヘッド。
  10. 前記掘り込み凹部は、前記第2基板の中心線に対して左右対称に配置されていることを特徴とする請求項8記載の液体噴射記録ヘッド。
  11. 記共通液室を形成する凹部は共通液室分離壁により複数の凹部に分離され、前記第2基板の前記第1基板と接合する面に対向する面における前記共通液室分離壁に対応する部分に液吐出方向に沿って延びる凹部溝を配設したことを特徴とする請求項1または3記載の液体噴射記録ヘッド。
  12. 前記第2基板の前記第1基板と接合する面に対向する面において、前記共通液室を形成する凹部を分離する前記共通液室分離壁に対応する部分に液吐出方向に沿って延びる凹部溝を配設したことを特徴とする請求項1または3記載の液体噴射記録ヘッド。
  13. 前記凹部溝は、該凹部溝の中心線に対して左右対称的な形状に形成されていることを特徴とする請求項11または12記載の液体噴射記録ヘッド。
  14. 前記凹部溝は断面台形形状に形成されていることを特徴とする請求項11または12に記載の液体噴射記録ヘッド。
JP32156498A 1998-10-27 1998-10-27 液体噴射記録ヘッド Expired - Fee Related JP3658212B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32156498A JP3658212B2 (ja) 1998-10-27 1998-10-27 液体噴射記録ヘッド
US09/421,885 US6361140B1 (en) 1998-10-27 1999-10-21 Liquid ejecting recording head having two substrates joined together
EP99121306A EP1000746B1 (en) 1998-10-27 1999-10-26 Liquid ejecting recording head
DE69939571T DE69939571D1 (de) 1998-10-27 1999-10-26 Flüssigkeitsausstossender Aufzeichnungskopf

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32156498A JP3658212B2 (ja) 1998-10-27 1998-10-27 液体噴射記録ヘッド

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000127406A JP2000127406A (ja) 2000-05-09
JP3658212B2 true JP3658212B2 (ja) 2005-06-08

Family

ID=18133987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP32156498A Expired - Fee Related JP3658212B2 (ja) 1998-10-27 1998-10-27 液体噴射記録ヘッド

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6361140B1 (ja)
EP (1) EP1000746B1 (ja)
JP (1) JP3658212B2 (ja)
DE (1) DE69939571D1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002103597A (ja) * 2000-07-25 2002-04-09 Sony Corp プリンタ及びプリンタヘッド
JP5596954B2 (ja) * 2009-10-08 2014-09-24 キヤノン株式会社 液体供給部材、液体供給部材の製造方法及び液体吐出ヘッドの製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55132253A (en) 1979-04-02 1980-10-14 Canon Inc Recorder
ES2096191T3 (es) 1988-10-31 1997-03-01 Canon Kk Cabezal para la impresion por chorros de liquido y aparato para la impresion por chorros de liquido dotado del cabezal.
DE69011259T2 (de) 1989-09-18 1994-12-08 Canon Kk Tintenstrahlaufzeichnungskopf und Tintenstrahlgerät, welches diesen aufweist.
JP2751127B2 (ja) 1990-11-02 1998-05-18 キヤノン株式会社 印字用ヘツドノズル組立装置
EP0495678B1 (en) 1991-01-18 1997-05-21 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head unit, ink jet head cartridge and ink jet recording apparatus
JP3376049B2 (ja) 1993-11-26 2003-02-10 キヤノン株式会社 多色インクジェット記録ヘッド
JP3115755B2 (ja) 1993-11-26 2000-12-11 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド、その製造方法およびインクジェット記録装置
US6155677A (en) 1993-11-26 2000-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording head, an ink jet unit and an ink jet apparatus using said recording head
US5784079A (en) * 1994-06-30 1998-07-21 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head and ink jet apparatus on which the ink jet head is mounted
US5774149A (en) * 1994-08-24 1998-06-30 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording head and apparatus
EP0709199B1 (en) 1994-10-28 2003-07-02 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head, ink jet head cartridge, ink jet apparatus, and method for manufacturing such ink head
JP3229146B2 (ja) 1994-12-28 2001-11-12 キヤノン株式会社 液体噴射ヘッドおよびその製造方法
JPH10217473A (ja) 1996-10-14 1998-08-18 Canon Inc 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法
JP3423551B2 (ja) 1996-12-13 2003-07-07 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド製造方法及びインクジェット記録ヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
EP1000746A3 (en) 2000-09-13
JP2000127406A (ja) 2000-05-09
DE69939571D1 (de) 2008-10-30
EP1000746B1 (en) 2008-09-17
US6361140B1 (en) 2002-03-26
EP1000746A2 (en) 2000-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070247489A1 (en) Liquid jetting head and method of manufacturing the same
JP3658212B2 (ja) 液体噴射記録ヘッド
US7018026B2 (en) Ink-jet printhead and method of manufacturing the same
US6382778B1 (en) Ink jet recording head and method of manufacturing the same
US6623094B2 (en) Ink jet recording device
JPH02187352A (ja) インクジェットヘッド
JP2000177119A (ja) インクジェット式記録ヘッド
US6598962B2 (en) Ink jet recording head
JPH07178917A (ja) インクジェットプリントヘッド及びその製造方法
JP3244946B2 (ja) インクジェットヘッド
JPH05220956A (ja) インクジェット記録ヘッド
JP3198221B2 (ja) インクジェットヘッドの製造方法、インクジェットヘッド、およびインクジェットヘッド記録装置
US6176012B1 (en) Method for manufacturing an ink jet recording head and an ink jet recording head
JP2000198201A (ja) 液体噴射記録ヘッドおよびその組み立て方法
JP2000043267A (ja) インクジェット式記録ヘッド
JP3438517B2 (ja) インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法
KR100395558B1 (ko) 잉크 젯 프린터의 헤드
JP2022127022A (ja) 液体吐出ヘッドおよびその製造方法
JP3466827B2 (ja) インクジェット記録ヘッド及び該インクジェット記録ヘッドの製造方法
JP2002321374A (ja) 液体吐出ヘッド
JPH05293959A (ja) インクジェットヘッド
JP2004098166A (ja) 鍛造加工パンチ,鍛造加工装置,微細鍛造加工方法,液体噴射ヘッドの製造方法およびそれによって得られた液体噴射ヘッド
CN116890532A (zh) 液体喷射记录元件单元及其制造方法
JP2001018392A (ja) 液体吐出ヘッドおよびその製造方法
JPH0664178A (ja) インクジェットヘッドの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040525

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040608

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040806

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050222

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050311

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080318

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090318

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100318

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100318

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110318

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120318

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees