(57)【要約】【課題】  イオン風を利用した流体吐出方法及びこれを採用したインクジェットプリントヘッドを提供する。【解決手段】  本発明は、毛管力によりノズル内部に流体が満たされる段階と、ノズルの出口周囲の空気をイオン化させてイオン風を生成する段階と、イオン風によりノズルの出口周囲の気圧が低下することによってノズル内部の流体が吐出される段階と、を具備する流体吐出方法である。また、流路プレートに形成されてインクを供給するためのマニホールドと、流路プレート上に設けられたノズルプレートに形成され、マニホールドから毛管力によりインクが満たされるノズルと、ノズルの出口周囲に配置されて印加される電圧により電場を形成し、それにより前記ノズルの出口周囲の空気をイオン化させてイオン風を生成するグラウンド電極及びソース電極と、を具備するインクジェットプリントヘッドである。【選択図】  図３Ｂ
2004216898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
毛管力によりノズル内部に流体が満たされる段階と、
前記ノズルの出口周囲の空気をイオン化させてイオン風を生成する段階と、
前記イオン風により前記ノズルの出口周囲の気圧が低下することによって前記ノズル内部の流体が吐出される段階と、を具備することを特徴とする流体吐出方法。
【請求項２】
前記空気のイオン化が、前記ノズルの出口周囲に配置された二つの電極間に形成される電場によりなされることを特徴とする流体吐出方法。
【請求項３】
前記流体の吐出速度及び吐出体積は、前記二つの電極間に印加される電圧の大きさと前記電圧の印加時間とを変えることによって調節されることを特徴とする請求項２に記載の流体吐出方法。
【請求項４】
前記流体の吐出周波数は印加される電圧のパルス周期を変えることによって調節されることを特徴とする請求項２に記載の流体吐出方法。
【請求項５】
前記イオン風は前記ノズルの出口から遠い所から近い所に流れ、前記ノズルの出口前方で上昇することを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項６】
前記イオン風は前記ノズルの出口前方に向って傾いて流れることを特徴とする請求項５に記載の流体吐出方法。
【請求項７】
前記流体吐出方法はインクを吐出するためにインクジェットプリンタヘッドに採用されることを特徴とする請求項１に記載の流体吐出方法。
【請求項８】
流路プレートに形成されてインクを供給するためのマニホールドと、
前記流路プレート上に設けられたノズルプレートに形成され、前記マニホールドから毛管力によりインクが満たされるノズルと、
前記ノズルの出口周囲に配置されて印加される電圧により電場を形成し、それにより前記ノズルの出口周囲の空気をイオン化させてイオン風を生成するグラウンド電極及びソース電極と、を具備し、
前記イオン風により前記ノズルの出口周囲の気圧が低下することによって前記ノズル内部の流体が吐出されることを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
【請求項９】
前記グラウンド電極は前記ノズルの出口に近くに配置され、前記ソース電極は前記ノズルの出口からより遠くに配置されたことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１０】
前記イオン風は前記ノズルの出口から遠い所から近い所に流れ、前記ノズルの出口前方で上昇することを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１１】
前記ノズルプレートの表面には前記ノズルの出口周囲に所定深さの溝が形成され、前記溝内部に前記グラウンド電極及びソース電極が配置されることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１２】
前記溝の前記ノズル側面は傾いて形成されて、前記イオン風が前記ノズルの出口前方に向って傾いて流れるようになっていることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１３】
前記溝の傾いた面に前記グラウンド電極が配置されたことを特徴とする請求項１２に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１４】
前記ノズルプレートには前記イオン風をガイドするイオン風通路が前記ノズルを取り囲むように形成され、前記イオン風通路内に前記グラウンド電極及びソース電極が配置されることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１５】
前記イオン風通路の出口側端部は傾いて形成されて、前記イオン風が前記ノズルの出口前方に向って傾いて流れるようになっていることを特徴とする請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１６】
