(57)【要約】  生産性を向上させた、インクジェットプリントヘッドなどの液滴吐出装置に関する。当該装置は、細長い流体チャンバの配列（２）であって、各チャンバがノズル（６）と連通し、該配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、共通流体入口マニホールド（４）と、共通流体出口マニホールド（５）と、共通流体入口マニホールドから配列の各チャンバを通って、共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流を発生させる流体供給手段とを備える。各チャンバを画成する２つの壁は、圧電材料から形成されており、ノズルからの液滴吐出をもたらす。この吐出流は貫流と同時に発生し、最大吐出流よりも量が多い。各ノズルは、チャンバの長さに平行に細長く、および／または、生産性および温度制御に関して利点をもたらす面積を有する出口を備えてもよい。
2015524361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、前記配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、
共通流体入口マニホールドと、
共通流体出口マニホールドと、
前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、
前記流体チャンバの各々は、長手方向の一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、長手方向の対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、
各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、
前記オリフィスの各々は、前記流体チャンバのそれぞれ１つの前記長手方向軸に平行な方向に細長い、
液滴吐出装置。
【請求項２】
前記圧電アクチュエータの各々の作動は、前記それぞれのチャンバの前記長手方向端部の各々で音波を発生させ、前記音波はその後に前記オリフィスへ向かって進む、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記オリフィスの各々において、出口のアスペクト比は入口のアスペクト比よりも小さい、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記オリフィスの各々の前記出口は略円形である、
請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記流体チャンバの各々は、前記配列方向において幅ｗを有し、これにより、理論的円形面積ＡＴ＝１／４πｗ２を画定し、各チャンバに対する前記オリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、０．４８ＡＴ＞Ａｎ＞０．２ＡＴである、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記ＱＴＦの量は、前記共通出口マニホールドへ戻される流体の温度が、前記共通入口マニホールドから前記チャンバへ進入する流体の２℃以内に実質的に維持されることを確実にするのに十分である、
請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記貫流の量はＱＴＦ＞０．２５ＱＥであり、好ましくは、ＱＴＦ＞ＱＥである、
請求項５または６に記載の装置。
【請求項８】
前記流体チャンバの各々は、前記配列方向において幅ｗを有し、これにより、理論的円形面積ＡＴ＝１／４πｗ２を画定し、各チャンバに対する前記オリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、０．８０ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴおよびＱＴＦ＞４ＱＥである、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、前記配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、
共通流体入口マニホールドと、
共通流体出口マニホールドと、
前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、
前記流体チャンバの各々は、長手方向端部の一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、長手方向の対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、
各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、
前記流体チャンバの各々は、前記配列方向において幅ｗを有し、これにより、理論的円形面積ＡＴ＝１／４πｗ２を画定し、各チャンバに対する前記オリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、０．４８ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴである、
液滴吐出装置。
【請求項１０】
細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、前記配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、
共通流体入口マニホールドと、
共通流体出口マニホールドと、
前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、
前記流体チャンバの各々は、長手方向端部の一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、長手方向の対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、
各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、
前記オリフィスは、厚さがｔミクロンのオリフィス板に設けられ、各オリフィスはテーパ状に形成されることでテーパ角Θを画定し、
前記流体チャンバの各々は、前記配列方向においてｗミクロンの幅を有し、これにより、５ミクロンと１０ミクロンとの間の値を取るｅで実用的円形面積ＡＰ＝１／４π（ｗ−ｅ−２ｔ・ｔａｎΘ）２を画定し、各チャンバに対する前記オリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、３ＡＰ＞Ａｎ＞１．２５ＡＰである、
液滴吐出装置。
【請求項１１】
細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、前記配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、
共通流体入口マニホールドと、
共通流体出口マニホールドと、
前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、
前記流体チャンバの各々は、長手方向の一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、長手方向の対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、
各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、
各チャンバに対する前記オリフィス出口は、面積Ａｎを有し、１６００μｍ２＞Ａｎ＞６５０μｍ２である、
液滴吐出装置。
【請求項１２】
前記ＱＴＦの量は、前記共通出口マニホールドへ戻される流体の温度が、前記共通入口マニホールドから前記チャンバへ進入する流体の２℃以内に実質的に維持されることを確実にするのに十分である、
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記貫流の量はＱＴＦ＞０．２５ＱＥであり、好ましくは、ＱＴＦ＞ＱＥである、
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、前記配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、
共通流体入口マニホールドと、
共通流体出口マニホールドと、
前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、
前記流体チャンバの各々は、一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、
各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、
前記流体チャンバの各々は、前記配列方向において幅ｗを有し、これにより、理論的円形面積ＡＴ＝１／４πｗ２を画定し、各チャンバに対する前記オリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、０．８０ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴおよびＱＴＦ＞４ＱＥである、
液滴吐出装置。
【請求項１５】
細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、前記配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、
共通流体入口マニホールドと、
共通流体出口マニホールドと、
前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、
前記流体チャンバの各々は、一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、
各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、
