(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが射出されるオリフィスを有するインクジェットプリンタ用の印刷ヘッドであって、
インク射出装置と、
前記インク射出装置を囲むインク射出室と、
内面と外面を有するオリフィス板であって、前記インク射出装置に対向する前記オリフィス板の前記内面から前記オリフィス板の前記外面に前記オリフィス板を通過して延び、インクがそこから射出される少なくとも１つのオリフィスを有し、前記少なくとも１つのオリフィスが長軸および短軸を含む楕円形状の前記外面に開口部を有し、前記長軸が前記短軸の２〜５倍の寸法であり、前記長軸および前記短軸の各々が前記外面に平行であるオリフィス板と、
前記インク射出室に結合され、前記射出室にインクを供給する方向に配向されるインク供給路とを備えている印刷ヘッドにおいて、
前記長軸が前記射出室にインクを供給する前記インク供給路方向と直角な方向に対して前記オリフィス板の前記外面内で０°から４５°の角度をなし、前記短軸が前記長軸とほぼ直角な角度をなしていることを特徴とする印刷ヘッド。
【請求項２】
前記少なくとも１つのオリフィスを有する前記オリフィス板は、前記内面における前記少なくとも１つのオリフィスの開口部よりも面積が小さく、それとほぼ同じ形状を有する前記外面における前記少なくとも１つのオリフィスの開口部をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の印刷ヘッド。
【請求項３】
前記少なくとも１つのオリフィスを有する前記オリフィス板は、前記外面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部と、前記内面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部とを結合する円弧状の断面形状をさらに備えていることを特徴とする、請求項２に記載の印刷ヘッド。
【請求項４】
前記少なくとも１つのオリフィスを有する前記オリフィス板は、前記外面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部と前記内面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部とを結合する湾曲した断面形状の穿孔をさらに備えていることを特徴とする、請求項１に記載の印刷ヘッド。
【請求項５】
インク射出室とインクがそこから射出されるオリフィスとを有するインクジェットプリンタ用の印刷ヘッドの動作方法であって、
インク射出室に結合する方向に配向されているインク供給路によって前記インク射出室にインクを導くステップと、
インクに速度を与えるステップと、
長軸および短軸を有し、前記長軸の寸法が前記短軸の寸法よりも２〜５倍大きく、前記長軸が前記インク供給路の前記配向方向にほぼ直角であり、前記短軸が前記インク供給路の前記配向方向に対してほぼ平行であり、楕円形状の開口部を有する少なくとも１つの非円形のオリフィスから前記インクを射出するステップと
を含む方法。
【請求項６】
インクがそこから射出されるオリフィスを有するインクジェットプリンタ用の印刷ヘッドを製造する方法であって、
基板上にインク射出装置を配置するステップと、
前記インク射出装置を囲むインク射出室を形成するステップと、
内面および外面を有するオリフィス板を通過し、前記オリフィス板の前記内面から前記オリフィス板の前記外面に少なくとも１つのオリフィスを延在させるステップであって、前記少なくとも１つのオリフィスが長軸および短軸を含む楕円形状の前記外面における開口部を有し、前記長軸の寸法が前記短軸の寸法よりも２〜５倍大きく、前記長軸および前記短軸の各々が前記外面に平行であるステップと、
前記内面が前記インク射出装置に対向して配置されるように、前記インク射出室に前記オリフィス板を被せるステップと、
前記インク射出室にインクを供給する方向にインク供給路を配向するステップと、
前記長軸を、前記射出室にインクを供給する前記インク供給路方向と直角な方向に対して前記オリフィス板の前記外面内で０°から４５°の角度で、前記短軸を前記長軸とほぼ直角な角度に配置するステップと
を含む方法。
【請求項７】
前記内面における前記少なくとも１つのオリフィスの開口部よりも面積が小さく、それとほぼ同じ形状を有する前記外面における前記少なくとも１つのオリフィスの開口部を有する前記少なくとも１つのオリフィスを製造するステップをさらに含んでいることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
