KR101087315B1 - 액체 토출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체의 액실로의 보급을 안정적으로 행할 수 있는 동시에, 액체 토출부들 간의 액적의 토출에 의한 간섭을 감소시킬 수 있는 액체 토출 장치로서, 토출해야 할 액체를 수용하는 잉크 액실(12)과, 잉크 액실(12) 내의 액체를 토출시키기 위한 노즐(18)을 포함하는 액체 토출부를, 기판 상에 복수 병설한 액체 토출 헤드를 구비하는 액체 토출 장치이며, 각 액체 토출부마다 마련되어 잉크 액실(12)과 연통하고, 잉크 액실(12) 내에 액체를 공급하기 위한 개별 유로(20)와, 복수의 개별 유로(20)에 대해 1개 마련되고 복수의 개별 유로(20)의 전체와 연통하고, 복수의 개별 유로(20)로 액체를 보내기 위한 공통 유로(30)를 구비하고, 공통 유로(30)는 액체의 공급원측에 마련된 제1 공통 유로(31)와, 개별 유로(20)에 인접하여 마련되고 제1 공통 유로(31)보다 액체의 유로 저항이 큰 제2 공통 유로(32)를 구비한다.

잉크 액실, 개별 유로, 공통 유로, 액체 토출 장치, 배리어층

Description

액체 토출 장치 {LIQUID DISCHARGING DEVICE}

본 발명은, 액실 내의 액체를 노즐로부터 토출시키는 액체 토출 장치에 있어서 액체의 유로 구조에 관한 것으로, 상세하게는 유로 저항이 다른 복수의 공통 유로를 마련함으로써 액적의 토출시의 압력 변동의 영향을 적게 하는 기술에 관한 것이다.

종래의 액체 토출 장치 중 하나인 잉크젯 프린터에 있어서, 잉크의 유로 구조로서는 예를 들어 일본 특허 공개 제2003-136737호 공보의 도4에 개시되어 있는 것이 알려져 있다.

구체적으로는, 상기 일본 특허 공개 제2003-136737호 공보에는 잉크 가압실에 연통되도록 유로판에 의해 잉크 유로가 형성된 것이 개시되어 있다.

상기 구성에서는, 잉크 가압실의 입구 부분이, 각 잉크 가압실마다의 개별 유로를 형성하고 있다. 또한, 잉크 유로는 모든 잉크 가압실의 각 개별 유로에 잉크를 공급하는 공통 유로를 형성하고 있다.

도17은 개별 유로 및 공통 유로와, 잉크 액실[상기 일본 특허 공개 제2003-136737호 공보의 잉크 가압실과 동의(同義)]을 모식적으로 도시한 도면으로, 잉크의 토출시의 동작(도면 중 화살표로 잉크의 움직임을 나타냄)을 시계열로 설명하는 도면이다. 도17에 있어서, 잉크 액실(a), 개별 유로(b) 및 공통 유로(c)는 연통되어 있고, 잉크가 공통 유로(c) → 개별 유로(b) → 잉크 액실(a)로 유통(공급) 가능하게 형성되어 있다.

또한, 잉크 액실(a) 내에는, 잉크 액실 내의 잉크를 토출하기 위한 발열 소자(d)가 설치되어 있다. 또한, 잉크 액실(a)의 바닥면에 발열 소자(d)를 설치한 경우에는, 통상은 잉크 액실(a)의 상면에 노즐(e)이 위치하지만, 도17에서는 도시 상의 편의를 위해 잉크 액실(a)의 우측에 노즐(e)을 도시하고 있다.

우선, 도면 중「(1) 정지」상태에서는, 잉크 액실(a) 내에는 잉크가 채워져 있다.

잉크의 토출시, 즉 도면 중「(2) 팽창」상태에는 발열 소자(d)가 급속히 가열되어, 잉크 액실(d) 내에 기포를 발생시킨다. 이 기포의 발생에 의해 잉크 액실(a) 내의 잉크에는 비상력이 부여되고, 그 비상력에 의해 잉크 액실(a) 내의 잉크의 일부가 잉크 액적으로서 노즐(e)로부터 토출된다.

상기한「(2) 팽창」상태의 직후에는, 발열 소자(d)의 가열이 종료된다. 또한, 잉크 액적이 토출되는 동시에 잉크 액실(a) 내의 기포가 소멸되므로, 다음「(3) 수축」상태로 이행하고 잉크 액실(a) 내는 감압된다. 또한 다음「(4) 보충」상태에서는, 토출된 잉크 액적에 상당하는 만큼의 잉크가 공통 유로(c) 및 개별 유로(b)를 거쳐서 잉크 액실(a) 내에 보충된다.

이상과 같이, 잉크의 토출시에는 정지 상태로부터, 팽창, 수축 및 보충의 동작을 반복하게 된다.

여기서, 예를 들어 가솔린 엔진에서는 엔진의 회전에 동기한 흡기 및 배기 밸브를 이용하여, 양 밸브를 완전히 폐쇄한 상태에서 내부에서 폭발을 일으키게 하지만, 도17에 도시한 잉크젯 프린터의 헤드에서는 가솔린 엔진의 밸브에 상당하는 것을 갖고 있지 않다.

이로 인해, 발열 소자(d)에 가한 에너지에 대해 효율적으로 잉크 액적을 토출시키기 위해서는, 팽창시에 가능한 한 잉크를 노즐(e) 방향(도17 중, 우측 방향)으로 팽창시킬 필요가 있다. 환언하면, 팽창시에는 노즐(e)측과 역방향의 개별 유로(b)측(도17 중, 좌측 방향)으로 물러나는 잉크의 양을 가능한 한 적게 하는 것이 토출시의 효율을 높이게 된다.

그러나, 전술한 종래의 기술에서는 발열 소자(d)의 가열에 의한 팽창시에는 잉크 액실(a) 내부로부터 개별 유로(b), 또한 공통 유로(c)측에, 가압에 의한 충격파가 전파되는 문제가 있다. 또한, 수축시에는 개별 유로(b)를 통해 감압에 의한 충격파가 발생되는 문제가 있다.