前記オリフィスは、厚さがｔミクロンのオリフィス板に設けられ、各オリフィスはテーパ状に形成されることでテーパ角Θを画定し、
前記流体チャンバの各々は、前記配列方向においてｗミクロンの幅を有し、これにより、５ミクロンと１０ミクロンとの間の値を取るｅで理論的円形面積ＡＰ＝１／４π（ｗ−ｅ−２ｔ・ｔａｎΘ）２を画定し、各チャンバに対する前記オリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、５ＡＰ＞Ａｎ＞１．２５ＡＰ、およびＱＴＦ＞４ＱＥである、
液滴吐出装置。
【請求項１６】
細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、前記配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、
共通流体入口マニホールドと、
共通流体出口マニホールドと、
前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、
前記流体チャンバの各々は、一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、
各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、
各チャンバに対する前記オリフィス出口は、面積Ａｎを有し、ここで、２７００μｍ２＞Ａｎ＞６５０μｍ２およびＱＴＦ＞４ＱＥである、
液滴吐出装置。
【請求項１７】
前記オリフィスはオリフィス板に設けられる、
請求項１〜１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】
前記細長いチャンバの各々は、２つの細長いチャンバ壁の間に画成され、前記チャンバ壁の上縁は共に、実質的に平面を提供し、前記オリフィス板は前記表面に取り付けられる、
請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記細長いチャンバの各々は、２つの細長いチャンバ壁の間に画成される、
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２０】
前記圧電アクチュエータの各々は、対応するチャンバの長さに沿って延びる、
請求項１８または１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記圧電アクチュエータの各々は、実質的に前記チャンバの第１の端部から前記チャンバの第２の端部まで延びる、
請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記チャンバ壁は圧電材料を含み、前記圧電アクチュエータの各々は、前記チャンバ壁のうち対応する１つを備える、
請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項２３】
前記流体チャンバの前記長手方向軸は、チャネル延在方向に平行であり、好ましくは、前記チャネル延在方向は前記配列方向に垂直である、
請求項１〜２２のいずれかに記載の装置。
【請求項２４】
前記オリフィスの各々は、テーパ状に形成されることで、ノズル出口の面積がノズル入口の面積よりも小さくなる、
請求項１〜２３のいずれかに記載の装置。
【請求項２５】
請求項１〜２４のいずれか一項に記載の装置を提供する工程と、
前記装置を操作して前記貫流および前記吐出流を提供する工程とを含む、
流体の液滴付着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴付着装置および流体の液滴付着方法に関する。これは、各チャンバが、液滴吐出用のオリフィス、共通流体入口マニホールドおよび共通流体出口マニホールドと連通している細長い流体チャンバの配列、および、前記入口マニホールド内へ流れる流体の流れを、配列の各チャンバを通って前記出口マニホールド内へ発生させる手段を備える液滴付着装置において、特に有益な用途を見出すことができる。
【背景技術】
【０００２】
このような液滴付着装置の例が、国際公開第００／３８９２８号パンフレットにおいて図１、図２、図３および図４から抜粋されている。図１は、例えば「ページ幅の」プリントヘッド１０を示しており、このプリントヘッド１０は、（矢印１００で示す方向へ）１枚の紙の幅に延びる（各々が円形状を有する）２列のノズル２０および３０を有しており、これにより１回のパスでページの全幅にわたってインクが付着される。ノズルからのインクの吐出は、そのノズルと連通している流体チャンバに関連した作動手段へ電気信号を与えることで達成され、これは、例えば欧州特許出願公開第０２７７７０３号明細書、欧州特許出願公開第０２７８５９０号明細書、および、より具体的には、国際公開第９８／５２７６３号パンフレットおよび国際公開第９９／１９１４７号パンフレットから公知である。製造を簡略化し、歩留まりを向上させるため、ノズルの「ページ幅の」列をいくつかのモジュールから形成してもよい。このモジュールのうちの１つは４０に示され、各モジュールは、関連した流体チャンバおよび作動手段を有し、例えば可撓性回路６０によって関連した駆動回路（集積回路（「チップ」）５０）に接続される。プリントヘッドへの、およびプリントヘッドからのインク供給は、エンドキャップ９０内のそれぞれの孔（図示せず）を介して行われる。
【０００３】
図２は、エンドキャップ９０が取り外されたときの、後方から見た図１のプリントヘッドの斜視図であり、プリントヘッドの幅に延びるインク流路２１０、２２０および２３０を組み込むプリントヘッドの支持構造部２００を示す。図２の２１５で示すように、（図１および図２の図から省略された）エンドキャップ９０のうちの１つにおける孔を介して、インクはプリントヘッドおよびインク供給路２２０へ入る。インクが通路に沿って流れると、ノズル列の伸長方向に垂直に取られたプリントヘッドの断面図である図３に示すように、それぞれのインクチャンバに吐出される。通路２２０からは、（網掛けで示された）構造部２００に形成された間隙３２０を経て、インクが（それぞれ３００および３１０で示される）インクチャンバの第１の平行列および第２の平行列へ流入する。インクチャンバの第１の列および第２の列を通って流れると、インクは、間隙３３０および３４０を経て流出し、２３５で示すように、それぞれ第１のインク流出路２１０および第２のインク流出路２３０に沿ってインクの流れに合流する。第１のインク流出路２１０および第２のインク流出路２３０は、エンドキャップに形成される共通インク出口（図示せず）で合流し、入口孔が形成されるプリントヘッドの対向端または同一端に位置してもよい。
【０００４】
図１〜図３に示す特定のプリントヘッドのチャンバおよびノズルについては、モジュール４０の流体チャンバに沿って取られた断面図である図４に、さらに詳細に示されている。流体チャンバは、例えば欧州特許出願公開第０２７７７０３号明細書から公知であるように、圧電材料のベース部品８６０に機械加工あるいは別の方法で形成されたチャネル１１の形状を取り、続いて電極で覆われる圧電性チャネル壁を画定することにより、チャネル壁アクチュエータを形成する。各チャネルの半分は、カバー部品６２０のそれぞれのセクション８２０および８３０によって、長さ６００および６１０に沿って閉じられ、このカバー部品６２０には、流体マニホールド２１０、２２０および２３０とそれぞれ連通するポート６３０、６４０および６５０がさらに形成されている。８１０での電極の断線によって、チャネルの半分のいずれかのチャネル壁は、電気入力（可撓性回路６０）を介して与えられた電気信号によって独立して作動する。各チャネルの半分からのインク吐出は、開口部８４０および８５０を介して行われ、これら開口部は、チャネルをチャネルが形成される圧電性ベース部品の対向面と連通させる。インク吐出用のノズル８７０および８８０は、圧電性部品に取り付けられたノズル板８９０に続いて形成される。
【０００５】
当業者は、液滴付着装置によって様々な代替流体を付着させてもよいことを理解するであろう。インクの液滴は、インクジェット印刷の用途と同様に、例えば紙またはセラミックタイルなどのその他の基板へ進んで画像を形成してもよい。また、流体の液滴を使用して構造を構築してもよく、例えば電気活性流体を、回路板などの基板に付着させて電気装置の試作を可能にするか、あるいは、（３Ｄ印刷と同様に）ポリマー含有流体または溶融ポリマーを連続層に付着させて、物体の試作品を製造してもよい。このような代替流体に適した液滴付着装置は、当該の特定の流体に対処するためにいくらかの適応を加えながら、標準的なインクジェットプリントヘッドと同様の構成であるモジュールを備えてもよい。
【０００６】
図５および図６は、図１〜図４に類似のダブルヘッドサイドシュータ型構造を採用したプリントヘッドの分解斜視図であり、国際公開第０１／１２４４２号パンフレットから抜粋されている。図示の通り、媒体供給方向に互いに相対的に離間した２列のチャネルが使用されており、各列は、媒体供給方向に対して横断方向に、ページの幅に延びている。
【０００７】
この２列のチャネルは、圧電材料１１０ａおよび１１０ｂのそれぞれのストリップに形成され、これら圧電材料１１０ａおよび１１０ｂは、基板８６の平面１２０に結合される。電極は、チャネルの壁に設けられ、これにより、壁に電気信号を選択的に与えることができる。このようにして、チャネル壁は、アクチュエータ部材として作用して液滴吐出を引き起こすことができる。基板８６には、（例えば、はんだ接合によって）チャネル壁の電極の各々に電気的に接続された導電トラック１９２が形成されており、この導電トラック１９２は、基板の縁部まで延び、ここでは、チャネルの各列用のそれぞれの駆動回路（集積回路８４ａおよび８４ｂ）が位置している。
【０００８】
図５および図６からも分かるように、カバー部材１３０はチャネル壁の上部に結合されて、液滴吐出を可能にする圧力波を含み得る、閉鎖された「アクティブ」チャネル長さを創出する。ノズル穴は、各々が円形状を有しており、カバー部材１３０に形成され、チャネルと連通して液滴吐出を可能にする。
【０００９】