インクが射出されるオリフィスを有するインクジェットプリンタ用の印刷ヘッドであって、
インク射出装置と、
前記インク射出装置を囲むインク射出室と、
内面および外面を有するオリフィス板であって、前記インク射出装置に対向する前記オリフィス板の前記内面から前記オリフィス板の前記外面に前記オリフィス板を通過して延び、インクが射出される少なくとも１つのオリフィスを有し、前記少なくとも１つのオリフィスが長軸および短軸を含む楕円形状の前記外面に開口部を有し、前記長軸が前記短軸の２〜５倍の寸法であり、前記長軸および前記短軸の各々が前記外面に平行であるオリフィス板と、
前記インク射出室に結合され、前記射出室にインクを供給する方向に配向されるインク供給路と  を備えている印刷ヘッドにおいて、
前記長軸が前記射出室にインクを供給する前記インク供給路方向とほぼ平行に配置されている印刷ヘッド。
【請求項９】
前記少なくとも１つのオリフィスを有する前記オリフィス板は、前記内面における前記少なくとも１つのオリフィスの開口部よりも面積が小さく、それとほぼ同じ形状を有する前記外面における前記少なくとも１つのオリフィスの開口部をさらに備えていることを特徴とする、請求項８に記載の印刷ヘッド。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのオリフィスを有する前記オリフィス板は、前記外面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部と前記内面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部とを結合する直線状の断面形状である前記少なくとも１つのオリフィスをさらに備えていることを特徴とする、請求項９に記載の印刷ヘッド。
【請求項１１】
インク射出室とインクがそこから射出されるオリフィスとを有するインクジェットプリンタ用の印刷ヘッドの動作方法であって、
前記インク射出室に結合する方向に配向されるインク供給路によって前記インク射出室にインクを導くステップと、
インクに速度を与えるステップと、
長軸および短軸を有し、前記長軸が前記短軸よりも寸法が２〜５倍大きく、前記インク供給路の前記配向方向にほぼ平行に配置され、断面楕円形状の開口部を有する少なくとも１つの非円形のオリフィスからインクを射出するステップと
を含む方法。
【請求項１２】
インクがそこから射出されるオリフィスを有するインクジェットプリンタ用の印刷ヘッドを製造する方法であって、
基板上にインク射出装置を配置するステップと、
前記インク射出装置を囲むインク射出室を形成するステップと、
内面および外面を有するオリフィス板を通過し、前記オリフィス板の前記内面から前記オリフィス板の前記外面に少なくとも１つのオリフィスを延在させるステップであって、前記少なくとも１つのオリフィスが長軸および短軸を含む楕円形状の前記外面における開口部を有し、前記長軸の寸法が前記短軸の寸法よりも２〜５倍大きく、前記長軸および前記短軸の各々が前記外面に平行であるステップと、
前記内面が前記インク射出装置に対向して配置されるように、前記インク射出室に前記オリフィス板を被せるステップと、
前記インク射出室にインクを供給する方向にインク供給路を配向するステップと、
前記長軸を、前記射出室にインクを供給するインク供給路方向にほぼ平行に配置するステップと
を含んでいる方法。
【請求項１３】
前記内面における前記少なくとも１つのオリフィスの開口部よりも面積が小さく、それとほぼ同じ形状を有する前記外面における前記少なくとも１つのオリフィスの開口部を有する前記少なくとも１つのオリフィスを製造するステップをさらに含んでいることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は広義にはインクジェットプリンタの印刷ヘッド内で使用されるオリフィスの設計に関し、より詳細にはインクジェットプリンタの印刷ヘッドのオリフィス板に配設される非円形オリフィスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは紙等の媒体を従来印刷カートリッジとして知られる印刷機構と連動して位置決めして、インク滴を媒体上の所望の位置に付着させてテキスト文字や画像を生成する動作をする。印刷カートリッジは媒体が印刷カートリッジの走行の方向に対して直角に少しずつ送られる間に媒体の表面上を走査させるか往復させることができる。印刷カートリッジ走行および媒体送り動作中の任意の点において、インク射出機構にコマンドが与えられ、印刷カートリッジから媒体に微小なインク滴が射出される。インク射出機構が熱によるインクの沸騰である場合、インク射出機構は多数の電気的に付勢される加熱抵抗器からなり、かかる加熱抵抗器は小さな射出室内で選択的に加熱され、それによってインクが急激に沸騰し小さな開口すなわちオリフィスから媒体に向かって射出される。
