JP2012223902A - インクジェット記録ヘッド基板、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録ヘッド基板、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 Download PDF

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Abstract

【課題】基板をドライエッチングにより凹部の底面に対して第2のエッチングを行うことにより基板端部のインク供給口の開口位置がずれた場合であっても、画像劣化を抑制する。
【解決手段】第1の面と、第1の面の裏面であって、インクを吐出させるための複数の発熱抵抗体2が配列された第2の面とを有する基板1であって、基板1の第2の面に形成された凹部をドライエッチングすることによって形成された第1の面と第2の面を貫通する複数のインク供給口3であって、複数の発熱抵抗体と1つずつ交互に配列された複数のインク供給口と、を備え、複数の発熱抵抗体のうち基板1の凹部の斜面6側の発熱抵抗体と、発熱抵抗体に隣接する2つのインク供給口とのそれぞれの距離は、基板1の中央側の発熱抵抗体と、発熱抵抗体に隣接する2つのインク供給口とのそれぞれの距離よりも長くなるように配置されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド基板、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置に関し、特にドライエッチングによりインク供給口を形成するインクジェット記録ヘッド基板、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置に関する。
インクジェット記録ヘッド基板の製造方法として、シリコン基板に対して2段階エッチング処理を行うことによりインク供給口を形成するものがある。例えば、ウェットエッチングによりシリコン基板に対して第1のエッチングを行って凹部を形成して液室を形成する。そして次に、ドライエッチングにより凹部の底面に対して第2のエッチングを行うことにより、インク供給口を形成する技術が知られている(特許文献1参照)。
ボッシュプロセスを用いたドライエッチングでは、デポ膜の形成工程、イオンによる側面以外のデポ膜の除去工程、ラジカルによるエッチング工程、を繰り返し行うことでシリコン基板をエッチングする。しかし、凹部の底面をドライエッチングして供給口を形成する際に、プラズマシースは凹部に沿って形成されるので、凹部の側壁の近傍ではデポ膜を除去するイオンが影響を受け、所望の位置よりずれた位置のデポ膜が除去されてしまうことがある。このように、凹部を有する基板底面では、デポ膜の除去位置が連続的にずれてしまうため、ラジカルによるエッチングも連続的にずれて形成することになる。その結果、数度の角度を持ってエッチングが進行してしまうことがある。このようなことは、ボッシュプロセスを用いた場合に限定されず、一般的な反応性イオンエッチング(RIE)のドライエッチングによる場合に共通して存在する。
米国特許第6534247号明細書
記録ヘッド基板の一つに、ノズルの配列方向に沿って、インク供給口と発熱抵抗体が交互に配列されている構成がある。この構成を上述したエッチング方法によって形成すると、凹部の斜面側に位置する基板端部のインク供給口の開口位置がより端部方向へずれる場合がある。これにより、発熱抵抗体に対して基板端部側のインク供給口は発熱抵抗体からの距離が長くなり、一方、吐出口列の中央側のインク供給口は発熱抵抗体からの距離が短くなる場合があることを見出した。インクは共通液室から基板を貫通するインク供給口を通って圧力室へ充填されることから、インク供給口端から圧力室内の発熱抵抗体までの距離が長いほどインクが受ける流抵抗が大きくなる。これにより、基板の端部側のインク供給口と基板の中央側のインク供給口とでは、流抵抗差が生じる。このため、発熱抵抗体にパルス電流を印加すると、この流抵抗差のためにインクと生じた気泡とは流抵抗が小さい方向へと偏って動く。その結果、吐出されるインク滴は、吐出口列の中央方向へ傾いて吐出されることになる。
一方、基板の中央部分においてインク供給口は実質的に垂直に開口するため、発熱抵抗体とインク供給口の距離は一定であり抵抗差が無く、発泡の成長方向に偏りが起きずインク滴も真っすぐに吐出される。
すなわち、基板端部に近い吐出口は基板中央部に位置する方向にインク滴を吐出し、基板中央部に位置する吐出口は真っ直ぐにインク滴を吐出する。したがって、基板端部の吐出口のインク滴の着弾位置がずれるため、画像劣化が生じることがある。