基板８６はまた、ポート８８、９０および９２を備え、入口マニホールドおよび出口マニホールドと連通している。図１〜図４を参照して説明した構成と同様に、入口マニホールドは、２つの出口マニホールド間に設けられてもよく、入口マニホールドはこうして、ポート９０を介してチャネルへインクを供給し、インクは、ポート８８および９２を介して、２列のチャネルからそれぞれの出口マニホールドまで除去される。図６が示すように、導電トラック１９２は、ポート８８、９０および９２の周りを迂回してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第００／３８９２８号パンフレット
【特許文献２】欧州特許出願公開第０２７７７０３号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第０２７８５９０号明細書
【特許文献４】国際公開第９８／５２７６３号パンフレット
【特許文献５】国際公開第９９／１９１４７号パンフレット
【特許文献６】国際公開第０１／１２４４２号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、国際公開第００／３８９２８号パンフレットおよび国際公開第０１／１２４４２号パンフレットに開示のプリントヘッドは、各チャンバが、液滴吐出用のオリフィス、共通流体入口マニホールドおよび共通流体出口マニホールドと連通している細長い流体チャンバの配列、および、前記入口マニホールド内へ流れる流体の流れを、配列の各チャンバを通って前記出口マニホールド内へ発生させる手段を含む液滴付着装置の例であると考えてもよい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、このような液滴付着装置の改良に関する。
【００１３】
印刷用途および工業用堆積などの液滴付着工程における工程生産性の向上は、多くの産業分野における主要な促進力である。向上した生産性に対するこの需要は、多くの場合、液滴がノズルから吐出される頻度を増加させるか、あるいはその代わりに、流体の各液滴の大きさを増大させることによって満たされる。
【００１４】
生産性を向上させるためのさらなるアプローチは、ノズルまたはオリフィスの総数を増加させることであり（より多くのノズルがより多くのインクを提供する）、配列方向においてより高い密度のノズルを有するプリントヘッドを製造するか、あるいは、（プリントヘッドなどの）複数の適切に整列した液滴付着モジュールを使用して基板に対処することで達成し得る。
【００１５】
特定の用途に応じて、これらのアプローチを組み合わせることで生産性をさらに向上させてもよい。しかし、これらのアプローチの各々が、−状況に応じて−生産性を向上させるために使用されてもよい一方で、その都度、考慮すべき現実的な危殆化が起こり得る。また、特定のアプローチに利用可能な、生産性の向上に対する物理的な制限もあり得る。
【００１６】
例えば、作動素子または流体チャンバを製造可能な最小サイズというものが存在するため、オリフィス密度を増加させることには、制限がある場合がある。図１〜図５に示すようなプリントヘッドでは、チャネルを圧電材料にソーイングできる密度に制限される場合がある。さらに、オリフィス密度を増加させることは、（特に装置の設置面積が一定のままである）作動素子の大きさの制限につながることがある。その結果、力の弱い作動素子を使用することとなる。こうして、装置の能力はある程度まで危殆化する。
【００１７】
上述の通り、（プリントヘッドなどの）複数の液滴吐出モジュールを使用して、生産性を向上させてもよい。複数のモジュールを備える液滴付着装置は、作動素子の最小サイズに対する制限の影響を小さくすることができる。しかし、高コストの液滴付着モジュールを複数備えるとすると、装置のコストは非常に高くなる可能性がある。
【００１８】
さらに、生産性を向上させるために、より大きな設置面積を有する液滴付着モジュールを使用することが適切な場合もある。これは、作動素子の大きさに対する制限のいくつかを明らかに緩和できる。しかし、より大きな設置面積は、解像度の低下を代償とする。特定の用途においては、このような解像度の低下を許容できないことがある。
【００１９】
本発明は、これらの問題のいくつかを改善できる。いくつかの特定の実施形態では、液滴付着装置の生産性を向上させることができる。また、他の実施形態では、それに加えて、またはその代わりに、異なる問題を改善し得る。
【００２０】
したがって、本発明の第１の態様によれば、次のものを備える液滴吐出装置が提供される。この液滴吐出装置は、細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、該配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、共通流体入口マニホールドと、共通流体出口マニホールドと、前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、前記流体チャンバの各々は、長手方向の一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、長手方向の対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、ここで、各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は最大量ＱＥを有し、前記オリフィスの各々は、前記流体チャンバのそれぞれ１つの長手方向軸に平行な方向に細長い。
【００２１】
それぞれの流体チャンバの長手方向軸に平行にオリフィスを伸長することは、配列方向におけるオリフィス密度に過度に影響を及ぼすことなく、オリフィスの大きさを増大させることができる。これに加え、またはこれとは別に、長手方向軸に平行なオリフィスを伸長することによってオリフィスの大きさを増大させることは、ノズル入口を流体チャンバの壁から離間させることを可能にする。これにより、装置をより容易に製造することが可能になる。というのも、チャンバに対するオリフィスの位置決めの誤差をより多く許容できるからである。さらに、この間隔は、オリフィス形成の間、特に、アブレーションによるオリフィス形成の間に壁が損傷を受けることを回避するか、あるいは低減することができる。オリフィスの大きさを増加させることによって、オリフィスは、より大きい体積の流体の液滴を吐出することが可能になる。これにより、装置の生産性が向上する。
【００２２】
さらに、オリフィスをこの特定の配向とする利点がある。例えば、流体チャンバは、長手方向の一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、長手方向の対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通するので、貫流は流体チャンバの長さに沿って配向することができる。したがって、貫流と、オリフィスの伸長方向とを一致させることができる。これは、装置の使用中に、オリフィス付近から気泡および塵粒子などの残り屑を、非常に効率的に除去することにつながる。このような残り屑の除去は、使用中のオリフィス閉塞の発生率を低減することができる。したがって、装置の信頼性が向上する。
【００２３】
さらに、オリフィスをこの配向にすることによって、（装置の使用中に圧電アクチュエータによって発生し得る）音波が、円形オリフィスの場合よりも長時間、オリフィス付近に存在することができる。一般に、このような音波は、圧電アクチュエータの作動後にチャンバの長手方向端部の各々で発生し、かつ、オリフィスに向かって内側へ進む。オリフィスは、音波の進行方向に細長く伸びているので、音波は比較的長い期間オリフィスに存在できる。これにより、吐出効率が向上する。
【００２４】
前記オリフィスの各々における出口のアスペクト比は入口のアスペクト比よりも小さいことが好ましい。出願人は、長手方向軸に平行に細長いオリフィスは、上述の特定の利点を有する一方で、特定の状況において、円形オリフィスよりも方向精度が低い場合があることを見出した。しかし、出願人はまた、このような方向精度の問題は、オリフィスの出口を適切に成形することで修正し得ることを見出した。それゆえ、各オリフィスにおける出口のアスペクト比は、入口のアスペクト比よりも小さくすることが好ましい。このような構成では、入口を長手方向に細長くしてもよいので、依然として上述のように伸長させた利点を享受することができる。
【００２５】
各オリフィスの出口は、１．０と１．２との間のアスペクト比を有することが好ましい。特定の実施形態では、各オリフィスの出口は、約１．０のアスペクト比を有してもよい。また、各オリフィスをテーパ状に形成することで、ノズル出口の面積（およびアスペクト比）をノズル入口の面積よりも小さくすることが適切である。
【００２６】
好適には、前記オリフィスの各々に対する入口の主寸法は、流体チャンバの長手方向軸に一致してもよい。必要に応じて、出口の主寸法も流体チャンバの長手方向軸に一致してもよい。
【００２７】
これに加え、またはこれとは別に、前記オリフィスの出口および入口は略楕円形であってもよく、好適には、前記楕円形の主軸を流体チャンバの長手方向軸と一致させてもよい。好ましくは、前記オリフィスの各々の出口は、略円形であってもよい。
【００２８】
好ましくは、前記流体チャンバの各々は、前記配列方向において幅ｗを有する。したがって、理論的円形面積は、ＡＴ＝１／４πｗ２で画定される。各チャンバに対するオリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、  ０．４８ＡＴ＞Ａｎ＞０．２ＡＴである。
【００２９】
貫流は、装置、特にアクチュエータを冷却するために作用することが見出された。さらに、熱は流体に伝達され、その後に吐出された液滴とともに装置から除去されるので、吐出流もまた、（特にアクチュエータ付近の）装置を冷却するために作用し得る。したがって、オリフィス面積の増大に伴って、装置の冷却性が向上することが期待される。というのも、吐出される液滴の大きさが増大すると、より多くの流体が吐出によってチャンバから除去されることになるからである。しかし、出願人は、意外なことに、より大きな面積を有するオリフィスが、必ずしもより効率的な冷却を提供しないことを見出した。また、この特定の範囲の面積を有するオリフィスが、より大きな面積を有するオリフィスを備えた装置よりも、装置、特に圧電アクチュエータを効率的に冷却できることを見出した。この冷却効果は、一般には、わずかな量の貫流においてのみ見られる。