【０００３】
インクジェット型プリンタ用の従来の印刷カートリッジはインク保持装置と、通常印刷ヘッドとして知られるインク射出装置とからなる。通常、印刷ヘッドは半導体あるいは絶縁体の基部、インク粒路で蜂の巣状をなす遮断材構造、および人間の紙より小さい直径の、インク滴の射出が可能なパターンに配列された円形のノズルすなわちオリフィスが設けられたオリフィス板を含む積層構造である。基部の表面上あるいはその近傍に薄膜加熱抵抗器が設けられ、通常１つあるいはそれ以上の保護層によって腐食や機械的摩耗から保護されている。薄膜加熱抵抗器はプリンタに直接電気的に接続されるか、あるいは基部上の金属化部分とそれに続くコネクタを介して、あるいは多重化回路、金属化部分、およびそれに続くコネクタを介して電気的に接続される。プリンタ内のマイクロプロセッサ回路が特定の薄膜加熱抵抗器を選択的に付勢してテキスト文字あるいは画像の生成に必要な所望のインク滴パターンが生成される。プリンタ、印刷カートリッジ、および印刷ヘッドの構造の詳細については１９８５年５月、Hewlett-Packard Journal、Vol. 36、No.5および１９９４年２月Hewlett-Packard Journal、Vol. 45、No.1を参照されたい。
【０００４】
インクは、遮断層とオリフィス板によって各加熱抵抗器の周囲に形成された射出室に流れ込み、加熱抵抗器の付勢を待つ。加熱抵抗器に電流パルスが印加されると、射出室内のインクが急激に気化して気泡が形成され、この気泡が加熱抵抗器とそれを取り囲む射出室に対応するオリフィスからある量のインクを急激に射出させる。インク滴の射出とインク気泡の破壊に続いて、インクが射出室に再充填されオリフィスにメニスカスを形成する。インクを射出室に流して再充填するための流路の形状とくびれによって射出室へのインクの再充填の速度とインクメニスカスのダイナミクスが決まる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
印刷カートリッジの設計者が直面する問題の１つに高い印刷速度を達成しつついかに高い印刷品質を維持するかという問題がある。射出室内のインクの急激な沸騰によってオリフィスからインク滴が射出されるとき、射出されるインクの大部分は媒体に向けられるインク滴に集中している。しかし、射出されるインクの一部はインク滴からオリフィスの表面開口部に伸張するインクの尾の部分にある。この尾の部分のインクの速度は一般的にはインク滴の部分のインクの速度より低く、したがってインク滴の飛翔中に尾の部分がインク滴から切り離されることがある。切り離された尾の部分のインクの一部は射出されたインク滴に再度結合したり、あるいは尾としてそのまま残って印刷物に粗いエッジを発生させたりする。この尾の部分のインクの一部は印刷ヘッドに戻って印刷ヘッドのオリフィス板の表面にインクだまりを形成する。切り離されたオリフィスの部分のインクの一部は小さいインク滴（“霧(spray)”）を形成し、これがインク滴の領域全体に不規則に拡散する。この霧は媒体に付着してインクの霧からなる背景が生成される。霧による悪影響を低減するために、印刷動作の速度を低下させることを行なわれているが、この場合ある一定の時間にプリンタの印刷可能なページ数が減少する。霧の問題はまた射出室とそれに対応するインク供給管路の構造すなわち形状を最適化することによっても対策されてきた。しかし、多くの場合、製造過程の変数のために非常に高度な最適化は不可能である。本発明は印刷速度を低下させたり、インク流路構造を高度に最適化させたりすることなく、この霧と長い尾の問題を解決するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
インクジェットプリンタ用の印刷ヘッドとこの印刷ヘッドの製作および使用の方法は、インク射出装置と少なくとも１つのオリフィスを有するオリフィス板とを有する印刷ヘッドを含み、インクはインク射出装置と当接するオリフィス板の第１の面からオリフィス板の第２の面までオリフィス中を伸張して射出される。この少なくとも１つのオリフィスは長軸と短軸を有し、長軸の寸法は短軸の寸法より大きい。長軸と短軸はいずれも第２の面に平行に配設されている。