도18은 도17에서 나타낸 정지, 팽창, 수축 및 보충의 각 동작에 있어서의 충격파의 상호 간섭 상태를 도시한 도면이다.

도18에 도시한 바와 같이, 팽창시에는 잉크 액실(a)로부터 노즐(e)의 토출 방향 외에 개별 유로(b)측에 가압 충격파가 발생된다. 또한, 수축시에는 개별 유로(b)측으로부터 잉크를 잉크 액실(a)로 인입하기 위한 감압 충격파가 발생된다. 이들 가압 충격파나 감압 충격파가 공통 유로(c)에까지 영향을 미칠 것이라 추측된다. 그리고, 이러한 충격파는 토출 동작을 행한 잉크 액실(a)에 인접한 잉크 액실 (a)에 영향을 미친다. 예를 들어, 가압 충격파가 인접한 잉크 액실(a)에 도달하면, 그 잉크 액실(a) 내의 압력이 증가한다. 또한, 감압 충격파가 인접하는 잉크 액실(a)에 도달하였을 때에는 그 잉크 액실(a) 내의 압력이 감소한다.

도19는 잉크 액실(a) 내의 압력과, 토출되는 잉크 액적과의 관계를 설명하는 도면이다. 도19에서는 상단으로부터 차례로, 정지시, 기포 발생시, 기포 소멸시, 잉크 액적 토출시를 나타내고 있다. 또한, 도면 중 좌측의 열(A-1)은 잉크 액실(a) 내의 압력이 적정치보다 작은 경우(압력 < 적정치)를 나타내고, 중앙의 열(A-2)은 잉크 액실(a) 내의 압력이 적정치인 경우(압력 = 적정치)를 나타내고, 우측의 열(A-3)은 잉크 액실(a) 내의 압력이 적정치보다 큰 경우(압력 > 적정치)를 나타내고 있다.

도19에 도시한 바와 같이, 잉크 액실(a) 내의 압력이 적정치인 경우에는, 잉크 액적의 토출 전(정지시)의 메니스커스는 노즐(e)의 토출면보다 내측으로 움푹 패여 있고, 노즐 단부에 작용하는 표면 장력과 외기압에 대해 잉크 액실(a) 내의 압력이 균형 잡혀 적정 위치를 유지하고 있다.

잉크 액실(a) 내의 압력이 변화하면, 그에 따라서 잉크 액실(a) 내의 잉크량이 변화되기 때문에, 토출되는 잉크 액적의 양이 변화된다. 즉, 잉크 액실(a) 내의 압력이 낮아지면 도면 중 좌측의 열(A-1)에 나타낸 바와 같이 토출되는 잉크 액적의 양이 감소한다. 이에 대해, 잉크 액실(a) 내의 압력이 높아지면, 도면 중 우측의 열(A-3)에 나타낸 바와 같이 토출되는 잉크 액적의 양이 증가한다.

이러한, 토출되는 잉크 액적의 양이 변화하였을 때에는 잉크 액적이 착탄된 결과를 보면, 잉크의 농도 변화(농도 불균일)가 되어 나타난다.

도20은 600 DPI용으로 제작된 잉크젯 프린터용의 라인 헤드로, 잉크 액적의 토출을 행하고 토출된 잉크의 농도 변화를 잉크 액적의 변화(체적/중량)로서 계측한 결과를 그래프로 나타낸 도면이다. 도면 중, 횡축은 노즐 위치를 나타내고 있고, 종축은 농도(도면 중, 상부 방향을 향해 색이 짙어지는 방향)를 나타내고 있다. 본 예에서는, 32개의 노즐마다 화소당 1개의 돗트를 기록한 부위와, 잉크 액적을 토출시키고 있지 않는 부위(블랭크 ; 백색 바탕의 부분)를 번갈아 배치한 것이다.

또한, 도21의 상측은 도20 중 1점 쇄선으로 둘러싸인 부분의 실제의 농도 변화가 어떻게 보이는지를 색의 농담에 따라 치환한 것이며, 명도만의 정보로 한 것이다. 또한, 도21의 하측은 압력 변동에 의한 변화가 발생되지 않는 이상 상태를 참조치로서 나타내고, 상부 절반분의 농도 평균치(160)를 나타낸 것이다.

도20의 데이터 및 도21의 상측의 도면은, 모두 실제로 발생되고 있는 순간적인 변동을 나타내고 있는 것은 아니며, 각 노즐(e)에 일정 길이의 기록(실제로는, 각 화소당 1회의 토출을 행하여, 196화소, 약 25 mm, 196회의 토출에 걸치는 길이의) 데이터를 평균하여 제작한 것이다.

이 도면으로부터, 긴 기간의 평균화를 행하고 있음에도 불구하고, 노즐(e)마다 특성이 농도 160 부근에 머무르지 않고 상하로 심하게 변동하고 있는, 즉 정상파가 존재하고 있는 것을 이해할 수 있다. 또한, 평균치조차 이와 같이 눈에 보이는 변동으로서 잔류하고 있는 것은, 순간치는 이들 변화보다도 더 큰 것이 일어나고 있다고 생각된다.

이상과 같이, 잉크 액적의 토출시 및 기포의 수축시에 발생하는 충격파의 영향에 의해, 농도가 불균일해지는 것을 억제하는 방법으로서, 예를 들어 첫 번째로 개별 유로(b)를 가늘게 하는(유로 단면적을 작게 하는) 방법을 생각할 수 있다. 또한, 두 번째로 개별 유로(b)를 가늘게 하지는 않지만 길게 하는 방법을 생각할 수 있다.

이들 방법에 의해, 각 잉크 액실(a) 사이의 토출에 의한 간섭을 줄일 수 있어, 토출되는 잉크 액적량의 변동을 적게 할 수 있다.

