(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出すべき荷電粒子を含む流体から荷電粒子を基板上に排出する排出装置において、
一組の隣接するグルーブとその間に配置された板状のセパレータの角に、突出するように形成された単一の排出直立部を有する排出セルを備え、前記各グルーブは、各グルーブの一端に排出すべき荷電粒子を含む流体の入口を有し、各グルーブの他端に前記流体の出口を有し、前記流体は前記各グルーブにより運ばれ、使用後の前記流体は前記出口から排出され、前記排出直立部は、誘電体材料により作られると共に、前記流体と接触するように配置されて、荷電粒子の排出位置を規定し、
さらに、前記排出直立部を少なくとも部分的に取り囲むように前記排出セル内に配置された１つ又は複数の排出電極を備え、この排出電極に電圧を印可することにより前記排出位置に電界を生じさせ、この電界により前記流体から前記荷電粒子を排出させる排出装置。
【請求項２】
前記排出電極の各々は、前記セパレータの表面に形成された部分、及び前記セルの別の表面に形成された部分を有する複合電極である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記排出直立部が、前記排出セルから外側へ延びており、前記排出直立部は、一方の側部および他方の側部を有しており、
前記排出電極が、前記排出直立部の前記一方の側部および前記他方の側部にそれぞれ配置された一対の排出電極から構成されている請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記排出電極は、使用時に同一電圧を提供するように電気的に接続される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記排出電極の各々は、前記セパレータの表面に形成された部分、及び前記セルの別の表面に形成された部分を有する複合電極である、請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】
複数のセルが接近して配列され、第２のセパレータにより分離されており、第２の板状のセパレータは平坦又は板状であり、前記排出直立部が形成されておらず、配列されたセパレータは１つおきに前記排出直立部を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記セルを構成する前記セパレータの縁部はカバープレートにより閉じられている、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の装置。
【請求項８】
前記カバープレートは、排出直立部の周囲の電界を強化するための付加的な電極として機能する、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
各排出電極の第１部分は排出直立部が形成されたセパレータの面上に配置され、各排出電極の第２部分は前記第２のセパレータの、前記第１部分に対向する面上に配置される、請求項６に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、液体から物質を排出する装置に関する。特に、採用される方法及び装置は、一般的にWO-A-93-11866、WO-A-94-18011及びWO-A-95-32864に記載される種類のものとすることができ、それらの記載をここに参考文献として取り入れる。これらの特許出願に記載された方法では、排出位置において粒子の集塊又は濃縮が達成され、次に例えば印刷の目的で粒子が排出位置から基板上へ排出される。アレイプリンタの場合、各々が排出位置を含む複数のセルを１又はそれ以上の列に配置することができる。
【０００２】
本発明は、そのような装置の動作及び操作可能性を高めるための新規な構成に向けられ、それらのうちのいくつかは最初に本発明の優先日にWO-A-97-27058の図４乃至６にも記載されており、その記載もここに参考文献として取り入れる。また、我々のWO-A-97-27056、WO-A-97-27057及びWO-A-97-27060も参考とする。
【０００３】
EP-A-0703081、EP-A-0046295及びUS-A-439625は、装置から液体の排出を生じさせるように動作する突出電極を含む排出装置を記載する。
【０００４】
本発明の第１の観点によれば、流体から物質を排出する排出装置が提供され、その装置は、排出すべき物質を含む流体を収容する排出セルであって、誘電体材料により作られ、セルの外側へ延びると共に物質を排出する位置を規定する単一の排出直立部を有する排出セルと、及び、前記排出直立部を実質的に取り囲むように前記セル内に配置された１つ又は複数の排出電極と、を備える。
【０００５】
‘実質的に取り囲む’の語は、本出願の文脈で好ましく使用され、排出電極が排出直立部の周囲の少なくとも５０％を取り囲んで延びることを意味するが、好ましくは排出電極が該周囲のより多くの部分を取り囲んで延びて排出直立部を可能な最大範囲にわたって取り囲むことを意味する。
【０００６】
好ましくは、排出電極は単一の部品又は複数の部品を有することができ、排出直立部の周りを実質的に完全に取り囲むように延びる。
【０００７】
本発明の第２の観点によれば、流体から物質を排出する排出装置が提供され、その装置は、排出すべき物質を含む流体を収容する排出セルであって、誘電体材料によって作られ、前記セルから外側へ延びて物質を排出する位置を規定する単一の排出直立部を有する排出セルと、及び、一対の排出電極であって、各々が前記排出直立部の各側部に配置される排出電極と、を備える。排出電極は使用時に同一電圧を提供するように電気的に接続される。
【０００８】