【０００７】
【実施例】
図１には従来の印刷ヘッドの断面図を示す。半導体基板１０３の表面上に薄膜抵抗器１０１が製作され、これは通常半導体基板１０３の表面の金属化部分（図示せず）によって電気入力に接続されている。さらに、化学的・電気的作用に対する各種の保護層を加熱抵抗器１０１上に設けることができるが、これは図１には簡略化のため示されていない。遮断材層１０５がシリコン基板１０３上に選択的に設けられて、加熱抵抗器１０１の周囲に開口部すなわち射出室１０７を形成して、加熱抵抗器１０１の起動と開口すなわちオリフィス１０９からのインクの射出に先だってインクを蓄えられるようになっている。遮断層１０５に用いる遮断材は従来E.I. Dupont De Nemours and Companyの販売するParad（商標）あるいはそれに相当するものとされる。オリフィス１０９は通常ニッケルの基礎材料を金メッキすることによって形成されるオリフィス板１１１に設けられた穴である。かかるメッキ処理の結果、オリフィス板１１１の外面１１３から射出室１０７と発射抵抗器１０１に対応するオリフィス板１１１の内面１１５までの平滑な湾曲したテーパ部が得られる。オリフィス板１１１の外面のオリフィス射出口は射出室１０７へのオリフィス板開口部より半径（したがって、開口面積）が小さい。特に、金属以外の材料からなるオリフィスについてはレーザーアブレーション等の他のオリフィス製作法を用いることができるが、かかる他のオリフィス製作法では破線で示すような直線的な側面を有するオリフィス穴が形成される場合がある。
【０００８】
図２はこの印刷ヘッドの平面図（図１は図２のＡ−Ａにおける断面を示す）であり、オリフィス１０９をオリフィス板１１１の外面１１３から見たものである。遮断層１０５には射出室にそれより大きいインク源（図示せず）からインクを供給するためのインク供給流路２０１が設けられている。
【０００９】
図３には、オリフィス１０９からのインクの射出から２２マイクロ秒後のインク滴３０１内のインクの状態を示す。円形のオリフィスが用いられる従来のオリフィス板では、インク滴３０１は少なくともオリフィス板１１１内のオリフィス１０９まで後方に伸張する長い尾３０３を有する。インク滴３０１がオリフィス板を出てインク滴を射出させ気化したインクの気泡が破裂した後、毛管力がインク供給流路２０１を介してインク源からインクを引き出す。減衰の不足したシステムにおいては、インクは射出室に急激に逆流して射出室１０７を過充填し、それによってふくれたメニスカスを生じさせる。このメニスカスは安定する前にその平衡位置を中心に数サイクル振動する。メニスカスが膨張しているときインク滴が射出されるとふくれたメニスカス中の余剰なインクがインク滴の量を増加させる。メニスカスの収縮サイクル中にインク滴が射出されると、インク滴の量が減少する。印刷ヘッドの設計者は、インク再充填流路の流体抵抗を増大させることによってインク再充填およびメニスカスシステムの減衰の改善と最適化を行なってきた。通常、かかる改善はインク再充填流路の延長、インク再充填流路の断面積の縮小、あるいはインクの粘性の増大によって達成されていた。かかるインク再充填のさいの流体抵抗の増大は、充填時間の増大とインク滴射出速度および印刷速度の低下につながっていた。
【００１０】
このメニスカスシステムの簡単な分析は図４に示す機械的モデルのようなものとなり、このモデルでは射出されるインク滴の質量に相当する質量がオリフィスの有効半径の逆数に比例するばね定数Ｋを有するばね４０３によって固定構造４０４に結合されている。また、この質量４０１は流路の流体抵抗と他のインク流路特性に関係する減衰関数４０５でこの固定構造４０４に結合されている。本実施例では、このインク滴の重量の質量４０１はオリフィスの直径に比例する。したがって、メニスカスの特性と性能を制御したい場合、この機械的モデルにおいてインク流路を最適化するかばね４０３のばね定数を調整することによって減衰関数４０５の減衰率を調整することができる。
【００１１】