前記イオン風通路の傾いた部位に前記グラウンド電極が配置されることを特徴とする請求項１５に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１７】
前記ノズルプレートには前記イオン風通路に空気を供給するための空気供給通路が前記イオン風通路と連通するように形成されることを特徴とする請求項１４に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１８】
前記ノズルの出口側端部は順次断面積が狭くなるテーパー状になっていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項１９】
前記グラウンド電極及びソース電極は前記ノズルの出口を取り囲む形で形成されていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２０】
前記ソース電極は前記グラウンド電極に比べて狭い断面積を有することを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２１】
前記ソース電極には前記グラウンド電極に向って突出した突出部が設けられたことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２２】
前記突出部は前記ソース電極の長手方向に沿って等間隔で多数が設けられることを特徴とする請求項２１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【請求項２３】
前記ノズルは前記ノズルプレートに多数が配列され、前記多数のノズルそれぞれに前記グラウンド電極及びソース電極が設けられることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットプリントヘッドに係り、より詳細にはイオン風を利用してノズルを通じて流体を吐出させる方法とこの方法を採用したインクジェットプリントヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にインクジェットプリントヘッドは、印刷用インクの微小な液滴を記録用紙上の所望の位置に吐出して所定カラーの画像に印刷する装置である。このようなインクジェットプリントヘッドにおいて、インクを吐出するメカニズムにはいろいろがある。従来には一般的に熱源を利用してインクにバブルを発生させ、そのバブルの膨張力によりインクを吐出する熱駆動型インク吐出メカニズムと、圧電体を使用してその圧電体の変形によりインクに加えられる圧力によりインクを吐出する圧電駆動型インク吐出メカニズムとが利用されてきた。
【０００３】
図１Ａ及び図１Ｂは従来の熱駆動型インクジェットプリントヘッドの一例であって、図１Ａは特許文献１に開示されたインクジェットプリントヘッドの構造を示した切開斜視図であり、図１Ｂはそのインク吐出メカニズムを説明するための断面図である。
【０００４】
図１Ａ及び図１Ｂに図示された従来の熱駆動方式のインクジェットプリントヘッドは、基板１０に設けられたマニホールド２２と、その基板１０上に設置された隔壁１４により限定されるインクチャンネル２４及びインクチャンバ２６と、インクチャンバ２６内に設置されるヒーター１２と、ノズルプレート１８に設けられてインク液滴２９’が吐出されるノズル１６とを具備している。前記ヒーター１２にパルス状の電流が供給されてヒーター１２で熱が発生すれば、インクチャンバ２６内に満たされたインク２９が加熱されてバブル２８が生成される。生成されたバブル２８は膨脹し続け、これによりインクチャンバ２６内に満たされたインク２９に圧力が加えられてノズル１６を通じてインク液滴２９’が外部に吐出される。その後、マニホールド２２からインクチャンネル２４を通じてインクチャンバ２６の内部にインク２９が吸入されつつインクチャンバ２６は再充填される。
【０００５】
ところが、前記熱駆動型インク吐出メカニズムが採用されたインクジェットプリントヘッドにおいては、バブルの膨脹によるインク液滴の吐出時にインクチャンバ内のインクがマニホールド方向に逆流する現象も同時に起き、またインクの再充填過程がインクの吐出過程後に起きるために、速い印刷速度を具現するのには限界がある。
【０００６】
一方、インクジェットプリントヘッドには前記２つのインク吐出メカニズム以外にもいろいろなインク吐出メカニズムが使われているが、そのうち一つが図２に図示されている。図２には特許文献２に開示されたインク吐出メカニズムが図示されているが、このメカニズムは噴霧器の原理を利用したものである。
【０００７】