그러나, 상기 방법에서는 개별 유로(b)의 유로 저항이 증대되므로 잉크 액적의 토출 후의, 잉크 액실(a)로의 잉크의 보충(리필) 시간도 또한 길어진다고 하는 문제가 있다. 또한, 개별 유로(b)를 가늘게 함으로써 그만큼 쓰레기나 먼지 등이 가득 차기 쉬워져 잉크의 토출이 불가능해질 우려가 있는 문제가 있다. 또한, 상기 제2 방법[개별 유로(b)를 길게 하는 방법]에서는 헤드가 대형화된다고 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 리필 시간을 길게 하는 일 없이, 쓰레기나 먼지 등에 의해 토출 불량이 될 리스크를 증가시키는 일 없이, 또한 헤드를 대형화하는 일 없이, 충격파의 영향을 적게 하여 토출된 잉크 액적의 농도차를 작게 하는 것이다.

본 발명은, 이하의 해결 수단에 의해 상술한 과제를 해결한다.

본 발명은 토출해야 할 액체를 수용하는 액실과, 상기 액실 내에 배치되고, 상기 액실 내의 액체에 비상력을 부여하는 비상력 공급 수단과, 상기 비상력 공급 수단의 비상력에 의해 상기 액실 내의 액체를 토출시키기 위한 노즐을 형성한 노즐 형성 부재를 포함하는 액체 토출부를 기판 상에 복수 병설한 액체 토출 헤드를 구비하는 액체 토출 장치로서, 각 상기 액체 토출부마다 마련되고, 상기 액실과 연통하여, 상기 액실 내에 액체를 공급하기 위한 개별 유로와, 복수의 상기 개별 유로에 대하여 각각 1개 마련된 제1 공통 유로 및 제2 공통 유로를 구비하고, 상기 액실은 상기 개별 유로, 상기 제1 공통 유로 및 상기 제2 공통 유로 중 상기 개별 유로와만 연통하고, 상기 제1 공통 유로는 액체의 공급원측에 마련된 것이며, 상기 제2 공통 유로와 연통하고, 상기 제2 공통 유로는 상기 제1 공통 유로와 상기 개별 유로 사이에 개재됨으로써 복수의 상기 개별 유로 모두와 연통하고, 상기 제1 공통 유로보다 유로 단면적이 작은 것에 의해 상기 제1 공통 유로보다 액체의 유로 저항이 큰 것이며, 상기 개별 유로는 상기 기판의 상기 액실이 형성된 면과 동일면 상에 형성되고, 상기 기판은 상기 개별 유로가 마련된 면에 인접하는 면으로서, 상기 개별 유로가 마련된 면에 수직인 면을 갖고, 상기 제2 공통 유로 중 적어도 일부는 상기 수직인 면을 사용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서는, 액체의 공급원으로부터 잉크가 보내질 때에는 제1 공통 유로로부터 유로 저항이 큰 제2 공통 유로를 거쳐서 개별 유로로 보내진다. 또한, 액체의 토출시 등에 액실에 발생되는 충격파 중, 개별 유로를 통과하는 충격파는 제2 공통 유로를 통과할 필요가 있다.

또한, 충격파가 다른 액체 토출부를 향하는 경우에는, 제2 공통 유로를 통해 개별 유로로 들어갈 필요가 있다.

이와 같이, 제1 공통 유로와 개별 유로 사이에는 유로 저항이 큰 제2 공통 유로가 개재되기 때문에, 액체는 큰 저항을 수반하므로 급격히 이동할 수 없게 된다. 또한, 1개의 액체 토출부의 액실에 발생된 충격파는 제2 공통 유로에 의해 감쇠된 후에 다른 액체 토출부의 액실에 도달한다.

본 발명에 따르면, 액체의 액실로의 보급을 안정적으로 행할 수 있는 동시에 액체 토출부 상호의 액적의 토출에 의한 간섭을 감소시킬 수 있다. 이에 의해, 토출되는 액적량을 일정하게 함으로써 착탄된 액적의 농도 변동을 적게 할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 액체 토출 장치를 적용한 잉크젯 프린터의 헤드를 도시하는 분해 사시도이다.

도2는 잉크 액실, 개별 유로 및 공통 유로의 연통 상태를 모식적으로 도시하는 평면도 및 측면도이다.

도3은 듀얼·인라인 방식의 헤드[도면 중, 도3의 (A)]와 라인 헤드[도면 중, 도3의 (B)]를 도시하는 평면도이다.

도4는 수평 공통 유로의 2개의 형태를 예시한 평면도이다.

도5는 수직 공통 유로를 도시하는 단면도로, 좌측은 1열의 노즐열에 대해 잉크를 공급하는 경우의 예를 도시하고, 우측은 2열의 노즐열에 대해 잉크를 공급하는 경우의 예를 도시한다.

도6은 도5 중 좌측의 도면을 비스듬히 하부 방향으로부터 본 사시도이다.

도7은 시험 제작품의 각 치수를 설명하는 단면도이다.

도8은 각 시험 제작품의 번호와, 그 각 치수를 표로서 나타내는 도면이다.

도9는 시험 제작 번호「SS207」,「SS941」및「SS1062」에 있어서의 수평 공통 유로에 설치한 기둥을 도시하는 평면도이다.

도10은 이른바 트랜스버설 필터를 나타내는 도면이다.

도11은 식 1에 있어서 A의 값을 적당하게 바꾼 경우의 F(ω)의 특성을 그래프로서 나타내는 도면이다.

도12는 계수 A를 적절하게 선택하고, 본 실시예의 실험에 이용한 화상 판독기에서의 바람직한 설정치를 구한 것이다.

도13은 시험 제작 번호「SS207」과「SS941」의 특성 비교를 그래프로서 나타내는 도면이다.

도14는 시험 제작 번호「SS207」과「SS941」의 농도 변화를 명도만의 정보로서 나타내는 도면이다.

도15는 시험 제작 번호「SS1062」와「SS1083」으로 수평 공통 유로의 차이에 의한 차를 그래프로서 나타내는 도면이다.

도16은 시험 제작 번호「SS1062」와「SS1083」의 농도 변화를 명도만의 정보로서 나타내는 도면이다.

도17은 개별 유로 및 공통 유로와 잉크 액실을 모식적으로 도시한 도면으로, 잉크의 토출시의 동작을 시계열로 설명하는 도면이다.