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、基板をドライエッチングにより凹部の底面に対して第2のエッチングを行うことにより基板端部の吐出口の開口位置がずれた場合であっても、画像劣化を抑制するインクジェット記録素子提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、第1の面と、前記第1の面の裏面であって、インクを吐出させるための複数の発熱抵抗体が配列された第2の面とを有するインクジェット記録ヘッド基板であって、前記インクジェット記録ヘッド基板の前記第1の面に形成された凹部をドライエッチングすることによって形成された前記第1の面と第2の面を貫通する複数のインク供給口であって、前記複数の発熱抵抗体と1つずつ交互に配列された複数のインク供給口と、を備え、前記複数の発熱抵抗体のうち前記インクジェット記録ヘッド基板の前記凹部の斜面側の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に隣接する2つのインク供給口とのそれぞれの距離は、前記インクジェット記録ヘッド基板の中央側の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に隣接する2つのインク供給口とのそれぞれの距離よりも長くなるように配置されていることを特徴とする。
上記の構成によれば、インク供給口端から発熱抵抗体までの流抵抗変化の割合を小さくする。これにより、基板端部のインク供給口の開口位置にずれが発生した場合でも、インク滴の吐出方向の偏りを抑制することができる。
第1の実施形態の基板を示す図である。 第1の実施形態と従来の基板を示す図である。 第1の実施形態の記録ヘッドの例を示す図である。 第1の実施形態の変形例の基板を示す図である。 第2の実施形態の基板を示す図である。 第3の実施形態の基板を示す図である。 第4の実施形態の基板を示す図である。 第4の実施形態の基板を示す図である。 第5の実施形態の基板を示す図である。 第6の実施形態の基板を示す図である。
以下に図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態のインクジェット記録ヘッド基板の表面を示す平面図である。図1(a)は、基板表面を示し、図1(b)は、オリフィスプレートを取った基板を示している。図1では、第1の面と第1の面の裏面である第2の面を備えた基板が示されている。第2の面には、複数の発熱抵抗体2が吐出口列方向に配列されている。また、発熱抵抗体に隣接するように、ドライエッチングすることによって形成された第1の面と第2の面を貫通する複数のインク供給口3が発熱抵抗体の間にそれぞれ配列されている。
本実施形態では、基板の端部に位置する吐出口を吐出口群8aとし、基板の中央部に位置する吐出口を吐出口群8bとする。
図2(a) は、図1(b)の点線部d−d‘における断面図であり、インク供給口の開口位置がより端部側へずれた場合のインクジェットヘッドの断面図である。また、図2(b)は、従来の端部吐出口を示す拡大図である。また、図2(c)は、本実施形態の端部の吐出口を示す拡大図である。
図2(a)を参照するに、基板1上にはオリフィスプレート5によって吐出口9が形成されている。圧力室4には、共通液室7から基板を貫通するインク供給口3を通りインクが供給されている。図1(a)に示す基板の端部に位置する吐出口群8aに対応する発熱抵抗体群を発熱抵抗体2eとし、インク供給口群をインク供給口3eとする。また、基板の中央部に位置する吐出口群8bに対応する発熱抵抗体群を発熱抵抗体2fとし、インク供給口群をインク供給口3fとする。
本実施形態の基板では、凹部の斜面6に影響を受けてインク供給口が角度を持ってエッチングが進んだことによりインク供給口の開口位置がより端部側へずれてしまっている。この場合、図2(b)に示すように従来の基板では、発熱抵抗体に対してより基板端部に近い方向に形成されたインク供給口3aは、発熱抵抗体からの距離が長くなる。これに対し、吐出口列の中央方向に形成されたインク供給口3bは、発熱抵抗体からの距離が短くなる。
インクは、共通液室7から基板を貫通するインク供給口3を通って圧力室へ充填されることから、インク供給口端から圧力室内の発熱抵抗体2までの距離が長いほどインクが受ける流抵抗が大きくなる。よってインク供給口端への距離が短い経路Wbは、距離が長い経路Waよりもインクへの流抵抗が小さくなり、流抵抗差が生じる。そして、発熱抵抗体2aにパルス電流を印加した際はこの流抵抗差のためにインクと生じた気泡とは流抵抗が小さいWb方向へと偏って動く。したがって、吐出されるインク滴は、Wbの方向、つまり吐出口列の中央部側へ傾いて吐出され、生じた気泡はWb方向へ成長する結果となる。