図２を参照すれば、インクカートリッジ３２のリザーバ３４内には混合されていないマルチカラーのインク４０が保存されている。前記リザーバ３４の底面にはプリントヘッド３５が設けられており、これを通じて混合されていない多様な色相のインク４０が分配される。プリントヘッド３５を通じて分配されたインク４０は混合チャンバ４２内で混合され、混合されたインクはノズルチューブ４４内に満たされる。そして、噴霧器５０の導管５２を通じて供給された圧縮空気が噴霧器ノズル５４を通じてノズルチューブ４４の出口４６前方に噴射される。それにより、ノズルチューブ４４の出口４６前方の気圧が低下し、これによりノズルチューブ４４内のインクが吐出されると共に液滴４８の形で対象物４９に向って噴射される。
【０００８】
ところが、前記のように噴霧器の原理を利用してインクを吐出するインクジェットプリントヘッドには圧縮空気を供給するための圧縮器が必要となる。特に、多数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドに前記インク吐出メカニズムを適用するためには、圧縮器から多数のノズルそれぞれに至る複雑な空気供給通路が必要となる。したがって、プリントヘッドが大きくなって単位面積当りノズルの数、すなわちノズル密度が低くなり、また数百個以上のノズルを有するプリントヘッドを製造し難くなる。その結果、前記インク吐出メカニズムが適用されたインクジェットプリントヘッドはその解像度が数十ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）程度に止まる。
【０００９】
これにより、速い印刷速度及び高い解像度を有するインクジェットプリントヘッドを具現するためには新しいインク吐出メカニズムが必要となった。
【特許文献１】米国特許ＵＳ４，８８２，５９５号公報
【特許文献２】米国特許ＵＳ６，３９４，５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は前記のような従来技術の問題点を解決するために創出されたものであって、特にイオン風を生成してノズルの出口前方の気圧を低下させることによってノズル内の流体を吐出する新しい流体吐出方法を提供するところにその目的がある。
【００１１】
また、本発明は前記流体吐出方法が採用された高集積・高解像度のインクジェットプリントヘッドを提供するところに他の目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記の技術的課題を達成するために本発明は、毛管力によりノズル内部に流体が満たされる段階と、前記ノズルの出口周囲の空気をイオン化させてイオン風を生成する段階と、前記イオン風により前記ノズルの出口周囲の気圧が低下することによって前記ノズル内部の流体が吐出される段階と、を具備する流体吐出方法を提供する。
【００１３】
ここで、前記空気のイオン化は、前記ノズルの出口周囲に配置された二つの電極間に形成される電場によりなされる。
【００１４】
そして、前記流体の吐出速度及び吐出体積は、前記二つの電極間に印加される電圧の大きさと前記電圧の印加時間とを変えることによって調節され、前記流体の吐出周波数は印加される電圧のパルス周期を変えることによって調節される。
【００１５】
また、前記イオン風は前記ノズルの出口から遠い所から近い所に流れ、前記ノズルの出口前方で上昇することが望ましく、特に前記ノズルの出口前方に向って傾いて流れることがさらに望ましい。
【００１６】
そして、本発明は前記流体吐出方法を採用したインクジェットプリンタヘッドを提供する。
【００１７】
本発明によるインクジェットプリンタヘッドは、流路プレートに形成されてインクを供給するためのマニホールドと、前記流路プレート上に設けられたノズルプレートに形成され、前記マニホールドから毛管力によりインクが満たされるノズルと、前記ノズルの出口周囲に配置されて印加される電圧により電場を形成し、それにより前記ノズルの出口周囲の空気をイオン化させてイオン風を生成するグランド電極及びソース電極と、を具備し、前記イオン風により前記ノズルの出口周囲の気圧が低下することによって前記ノズル内部の流体が吐出されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の一実施例によれば、前記グラウンド電極は前記ノズルの出口に近く配置され、前記ソース電極は前記ノズルの出口からさらに遠く配置される。
【００１９】
前記実施例において、前記イオン風は前記ノズルの出口から遠い所から近い所に流れ、前記ノズルの出口前方で上昇することが望ましい。
【００２０】
本発明の他の実施例によれば、前記ノズルプレートの表面には前記ノズルの出口周囲に所定深さの溝が形成され、前記溝内部に前記グラウンド電極及びソース電極が配置される。
【００２１】
前記実施例において、前記溝の前記ノズル側面は傾いて形成されて、前記イオン風が前記ノズルの出口前方に向って傾いて流れるようになっていることが望ましく、前記溝の傾いた面に前記グラウンド電極が配置されたことが望ましい。
