JP2001508371A - 排出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流体から物質を排出する排出装置が記載される。排出セル（５）は、排出すべき物質を含む流体を収容し、排出直立部は物質が排出される位置を規定する排出直立部（６）を有する。排出直立部（６）を実質的に取り囲むように、１つ又は複数の排出電極（９）がセル内に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 排出装置 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。 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。 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、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。 ‘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。 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。 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、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。 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。 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。 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。 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。 本発明に従う装置の例を添付図面を参照して以下に説明し、添付図面において 、 図１は、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り、 図２は、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し、 図３及び４は、図１のセルの部分的断面図及びその改良であり、及び 図５は、本発明に従う装置の更なる代替的形態を示す。 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。 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８が設けられ、面取りされた 面８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。 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。 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。 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８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。 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。

【手続補正書】 【提出日】平成１１年７月９日（１９９９．７．９） 【補正内容】 明細書 排出装置 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。 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。 EP-A-0703081 、EP-A-0046295及びUS-A-4396925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。 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。 ‘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。 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。 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 料により作られ 、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。 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。 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。 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。 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。 本発明に従う装置の例を添付図面を参照して以下に説明し、添付図面において 、 図１は、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り、 図２は、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し、 図３及び４は、図１のセルの部分的断面図及びその改良であり、及び 図５は、本発明に従う装置の更なる代替的形態を示す。 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。 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８が設けられ、面取りされた面８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１ ４が設けられる。 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。 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。 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８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。 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。 請求の範囲 １．流体から物質を排出する排出装置において、 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、 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、を備える排出装置。 ２．前記排出電極は、排出直立部の周囲の少なくとも５０％を取り囲んで延びて いる請求項１に記載の装置。 ３．前記排出電極は、複数の部分を有する電極である請求項１又は２に記載の装 置。 ４．流体から物質を排出する排出装置において、 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、 前記セルから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 各々が前記排出直立部の各側部に配置される一対の排出電極と、を備える装置 。 ５．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４に記載の装置。 ６．前記排出電極は、複数の部分を有する電極である請求項４又は５に記載の装 置。 ７．前記排出直立部は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、 前記排出直立部はセパレータの角を含み、前記セパレータの角は、前記セルを少 なくとも部分的に２つの２分割部分に分割し、前記２分割部分の各々はセパレー タの各側部上にある請求項４乃至６のいずれかに記載の装置。 ８．前記セパレータは実質的に平坦又は板状であり、複数のセルが間隔を空けて 接近して配列され、各セルは、各々が各側部上にある一組の第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、交互の位置のセパレータを使用して排出 直立部が形成される請求項７に記載の装置。 ９．前記第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、排出直立部は前記境界を通って突出し、板状セパレータの積み重ねが排出 セルの列を規定し、前記排出セルの各々は１つの角に排出直立部を有する請求項 ８に記載の装置。 １０．前記セルの側端部は適切に配置されたカバープレートにより閉じられてい る請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。 １１．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 又は２次的な電極を構成する請求項１０に記載の装置。 １２．各排出電極の第１部分は排出直立部の面上に配置され、各排出電極の第２ 部分は隣接するセパレータの対向面上に配置される請求項６乃至８のいずれかに 記載の装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ， ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ジェンス ヴァン レンスバーグ，リチャ ード，ウィルヘルム イギリス国，シービー４ ５ビーダブリュ ケンブリッジ，ロングスタントン，コウ ルズフィールド 16 (72)発明者 ティープ，ジョン イギリス国，シービー４ １エルエル ケ ンブリッジ，ワーレン ロード 54 (72)発明者 エマートン，ネイル イギリス国，シービー５ ８イーワイ ケ ンブリッジ，リバーサイド，ストーブリッ ジ ハウス ３ (72)発明者 ニューコーム，ガイ，チャールズ，ファー ンレイ イギリス国，シービー１ ２ピーディー ケンブリッジ，エインズワース ストリー ト 94

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．流体から物質を排出する排出装置において、 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、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、を備える排出装置。 ２．前記排出電極は、排出直立部の周囲の少なくとも５０％を取り囲んで延びて いる請求項１に記載の装置。 ３．前記排出電極は、複数の部分を有する電極である請求項１又は２に記載の装 置。 ４．流体から物質を排出する排出装置において、 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、前記セルから外側へ 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 各々が前記排出直立部の各側部に配置される一対の排出電極と、を備える装置 。 ５．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４に記載の装置。 ６．前記排出電極は、複数の部分を有する電極である請求項４又は５に記載の装 置。 ７．前記排出直立部は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、 前記排出直立部はセパレータの角を含み、前記セパレータの角は、前記セルを少 なくとも部分的に２つの２分割部分に分割し、前記２分割部分の各々はセパレー タの各側部上にある請求項４乃至６のいずれかに記載の装置。 ８．前記セパレータは実質的に平坦又は板状であり、複数のセルが間隔を空けて 接近して配列され、各セルは、各々が各側部上にある一組の第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、交互の位置のセパレータを使用して排出 直立部が形成される請求項７に記載の装置。 ９．前記第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、排出直立部は前記境界を通って突出し、板状セパレータの積み重ねが排出 セルの列を規定し、前記排出セルの各々は１つの角に排出直立部を有する請求項 ８に記載の装置。 １０．前記セルの側端部は適切に配置されたカバープレートにより閉じられてい る請求項１乃至９のいずれかに記載の装置。 １１．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 又は２次的な電極を構成する請求項１０に記載の装置。 １２．各排出電極の第１部分は排出直立部の面上に配置され、各排出電極の第２ 部分は隣接するセパレータの対向面上に配置される請求項６乃至８のいずれかに 記載の装置。