それに対し、基板の中央部分ではインク供給口は垂直に開口するため、発熱抵抗体とインク供給口の距離は一定であり抵抗差が無く、発泡の成長方向に偏りが起きずインク滴も真っすぐに吐出される。したがって、基板端部に近い吐出口群8aはインクの吐出方向がより吐出口列の中央方向へと傾いて吐出し、基板の中央側に位置する吐出口群8bは真っすぐに吐出する。
一方本発明では、図2(c)に示すように、発熱抵抗体とインク供給口が吐出口列方向に1つずつ交互に配列されている基板において、凹部の斜面側に位置する基板端部の発熱抵抗体と隣接する2つのインク供給口との距離をWa´およびWb´とする。凹部の斜面側に位置する吐出口群8aにインクを供給するインク供給口3eの吐出口列方向の開口幅Daを基板の中央側に位置する吐出口群8bにおけるインク供給口の開口幅Dbよりも小さくしている。また、インク供給口3cの吐出口列方向の開口幅Daを基板の中央側に位置する吐出口群8bにおけるインク供給口の開口幅Dbよりも小さくしている。これにより、インク供給口3e端から発熱抵抗体2eの距離Wb´を長くし、図2(b)に示す従来の斜面側における発熱抵抗体2aとインク供給口3aの距離Wbよりも長くなっている。また、インク供給口3c端から発熱抵抗体2eの距離Wa´を長くし、図2(b)に示す従来の斜面側における発熱抵抗体2aとインク供給口3aの距離Waよりも長くなっている。
このようにインク供給口3e端から発熱抵抗体2eまでの距離を長くすることにより、インク供給口の開口位置がずれることによるインク供給口端と発熱抵抗体の距離の変化の割合を従来よりも小さくすることができる。
すなわち、インク供給口のズレはインク供給口と発熱抵抗体との距離に関係なく一定の長さでズレを生じる。そのため、基板の凹部の斜面側における、発熱抵抗体の凹部の斜面側の従来のインク供給口端と発熱抵抗体との距離に対するインク供給口のズレによるインク供給口端と発熱抵抗体との距離の増加量の割合(l/Wb)に比べて、本実施形態の凹部の斜面側のインク供給口端と発熱抵抗体との距離に対するインク供給口のズレによるインク供給口端と発熱抵抗体との距離の増加量の割合(l/Wb´)の方が、小さくなる。また、基板の凹部の斜面側における、中央側に位置する従来のインク供給口端と発熱抵抗体との距離に対するインク供給口のズレによるインク供給口端と発熱抵抗体との距離の減少量の割合(l/Wa)に比べて、本実施形態のインク供給口端と発熱抵抗体との距離に対するインク供給口のズレによるインク供給口端と発熱抵抗体との距離の減少量の割合(l/Wa´)が、小さくなる。
その結果、本実施形態のインク供給口と発熱抵抗体の距離Wa´とWb´の比は、従来のインク供給口と発熱抵抗体の距離WaとWbの比よりも小さくなる。したがって、本実施形態の発熱抵抗体2eとインク供給口3eとの抵抗と、発熱抵抗体2eとインク供給口3cとの抵抗差は、従来の発熱抵抗体2aインク供給口3bとの抵抗と、発熱抵抗体2eとインク供給口3aとの抵抗差よりも、小さくなることになる。
本実施形態の基板端部のインク供給口から吐出されるインク滴は、従来の基板端部のインク供給口から吐出されるインク滴よりも傾きが少なく吐出される。
このように吐出口列方向の開口幅Daを従来の基板端部のインク供給口の開口Dbよりも小さくすることによりWaとWbインク供給口と発熱抵抗体の流抵抗差を小さくすることができる。流抵抗差が小さくなると発熱抵抗体の発熱時に起こるインク流の移動も移動方向の偏りが小さくなり、インク滴はより垂直方向へと吐出される。
一方、インク供給口端と発熱抵抗体との距離を長くしておくことでインク供給口端から発熱抵抗体への流抵抗を大きくすると、インクが圧力室へ再充填するのにかかる時間が長期化する。よって全ての吐出口において距離を長くするとヘッドの駆動周波数を下げなければならず高速記録を行う妨げになることがある。しかし、基板端部の吐出口群においてのみ距離を長くしておくことで、基板端部の吐出口を使用しない記録を行う際は基板中央側の吐出口群に合わせた駆動周波数で記録することができる。よって基板端部の吐出口群を使用する場合のみ駆動周波数を下げればよいことから、常に駆動周波数を下げて記録を行う場合よりも記録速度を上げることができる。
図3は、本実施形態の基板を使用した記録ヘッドを示す平面図である。図3に示した記録ヘッドでは、複数のインクジェット記録ヘッド基板を所定の方向に沿って千鳥に配置している。そして、記録ヘッド基板の配列方向にそれぞれ重複するよう配置されている。このようなヘッドでは、隣接基板とのつなぎ部にあたる基板端部吐出口において吐出口数が増えるため、基板端部における個々の吐出口は基板中央側における吐出口よりも少ない吐出数で所望の打ち込み量を達成することができる。よって基板端部吐出口群ではそもそも基板中央側の吐出口群ほどの高い駆動周波数が必要無い場合がある。また、つなぎ部では少しの着弾位置のずれによって記録物につなぎムラが生じる恐れもあるため、本実施形態の基板を用いて基板端部吐出口の直進性を向上させることでより高画質な記録物を得ることができる。