【００２２】
本発明のさらに他の実施例によれば、前記ノズルプレートには前記イオン風をガイドするイオン風通路が前記ノズルを取り囲むように形成され、前記イオン風通路内に前記グラウンド電極及びソース電極が配置される。
【００２３】
前記実施例において、前記イオン風通路の出口側端部は傾いて形成されて、前記イオン風が前記ノズルの出口前方に向って傾いて流れるようになっていることが望ましく、前記イオン風通路の傾いた部位に前記グラウンド電極が配置されることが望ましい。
【００２４】
そして、前記ノズルプレートには前記イオン風通路に空気を供給するための空気供給通路が前記イオン風通路と連通形成されることが望ましい。
【００２５】
前記実施例において、前記ノズルの出口側端部は順次断面積が狭くなるテーパー状になっていることが望ましい。
【００２６】
そして、前記グラウンド電極及びソース電極は前記ノズルの出口を取り囲む形で形成されることが望ましい。
【００２７】
また、前記ソース電極は前記グラウンド電極に比べて狭い断面積を有することが望ましい。
【００２８】
また、前記ソース電極には前記グラウンド電極に向って突出した突出部が設けられることが望ましく、前記突出部は前記ソース電極の長手方向に沿って等間隔で多数が設けられることがさらに望ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の流体吐出方法によれば、二つの電極間に印加される電圧及び電圧の印加時間を変えることによって流体の吐出速度及び吐出体積をさらに微小にかつ正確に調節でき、印加される電圧のパルス周期を変えることによって流体の吐出周波数を調節できる。また、流体が吐出されると同時にノズル内には毛管力により流体が満たされてノズル内で流体が逆流する現象も発生しないために、流体の再充填にかかる別途の時間をほとんど必要とせずにさらに高い周波数で流体を吐出できる。
【００３０】
そして、本発明によるインクジェットプリントヘッドは、多数のノズル周囲にイオン風を生成する電極が配置された構造を有するが、この電極は微小な大きさで形成されるので圧縮空気によりインクを吐出する従来のインクジェットプリントヘッドに比べてその構造がさらに単純化される。したがって、多数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドを容易に製造できるので、高集積・高解像度のインクジェットプリントヘッドの具現が可能である。また、イオン風の生成にかかる電力は比較的少なくて低電力消費型インクジェットプリントヘッドが製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、添付された図面を参照しながら本発明の望ましい実施例を詳細に説明する。以下の図面において同じ参照符号は同じ構成要素を示す。
【００３２】
図３Ａは本発明の望ましい第１実施例によるインクジェットプリントヘッドの平面構造を示した図面であり、図３Ｂは図３Ａに表示されたＡ−Ａ’線によるインクジェットプリントヘッドの垂直断面図である。
【００３３】
一方、図面にはインクジェットプリントヘッドの単位構造だけ図示されているが、チップ状態に製造されるインクジェットプリントヘッドには多数のノズルが備えられる。
【００３４】
図３Ａと図３Ｂとを共に参照すれば、流路プレート１１０にはインクを供給するためのマニホールド１１２が形成され、流路プレート１１０上に積層されたノズルプレート１２０には吐出されるインクが満たされるノズル１２２が形成される。一方、前記流路プレート１１０とノズルプレート１２０とは一体に形成されることもある。
【００３５】
前記マニホールド１１２にはインク貯蔵庫（図示せず）からインクが供給される。前記マニホールド１１２内のインクは毛管力によりノズル１２２に移動してノズル１２２内部を満たす。前記ノズル１２２の断面は円形であることが望ましいが、楕円形や多角形など多様な形状が可能である。そして、前記ノズル１２２の出口側端部は順次断面積が狭くなるテーパー状になることが望ましい。
【００３６】
前記ノズル１２２の出口周囲にはグラウンド電極１３１及びソース電極１３２が互いに所定間隔離れて配置される。前記グラウンド電極１３１は接地され、前記ソース電極１３２には所定の直流パルスまたは交流電圧が印加される。このようなグラウンド電極１３１及びソース電極１３２は印加される電圧により電場を形成し、それによりノズル１２２の出口周囲の空気をイオン化させてイオン風を生成する役割をする。これについては後述する。
【００３７】
前記グラウンド電極１３１及びソース電極１３２はノズル１２２の出口を取り囲む形で形成されることが望ましい。例えば、図示されたように、ノズル１２２の断面が円形である場合には、前記グラウンド電極１３１及びソース電極１３２も円形のリング状になる。しかし、ノズル１２２の断面が楕円形や多角形である場合には、これによりグラウンド電極１３１及びソース電極１３２の形状も変わる。