【００３０】
前記貫流量はＱＴＦ＞０．２５ＱＥであることがさらに好ましい。この範囲における貫流を使用することで、上記で定義したようなオリフィスと共に、装置、特にアクチュエータをある程度まで冷却することが可能となる。これにより、チャンバを通過する流体は、一般に、２度以下加熱されるだけで済む。これは、装置の耐用寿命を著しく改善し得る温度差を示している。
【００３１】
この点について、当然のことながら、流体の温度のわずかな上昇は、装置、特にアクチュエータの温度の実質的な上昇を示している。部品のケミカルアタックが装置の故障の主要な要因である場合、装置の寿命はアレニウスモデルに基づいての推定できる。それゆえ、装置の寿命は、わずかな温度差であっても影響を受ける可能性があることが理解できる。
【００３２】
さらに、当然のことながら、大きな温度差は、液滴吐出の特性に望ましくない効果をもたらす場合がある。出願人は、このような特性は、流体のレオロジーに敏感であり、わずかな温度変化によってさえ、顕著な影響を受ける可能性があることを見出した。
【００３３】
前記貫流量はＱＴＦ＞ＱＥであることがさらに好ましい。これは、装置の信頼性を著しく高める要因となり得る。オリフィスを流れるよりも多くの流体がオリフィスを通過するので、たとえ最大吐出の間であっても、貫流は、残り屑をノズル付近から洗い流すのに特に有効である。
【００３４】
また、前記流体チャンバの各々は、前記配列方向において幅ｗを有する。したがって、理論的円形面積はＡＴ＝１／４πｗ２で画定される。各チャンバに対するオリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、０．８０ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴおよびＱＴＦ＞４ＱＥである。
【００３５】
出願人は、この範囲の貫流を有し、０．８０ＡＴ以下の面積を有するオリフィスを備える装置は、一般に、非常に小さな面積を有するオリフィスを備える装置と同様の温度差を有することを見出した。具体的には、（０．８０ＡＴ以下の面積を有する）より大きなオリフィスを備える装置内で見られた温度差は、一般に、（０．２０ＡＴより大きな面積を有する）より小さなオリフィスを備える装置で見られた温度差の０．２度以内である。０．２度は、通常は変動の正常範囲内にあるとみなされるので、−状況に応じて−無視してもよく、２つの装置の性能は、寿命および液滴の特徴に関しては実質的に同じである。
【００３６】
好適には、前記流体チャンバの長手方向軸は、チャネル延在方向に平行である。好ましくは、このチャネル延在方向は前記配列方向に対して垂直である。
【００３７】
本発明の第２の態様によれば、次のものを備える液滴吐出装置が提供される。この液滴吐出装置は、細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、該配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、共通流体入口マニホールドと、共通流体出口マニホールドと、前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、ここで、前記流体チャンバの各々は、一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、前記流体チャンバの各々は、前記配列方向において幅ｗを有し、これにより、理論的円形面積ＡＴ＝１／４πｗ２を画定し、各チャンバに対するオリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、０．４８ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴである。
【００３８】
上記に詳細に説明した通り、０．４８ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴの範囲の面積を有するオリフィスは、入口マニホールドでの流体と出口マニホールドでの流体との間に、非常に小さな温度差をもたらす可能性がある。これは、貫流のために多くの量を必要とすることなく、装置、特に圧電アクチュエータを非常に効率的に冷却することに対応できる。このような効果は、上述したようにオリフィスを伸長させたことに必ずしも依存していない。
【００３９】
ＱＴＦの量は、前記共通出口マニホールドへ戻される流体の温度が、前記共通入口マニホールドからチャンバへ進入する流体の温度の０．２℃以内に実質的に維持されることを確実にするのに十分な量であることが好ましい。
【００４０】
本発明のさらなる態様によれば、次のものを備える液滴吐出装置が提供される。この液滴吐出装置は、細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、該配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、共通流体入口マニホールドと、共通流体出口マニホールドと、前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、ここで、前記流体チャンバの各々は、一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、前記流体チャンバの各々は、前記配列方向において幅ｗを有し、これにより、理論的円形面積ＡＴ＝１／４πｗ２を画定し、各チャンバに対するオリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、０．８０ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴおよびＱＴＦ＞４ＱＥである。
【００４１】
上述の通り、出願人は、ＱＴＦ＞４ＱＥの範囲で定義された貫流について、０．８０ＡＴ以下の面積を有するオリフィスを備える装置は、一般に、非常に小さな面積を有するオリフィスを備える装置と同様の温度差を有することを見出した。具体的には、（０．８０ＡＴ以下の面積を有する）より大きなオリフィスを含む装置内で見られる温度差は、一般に、（０．２０ＡＴより大きな面積を有する）より小さなオリフィスを備える装置で見られる温度差の０．２度以内になる。０．２度は、通常は変動の正常範囲内にあると考えられるので、−状況に応じて−無視してもよく、２つの装置の性能は、寿命および液滴の特徴に関しては実質的に同じである。
【００４２】
本発明のさらに他の態様によれば、次のものを備える液滴吐出装置が提供される。この液滴吐出装置は、細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、該配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、共通流体入口マニホールドと、共通流体出口マニホールドと、前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、ここで、前記流体チャンバの各々は、一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、前記オリフィスは、厚さがｔミクロンのオリフィス板に設けられ、各オリフィスはテーパ状に形成されることでテーパ角Θを画定し、前記流体チャンバの各々は、前記配列方向においてｗミクロンの幅を有し、これにより、１０ミクロンの値を取るｅで実用的円形面積ＡＰ＝１／４π（ｗ−ｅ−２ｔ・ｔａｎΘ）２を画定し、各チャンバに対するオリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、３ＡＰ＞Ａｎ＞１．２５ＡＰである。
【００４３】
このｅの値は、チャンバおよびオリフィスが形成される工程の精度に対応してもよい。
【００４４】
実施形態において、テーパ角Θは５°から１５°の間の値であってもよく、１０°から１２°の間の値であることが好ましい。当然のことながら、テーパ角に対する参照は、オリフィスがあらゆる点で必ず同じテーパを有することを意味するものではないことが理解されるべきである。したがって、好適には、テーパ角Θは、オリフィスに対する平均テーパ角に対応してもよい。
【００４５】
本発明のさらに他の態様によれば、次のものを備える液滴吐出装置が提供される。この液滴吐出装置は、細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、該配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、共通流体入口マニホールドと、共通流体出口マニホールドと、前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、ここで、前記流体チャンバの各々は、一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、前記オリフィスは、厚さがｔミクロンのオリフィス板に設けられ、各オリフィスはテーパ状に形成されることでテーパ角Θを画定し、前記流体チャンバの各々は、前記配列方向においてｗミクロンの幅を有し、これにより、５ミクロンから１０ミクロンの間の値を取るｅで理論的円形面積ＡＰ＝１／４π（ｗ−ｅ−２ｔ・ｔａｎΘ）２を画定し、各チャンバに対するオリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、５ＡＰ＞Ａｎ＞１．２５ＡＰ、およびＱＴＦ＞４ＱＥである。
【００４６】
このｅの値は、チャンバおよびオリフィスが形成される工程の精度に対応してもよい。
【００４７】
実施形態において、テーパ角Θは５°から１５°の間の値であってもよく、１０°から１２°の間の値であることが好ましい。
【００４８】