図３に戻って、インク滴３０１がオリフィスから射出されるとき、インク滴の質量の大部分はインク滴３０１の先頭部に含まれ、この部分が最大速度となる。残った尾３０３はインクの質量のごく一部を含み、インク滴の頭部に近い位置におけるインク滴の頭部とほとんど同じ速度からインク滴の頭部にありオリフィスに最も近く位置するインクの速度より低い速度までの速度分布を有する。インク滴の飛行中のある時点で、尾の部分のインクがある点まで伸びると、そこで尾が切れる。インクの尾に残った部分は印刷ヘッドのオリフィス板１１１に戻り、通常はそこでオリフィスの周囲にインクだまりを形成する。かかるインクだまりは、その後に続くインク滴の方向を狂わせ印刷物の品質を低下させる。インク滴の尾の他の部分は、インク滴が媒体に付着する前にインク滴の頭部に吸収される。最後に、インク滴の尾にあるインクの一部は印刷ヘッドにも戻らず、またインク滴にとどまることもそれに吸収されることもなく、不規則な方向に拡散するインク滴より小さい大きさの微小な霧を発生させる。この霧の一部が印刷中の媒体に達し、その結果インク滴によって形成されるドットに粗いエッジを発生させたり、媒体上にしみを生じさせ、これが所望の印刷物の鮮明度を低下させる。このような望ましくない結果を図６Ａの印刷されたドットの図に示す。
【００１２】
オリフィス１０９の出口領域が射出されるインク滴の重量を規定することがわかった。また、このモデルにおけるばね定数Ｋ（メニスカスの復元力）は部分的にはオリフィスの穿孔の開口部のエッジの近さによって決まることがわかった。したがって、メニスカスの剛性をマスには、オリフィス穿孔の開口部と側面を可能なかぎり近くしなければならない。もちろん、これはインク滴をある特定の重量（これはオリフィスの出口領域によって決まる）に維持しなければならないことに矛盾する。そこで、本発明はオリフィス穿孔の出口を非円形の形状とすることを特徴とする。非円形の形状によってメニスカスにより大きな復元力が与えられることによってインク滴の尾がより早く、またオリフィス板により近い位置で切り離され、その結果インク滴の尾が短くなり、霧が大幅に低減される。かかる効果を図５に示す。図５には、オリフィス５０１からの射出から２２マイクロ秒後のインク滴を示す。インク滴の尾５０３は図３の円形のオリフィスによって生じたものより早く切り離され、それより短かった。非円形のオリフィスから射出されたインク滴によって得られた印刷ドットを図６Ｂに示す。このサンプルからは霧がほぼ除去され、エッジの粗さが大幅に改善されていることがわかる。
【００１３】
本実施例の非円形のオリフィスは長軸と短軸を有する細長い開口であり、長軸の寸法は短軸より大きく、またいずれの軸もオリフィス板の外面に平行である。かかる細長い構造は矩形や平行四辺形あるいは長円や平行な辺を有する“レーストラック(racetrack)”構造等の楕円とすることができる。製造を容易にするために、本実施例では楕円形の細長い開口が用いられた。ヒューレット・パッカード社の販売するモデル番号ＨＰ５１６４９Ａ印刷カートリッジのインクとＨＰ５１６４９Ａのオリフィス面開口領域の面積に等しいオリフィス面開口領域を用いたところ、長軸と短軸の比が２対１から５対１の長円の有効動作範囲において所望のメニスカスの剛性と尾の短いインク滴が得られることがわかった。
【００１４】
図７Ａから図７Ｄは各種のオリフィス穿孔寸法を示すオリフィス板外面の平面図である。図７Ａは外半径がｒであり、外半径ｒと射出室への開口の半径の差がｒ２である円形オリフィスを示す。本実施例では、ｒ＝１７．５ミクロン、ｒ２＝４５ミクロンである。その結果、オリフィス板の外面における開口面積（ｒ２・π）は９６２平方ミクロンとなる。オリフィスの外面開口に引いた矢印は長軸と短軸を示す。図７Ｂは長円形の外側オリフィス開口形状を示し、この場合等しいインク滴重量を維持するために長軸対短軸比は２：１であり、外面の面積は９６２平方ミクロンに保たれている。この開口の内側寸法は後者の半径の差ｒ２によって大きなサイズに維持されている。図７Ｃは長軸対短軸比が５：１、外側開口面積が９６２平方ミクロンのオリフィスを示す。図７Ｄは長軸対短軸比が５：１、径の差がｒ２である楕円“レーストラック”オリフィスの外側形状を示す。図７Ｅは長軸対短軸比が５対１、外面オリフィス寸法の外周からの内側形状と外側形状の差がｒ２である平行四辺形オリフィスの外側寸法を示す。本実施例では、長軸対短軸比が２：１より大きいこれらの開口形状は隣接するオリフィスの間隔を近くするために約３０゜（θ＝３０゜）回転させなければならない。
【００１５】