【００３８】
そして、前記グラウンド電極１３１はノズル１２２の出口に近く配置され、前記ソース電極１３２はノズル１２２の出口からより遠く配置される。一方、前記グラウンド電極１３１とソース電極１３２とは前記の配置とは逆に配置されることもある。そして、前記ソース電極１３２は前記グラウンド電極１３１に比べて狭い断面積を有する。これについては以下で詳細に説明する。
【００３９】
前記の構成を有する本発明によるインクジェットプリントヘッドは、図４に図示されたように生成されるイオン風を利用してノズルからインクを吐出するインク吐出メカニズムを有する。図４を参照すれば、グラウンド電極６１と所定間隔をおいて設置されたソース電極６２に高電圧の直流パルスまたは交流電圧を印加すれば、グラウンド電極６１とソース電極６２間に電場が形成される。この電場により前記電極６１、６２間の空気がイオン化され、イオン化された空気は逆の極性を有するグラウンド電極６１に移動し、これによりイオン風Ｗが生成される。このイオン風Ｗは電場の強度Ｅとイオンの電荷量ｑとの積であるクーロン力（Ｆ＝ｑＥ）により生成される。そして、グラウンド電極６１はさらに広い断面積を有する平板状であり、ソース電極６２はさらに狭い断面積を有する場合、特にソース電極６２が図示されたように尖った形状をする場合には、ソース電極６２の尖った端部でさらに強い電場が形成され、これによりイオン風Ｗを生成するクーロン力Ｆも大きくなる。
【００４０】
以下では再び図３Ａ及び図３Ｂを参照して本発明の第１実施例によるインクジェットプリントヘッドからインクが吐出されるメカニズムを説明する。
【００４１】
ソース電極１３２に空気をイオン化できる程度に高電圧の直流パルスまたは交流電圧を印加すれば、電極１３１、１３２間には電場が形成されてその周囲の空気がイオン化される。イオン化された空気は電場内でクーロン力（Ｆ＝ｑＥ）を受けてグラウンド電極１３１方向に移動し、これによりイオン風が生成される。生成されたイオン風Ｗの速度は電場内でイオンが受けるクーロン力（Ｆ＝ｑＥ）が大きくなるほど速くなる。このように、ノズル１２２の出口周囲に前記のようにイオン風Ｗが生成されればノズル１２２の出口周囲の気圧が低下し、これにより噴霧器の原理にしたがってノズル１２２内部のインク１０１が液滴１０２の形で吐出される。インク液滴１０２の吐出と同時にノズル１２２内には毛管力によりインク１０１が満たされる。
【００４２】
前記のようなインク吐出メカニズムにおいて、吐出される液滴１０２の体積（量）及び速度は二つの電極１３１、１３２間に印加される電圧の大きさ及び前記電圧の印加時間を変えることによって調節できる。すなわち、二つの電極１３１、１３２間に印加される電圧を高めればイオン風Ｗの速度が速くなり、これによりノズル１２２内部とノズル１２２外側との気圧差が大きくなって吐出される液滴１０２の速度が速くなる。したがって、ソース電極１３２を通じて伝えられるインク吐出信号によるノズル１２２での応答速度が速くなる。そして、電圧の印加時間を短縮すれば、吐出される液滴１０２の体積が小さくなる。また、印加される電圧のパルス周期を変えることによって液滴１０２の吐出周波数を調節できる。したがって、所望の周波数で所望の体積だけインク液滴１０２が吐出できる。また、インク液滴１０２が吐出されると同時にノズル１２２内には毛管力によりインク１０１が満たされ、ノズル１２２内でインク１０１が逆流する現象も発生しないために、インク１０１の再充填にかかる別途の時間をほとんど必要とせずにさらに高い周波数でインク液滴１０２の吐出が可能になる。
【００４３】
一方、ノズル１２２の一側から反対側に水平移動するイオン風Ｗもノズル１２２内のインク１０１を吐出する駆動力を提供できるが、ノズル１２２の出口前方で収斂（収束）されて上昇するイオン風Ｗを形成することが望ましい。これは、イオン風Ｗの方向がインク液滴１０２の吐出方向と順方向になってインク液滴１０２の吐出においてさらに望ましいからである。このために、前記のように二つの電極１３１、１３２をノズル１２２を取り囲む形状に配置する。そして、グラウンド電極１３１はノズル１２２の出口に近く配置し、ソース電極１３２はノズル１２２の出口からさらに遠く配置する。このような電極１３１、１３２の配置により、イオン風Ｗがノズル１２２の出口から遠い所から近い所に流れ、ノズル１２２の出口前方で上昇する。
【００４４】
図５は図３Ａに図示されたソース電極の変形例を示した図面である。
【００４５】
図５を参照すれば、前記ソース電極１３２’にはグラウンド電極１３１に向って突出した突出部１３３が設けられる。そして、前記突出部１３３はソース電極１３２’の長手方向に沿って等間隔で多数が設けられることが望ましい。このように突出部１３３を有するソース電極１３２’によれば、図４を参照して説明したように、二つの電極１３１、１３２’間にさらに強い電場が形成され、これによりイオン風を生成するクーロン力Ｆも大きくなるので、さらに低い電圧でも十分な速度を有するイオン風を生成できる。