(第1の実施形態の変形例)
図4は、本変形例の基板端部を示す模式図である。インク供給口の開口位置のずれは、基板端部に近いほど大きくなる。したがって、基板端部に近い発熱抵抗体とインク供給口ほど、発熱抵抗体とインク供給口端との距離が大きくなるよう諧調性を持たせて配置させてもよい。
本変形例では、最も端部側のインク供給口の吐出口列に沿う方向の開口サイズが最も小さく、吐出口列中央方向に向かうにつれて開口サイズが大きくなるように配置している。すなわち、最も端部よりの開口Da1からDa1<Da2<Da3<Dbという関係が成り立つように配置されている。
(第2の実施形態)
図5は、本実施形態の基板端部の吐出口群8aを示す拡大図である。第1の実施形態では、基板端部の吐出口群8aにおけるインク供給口3eの吐出口列方向の開口幅を小さくすることで、インク供給口がずれたことによる流抵抗の変化の割合を小さくしている。
この場合、インク供給口の開口面積が小さくなることから、インク供給口の流抵抗が増大する。そして、インク供給口の流抵抗によってインク供給口から圧力室へのインク充填に要する時間が律速されている場合、基板端部の吐出口群8aはインク充填時間に間に合うよう駆動周波数を下げて駆動することがある。
そこで、本実施形態では、インク供給口3eの吐出口列に垂直方向の開口幅を広げて、インク供給口の開口面積を増加させている。これにより、圧力室へのインクの充填時間を短縮している。
図5に示す基板では、吐出口群8aのインク供給口8eでは配列方向の寸法を30μmとし、配列方向に直交する方向の寸法を50μmとすることで、吐出口群8bのインク供給口3fの開口寸法41μm×37μmと開口面積を概ね同一にしている。
よって、インク供給口の流抵抗差によるインクの圧力室への充填時間差を短縮することができ、吐出口群8aの駆動周波数も吐出口群8bと同等の駆動周波数で駆動することができる。その結果、常に高い駆動周波数で駆動できることから高速な記録を行なうことができる。
(第3の実施形態)
図6は、本実施形態の基板端部の吐出口群8aを示す拡大図である。第1および第2の実施形態では、基板端部の吐出口群8aにおけるインク供給口3eの吐出口列方向の開口幅を小さくすることで、インク供給口がずれたことによる流抵抗の変化の割合を小さくしている。
この場合、発熱抵抗体とインク供給口端との距離を長くすると、インク供給口端から発熱抵抗体までの流抵抗が大きくなることから、吐出口群8aと吐出口群8bでは圧力室内のインクの流抵抗が異なる。圧力室の流抵抗が高くなるとインクを吐出する際の圧力が吐出口方向へより集中するため、吐出したインク滴の飛翔速度が速くなることがある。
その結果、吐出口群8aと8bでは、吐出口群8aの方がインク滴の飛翔速度が速くなってしまい、紙面にインク滴が着弾する時間差が生じ、画像が劣化することがある。
そこで本実施形態では、図6(a)に示すように、吐出口群8aの圧力室4aの吐出口列に垂直な方向の寸法Raを、吐出口群8bの圧力室4の吐出口列に垂直な方向の寸法Rbより広げることでインクの流抵抗を下げる。その結果、吐出口群8aと吐出口群8bのインク滴の飛翔速度に差が生じないようにしている。
さらに、図6(b)に示すように、第2の実施形態に示すインク供給口3eの吐出口列に垂直方向の開口幅を広げて、インク供給口の開口面積を増加させるとともに、吐出口群8aの圧力室4a寸法Raを、吐出口群8bの圧力室4の寸法Rbより広げている。
すなわち、図6(b)に示す基板は、圧力室へのインク充填時間差とインク滴の飛翔速度差とを低減したものである。この結果、高速記録を行なうことができ、インク滴の着弾時間差に起因する画像の劣化を低減した記録を行なうことができる。
(第4の実施形態)
図7および図8は、本実施形態の基板を示す図である。図7(a)は、基板表面の平面図であり、図7(b)は、オリフィスプレートをとった基板の平面図である。図8(c)は、図7(b)の点線部d−d’に沿った断面図であり、図8(d)は、図7(b)の吐出口列LaおよびLbの拡大図である。
図7(a)に示すように、発熱抵抗体2は、吐出口列に直交する方向に複数配列され、インク供給口3は、発熱抵抗体に隣接するように、発熱抵抗体の間に配列されている。