도18은 도17에서 도시한 정지, 팽창, 수축 및 보충의 각 동작에 있어서의 충격파의 상호 간섭 상태를 도시하는 도면이다.

도19는 잉크 액실 내의 압력과 토출되는 잉크 액적의 관계를 설명하는 도면이다.

도20은 600 DPI용으로 제작된 잉크젯 프린터용의 라인 헤드로 잉크 액적의 토출을 행하고, 토출된 잉크의 농도 변화를 잉크 액적의 변화로서 계측한 결과를 그래프로 나타내는 도면이다.

도21은, 상측은 도20 중, 1점 쇄선으로 둘러싸인 부분을 색의 농담에 의해 치환한 것이고, 하측은 압력 변동에 의한 변화가 발생되지 않는 이상 상태를 농도 평균치(160)로서 나타낸 것이다.

이하, 도면 등을 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대해 설명한다. 도1은 본 발명에 따른 액체 토출 장치를 적용한 잉크젯 프린터(이하, 단순히「프린터」라 함)의 헤드(11)를 도시하는 분해 사시도이다. 도1에 있어서, 노즐 시트(본 발명에 있어서의 노즐 형성 부재에 상당하는 것)(17)는 배리어층(16) 상에 접합되지만, 이 노즐 시트(17)를 분해하여 도시하고 있다.

또한, 도1에서는 후술하는 공통 유로(30)의 도시를 생략하고 있고, 개별 유로(20)만을 도시하고 있다.

헤드(11)에 있어서, 기판 부재(14)는 실리콘 등으로 이루어지는 반도체 기판(15)과, 이 반도체 기판(15)의 한쪽면에 석출 형성된 발열 소자(본 발명에 있어서의 비상력 공급 수단에 상당하는 것이며, 특히 본 실시 형태에서는 저항에 의해 형성한 발열 저항체)(13)를 구비하는 것이다. 발열 소자(13)는 반도체 기판(15) 상에 형성된 도체부(도시하지 않음)를 거쳐서 후술하는 회로와 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 배리어층(16)은 예를 들어 노광 경화형의 드라이 필름 레지스트로 이 루어지고, 반도체 기판(15)의 발열 소자(13)가 형성된 면의 전체에 적층된 후, 포토리소 프로세스에 의해 불필요한 부분이 제거됨으로써 형성되어 있다.

또한, 노즐 시트(17)는 복수의 노즐(18)이 형성된 것이며, 예를 들어 니켈에 의한 전기 주조 기술에 의해 형성되고, 노즐(18)의 위치가 발열 소자(13)의 위치와 맞도록, 즉 노즐(18)이 발열 소자(13)에 대향하도록 배리어층(16) 상에 접합되어 있다.

잉크 액실(12)은 발열 소자(13)를 둘러싸도록 기판 부재(14)와 배리어층(16)과 노즐 시트(17)로 구성된 것이다. 즉, 기판 부재(14)는 도면 중 잉크 액실(12)의 바닥벽을 구성하고, 배리어층(16)은 잉크 액실(12)의 측벽을 구성하고, 노즐 시트(17)는 잉크 액실(12)의 천정벽을 구성한다.

상기한 1개의 헤드(11)에는, 통상 100개 단위의 복수의 발열 소자(13) 및 각 발열 소자(13)를 구비한 잉크 액실(12)을 구비하고, 프린터의 제어부로부터의 지령에 의해 이들 발열 소자(13)의 각각을 일의적으로 선택하여 발열 소자(13)에 대응하는 잉크 액실(12) 내의 잉크를 잉크 액실(12)에 대향하는 노즐(18)로부터 토출시킬 수 있다.

즉, 헤드(11)와 결합된 잉크 탱크(도시하지 않음)로부터 후술하는 공통 유로(30), 또한 개별 유로(20)를 거쳐서 잉크 액실(12)에 잉크가 채워진다. 그리고, 발열 소자(13)에 단시간 예를 들어 1 내지 3 μsec 동안 펄스 전류를 흐르게 함으로써 발열 소자(13)가 급속히 가열되고, 그 결과 발열 소자(13)와 접하는 부분에 기상의 잉크 기포가 발생하고, 그 잉크 기포의 팽창에 의해 일정 체적의 잉크가 밀 어내어진다(잉크가 비등한다). 이에 의해, 노즐(18)에 접하는 부분의 상기 밀어 내어진 잉크와 거의 동등한 체적의 잉크가 액적으로서 노즐(18)로부터 토출되고, 인화지(액체 토출 대상체) 상에 착탄된다.

또한, 본 명세서에 있어서 1개의 잉크 액실(12)과, 이 1개의 잉크 액실(12) 내에 배치된 발열 소자(13)와, 그 상부에 배치된 노즐(18)을 포함하는 노즐 시트(17)로 구성되는 부분을,「액체 토출부」라 한다. 즉, 헤드(11)는 복수의 액체 토출부를 병설한 것이다.

또한, 도1 중 배리어층(16)은 평면적으로 보았을 때에 대략 빗살형을 이루고 있다. 이에 의해, 잉크 액실(12)에 연통하여 도1 중 우측 전방으로 연장되는 잉크 유로가 형성된다. 이 부분은, 각 액체 토출부마다 마련되는 개별 유로(20)가 된다. 이 개별 유로(20)는, 후술하는 공통 유로(30)에 연통하고 있어, 공통 유로(30)로부터 개별 유로(20)로 잉크가 보내지고, 다시 개별 유로(20)로부터 잉크 액실(12)로 잉크가 보내진다.

도2는 잉크 액실(12), 개별 유로(20) 및 공통 유로(30)의 연통 상태를 모식적으로 도시한 평면도 및 측면도이다.