本発明のさらに別の態様によれば、次のものを備える液滴吐出装置が提供される。この液滴吐出装置は、細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、該配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、共通流体入口マニホールドと、共通流体出口マニホールドと、前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、ここで、前記流体チャンバの各々は、一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、各チャンバに対するオリフィス出口は、面積Ａｎを有し、１６００μｍ２＞Ａｎ＞６５０μｍ２である。
【００４９】
本発明のさらに別の態様によれば、次のものを備える液滴吐出装置が提供される。この液滴吐出装置は、細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、該配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、共通流体入口マニホールドと、共通流体出口マニホールドと、前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、ここで、前記流体チャンバの各々は、一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、各チャンバに対するオリフィス出口は、面積Ａｎを有し、ここで、２７００μｍ２＞Ａｎ＞６５０μｍ２およびＱＴＦ＞４ＱＥである。
【００５０】
本発明のさらに別の態様によれば、次の工程を含む流体の液滴付着方法が提供される。この液滴付着方法は、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置を提供する工程と、前記装置を操作して前記貫流および前記吐出流を提供する工程とを含む。
【００５１】
上述の態様の各々において、それぞれのオリフィスをテーパ状に形成することで、オリフィス出口の面積がオリフィス入口の面積よりも小さくなっていることが好ましい。必要に応じて、オリフィス入口は、チャンバ壁に重ならないように流体チャンバ内に完全に含まれてもよい。オリフィス入口は、対応する流体チャンバに向く表面に画成されてもよい。この表面は、対応する流体チャンバの上部を囲い込んでもよい。オリフィス出口は、対向面に画成されてもよく、この対向面は、オリフィス入口が画成される表面に平行であってもよい。
【００５２】
オリフィスはオリフィス板に設けられることが好ましい。このオリフィス板は、２つの略平面状の対向面を備えてもよい。これら表面のうち、一方は前記オリフィスの入口を提供し、他方は前記オリフィスの出口を提供する。入口が画成される表面は、流体チャンバの配列の上部を囲い込んでもよい。
【００５３】
前記細長いチャンバの各々は、２つの細長いチャンバ壁の間に画成され、前記チャンバ壁の上縁は共に、実質的に平面を提供し、前記オリフィス板は前記表面に取り付けられることが好ましい。各チャンバ壁は圧電材料を含んでもよく、必要に応じて、この圧電材料は分極されてもよい。これにより、チャンバ壁が作動信号に応答して変形し山形状を呈する。具体的には、作動時に、チャンバの長さに沿って見ると、壁は山形状となる。これは、チャンバ壁をチャンバの長さに沿って２つに分割することで達成することができ、片方は一方向に分極され、残りの片方は反対方向に分極される。
【００５４】
液滴吐出を達成するために、２つのチャンバ壁を、両方同時に作動させてもよい。電極は、壁に隔てられた２つのチャンバに向いたチャンバ壁の２つの側面に形成されてもよい。チャンバ壁が圧電材料を含む場合、チャンバ壁はせん断モードで変形することがある。壁の圧電材料の電極および分極方向は、このことを達成するように構成されてもよい。
【００５５】
チャンバは、例えば、２０ミクロンから１５０ミクロンの間、３０ミクロンから１３０ミクロンの間、４０ミクロンから１１０ミクロンの間、５０ミクロンから９０ミクロンの間、あるいは、６０ミクロンから７０ミクロンの間の幅を有してもよい。
【００５６】
この装置は、速度ｖで液滴を吐出するために作動可能であってもよく、ここで、ｖは２ｍ／ｓから２０ｍ／ｓの間、３ｍ／ｓから１８ｍ／ｓの間、４ｍ／ｓから１６ｍ／ｓの間、あるいは、５ｍ／ｓから１４ｍ／ｓの間である。
【００５７】
以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、先行技術のインクジェットプリンタの図である。
【図２】図２は、エンドキャップがプリントヘッドを通るインクの流れを示すために取り外されたときに後方から見た図１のプリントヘッドの斜視図である。
【図３】図３は、ノズル列の伸長方向に垂直に切断したときの、図１および図２のプリントヘッドの断面図である。
【図４】図４は、モジュールの流体チャンバに沿って切断したときの、図１〜図３のインクジェットプリンタの断面図である。
【図５】図５は、図１〜図４のプリントヘッドに類似のダブルヘッドサイドシュータ型構造を採用した先行技術のプリントヘッドのさらなる例の図である。
【図６】図６は、アクチュエータ素子に電気信号を与えるために使用される導電トラックを示す、図５のプリントヘッドの分解斜視図である。
【図７】図７は、チャンバの延在方向に細長いノズルを有する、本発明の第１の実施形態に係るプリントヘッドの分解斜視図である。
【図８】図８は、インクジェットプリントヘッドのチャンバの長さに沿った斜視図であり、プリントヘッドの流体チャンバの寸法に対するテーパノズルの寸法を示す。
【図９】図９は、プリントヘッドが６ｍ／ｓの速度で液滴を吐出するときに、異なる貫流の値で、異なるノズル面積のプリントヘッドに対して行った一連の試験の結果を示す図である。
【図１０】図１０は、プリントヘッドが１２ｍ／ｓの速度で液滴を吐出したときの、図９に示した試験に類似した一連の試験の結果を示す図である。
【図１１】図１１は、ノズル出口が異なるアスペクト比の値を有し、プリントヘッドが全て、アスペクト比が１．８のノズル入口を有するときの、一連のプリントヘッドの流体チャンバの長手方向軸に垂直な方向における方向精度の試験の結果を示す図である。
【図１２】図１２は、図１１に結果を示したプリントヘッドと同じ一連のプリントヘッドについて、流体チャンバの長手方向軸に平行な方向における方向精度の試験の結果を示す図である。
【図１３】図１３は、図１１および図１２に結果を示した一連のプリントヘッドの各々のために、ノズル出口のアスペクト比の値について図１２に示す値に対する図１１に示す値の比を描いた図である。
【図１４】図１４は、図７に示すノズルとは異なる幾何学形状を利用する、本発明に係るさらなる一連の実施形態を示す平面図である。
【図１５】図１５は、図７に示すチャンバとは異なる幾何学形状を利用する、本発明に係るさらに別の一連の実施形態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
本発明は、インクジェットプリンタに適用できる。したがって、図７は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェットプリンタ内のインクジェットプリントヘッドの分解図を示している。図から分かるように、インクジェットプリントヘッドは、一対の細長いチャンバ壁（３）の間に画成された単列の流体チャンバ（２）を含む。流体チャンバ（２）の各々は、チャネル延在方向（Ｃ）に細長く、チャンバ壁（３）もまた、この方向に細長い。配列は配列方向（Ｄ）に延び、配列方向（Ｄ）はチャンバ延在方向（Ｃ）に垂直である。図７において矢印７で示すように、装置の使用中に、流体は、共通入口マニホールド（４）からチャンバの長手方向の一端で各チャンバへ進入し、チャンバの長手方向の一端に対してその中間に向けて設けられるオリフィス（６）を過ぎて、チャンバの長さに沿って流れ、長手方向の他方端チャンバを離れて共通出口マニホールド（５）へ戻る。また、インクを共通出口マニホールドから共通入口マニホールド（図示せず）へ再循環させるために、１つ以上の流体導管を設けてもよい。
【００６０】
インクジェットプリンタは、図１〜図６を参照して説明した上述のものと同様の構造的特徴を有してもよい。同様の構造的特徴とは、例えば、共通入口マニホールドおよび共通出口マニホールドとそれぞれ連通する基板の表面に２列のポートを設ける特徴である。。マニホールドはまた、図１〜図３に示すように、単一の略円形収容部内に設けられてもよい。
【００６１】
チャンバ（２）を通る流れ（７）を提供するために、インク供給システムは、一定の第１の圧力を共通入口マニホールド（４）内のインクに与え、同時に、一定の第２のより低い圧力を共通出口マニホールド（５）内のインクに与えるとしてもよい。このような一定の圧力は、国際公開第００／３８９２８号パンフレットから公知であるように、オリフィスに対して垂直にオフセットしたリザーバによって提供されてもよい。あるいは、単にそれぞれの流体加圧器によって提供されてもよい。また、国際公開第００／３８９２８号パンフレットから公知であるように、流体供給システムは、ノズル（６）で（気圧に対して）負圧を与えてもよい。当業者は、負圧を与えるためには、第１の圧力と第２の圧力との間の値の差が負である必要があることを認識できるだろう。この負圧は、非吐出期間の間に、ノズル（６）から流体が漏れることを防ぐことができる。
【００６２】
図１〜図６を参照して説明したように、チャンバ壁（３）は、圧電材料から形成され、電極（図示せず）がチャンバ壁の一部に形成されることで、作動信号がチャンバ壁に与えられてもよい。しかし、当業者は、異なる圧電アクチュエータを利用して、チャンバを非圧電材料に画成してもよいことを認識できるだろう。例えば、チャンバは、フォトリソグラフィ工程を用いて非圧電材料に画成され、圧電アクチュエータは、所望に応じてより早い段階またはより遅い段階でこれらのチャンバ内に設けられてもよい。
【００６３】
図７に示すように、各チャンバを画成するチャンバ壁（３）の対向面は幅ｗによって離間しているため、チャンバ（２）はｗと等しい幅を有していると言える。図１〜図６の構成と同様に、円形ノズル（６）を使用すると、その結果、ノズルがチャンバ内に依然として残る間に取り得る理論的最大面積は、値ＡＴ＝１／４πｗ２と等しくなる。
【００６４】