図8(c)および(d)では、吐出口列Laの発熱抵抗体を2k、インク供給口を3kとし、吐出口列Lbの発熱抵抗体を2m、インク供給口を3mとする。インク供給口3kの吐出口列に直交する方向の開口幅Qaを、インク供給口3mの吐出口列に直交する方向の開口幅Qbよりも小さくする。これにより、インク供給口3k端から発熱抵抗体2kの距離を長くし、発熱抵抗体2mとインク供給口3mの距離よりも長くなるように配置している。
基板端部に近い吐出口列のインク供給口端と発熱抵抗体の距離を長くしておくことで、インク供給口の開口位置がずれた際に起きるインク供給口端と発熱抵抗体の距離の変化の割合を小さくすることができる。その結果、流抵抗変化の割合も小さくすることができインク滴を比較的垂直方向に吐出することができ画像の劣化を防ぐことができる。
また、インク供給口の開口位置のずれは基板端部に近いほど大きくなるので、図8(e)に示すように、最も端部に近いインク供給口ほど、発熱抵抗体とインク供給口端との距離が大きくなるよう諧調性を持たせて配置させると、さらに好ましい。図8(e)に示す基板では、最も端部側のインク供給口の吐出口列に直交する方向の開口サイズが最も小さく、吐出口列中央方向に向かうにつれて開口サイズが大きくなるように配置している。つまり最も端部よりの開口Qa1からQa1<Qa2<Qbという関係が成り立つように配置している。
(第5の実施形態)
図9は、本実施形態の基板を示す図である。図9(a)は、本実施形態の基板のオリフィスプレートを除いた、基板表面を示す平面図であり、図9(b)は、吐出口列LaおよびLbを示す拡大図である。
第4の実施形態では、基板端部のインク供給口3kの吐出口列に直交する方向の開口幅を小さくすることで、発熱抵抗体とインク供給口端との距離を長くすると、インク供給口の開口面積が低下することからインク供給口の流抵抗が増大する。インク供給口の流抵抗によってインク供給口から圧力室へのインク充填に要する時間が律速されている場合、基板端部の吐出口列はインク充填時間に間に合うよう駆動周波数を下げて駆動する必要がある。
そこで本実施形態では、インク供給口3kの吐出口列に直交する方向の開口幅を広げインク供給口の開口面積を増加させることで圧力室へのインクの充填時間を短縮している。これによって、インク供給口の流抵抗差によるインクの圧力室への充填時間差を短縮することができ、吐出口列Laも吐出口列Lbと同等の駆動周波数で駆動することができる。その結果、常に高い駆動周波数で駆動でき、高速な記録を行なうことができる。
(第6の実施形態)
図10は、本実施形態の基板を示す図である。
第1および第2の実施形態と同様に、基板端部のインク供給口3kの吐出口列に直交する方向の開口幅を小さくすることで発熱抵抗体とインク供給口端との距離を長くしている。発熱抵抗体とインク供給口端との距離を長くするとインク供給口端から発熱抵抗体までの流抵抗が大きくなることから、吐出口列Laと吐出口Lbでは圧力室内のインクの流抵抗が異なってしまう。圧力室の流抵抗が高くなるとインクを吐出する際の圧力が吐出口方向へより集中するため、吐出したインク滴の飛翔速度が速くなることがある。したがって、吐出口列Laと吐出口Lbでは、吐出口列Laの方がインク滴の飛翔速度が速くなり、紙面にインク滴が着弾する時間差が生じ、画像が劣化することがある。そこで本実施形態では、吐出口列Laの圧力室4kの寸法を、吐出口列に沿う方向に広げることでインクの流抵抗を下げ、吐出口列Laと吐出口列Lbのインク滴の飛翔速度に差が生じないようにする。
また、図10(c)に示すように、第5の実施形態と本実施形態の基板の特徴を合わせ、圧力室へのインク充填時間差とインク滴の飛翔速度差とを低減することができる。この結果、高速記録を行なうことができ、インク滴の着弾時間差に起因する画像の劣化を抑制した高速高画質記録を行なうことができる。
(その他)
本発明のインクジェット記録ヘッド基板は、インクジェット記録装置に用いられて記録を行なうものである。
1 シリコン基板
2 発熱抵抗体
3 インク供給口
4 圧力室
5 オリフィスプレート
6 シリコン基板上の凹部の斜面
7 共通液室
8 吐出口群
9 吐出口

Claims (12)

  1. 第1の面と、前記第1の面の裏面であって、インクを吐出させるための複数の発熱抵抗体が配列された第2の面とを有するインクジェット記録ヘッド基板であって、
    前記インクジェット記録ヘッド基板の前記第2の面に形成された凹部をドライエッチングすることによって形成された前記第1の面と第2の面を貫通する複数のインク供給口であって、前記複数の発熱抵抗体と1つずつ交互に配列された複数のインク供給口と、を備え、