図８には、オリフィス板の平面図によって楕円８０１の長軸がインク供給流路２０１を介した射出室へのインクの流れに直角になる向きとされた楕円オリフィス開口の方向付けを示す。図９は同じ楕円開口を示し、同図では長軸８０１はインク供給流路２０１から射出室へのインクの流れの方向に平行に方向付けされている。図８に示すような、非円形オリフィスが２：１より大きい長軸対短軸比を有し、インク供給流路２０１からのインクの流れに直角に方向付けされた実施例では、オリフィスは直角からθ＝約３０゜だけずれた角度で方向付けされる。この方向付けによってオリフィスは内オリフィス寸法８０３、８０５、８０７が互いに接触すなわち干渉することなく小さな間隔で配置することができる。直角からのずれの角度θは本発明の代替実施例では０゜から４５゜の範囲である。金属（たとえば金メッキされたニッケル）によって形成されたオリフィス板（およびオリフィスの外側開口から内側開口にかけて湾曲した平滑なテーパを有するオリフィス板）の好適な方向付けは、図８に示すような細長いオリフィスの長軸がインク供給流路２０１からのインクの流れの方向に直角なものの方向付けであることがわかる。オリフィスがレーザーアブレーションによって製作されるポリイミド等のより柔軟な材料で形成されたオリフィス板（および外側開口から内側開口にかけて比較的直線的なオリフィス穿孔を有するオリフィス板）の好適な方向付けは、図９に示すような細長いオリフィスの長軸がインク供給流路２０１からのインクの流れの方向に平行なものの方向付けである。
【００１６】
図５に戻って、図５に示す断面図は細長いオリフィス開口の長軸に沿った断面図である。オリフィスから出た後のインク滴の頭部５０１は、細長いオリフィスの長軸の方向にひずんだ非球形のインク滴である。このインク滴は媒体までの飛行の間に振動して、媒体に到達するまでの間に通常の涙滴形状を形成する。このインク滴は印刷速度を犠牲にすることなく、またインク流路の最適化に極端な製造公差を必要とすることもなく、尾の部分が大幅に短くなり、また霧が大幅に低減されている。
【００１７】
以上、本発明の実施例について詳述したが、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【００１８】
（実施態様１）
インクが射出されるオリフィス（１０９）を有するインクジェットプリンタ用の印刷ヘッドであって、
インク射出装置（１０１）と、
第１の面と第２の面を持ち、前記第１の面は前記インク射出装置に当接する少なくとも１つのオリフィス（８０１）を有するオリフィス板（１１１）を有し、前記少なくとも１つのオリフィスは長軸と短軸を有し、前記長軸の寸法は前記短軸の寸法より大きく、前記長軸と短軸はそれぞれ前記第２の面に平行であることを特徴とする印刷ヘッド。
【００１９】
（実施態様２）
実施態様１に記載の印刷ヘッドであって、前記長軸の前記より大きい寸法は前記短軸の２倍から５倍の大きさの寸法であることを特徴とする印刷ヘッド。
【００２０】
（実施態様３）
実施態様１に記載の印刷ヘッドであって、前記少なくとも１つのオリフィス（８０１）を有する前記オリフィス板は、前記第２の面における前記少なくとも１つのオリフィスに、前記第１の面における前記少なくとも１つのオリフィスの開口部より面積が小さくそれとほぼ同じ形状の開口部を有することを特徴とする印刷ヘッド。
【００２１】
（実施態様４）
実施態様３に記載の印刷ヘッドであって、前記少なくとも１つのオリフィス（８０１）を有する前記オリフィス板は、前記第２の面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部と前記第１の面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部とを結合する楕円円弧状の断面形状を有することを特徴とする印刷ヘッド。
【００２２】
（実施態様５）
実施態様３に記載の印刷ヘッドであって、前記少なくとも１つのオリフィス（８０１）を有する前記オリフィス板は、前記第２の面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部と前記第１の面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部とを結合する直線状の断面形状を有することを特徴とする印刷ヘッド。
【００２３】
（実施態様６）
実施態様１に記載の印刷ヘッドであって、前記インク射出装置はインク射出室と前記インク射出室に結合されたインク供給流路とを融資、インクは前記オリフィス板の前記第２の面に平行な方向に前記インク射出室に流れこんで前記少なくとも１つのオリフィスを介して前記インク射出室によって射出されたインクを補充することを特徴とする印刷ヘッド。
【００２４】
（実施態様７）