当然のことながら、この幅は、チャンバ壁（３）が１つ以上の被覆層（例えば、電極層および／または保護層）を含む流体チャンバ（２）の範囲を画定しているため、幅は、一方の壁の最外部の被覆層から他方の壁の最外部の被覆層まで測定されるべきである。
【００６５】
しかし、実際には、この理論的最大面積を有する円形ノズルを形成することができない可能性がある。というのも、ノズル（６）を、幅およびチャンバ（２）の形状に１００パーセントの精度で完全に一致させる必要があるからである。それゆえ、製造誤差の共通の原因を考慮して、実際に実現可能なノズルのための最大面積を決定する必要がある。
【００６６】
このような誤差の第１の原因は、ノズル（６）自身を形成する工程である。光学的工程を用いて、ノズル（６）の形状および大きさを画定することは、一般的なことである。例えば、フォトリソグラフィを用いて、フォトレジスト材料から完全なノズル板（８）を形成してもよく、あるいは、フォトレジストが、ノズル孔の形状を画定するためのネガティブとして機能し、金属ノズル板（８）がフォトレジストポストの周りに電鋳されてもよい。これは、国際公開第２００５／０１４２９２号パンフレットから公知である。同様に、ノズル（６）は、金属、ポリマーまたはこれら２つの組み合わせから形成され得るノズル板（８）内で、直接切除（アブレート）されてもよい。このような光学的工程は比較的正確ではあるが、依然として数ミクロンオーダーの不正確性を招く可能性がある。
【００６７】
製造誤差のさらなる原因は、チャンバ（２）を構成する工程である。例えば、図１〜図６を参照して上述したように、この工程は、チャネルを圧電材料のストリップにソーイングする工程を含んでもよく、圧電材料を成形および焼結する工程を含んでもよい。あるいは、非圧電材料を利用してチャネルを画成する場合には、光学的方法を用いてもよい。チャンバ（２）の大きさおよび形状だけでなく、配列内の各チャンバの間隔が不正確になる可能性もある。
【００６８】
さらに、この２つの工程の組み合わせ、具体的には、対応するチャンバに対して各ノズルを位置合わせすることまたは整列させることも、製造工程において不正確を招く原因となり得る。
【００６９】
組み合わせることを考慮すると、これらの誤差は１０ミクロンオーダーになり得る。それゆえ、一般に、ノズル（６）の縁部が名目上、それぞれのチャンバ壁（３）から５ミクロンの距離だけ離間していることが必要である。これは、ノズル形成のために使用される工程がチャンバ壁に損傷を与える可能性がある場合、特にそうである。例えば、レーザアブレーションを用いてノズルを形成する場合、壁およびその上位層の焦付（スコーチング）を引き起こし得る。
【００７０】
（国際公開第２０１２／０１７２４８号パンフレットに開示されているように）これらの損傷を減少させる工程が提案されてきたが、これらの工程は、単にチャンバの内壁を保護するのみで、任意の被覆層を含むチャンバ壁の上縁を保護するものでは無い。国際公開第２０１２／０１７２４８号パンフレットに記載されたように、電極層および保護層などの被覆層への損傷は、装置の性能に著しく影響を与える。電極層への損傷は、チャンバの活性が配列内のその他のチャンバよりも低下したり、あるいは完全に不活性になったりする原因となり得る。保護層への損傷は、下位層のケミカルアタックを引き起こし、装置の寿命に影響を与える可能性がある。したがって、国際公開第２０１２／０１７２４８号パンフレットで教示されたような保護工程が利用可能な場合であっても、ノズル入口（６ｂ）をチャンバ壁から離間させることは重要である。
【００７１】
ノズル入口（６ｂ）の大きさがチャンバの寸法に関連し得る一方で、ノズル出口（６ａ）の大きさは装置の生産性に影響し得ることが見出された。具体的には、所定のノズル入口（６ｂ）に対してするノズル出口（６ａ）の面積は、装置によって吐出される液滴の大きさの制限する要因であると考えられる。
【００７２】
しかし、ノズルをテーパ状に形成する（これによりノズルでの流体メニスカスの安定性を改善し得る）ことが望ましい場合が見出されており、ノズル出口（６ａ）の面積は同様にノズル入口（６ｂ）の面積に影響し得る。具体的には、ノズル入口（６ｂ）の面積よりも小さくしてもよい。それにもかかわらず、出願人は、これらの制限があったとしても適用される、ノズル出口（６ａ）の大きさを最適化する特定の方法を確認した。
【００７３】
図８は、インクジェットプリントヘッドのチャンバ（２）の長さに沿った斜視図であり、流体チャンバ（２）の寸法に対するこのようなテーパ状のノズル（６）の寸法を示している。図から分かるように、ノズルの入口は幅ｗの流体チャンバと連通している。ノズルは、ノズル板の対向面に形成される出口に向かってテーパ状になっている。
【００７４】
図８から分かるように、ノズル入口（６ｂ）の幅はｗ−ｅとみなされる。ｅは、ノズル入口（６ｂ）が完全にチャンバ（２）の幅の範囲内にある可能性を実質的に高めるように選択される値である。したがって、ｅの値は、上述のノズル（６）およびチャンバ（２）の形成における様々な誤差の原因を考慮するように選択され得る。したがって、ｅの値は、１０ミクロン、７ミクロンまたは５ミクロンなどの適切な値を取り得る。
【００７５】
そこで、ノズルがテーパ状である結果として、ノズル出口（６ａ）の幅は依然として小さく、テーパは角度Θによって画定される。図８に示すように、テーパ角Θは、配列方向に平行で、かつ、ノズル入口（６ｂ）の中心を通過する直線がノズル入口の周縁部と交差する点で画定されてもよい。図８にさらに示すように、テーパ角は、配列方向およびチャンバの延在方向の両方に垂直な方向に対して定義されてもよい。一般的なインクジェットプリントヘッドでは、ノズルに対するテーパ角は、５度から１５度の間であってもよく、場合によっては１０度から１２度の間であってもよい。
【００７６】
図８にさらに示すように、ノズル（６）が形成されるノズル板（８）の厚さはｔである。一般的なインクジェットプリントヘッドでは、ノズル板（８）の厚さは５０ミクロン〜１５０ミクロンの範囲であるが、当業者は、その他いくつかの値が適切であり得ることを理解するであろう。
【００７７】
図８の図から明らかであるように、ノズル入口（６ｂ）とノズル出口（６ａ）との間の幅の差は２ｔ・ｔａｎΘであり、これにより、ノズル入口（６ｂ）は、（ｗ−ｅ−２ｔ・ｔａｎΘ）の幅を有する。したがって、ノズル出口（６ａ）は、以下の関係式によって定義される面積を有する。
【００７８】
ＡＰ＝１／４π（ｗ−ｅ−２ｔ・ｔａｎΘ）２
【００７９】
したがって、ノズル入口（６ｂ）が流体チャンバの幅の範囲内に含まれることが望まれる場合、円形ノズル出口（６ａ）が実際に取り得る最大値は、この式で定義したようにＡＰであってもよい。当業者は、ノズルの異なる部分が異なるテーパ角を有する場合、単なる設計制約の近似値を表すとすれば、テーパ角の平均値を上述の式の中で使用してもよいことを理解するであろう。
【００８０】
一般的な液滴付着装置、具体的には、インクジェットプリントヘッドについて、円形ノズルのためのこの実際の最大面積は、５３０平方ミクロンの範囲にあってもよい。これは、６５ミクロンのチャンバ幅ｗに基づいており、各チャンバ壁上の５ミクロンの被覆層を考慮している（したがって、チャンバ壁自身の間の間隔は７５ミクロンである）。
【００８１】
したがって、これに対して、このような装置（ＡＴ＝１／４πｗ２）における円形ノズルのための理論的最大値を、これらの値に基づいて約３３２０平方ミクロンと算出することができ、これは明らかにＡＰの値よりもはるかに大きい。
【００８２】
図７の実施形態に戻って、上述の通り、ノズルはチャンバの延在方向（Ｃ）に細長い。したがって、理論的最大値および実際の最大値の両方に関するノズルの面積は、これら最大値が円形ノズルに基づいているので、増大する。上述の通り、ノズルの増大した面積、具体的には、ノズル出口（６ａ）の面積は、吐出された各液滴の体積の増加をもたらすことができ、プリントヘッドの生産性を高める。さらに、ノズルはチャンバを通る流体の流れと同じ方向に細長いため、チャンバを通る流れは、残り屑をノズル付近から特に有効に洗い流すことができる。これは、プリントヘッドの信頼性の向上につながる可能性がある。この信頼性の向上は、実際の最大面積ＡＰを超えないノズルでも見られる。しかし、当然のことながら、このようなプリントヘッドは、必ずしも生産性を向上させることができないであろう。
【００８３】
プリントヘッドの生産性を大きく改善するために、一般に、各ノズルの面積を２５％だけ増大させることが必要であることが見出された。これは、プリントヘッドの生産性を向上させるために、ノズルの面積に１．２５ＡＰの下限値を与え得る。上述のインクジェットプリントヘッドにおいて、この下限値はおよそ６５０平方ミクロンに相当し得る。
【００８４】
さらに、ノズルの面積（６）が増大すると、より多くのインクがチャンバ（２）から吐出されるので、チャンバがより効果的に冷却されることが期待される。装置、特にアクチュエータ素子（３）からの熱は、使用中にインクへ伝達され、この流体の吐出は、こうしてアクチュエータ素子（３）付近のチャンバ（２）からの熱を除去する作用を有する。したがって、ノズルの面積（６）が増大すると、液滴の形態でノズル（６）を通る流れの量もまた増加するので、熱がアクチュエータから伝達される速度も増加する。したがって、生産性の向上に加えて冷却性の改善をも装置にもたらす。
【００８５】
この冷却効果を数値化するために、一連のプリントヘッドの試験を行った。ここで、異なるプリントヘッドは、各々が特定の面積のノズル（６）を有していた。これらプリントヘッドの各々の動作は、チャンバ（２）を通る異なる流速で試験された。これら試験結果を図９に示す。
【００８６】
プリントヘッドのチャンバ（２）は、上述のチャンバ幅について同じ一般的な値、すなわち、６５ミクロンのチャンバ幅ｗを有した。ノズル出口（６ａ）のための実際の最大値もまた、上述の通り５３０平方ミクロンとされた。
【００８７】
プリントヘッドは、細長いチャンバ（２）の配列を含み、図７に示すように、チャンバの各々は、一対の細長い圧電チャンバ壁（３）の間に画成され、各チャンバの長さに沿う流れが、使用中に共通入口マニホールド（４）から共通出口マニホールド（５）へ提供された。この貫流はノズル（６）からの液滴の吐出と同時に発生し、液滴はもちろんであるが、少量の流体は、さらなる吐出流と同等であるとみなすことができる。チャンバ（２）を通る様々な量の流れについて、各プリントヘッドごとに、入口マニホールド（４）でのインクと出口マニホールド（５）でのインクとの間の温度差を測定した。