    前記複数の発熱抵抗体のうち前記インクジェット記録ヘッド基板の前記凹部の斜面側の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に隣接する2つのインク供給口とのそれぞれの距離は、前記インクジェット記録ヘッド基板の中央側の発熱抵抗体と、該発熱抵抗体に隣接する2つのインク供給口とのそれぞれの距離よりも長くなるよう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基板。
  2. 前記複数のインク供給口は、前記インクジェット記録ヘッド基板の前記凹部の斜面側からの距離が近いインク供給口ほど、前記インク供給口の端と前記発熱抵抗体との距離が長くなるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド基板。
  3. 前記インクジェット記録ヘッド基板の前記凹部の斜面から近い距離に形成されている複数のインク供給口端から前記発熱抵抗体までの距離は、前記インク供給口の発熱抵抗体の方向における開口幅を短くすることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録ヘッド基板。
  4. 前記発熱抵抗体は、吐出口列方向において前記インク供給口と隣接していることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド基板。
  5. 前記発熱抵抗体は吐出口列に直交する方向において前記インク供給口と隣接していることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド基板。
  6. 吐出口列方向の端部に位置する吐出口群のインク供給口は、前記吐出口列方向に直交する方向の開口幅が、前記吐出口列方向の中央側に位置する吐出口群のインク供給口の吐出口列方向に直交する方向の開口幅より大きいことを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録ヘッド基板。
  7. 吐出口列方向の端部に位置する吐出口群の圧力室は、吐出口列方向に沿った方向の寸法が、前記吐出口列方向の中央側に位置する吐出口群の圧力室の吐出口列方向に沿った方向の寸法より大きいことを特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録ヘッド基板。
  8. 基板端部に近い位置に配置された複数の吐出口列のインク供給口は、前記吐出口列に沿う方向の開口幅が、前記基板のより中央側に配置されている複数の吐出口列のインク供給口の吐出口列に沿う方向の開口幅より大きいことを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録ヘッド基板。
  9. 基板端部に近い位置に配置された複数の吐出口列の圧力室は、吐出口列に直交する方向の寸法が、前記基板のより中央側に配置されている複数の吐出口列の圧力室の吐出口列に直交する方向の寸法より大きいことを特徴とする請求項5に記載のインクジェット記録ヘッド基板。
  10. 請求項1から9のインクジェット記録ヘッド基板を備えたインクジェット記録ヘッド。
  11. 請求項1または2に記載の複数のインクジェット記録ヘッド基板を所定の方向に沿って千鳥に配置し、前記インクジェット記録ヘッド基板は、その端部において隣接するインクジェット記録ヘッド基板と配列方向に直交する方向で重複するよう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。
  12. 請求項10のインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017185659A (ja) * 2016-04-04 2017-10-12 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
JP2020006548A (ja) * 2018-07-05 2020-01-16 キヤノン株式会社 基板の加工方法、並びに、液体吐出ヘッド用基板およびその製造方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08311669A (ja) * 1995-05-12 1996-11-26 Nec Corp エッチング方法
JP2001038890A (ja) * 1999-07-30 2001-02-13 Canon Inc インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッド内のゴミ除去方法、インクジェット記録ヘッド製造方法、およびインクジェット記録ヘッド回復方法
JP2008221701A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Seiko Epson Corp 流体噴射ヘッド及び流体噴射装置