実施態様６に記載の印刷ヘッドであって、前記長軸は前記インク射出室への前記インクの流れの方向にほぼ直角とされ、前記少なくとも１つのオリフィスを有する前記オリフィス板は、前記第２の面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部と前記第１の面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部とを結合する湾曲したオリフィス穿孔断面形状を有することを特徴とする印刷ヘッド。
【００２５】
（実施態様８）
実施態様６に記載の印刷ヘッドであって、前記長軸は前記インク射出室への前記インクの流れの方向に直角な方向に対して０゜から４５゜の角度をなすことを特徴とする印刷ヘッド。
【００２６】
（実施態様９）
実施態様６に記載の印刷ヘッドであって、前記長軸は前記インク射出室への前記インクの流れの方向にほぼ平行とされ、前記少なくとも１つのオリフィスを有する前記オリフィス板は、前記第２の面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部と前記第１の面における前記少なくとも１つのオリフィスの前記開口部とを結合する直線的なオリフィス穿孔断面形状を有することを特徴とする印刷ヘッド。
【００２７】
（実施態様１０）
インクが射出されるオリフィスを有するインクジェットプリンタ用の印刷ヘッドの動作方法であって、
インクに速度を与え、
前記インクを、長軸と短軸を有し前記長軸の寸法が前記短軸の寸法より大きい少なくとも１つの非円形のオリフィス（８０１）から射出することを特徴とする方法。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明を用いると、印刷速度を犠牲にすることなく、またインク流路の最適化に極端な製造公差を必要とすることもなく、尾の部分が大幅に短くなり、またインク滴の霧が大幅に低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】１つのインク射出室を示す従来の印刷ヘッドの断面図である。
【図２】従来の印刷ヘッドのオリフィス板の外面側から見た平面図である。
【図３】インク滴の射出を示す従来の印刷ヘッドの断面図である。
【図４】本発明の一特徴の理解に有益なインク滴／メニスカスシステムの理論モデル図である。
【図５】本発明を採用したインク滴の射出を示す印刷ヘッドの断面図である。
【図６Ａ】従来の印刷ヘッドによる印刷媒体上の霧と長い尾の悪影響を示す印刷結果の写真である。
【図６Ｂ】本発明の印刷ヘッドによる印刷媒体上の印刷結果を示す写真である。
【図７Ａ】本発明に採用することのできるオリフィスの面開口部を示すオリフィス板の外面から見た平面図である。
【図７Ｂ】本発明に採用することのできるオリフィスの面開口部を示すオリフィス板の外面から見た平面図である。
【図７Ｃ】本発明に採用することのできるオリフィスの面開口部を示すオリフィス板の外面から見た平面図である。
【図７Ｄ】本発明に採用することのできるオリフィスの面開口部を示すオリフィス板の外面から見た平面図である。
【図７Ｅ】本発明に採用することのできるオリフィスの面開口部を示すオリフィス板の外面から見た平面図である。
【図８】細長いオリフィス面開口部を射出室およびインク補給の流れの方向との関係において示すオリフィス板の外面から見た平面図である。
【図９】他の細長いオリフィス面開口部を射出室およびインク補給の流れの方向との関係において示すオリフィス板の外面から見た平面図である。
【符号の説明】
１０１：薄膜抵抗器
１０３：半導体基板
１０５：遮断材層
１０７：射出室
１０９：オリフィス
１１１：オリフィス板
１１３：オリフィス板１１１の外面
１１５：オリフィス板１１１の内面
２０１：インク供給流路
３０１：インク滴
３０３：インク滴３０１の尾
４０１：質量
４０３：ばね
４０４：固定構造
４０５：減衰関数
５０１：インク滴の頭部
５０３：インク滴の尾
８０１：非円形オリフィスの長軸
８０３、８０５、８０７：内オリフィス寸法
ｒ：オリフィスの外半径
ｒ２：外半径ｒと射出室への開口の半径の差
θ：オリフィスの回転角度
【図１】
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【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８】
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【図９】
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