使用時に前記セルの外側端部に流体のメニスカスを留める排出直立部は、多数の異なる形状のうちの１つとすることができ、例えばセパレータの角を含むことができ、そのセパレータの角は、セルを少なくとも部分的に２つの２分割部分に分割し、その２分割部分の各々はセパレータの各側部上にある。その場合、セパレータを実質的に平坦（又は板状）とすることができ、複数のセルを間隔を空けて接近して配列することができ、各セルは、各々が各側部上にある第２の板状セパレータによって隣接するセルから分離される。そうして各第２のセパレータは隣接するセルに対して共通となり、交互の位置のセパレータを使用して排出直立部を形成する。好ましくは、第２のセパレータはセルの外部へ突出しないが、セルの外側の境界を規定し、排出直立部はその境界を通って突出する。こうして、板状セパレータの‘積み重ね’が、１つの角に排出直立部を有する排出セルの列を規定し、排出セルの列はセルの側端部を適切に配置されたカバープレートにより閉じることができる。
【０００９】
排出電極は、複数の部分を有する電極を有することができ、第１の部分は排出直立部の面上に配置され、第２の部分は隣接するセパレータの対向面上に配置される。
【００１０】
カバープレートは、それ自体が排出直立部の周囲の電界を強化するための付加的又は２次的な電極を構成することができる。
【００１１】
上述のように、セルにセパレータ及び電極を設けることにより、隣接するセルの電極に印加される電圧から排出位置をシールドすることができ、排出電圧が隣接するセルの電極に印加される時に排出位置の流体的隔離を得ることができる。
【００１２】
図１はアレイタイプのプリントヘッドの一部を示し、そのプリントヘッドは、合成プラスチック材料又はセラミックなどの誘電体材料の本体２を有する。その動作方法は、既述した我々の先行出願に記載されているのと同様である。一連のグルーブ３が本体２に機械加工され、それらの間に板状のランド４を残している。グルーブ３の各々は、グルーブ３の対向する端部に配置されたインク入口及びインク出口を有し（図示しないが、矢印Ｉ及びＯで示す）、それにより、排出されるべき物質を運ぶ流体インクを（我々の先行出願に記載されるように）グルーブへ送り、使用後の流体を排出させる。
【００１３】
一組の隣接するグルーブ３の各々はセル５を規定し、一組のグルーブ３の間の板状のランド又はセパレータ４は（アレイ端部のすぐ隣りのセル以外の全てのセルについて）物質の排出位置を規定すると共に排出直立部６を有する。図面には２つのセル５が示され、左側のセル５は略三角形状の排出直立部６を有し、右側のセル５は切頭型直立部６’を有する。セル５は、板状ランド４の１つにより形成されるセルセパレータ７により分離され、各セパレータ７の角は図示のように整形又は面取りされて面８１が設けられ、面取りされた面８１により規定されるセルの外部を超えて排出直立部６がセルの外側へ突出することが可能となる。切頭型直立部６’をアレイの右側端部セル５において（及び、同様に他端の端部セルにおいて−図示せず）使用して電界により生じる端効果を減少させる。その電界は直立部６、６’（即ち、各セルセパレータの内面）に対向する板状ランド４の面上の金属面として設けられる排出電極９に印加される電圧により生じる。端部セルは排出のためには使用されないが、切頭直立部６’は液体メニスカスを留めておくように動作し、その液体メニスカスは動作中に端効果を減少させ、そうしないと端効果は隣接するセルからの排出をゆがめてしまう。端部セル中の電極９は適当なバイアス電圧に維持され、その電圧は、既述の我々の先行出願に記載されているのと同様に動作セル内の排出電極９に印加されるバイアス電圧と同一とすることができる。図３に見られるように、排出電極９は、ランド４の側面及びグルーブ３の底面１０にわたり延びる。排出電極９の正確な範囲はプリンタの固有の設計及び目的に依存するであろう。必要であれば、いくつかのケースにおいては、隣接するセル５間の電気的短絡に対する保護対策を提供する隔離グルーブ１４が設けられる。
【００１４】
図２はプリンタのサイドカバーの２つの代替的形態を示し、第１の形態は単純な直線状端部のカバー１１であり、そのカバー１１は図の上部に示されるように直線に沿ってグルーブ３の側部を閉鎖する。第２のタイプのカバー１２は図の下部に示され、そのカバーもグルーブ３を閉鎖するが、グルーブに対して整列した一連の端部スロット１３を有する。このタイプのカバー構造は、使用時に形成される流体メニスカスの位置の精度を高めるために使用することができ、そのカバーはそれがどのような形状であっても、排出プロセスを促進するために排出電極及び／又は２次的又は付加的電極を形成することが可能な面を提供するために使用することができる。
【００１５】
また、図２は排出電極９の代替的形態をも示し、その排出電極９は、排出直立部６、６’を支持するランド４の面上に付加的な金属面を有する。これは電化の注入を補助し、電界の前方成分を改善することができる。
【００１６】
図３は１つのセル５の一面からの図１の部分断面図であり、図４はセルセパレータ７の面取りされた面８１上に２次的電極１９を有する代替的構造の等価的断面図である。両者はセル５内に液体のメニスカス１５を示している。
【００１７】
図５は本発明の更なる例を示し、その例では、排出電極は複数の部分を有し、排出直立部６、６’の面上の金属面により形成される第１部分９Ａと、隣接するセパレータ７の対向面上の金属面により形成される第２部分９Ｂとを備える。ここでも、液体及びメニスカスがそれぞれ１６及び１５で示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う排出装置を取り入れた第１のプリントヘッドの一部を示す部分的斜視図である。
【図２】図１と類似の図であって、排出装置の更なる及び代替的形態を示す。
【図３】図１のセルの部分的断面図及びその改良である。
【図４】図１のセルの部分的断面図及びその改良である。
【図５】本発明に従う装置の更なる代替的形態を示す。
【図１】
0004558849.tif 000002
【図２】
0004558849.tif 000003
【図３】
0004558849.tif 000004
【図４】
0004558849.tif 000005
【図５】
0004558849.tif 000006