JP2009132023A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2009137155A (ja) * 2007-12-06 2009-06-25 Canon Inc 溶液吐出ヘッド及びその製造方法
JP2010179602A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Canon Inc インクジェット記録ヘッド
JP2010188572A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及びそのクリーニング方法
JP2010201926A (ja) * 2009-02-06 2010-09-16 Canon Inc 液体吐出ヘッド
JP2010201921A (ja) * 2009-02-06 2010-09-16 Canon Inc インクジェット記録ヘッド

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0579338B1 (en) 1990-01-25 1997-09-17 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording head, substrate for said head and ink jet recording device
US6273557B1 (en) 1998-03-02 2001-08-14 Hewlett-Packard Company Micromachined ink feed channels for an inkjet printhead
JP2008149601A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Canon Inc インクジェット記録方法
JP5100243B2 (ja) * 2007-08-07 2012-12-19 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08311669A (ja) * 1995-05-12 1996-11-26 Nec Corp エッチング方法
JP2001038890A (ja) * 1999-07-30 2001-02-13 Canon Inc インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッド内のゴミ除去方法、インクジェット記録ヘッド製造方法、およびインクジェット記録ヘッド回復方法
JP2008221701A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Seiko Epson Corp 流体噴射ヘッド及び流体噴射装置
JP2009132023A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2009137155A (ja) * 2007-12-06 2009-06-25 Canon Inc 溶液吐出ヘッド及びその製造方法
JP2010179602A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Canon Inc インクジェット記録ヘッド
JP2010201926A (ja) * 2009-02-06 2010-09-16 Canon Inc 液体吐出ヘッド
JP2010201921A (ja) * 2009-02-06 2010-09-16 Canon Inc インクジェット記録ヘッド
JP2010188572A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Canon Inc インクジェット記録ヘッド及びそのクリーニング方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017185659A (ja) * 2016-04-04 2017-10-12 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置
JP2020006548A (ja) * 2018-07-05 2020-01-16 キヤノン株式会社 基板の加工方法、並びに、液体吐出ヘッド用基板およびその製造方法
JP7195792B2 (ja) 2018-07-05 2022-12-26 キヤノン株式会社 基板の加工方法、並びに、液体吐出ヘッド用基板およびその製造方法

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