【００４６】
図６は、本発明によるインク吐出方法が多数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドに適用された例を示した図面である。
【００４７】
図６を参照すれば、流路プレート１１０にはマニホールド１１２が形成されており、ノズルプレート１２０にはマニホールド１１２に連結される多数のノズル１２２が３列に配列されている。一方、図面には多数のノズル１２２が３列に配列されていると図示されているが、２列に配列されることもあり、解像度をさらに高めるために４列以上に配列されることもある。多数のノズル１２２それぞれの周囲にはグラウンド電極１３１及びソース電極１３２が前述したように配置される。
【００４８】
このような構造において、各ソース電極１３２に同時に電圧を印加することによって各ノズル１２２から同時にインク液滴１０２を吐出でき、各ソース電極１３２に印加される電圧に時間差をおくことによって各ノズル１２２から順次インク液滴１０２を吐出できる。また、いずれか一つのソース電極１３２にのみ電圧を印加して選択されたいずれか一つのノズル１２２の出口部位にのみイオン風Ｗを生成することによってそのノズル１２２からのみインク液滴１０２を吐出することもある。
【００４９】
そして、前記電極１３１、１３２は半導体製造工程などにより微小な大きさで形成できるので、本発明によるインクジェットプリントヘッドは圧縮空気によりインクを吐出する従来のインクジェットプリントヘッドに比べてその構造がさらに単純化される。したがって、多数のノズル１２２を有するインクジェットプリントヘッドを容易に製造できるために、高集積・高解像度のインクジェットプリントヘッドの具現が可能である。また、ソース電極１３２に印加される電圧は数〜数十ボルト程度であって、イオン風Ｗを生成するのにかかる電力が比較的少なくて低電力消費型インクジェットプリントヘッドを製造できる。
【００５０】
図７は本発明の望ましい第２実施例によるインクジェットプリントヘッドの垂直断面図である。
【００５１】
図７に図示されたように、本発明の第２実施例によるインクジェットプリントヘッドの構造は、ノズル２２２の出口周囲に所定深さの溝２２４が形成された点を除いては前述した第１実施例によるインクジェットプリントヘッドの構造と同一である。したがって、両者間の差異点を基準として説明する。
【００５２】
図７を参照すれば、流路プレート２１０にはインク１０１が貯蔵されたマニホールド２１２が形成されており、ノズルプレート２２０には毛管力により前記インク１０１が満たされるノズル２２２が形成されている。そして、前記ノズルプレート２２０の表面にはノズル２２２の出口周囲に所定深さの溝２２４が形成され、前記溝２２４の内部にグラウンド電極２３１及びソース電極２３２が配置される。
【００５３】
前記溝２２４はリング状のグラウンド電極２３１及びソース電極２３２を収容できるようにノズル２２２を取り囲むリング状に形成されることが望ましい。そして、前記溝２２４内で生成されたイオン風Ｗがノズル２２２の出口前方に向って傾いて流れるように前記溝２２４のノズル２２２の側面２２５は傾いて形成されることが望ましい。これは、イオン風Ｗをノズル２２２の出口前方でさらに円滑に上昇させるためである。
【００５４】
そして、前記グラウンド電極２３１は前記溝２２４の底面に配置されるが、図示されたように前記溝２２４の傾いた面２２５に配置されることが前記のようなイオン風Ｗの流れをさらに容易に形成できるので望ましい。この場合、前記ソース電極２３２は前記溝２２４の外周側底面に配置される。
【００５５】
また、前記ノズル２２２の出口側端部は順次断面積が狭くなるテーパー状になることが望ましい。これは、公知のように、ノズル２２２内部のインク１０１表面に形成されるメニスカスをさらに速く上昇させて安定化させうる。また、このような形状を有するノズル２２２はその周囲に形成される前記溝２２４の形状とも合う。
【００５６】
一方、前記電極２３１、２３２の配置及び形状は前述した第１実施例と同一である。そして、本実施例でのソース電極２３２も図５に図示されたような形状を有することができる。また、本実施例によるインクジェットプリントヘッドも図６に図示されたように多数のノズルを有することができる。
【００５７】
図８は本発明の望ましい第３実施例によるインクジェットプリントヘッドの垂直断面図である。
【００５８】
図８に図示されたように、本発明の第３実施例によるインクジェットプリントヘッドの構造も前述した第１実施例によるインクジェットプリントヘッドの構造と類似しているので、両者間の差異点を中心に説明する。