상술한 바와 같이, 개별 유로(20)는 각 잉크 액실(12)마다 마련된 것이지만, 공통 유로(30)는 모든 개별 유로(20)와 연통하는 유로로서 1개 마련되어 있다. 또한 본 발명에서는, 공통 유로(30)는 제1 공통 유로(31)와 제2 공통 유로(32)로 구성되어 있다. 제1 공통 유로(31)는, 잉크 탱크(도시하지 않음), 즉 잉크의 공급원측에 마련되고 잉크 탱크와 연통된 유로이며, 유로 면적도 종래와 같이 크게 형성 되어 있어 잉크를 균일하게 공급하기 위한 것이다.

또한, 제2 공통 유로(32)는, 제1 공통 유로(31)와 개별 유로(20) 사이에 개재되어 있고 양자에 연통하고 있다. 이 제2 공통 유로(32)는 간섭 및 외란을 감쇠시키기 위한 것으로, 제1 공통 유로(31)와 독립되어 설치되어 있다. 또한, 제2 공통 유로(32)는 문자 그대로 공통 유로(30)의 일부이므로, 모든 개별 유로(20)와 연통하고 있다.

또한, 본 발명에서는 제2 공통 유로(32)는 개별 유로(20)에 인접하고 있고, 제1 공통 유로(31)보다 유로 저항(액체가 흐를 때의 액체의 흐름에 저항하는 힘)이 커지도록 형성된 것이다. 이에 대해, 제1 공통 유로(31)는 제2 공통 유로(32)보다도 유로 단면적이 대폭 크게 설정되어 있다. 이와 같이 유로 단면적에 차를 마련함으로써, 제2 공통 유로(32)의 유로 저항을 제1 공통 유로(31)보다 크게 하고 있다.

또한, 도2의 평면도에서는 액체 토출부의 잉크 액실(12) 내의 팽창(기포 발생) 및 수축(기포 소멸)의 상태를 나타내고 있다.

우선, 기포 발생시(팽창시)에는 가압 충격파가 발생하고 노즐(18)의 토출면측을 향하는 가압 충격파와, 잉크 액실(12)로부터 개별 유로(20)측 또한 공통 유로(30)를 향하는 가압 충격파가 발생한다.

가압 충격파는 개별 유로(20)로부터 제2 공통 유로(32)측을 향하지만, 이 제2 공통 유로(32)의 유로 저항이 크기 때문에 가압 충격파는 제2 공통 유로(32)를 통과함으로써 제1 공통 유로(31)측까지 도달할 때에는 상당히 감쇠된다. 이로 인 해, 가압 충격파는 제1 공통 유로(31) 내에 인입되었을 때에는 최초의 크기보다 상당히 작아져 있다. 그리고, 이 가압 충격파는 인접하는 액체 토출부에 영향을 미치지만, 인접하는 액체 토출부의 잉크 액실(12) 내에 도달하기 위해서는, 다시 제2 공통 유로(32)[및 그 액체 토출부의 개별 유로(20)]를 통과할 필요가 있다. 따라서, 가압 충격파는 다시 제2 공통 유로(32)[및 그 액체 토출부의 개별 유로(20)]를 통과함으로써 감쇠된다.

이와 같이, 기포 발생에 의해 발생한 가압 충격파는, 다른 액체 토출부의 잉크 액실(12)에 도달할 때까지, 2회 유로 저항이 큰 제2 공통 유로(32)를 통과하게 되므로, 이 통과에 의해 가압 충격파는 다른 액체 토출부의 잉크 액실(12)에 도달하였을 때에 그 잉크 액실(12)에 거의 영향을 미치지 않는 정도까지 감쇠되게 된다.

또한, 기포 소멸(수축)시에 있어서도 감압 충격파가 발생하지만, 이것도 상기한 가압 충격파와 마찬가지로 다른 액체 토출부의 잉크 액실(12)에 도달할 때까지는 2회 유로 저항이 큰 제2 공통 유로(32)를 통과해야만 하므로, 상당 정도 감쇠되어 다른 액체 토출부의 잉크 액실(12)에 도달하였을 때에 그 잉크 액실(12)에 거의 영향을 미치지 않는 정도까지 감쇠되게 된다.

즉, 제2 공통 유로(32)의 유로 저항이 크기 때문에, 이 제2 공통 유로(32)를 통한 급격한 잉크의 이동은, 큰 저항을 수반하므로 할 수 없게 된다(유로 저항은 폭에 반비례하고, 속도의 제곱에 반비례한다).

이상과 같이, 제2 공통 유로(32)는 이른바 완충대로서 기능하는 것이 된다.

또한, 액체의 토출 이외의 다른 이유에 의해 제1 공통 유로(31)측에서 압력 변동이 발생된 경우, 예를 들어 제1 공통 유로(31)로의 외부로부터의 잉크 공급량이 변동하였을 때나 공급 속도가 증대하여 내부에서 잉크의 흐름이 난류가 되었을 때의 압력 변동 등의 영향도 완화할 수[잉크 액실(12)에 미치는 영향을 적게 할 수] 있다.

이에 의해, 각 액체 토출부가 항상 안정된 잉크 액적량을 토출할 수 있어, 그 결과 고품위의 인화를 할 수 있게 된다. 또한, 제2 공통 유로(32)의 유로 저항을 적절하게 선택함으로써, 각각의 액체 토출부가 잉크 액적을 토출할 때의 압력 변동으로 발생되는 간섭을 대폭 경감시킬 수 있다.

또한, 본 발명과 같은 공통 유로(30)는 1개의 헤드(11)로 이루어지는 시리얼 방식의 헤드 외에, 복수의 헤드(11)를 나란히 형성한 헤드(유닛)에 대해서도 적용할 수 있다.

도3은 듀얼·인라인 방식[도면 중, 도3의 (A)]의 헤드(듀얼 인라인 헤드)와, 라인 방식[도면 중, 도3의 (B)]의 헤드(라인 헤드)를 도시한 평면도이다.