【００８８】
プリントヘッドにおける貫流の速度は、図９の横座標に示されている。プリントヘッドにおける流速は、吐出によってノズル（６）を通る最大流量に対して表されている。これは、最大吐出頻度で液滴を印刷するチャンバに対応し、プリントヘッドは各液滴に６ｍ／ｓの速度を与える。したがって、横座標上の１の値は、各チャンバから出口マニホールドを通る流れ、および、最大吐出流に等しい出口マニホールドに対応する。吐出流および貫流は同時に発生するので、最大量吐出の間、ノズル（６）から吐出されるときに、同量の流体が出口マニホールドへ戻る。
【００８９】
図９の縦座標上に示す値は、入口マニホールドでのインクと出口マニホールドでのインクとの間の摂氏での温度差（ΔΤ）を表している。この温度差は、当該プリントヘッド内の冷却効果を示すために使用されてもよい。
【００９０】
したがって、図９のグラフ上の各線は、それぞれのノズル出口面積を有する異なるプリントヘッドを表している。したがって、グラフの凡例は、無次元量の面積比（ＡＲ）を使用した、チャンバのためのそれぞれのノズル面積を示している。この面積比は、実際の最大ノズル面積（Ａｐ）に対する当該ノズル面積の比率である。上述の通り、実際の最大ノズル面積（Ａｐ）の値は５３０平方ミクロンであった。
【００９１】
以下の表１から分かるように、ノズル面積の増大は、予想通りに生産性の向上をもたらす。この表は、面積比（ＡＲ）の値ごとに、液滴の体積の測定値を示している。
【００９２】
【表１】
2015524361.tif 000003
【００９３】
図９から分かるように、（液滴の体積の増加を介した）この生産性の向上が期待される一方で、意外なことに、ノズル面積をより大きくしても、有効にチャンバから熱を除去できないことが見出された。実際に、わずかな量の貫流では、３Ａｐ以下の面積を有するノズルよりも挙動が著しく不良である。
【００９４】
チャンバ内の貫流の量はまた、チャンバの冷却向上のために作用することが期待される。したがって、同様の貫流量でより大きい面積を有するノズルの挙動が不良であることは、特に驚くべきことである。というのも、貫流量は吐出流と相対的であり、より大きいノズル面積における同じ貫流量は、絶対的に、はるかに大量の流れに対応しているからである。
【００９５】
しかし、結果は、３Ａｐより大きな面積を有するノズル（６）において、冷却効果が実質的に減少していることを示している。したがって、結果は、３Ａｐよりも小さい面積を有するノズル（６）が装置の冷却に特に有効であり得ることを示している。したがって、１．２５Ａｐ〜３Ａｐの範囲の面積を有するノズル（６）を備えた装置は、生産性の向上をもたらし得るだけでなく、装置を極めて効果的に冷却することも可能にする。また、この範囲の面積は、チャンバに対する理論的最大面積−ＡＴ−で表され、６５ミクロンのチャンバ幅値に基づいて、（式ＡＴ＝１／４πｗ２に従って）約３３２０平方ミクロンであると算出される。したがって、ノズル出口（６ａ）の面積の範囲は、０．４８ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴと言い換えることができる。あるいは、絶対値の観点から、この範囲を１６００μｍ２＞Ａｎ＞６５０μｍ２と表してもよい。
【００９６】
当然のことながら、図９に示す試験結果は、３ＡＰでの変曲点を示しているように思われるが、この値はいくらか不正確である可能性がある。したがって、ノズル面積における有利な上限値を、３ＡＰ未満の値、例えば、２．５ＡＰ、２．６ＡＰ、２．７ＡＰ、２．８ＡＰまたは２．９ＡＰとしてもよい。これらはそれぞれ、０．４０ＡＴ、０．４２ＡＴ、０．４３ＡＴ、０．４５ＡＴおよび０．４６ＡＴに対応する。あるいは、これらはそれぞれ、およそ１３３０平方ミクロン、１３８０平方ミクロン、１４３０平方ミクロン、１４８７平方ミクロンおよび１５４０平方ミクロンの絶対値に対応する。同様に、有利な上限値が３ＡＰを越える値、例えば、３．１ＡＰ、３．２ＡＰ、３．３ＡＰ、３．４ＡＰまたは３．５ＡＰとしてもよい。これらはそれぞれ、０．５０ＡＴ、０．５１ＡＴ、０．５３ＡＴ、０．５４ＡＴおよび０．５６ＡＴ、に対応する。あるいは、これらはそれぞれ、およそ１６５０平方ミクロン、１７００平方ミクロン、１７５０平方ミクロン、１８１０平方ミクロンおよび１８６０平方ミクロンの絶対値に対応する。
【００９７】
同様に、生産性の理由から１．２５ＡＰの下限値は適切であり得るが、場合によっては、生産性にかなりの向上をもたらすように比較的大きな下限値が適切であり得る。したがって、１．３０ＡＰ、１．３５ＡＰ、１．４０ＡＰ、１．４５ＡＰおよび１．５０ＡＰの下限値が望ましい。これらはそれぞれ、０．２１ＡＴ、０．２２ＡＴ、０．２２ＡＴ、０．２３ＡＴおよび０．２４ＡＴに対応する。あるいはそれぞれ、６９０平方ミクロン、７２０平方ミクロン、７４０平方ミクロン、７７０平方ミクロンおよび８００平方ミクロンの絶対値に対応する。
【００９８】
図９から分かるように、貫流の量が増加すると、異なるプリントヘッドの間の差は減少する。特に、貫流が吐出流の４倍の量を越えると、（０．８ＡＴまたはおよそ２６５５平方ミクロンに対応する）５ＡＰのプリントヘッドで見られる温度差は、その他のプリントヘッドで見られる温度差の０．２度以内となる。０．２度は、通常は変動の正常範囲内にあるとみなされるので、−状況に応じて−無視してもよく、２つの装置の性能は、寿命および液滴の特徴に関しては実質的に同じである。
【００９９】
図１０は、さらなる一連の類似の試験の結果を示しているが、プリントヘッドは液滴を１２ｍ／ｓの速度で吐出している。図９に示したような、大きいノズル面積の非効率的な冷却と同様のパターンは、図１０でも見られる。
【０１００】
より大きなノズル面積を有するプリントヘッドにおいて冷却性が悪化することは、相応に大きい液滴を吐出するために必要な、より高い作動電圧によってもたらされた結果であると考えられる。具体的には、大きな液滴について同じ速度の吐出を達成するためには、液滴の比較的大きな慣性を克服するために大量のエネルギーを必要とする。したがって、この大量のエネルギーは、チャンバ内のインクの加熱を増加する原因となり得る。一般的な量の貫流について、この加熱効果は、より大きな吐出流に起因する、チャンバ（２）からの熱の増加した流れを支配していると考えられる。
【０１０１】
それゆえ、当然のことながら、いくつかのノズルの幾何学形状、および必ずしも細長いノズルではないノズルにおいて、同様の効果が期待される。
【０１０２】
より具体的には、ノズル入口（６ｂ）を伸長したことによる利点がある一方で、上述の効果は、−形状とは対照的に−ノズル出口（６ａ）の面積に主に関連付けられている。したがって、ノズル入口（６ｂ）が流体チャンバのそれぞれ１つの長手方向軸に平行な方向に細長く、かつ、ノズル出口（６ａ）が、上述の範囲のうちの１つにある面積を有する構成を提供し、望ましいレベルの温度制御で生産性の向上をもたらすという点で利益を提供することは、特に有利である。
【０１０３】
さらにより具体的には、出願人は、入口（６ｂ）が（具体的には流体チャンバのそれぞれ１つの長手方向軸に平行な方向に）細長く、かつ、ノズル出口（６ａ）のアスペクト比を越えるアスペクト比を有するノズルを提供することは有効であることを見出した。そして、図１１〜図１３は、一連のプリントヘッドで行われた試験の結果を示している。これら一連のプリントヘッドは、ノズル出口のアスペクト比については様々な値を有するが、全てが同じ１．８のアスペクト比のノズル入口を有している。ノズル出口およびノズル入口は両方とも略楕円形であった。
【０１０４】
グラフ上の各点は特定のプリントヘッドから得られた結果に対応している（なお、ノズル出口のアスペクト比のための値１．０および値１．４の各々について、２つのプリントヘッドが試験された）。
【０１０５】
図１１は、プリントヘッドによって生じる液滴の（流体チャンバの長手方向軸に垂直な）Ｘ方向における着弾位置の誤差を示している。この誤差は、プリントヘッドのためのノズル出口のアスペクト比の対応値に対するものである。具体的には、誤差値はミクロンで測定された３シグマ値である。上述の通り、ノズル入口のアスペクト比は、全てのプリントヘッドについて１．８で同じ値に保たれた。
【０１０６】
グラフから分かるように、ノズル出口のアスペクト比の値の増加とともに、Ｘ方向における液滴着弾の誤差が増加するという明確な傾向がある（なお、ノズル出口のアスペクト比の値１．４を有するいずれのプリントヘッドも、Ｘ方向において実質的に同じ液滴着弾の誤差を有するとして記録された）。したがって、ノズル出口のアスペクト比が減少すると、−つまり、ノズル出口はさらに円形になる−Ｘ方向における着弾の誤差も減少することが分かる。
【０１０７】
図１２は、プリントヘッドによって生じる液滴の（流体チャンバの長手方向軸に平行な）Ｙ方向における着弾位置の誤差を示している。この誤差はプリントヘッドのためのノズル出口のアスペクト比の対応値に対するものである。ここでも、誤差値はミクロンで測定された３シグマ値であり、ノズル入口のアスペクト比は、全てのプリントヘッドについて１．８で同じ値に保たれた。
【０１０８】
図１１で見られた傾向に対して、Ｙ方向における着弾の誤差は、試験済みのノズル出口のアスペクト比の全ての値についてほぼ一定のままである。したがって、データは、ノズル出口をより円形にすることが、Ｙ方向における着弾の誤差に大きな影響を与えないことを意味している。
【０１０９】
図１３は、ノズル出口のアスペクト比の値に対する、Ｙ方向に対するＸ方向における誤差の比率を示している。グラフから分かるように、ノズル出口のアスペクト比の値を減少させると誤差率の値が減少するという、非常に明確な傾向がある。したがって、ノズル出口をより円形に形成すると、装置の方向精度が向上することが理解できる。
【０１１０】