【００５９】
図８を参照すれば、流路プレート３１０にはインク１０１が貯蔵されたマニホールド３１２が形成されており、ノズルプレート３２０には毛管力により前記インク１０１が満たされるノズル３２２が形成されている。そして、前記ノズルプレート３２０にはイオン風Ｗをガイドするイオン風通路３２４が前記ノズル３２２を取り囲むように形成され、前記イオン風通路３２４内にグラウンド電極３３１とソース電極３３２とが配置される。
【００６０】
前記イオン風通路３２４は、リング状のグラウンド電極３３１及びソース電極３３２を収容できるようにノズル３２２を取り囲むリング状に形成されることが望ましい。そして、前記イオン風通路３２４内で生成されたイオン風Ｗがノズル３２２の出口前方に向って傾いて流れるように、前記イオン風通路３２４の出口側端部は傾いて形成されることが望ましい。これは、イオン風Ｗをノズル３２２の出口前方でさらに円滑に上昇させるためである。
【００６１】
そして、前記グラウンド電極３３１は前記イオン風通路３２４の傾いた部位に配置され、ソース電極３３２はグラウンド電極３３１から所定間隔離れてイオン風通路３２４のさらに深い所に配置される。このような配置は、前記のようなイオン風Ｗの流れをさらに容易に形成できるので望ましい。
【００６２】
また、前記ノズルプレート３２０には前記イオン風通路３２４に空気を供給するための空気供給通路３２６がイオン風通路３２４と連通形成される。前記空気供給通路３２６は図示されたように垂直方向に形成されてその下端部でイオン風通路３２４と連結される。一方、前記空気供給通路３２６は水平方向に形成されることもあり、あるいは傾いて形成されることもある。すなわち、イオン風通路３２４に空気を供給できる限度内で、空気供給通路３２６の位置及び形状をどのように変形態様で用いてもよい。
【００６３】
また、前述したような理由により、前記ノズル３２２の出口側端部は順次断面積が狭くなるテーパー状になることが望ましい。
【００６４】
一方、前記電極３３１、３３２の配置及び形状は前述した第１実施例と同一である。そして、本実施例でのソース電極３３２も図５に図示されたような形状を有することができる。また、本実施例によるインクジェットプリントヘッドも６に図示されたように多数のノズルを有することができる。
【００６５】
以上本発明の望ましい実施例を詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、多様な変形及び均等な他の実施例が可能である。例えば、本発明によるインク吐出方法は前述したインクジェットプリントヘッドだけでなく、ノズルを通じて微小量の流体を吐出する一般的な流体吐出システムにも適用できる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は特許請求の範囲により定められねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、イオン風を利用してノズルを通じて流体を吐出する新しい流体吐出方法と、この方法を採用した高集積・高解像度のインクジェットプリントヘッドとに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１Ａ】従来の熱駆動型インクジェットプリントヘッドの一例であって、Ａはインクジェットプリントヘッドの構造を示した切開斜視図である。
【図１Ｂ】そのインク吐出メカニズムを説明するための断面図である。
【図２】従来のインク吐出メカニズムの他の例であって、噴霧器の原理を利用してインクを吐出するメカニズムを説明するための図面である。
【図３Ａ】Ａは本発明の望ましい第１実施例によるインクジェットプリントヘッドの平面構造を示した図面である。
【図３Ｂ】Ａに表示されたＡ−Ａ’線によるインクジェットプリントヘッドの垂直断面図である。
【図４】イオン風の生成原理を説明するための図面である。
【図５】図３Ａに図示されたソース電極の変形例を示した図面である。
【図６】本発明によるインク吐出方法が多数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドに適用された例を示した図面である。
【図７】本発明の望ましい第２実施例によるインクジェットプリントヘッドの垂直断面図である。
【図８】本発明の望ましい第３実施例によるインクジェットプリントヘッドの垂直断面図である。
【符号の説明】
【００６８】
１０１  インク
１０２  液滴
１１０  流路プレート
１１２  マニホールド
１２０  ノズルプレート
１２２  ノズル
１３１  グラウンド電極
１３２  ソース電極
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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