도3의 듀얼·인라인 방식의 헤드는 1개의 헤드(11) 중에 헤드(11)의 이면으로부터 표면에 도달하는 관통 구멍에 의한 잉크 공급 구멍을 마련한 구조와는 달리, 2개의 헤드(11)를 노즐(18)의 배열 방향에 대해 수직인 방향으로 배열하는 공시에 양단부를 더미 헤드(40)[헤드(11)와 적어도 같은 크기(외형)로 형성되고, 잉크 액적의 토출을 행하지 않는 헤드이며, 헤드(11)로서의 기능을 갖지 않는 것이라도 좋고, 헤드(11) 그 자체를 이용해도 좋음]로 막아, 폐색된 공통 유로(30)를 형 성한 것이다. 또한, 2개의 헤드(11)의 개별 유로(20)가 공통 유로(30)를 향하도록 배치된다.

또한, 도3의 라인 헤드는 본 예에서는 노즐(18)의 배열 방향으로 헤드(11)와 더미 헤드(40)를 번갈아 4개 배열하는 동시에 이것을 2단 형성하고, 또한 양단부를 더미 헤드(40)로 막아, 폐색된 공통 유로(30)를 형성한 것이다. 또한, 상기와 마찬가지로 각 헤드(11)의 개별 유로(20)가 공통 유로(30)를 향하도록 배치된다.

다음에, 제2 공통 유로(32)의 보다 구체적인 형상에 대해 설명한다.

우선, 제2 공통 유로(32)의 유로 저항은 헤드(11)의 모든 개별 유로(20)로의 잉크의 이동 방향에 대한 유로 저항이 대략 일정해지도록 형성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제2 공통 유로(32)의 개별 유로(20)로의 잉크의 이동 방향에 있어서의 유로 단면적을 대략 동일하게 하는 것 등을 들 수 있다.

또한, 복수의 헤드(11)를 이용하는 경우에는 모든 헤드(11)의 제2 공통 유로(32)가, 동일한 유로 저항을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 도3에 도시한 바와 같이 모든 헤드(11)에 대해 1개의 제2 공통 유로(32)를 마련하는 경우에는, 제2 공통 유로(32)로부터 각 개별 유로(20)로의 잉크의 이동 방향에 있어서의 유로 단면적을 일정하게 하는 것 등을 들 수 있다. 또한, 도시하지 않았지만 복수의 헤드(11)를 이용하는 경우에 있어서, 복수의 제2 공통 유로(32)를 마련하는 경우에는 각 제2 공통 유로(32)로부터, 각 제2 공통 유로(32)와 연통하는 각 개별 유로(20)로의 잉크의 이동 방향에 있어서의 유로 단면적을 일정하게 하는 것 등을 들 수 있다.

또한, 제2 공통 유로(32)의 잉크의 이동 방향(유로 방향)은 개별 유로(20)와 동일 방향(도2의 측면도에서 보았을 때에, 동일 방향인 것을 의미함)이라도 좋지만, 다른 방향이라도 좋다. 예를 들어, 기판 부재(14)의 개별 유로(20)가 마련된 면 상에 제2 공통 유로(32)를 마련하여 개별 유로(20)와 연통하도록 하면, 제2 공통 유로(32)와 개별 유로(20)의 잉크의 이동 방향을 동일 방향으로 형성할 수 있다. 또한, 개별 유로(20)와 동일면에 형성하지 않는 경우라도 제2 공통 유로(32)와 개별 유로(20)의 잉크의 이동 방향을 평행한 방향으로 설정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 개별 유로(20)가 마련된 면의 상부이며, 개별 유로(20)가 마련된 면과 평행한 면에 마련하는 것 등을 들 수 있다.

특히, 개별 유로(20)와 동일면 상에 제2 공통 유로(32)를 마련함으로써, 균일한 감쇠 특성의 제2 공통 유로(32)를 저비용으로 형성할 수 있다. 이하의 설명에서는, 상기와 같은 개별 유로(20)와 잉크의 이동 방향이 평행하게 배치된 제2 공통 유로(32)를「수평 공통 유로(32c)」라 한다.

또한, 개별 유로(20)의 잉크의 이동 방향과 제2 공통 유로(32)의 잉크의 이동 방향을 수직인 방향으로 설정할 수도 있다. 예를 들어, 개별 유로(20)가 형성된 면에 인접하는 면이며, 개별 유로(20)가 형성된 면에 수직인 면[예를 들어, 도1 중, 기판 부재(14)의 우측 전방의 해칭으로 도시되는 측면]을 이용하여 제2 공통 유로(32)를 형성할 수도 있다. 이 경우에는, 헤드(11)의 형성 후의 조립 공정에서 제2 공통 유로(32)를 형성할 수 있으므로, 유로 특성을 잉크의 성질 등에 의해서 자유롭게 결정할 수 있다.

이하의 설명에서는, 상기와 같은 개별 유로(20)와 잉크의 이동 방향이 수직으로 배치된 제2 공통 유로(32)를「수직 공통 유로(32d)」라 한다.

또한, 더미 헤드(40)나 다른 헤드(11)를 이용하여 상기 제2 공통 유로(32)를 형성한 경우에는, 용이하게 제2 공통 유로(32)를 형성할 수 있다. 특히, 다른 헤드(11)를 이용하여 상기 제2 공통 유로(32)를 형성한 경우에는, 복수의 헤드(11)에 대해 공용할 수 있고, 또한 특성이 동일한 제2 공통 유로(32)를 형성할 수 있다.

또한, 제2 공통 유로(32)를, 연통하는 수평 공통 유로(32c) 및 수직 공통 유로(32d)로 구성할 수도 있다. 즉, 개별 유로(20)와 잉크의 이동 방향이 평행하게 배치된 수평 공통 유로(32c)와, 개별 유로(20)와 잉크의 이동 방향이 수직으로 배치된 수직 공통 유로(32d)를 동시에 마련할 수 있다. 이에 의해, 수평 공통 유로(32c) 및 수직 공통 유로(32d)의 양 특성이 갖는 상승 효과를 얻을 수 있다. 또한, 외란의 감쇠도를 크게 취할 수 있다.