それゆえ、図１１〜図１３に示すデータは、ノズル入口よりも低いノズル出口のアスペクト比を有するノズルでは、液滴配置の精度が向上し得ることを明確に示唆している。さらに、ノズル入口が流体チャンバの長手方向軸の方向に細長い場合、上述の製造および動作の点でさらに利益を提供することができる。
【０１１１】
グラフは、（アスペクト比１．０に対応する）略円形ノズル出口を有するノズルでは、液滴配置の精度がとりわけ高レベルであることも示唆している。したがって、流体チャンバの長手方向に細長いノズル入口（具体的には、楕円の主軸がチャンバの長手方向軸と一致する楕円形のノズル入口）と、略円形のノズル出口とを有するノズルとを提供することが特に有益であり得る。さらに、ノズル出口は、上述の範囲のうちの１つにある面積を有し、望ましいレベルの温度制御で生産性の向上をもたらすという点で利益を提供する。
【０１１２】
また、アスペクト比が１．０のノズル出口とアスペクト比が１．２のノズル出口との間の、精度の差は小さいと言える。したがって、１．０から１．２の間のアスペクト比を有するオリフィスにおいて、精度に関して同様の利点が見られる。
【０１１３】
図１４および図１５は、ノズルまたはチャンバの、異なった幾何学形状を含むさらに別の実施形態を示している。これらの実施形態では、良好な熱制御と相まって、図９および図１０を参照して説明したものと同様の、生産性の向上が見られる。
【０１１４】
図１４（ａ）では、例えば、入口（２０ａ）がチャンバ（１１）の幅（ｗ）よりも大きい直径を有して、チャンバと連通している円形ノズルを示されている。これは、上述の、例えば図７を参照した実施形態とは対照的である。このようなノズルを「現場外の（ｅｘ−ｓｉｔｕ）」工程によって製造してもよい。この工程では、チャンバを囲い込むためにチャンバ壁の縁部に取り付けられる前に、ノズルがノズル板部品に形成される。このように、ノズルの形成工程がチャンバ壁に損傷を与える危険性はほとんどない。
【０１１５】
ノズル入口（２０ａ）は、連通するチャンバ（１１）よりも大きい幅を有し、それゆえに上記に引用した理論的最大面積ＡＴ＝１／４πｗ２よりも大きい面積を有するが、それにもかかわらず、ノズル出口（２０ｂ）は、上述の範囲のうちの１つにある面積を有し、望ましいレベルの温度制御で生産性の向上をもたらすという点で利益を提供する。例えば、ノズル出口（２０ｂ）は、０．４８ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴ、または、絶対値を単位としたときは、１６００μｍ２＞Ａｎ＞６５０μｍ２の範囲で画定される面積を有してもよい。
【０１１６】
図１４（ｂ）は図１４（ａ）と類似の実施形態を示しているが、ノズルは、流体チャンバと同じ方向に細長い。これにより、上述の信頼性の向上をもたらすことができる。
【０１１７】
図１４（ｃ）は、ノズルの出口（２０ｂ）が細長く、入口（２０ａ）が円形である、他の実施形態を示している。図１４（ａ）の実施形態と同様に、入口（２０ａ）の直径はチャンバ（１１）の幅よりも大きい。
【０１１８】
図１５（ａ）はさらなる他の実施形態を示しており、ここで、チャンバ壁はその長さに沿ってテーパ状であり、テーパの方向は、隣接するチャンバ壁間で交互である。これにより、チャンバ（１１）は、実質的に一定の幅を有するが、互いに平行に位置しない。より具体的には、各チャンバの長さは、配列方向に対して角度オフセットしており、角度オフセットは隣接するチャンバ（１１）の間で交互に感知される。
【０１１９】
図１５（ｂ）はさらなる他の実施形態を示しており、ここでは、図１４（ａ）の実施形態と同様に、円形ノズルが設けられる。しかし、この実施形態では、チャンバは、チャンバの残りの部分よりも比較的大きな幅を有するノズル付近の一部を含む。具体的には、チャンバ付近にあるチャンバの一部は、ノズル自身と同様の外形を倣っており、入口を確実にチャンバ壁間に閉じ込めるために役立つ可能性がある。
【０１２０】
当業者は、以上の教示を、プリンタに特定するよりもむしろ、広範囲の液滴付着装置に適用し得ることを理解するであろう。したがって、プリンタおよび／またはプリントヘッドに関する開示は、特に明記しない限り、より一般に、液滴付着装置に適用するものであると理解されるべきである。特に、プリントヘッドに関する開示は、特に明記しない限り、その他の液滴付着装置に適用するものであると理解されるべきである。この液滴付着装置は、細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、該配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、共通流体入口マニホールドと、共通流体出口マニホールドと、前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流を発生させる手段とを備える。
【図１】
2015524361.tif 000004
【図２】
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【図３】
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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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月16日(2015.6.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い流体チャンバの配列であって、各チャンバが液滴吐出用のオリフィスと連通し、前記配列が配列方向に延びる細長い流体チャンバの配列と、
共通流体入口マニホールドと、
共通流体出口マニホールドと、
前記共通流体入口マニホールドから前記配列の各チャンバを通って前記共通流体出口マニホールド内へ流体の貫流（ＱＴＦ）を発生させる手段とを備え、
前記流体チャンバの各々は、長手方向端部の一端で前記共通流体入口マニホールドと連通し、かつ、長手方向の対向端で前記共通流体出口マニホールドと連通し、
各チャンバは、前記オリフィスからの液滴吐出を達成するために少なくとも１つの圧電アクチュエータと関連しており、これにより、前記チャンバから前記オリフィスの外への流体の吐出流をもたらし、前記吐出流は、前記貫流と同時に発生し、前記吐出流は、最大量ＱＥを有し、
前記流体チャンバの各々は、前記配列方向において幅ｗを有し、これにより、理論的円形面積ＡＴ＝１／４πｗ２を画定し、各チャンバに対する前記オリフィス出口は面積Ａｎを有し、ここで、０．４８ＡＴ＞Ａｎ＞０．２０ＡＴである、
液滴吐出装置。
【請求項２】
前記圧電アクチュエータの各々の作動は、前記それぞれのチャンバの前記長手方向端部の各々で音波を発生させ、前記音波はその後に前記オリフィスへ向かって進む、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記オリフィスの各々において、出口のアスペクト比は入口のアスペクト比よりも小さい、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記オリフィスの各々の前記出口は略円形である、
請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記ＱＴＦの量は、前記共通出口マニホールドへ戻される流体の温度が、前記共通入口マニホールドから前記チャンバへ進入する流体の２℃以内に実質的に維持されることを確実にするのに十分である、
請求項１〜４のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
前記貫流の量はＱＴＦ＞０．２５ＱＥであり、好ましくは、ＱＴＦ＞ＱＥである、
請求項１〜５のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記オリフィスはオリフィス板に設けられる、
請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記細長いチャンバの各々は、２つの細長いチャンバ壁の間に画成され、前記チャンバ壁の上縁は共に、実質的に平面を提供し、前記オリフィス板は前記表面に取り付けられる、
請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記細長いチャンバの各々は、２つの細長いチャンバ壁の間に画成される、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記圧電アクチュエータの各々は、対応するチャンバの長さに沿って延びる、
請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記圧電アクチュエータの各々は、実質的に前記チャンバの第１の端部から前記チャンバの第２の端部まで延びる、
請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記チャンバ壁は圧電材料を含み、前記圧電アクチュエータの各々は、前記チャンバ壁のうち対応する１つを備える、
請求項８〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記流体チャンバの前記長手方向軸は、チャネル延在方向に平行であり、好ましくは、前記チャネル延在方向は前記配列方向に垂直である、
請求項１〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記オリフィスの各々は、テーパ状に形成されることで、ノズル出口の面積がノズル入口の面積よりも小さくなる、
請求項１〜１３のいずれかに記載の装置。
【請求項１５】
前記オリフィスの各々は、前記流体チャンバのそれぞれ１つの前記長手方向軸に平行な方向に細長い、
請求項１〜１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の装置を提供する工程と、
前記装置を操作して前記貫流および前記吐出流を提供する工程とを含む、
流体の液滴付着方法。
【国際調査報告】
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2015524361.tif 000020
2015524361.tif 000021