또한, 수평 공통 유로(32c)를 개별 유로(20)와 동일면 상에 형성하는 경우에는, 반도체의 전처리 공정의 가장 마지막에 행해진다. 이에 대해, 수직 공통 유로(32d)를, 개별 유로(20)가 형성되어 있는 면과 수직인 면을 이용하여 형성하는 경우에는, 후처리 공정에서 행해진다. 이로 인해, 후자의 경우에는 필요에 따라서 제2 공통 유로(32)의 특성을 바꾸는 것을 비교적 간단히 행할 수 있고, 다른 액체(잉크)에 따라서 그 특성에 맞춘 제2 공통 유로(32)를 형성하거나, 동일 헤드(11)를 이용하는 경우라도 목적에 맞춘 제2 공통 유로(32)를 형성할 수 있는 등의 장점이 있다.

또한, 제2 공통 유로(32)는 기판 부재(14) 상에 형성해도 좋고, 기판 부재(14) 상은 아니지만 헤드(11)와 일체적으로 동일 구조물 상에 형성해도 좋고, 혹은 헤드(11)와는 다른 구조물 상에 형성하는 것도 가능하다.

또한, 제2 공통 유로(32)를 형성하는 경우의 부재는 헤드(11)의 액체 토출부나 개별 유로(20)와 별개 독립 부재를 이용해도 좋지만, 액체 토출부나 개별 유로(20)의 일부의 부재를 이용할 수 있을 때에는 그 부재를 이용하는 것이 바람직하다.

도4는 수평 공통 유로(32c)의 2개의 형태를 예시한 평면도이다. 도4 중, 상측의 도4의 (a)는, 종래의 발열 소자(13)와 배리어층(16)과 개별 유로(20)와의 위치 관계를 나타내고 있다. 또한, 이 도면으로부터 명백한 바와 같이, 개별 유로(20)의 측벽은 배리어층(16)에 의해 형성되어 있다.

이러한 형상의 헤드(11)에 있어서, 수평 공통 유로(32c)를 마련하는 경우에는 첫 번째로 도4 중 중앙의 도4의 (b)에 도시한 바와 같이 기판 부재(14)를 개별 유로(20)측을 향해 연장시켜 수평 공통 유로(32c)를 형성하는 동시에(유로 길이 = L), 그 평면 상에 대략 원통 형상의 기둥(32a)을 복수 형성하는 것을 들 수 있다. 또한, 이 경우의 수평 공통 유로(32c)의 두께(높이)는, 배리어층(16)의 두께와 동일하다. 또한, 이 기둥(32a)은 배리어층(16)과 동일 재료에 의해, 배리어층(16)과 함께 형성한 것이다. 배리어층(16)은, 포토리소 그래피의 기술에 의해 일괄적으로 형성되므로, 이 기술을 이용하여 배리어층(16)과 함께 기둥(32a)을 형성하면, 안정적인 유로 저항치의 기둥(32a)을 갖는 수평 공통 유로(32c)를 형성할 수 있다. 또 한, 비용도 저감할 수 있다.

또한, 이와 같이 복수의 기둥(32a)을 설치하는 방법은 수평 공통 유로(32c)의 바닥벽이 되는 기판 부재(14)의 면적을 작게 할 수 있으므로, 동일 반도체 웨이퍼로부터의 수율[1개의 반도체 웨이퍼로부터 몇 개의 기판 부재(14)를 취할 수 있는지]을 높일 수 있어 비용적으로도 유리해진다. 또한, 액체 토출부[노즐(18)]의 배열 방향의 유로 저항치도 높게 할 수 있으므로, 보다 효율적으로 충격파를 감쇠시키는 것이 가능해진다.

또한, 도4 중 하측의 도4의 (c)는 기둥(32a)을 이용하지 않고 기판 부재(14)를 개별 유로(20)측을 향해 연장시켜, 개별 유로(20)와 동일면에 수평 공통 유로(32c)를 형성한 예를 도시하고 있다(유로 길이 = L). 이 경우에는, 수평 공통 유로(32c)의 천정벽의 높이는 배리어층(16)보다 낮게 설정되어 있다. 즉, 높이 방향에 있어서는 수평 공통 유로(32c) 쪽이 개별 유로(20)보다 낮게 되어 있다. 이와 같이 형성함으로써, 수평 공통 유로(32c)의 유로 저항을 높게 하고 있다. 또한, 이 경우의 수평 공통 유로(32c)의 높이는, 예를 들어 배리어층(16)의 두께의 약 1/2 정도로 하는 것을 들 수 있다.

또한, 도5는 수직 공통 유로(32d)를 마련한 경우 중 2개의 예를 도시한 단면도로, 좌측의 도5의 (A)는 1개의 노즐(18)열에 대해 잉크를 공급하는 경우를 도시하고, 우측의 도5의 (B)는 2개의 노즐(18)열에 대해 잉크를 공급하는 경우를 도시하고 있다. 또한, 도6은 도5 중 좌측의 도5의 (A)를 비스듬히 하부 방향으로부터 본 사시도이다.

상술한 바와 같이, 헤드(11)의 개별 유로(20)가 형성된 면에 인접하는 수직면을 이용하여, 수직 공통 유로(32d)를 형성하는 경우에는 조립 공정에 있어서 수직 공통 유로(32d)의 폭[헤드(11)와 더미 칩(40) 또는 헤드(11) 사이의 거리]을 비교적 자유롭게 선택할 수 있으므로, 헤드(11)의 형성 후에도 수직 공통 유로(32d)의 유로 저항을 목적 등에 따라서 조절할 수 있는 장점이 있다.

도5에 있어서, 헤드(11)의 노즐 시트(17)와 반대측의 면에는 유로 프레임(52)이 배치되고, 그 내부에 제1 공통 유로(31)가 형성되어 있다. 또한, 유로 프레임(52)에는 내부의 제1 공통 유로(31)와 연통하는 액체 공급관(51)이 설치되어 있다. 또한, 수직 공통 유로(32d)는 헤드(11)와 더미 헤드(40) 사이[(A)의 경우], 또는 헤드(11) 사이[(B)의 경우]에 형성되어 있다.

수직 공통 유로(32d)는 노즐(18)의 토출면에 대해 대략 수직으로 배치되어, 헤드(11)의 일부가 잉크에 접하였을 때의 점성 저항을 이용하여 구성되지만, 이러한 구성에서는 노즐(18)의 배열 방향에 있어서의 유로 저항은 매우 큰 것이 된다. 또한, 횡방향으로의 간섭은 적고, 구조상도 수평 공통 유로(32c)와 비교하면 개별 유로(20)의 잉크의 이동 방향에 대해 수직인 방향으로 잉크가 이동하기 때문에, 도5 중 우측의 도5의 (B)에 도시한 바와 같이 다른 헤드(11)와 수직 공통 유로(32d)를 공용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 우측의 도5의 (B)에 도시한 바와 같이 다른 헤드(11)의 개별 유로(20)에 잉크를 공급하는 경우라도, 유로 저항이 헤드(11) 사이에서 변동되지 않는 등의 장점이 있다. 그리고, 대향하는 2개의 헤드(11)의 액체 토출부에서, 실질적으로는 간섭을 발생시키지 않는 순서로 잉크 액적을 토출시킴으로써, 수직 공통 유로(32d)가 공용되어 있는 경우라도 2개의 헤드(11)에 있어서의 모든 액체 토출부의 토출 특성을 균일하게 할 수 있다.

(실시예)

다음에, 본 발명의 실시예(실험 결과를 포함함)에 대해 설명한다.

실시예에서는, 수평 공통 유로(32c)[개별 유로(20)와 동일면 상에 마련된 것] 및 수직 공통 유로(32d)를 모두 갖는 것으로 하였다. 그리고, 수평 공통 유로(32c)가 동일하고 수직 공통 유로(32d)가 다른 3 종류와, 수직 공통 유로(32d)가 동일하고 수평 공통 유로(32c)가 다른 것의 합계 4 종류(시험 제작 번호「SS207」,「SS941」,「SS1062」 및「SS1083」)를 시작하여 특성의 비교를 행하였다.

도7은 시험 제작품의 각 치수를 설명하는 단면도이며, 형상적으로는 도5의 좌측의 도5의 (A)와 동일하다. 또한, 도8은 각 시험 제작품의 번호와 그 각 치수를 표로서 나타내는 도면이다.

또한, 도9는 시험 제작 번호「SS207」,「SS941」및「SS1062」에 있어서의 수평 공통 유로(32c)에 설치한 기둥(단면 삼각 형상)(32b)을 도시한 평면도이다.

또한, 도8 중 시험 제작 번호「SS941」과「SS1062」는 모두 동일 치수이지만, 실제로는 일부에 차이점이 있다. 단, 실시예에서 그 점에 대해서는 생략한다.

여기서, 실시예에 있어서 무엇을 지표로 하고, 어떻게 측정한 것인지에 대해 설명한다.

일반적으로, 액체 토출부로부터의 잉크 액적의 토출량을 비교적 정확하게 관 측하는 수단으로서는, 기록 내용을 화상 판독기(이미지 스캐너 등)로 측정하여, 농도 변화로서 보는 방법이 간편하고 또한 실제적이다. 그러나, 이 방법에서는 측정계의 특성을 정확하게 알 수 없으므로 정성적(定性的)인 것은 알 수 있지만, 정량적인 측정은 어려운 것과, 시스템의 특성에 따라서는 발생되어 있는 것을 정확하게 관측할 수 없는 경우가 있다[예를 들어, 화상 판독 장치 자체의 주파수 특성(F특)의 열화를 들 수 있다].

따라서, 적어도 측정계의 F특 보정을 행하여 측정계의 F특 한계가 잉크 액적을 배열하였을 때에 관측되는(2차원의) 공간 주파수의 컷 오프 한계(fco)보다 높은 것이 관측을 용이하게 한다(F특이 fco보다 좁아도 관측은 할 수 있지만, 높은 주파수에서 발생되는 변동이 감쇠되어 보기 어려워진다).

도10은 F특 보정 수단으로서 종종 사용되는 것으로서, 지연시킨 데이터를 다른 계수를 곱하여 가산한, 이른바 트랜스버설 필터를 도시한 도면이다. 도10에 도시된 5점 탭 F특 보정 필터의 특성을 정하기 위해서는, 일반적으로는 5개의 계수(곱셈의 승수)를 결정할 필요가 있지만, 디지털 필터의 이론에 따르면 위상 특성을 바꾸지 않는다고 하는 조건을 부여하면 대칭형의 계수로 충분해져(여현 함수밖에 포함되지 않으므로, 코사인 등화기라 불리워지는 경우도 있음), 도10과 같이 A, B 및 C의 3개의 정수를 정하면 된다.

이와 같은 계수를 가진 필터의 F특[= F(ω)]은, 기본적으로

(식 1) F(ω) = C + 2ACos(2ω) + 2BCos(ω)

(식 2) F(ω) = 0.5 - 2A + 2ACos(2ω) + Cos(ω)

단, ω = 2π/T. T는, 도10의 1단당 지연 시간. 식 2의 경우는, ω = 0에서 F(ω) = 1,ω = π에서 F(ω) = 0의 조건을 충족시키는 경우.

로 나타낼 수 있는 특성이 된다. 식 2의 경우는, 더욱 좋은 필터로서의 조건, 즉「나이키스트 주파수에서의 감쇠를 최대로 한다」는 조건과, 저주파수에서의 게인을 1로 한다고 하는 조건을 충족시키는 것으로, 이 경우에는 1개의 계수(예를 들어 A)를 결정하면 되게 된다. 도11은 A의 값을 적당하게 바꾼 경우의 F(ω)의 특성을 그래프로서 나타낸 도면이다.

또한, 도12는 이 필터의 계수(A)를 적절하게 선택하여, 본 실시예의 실험에 이용한 화상 판독기에서의 바람직한 설정치를 구한 것이다. 도12에 나타낸 바와 같이, A = - 0.8 부근에서, A = 0이 된 직사각형파가 비교적 측정에 적합한 특성이 되는 것을 알 수 있다(주파수 특성적으로는, 전체적으로 평탄에 가까운 것이 된다). 또한, 도12의 데이터는 도20에 나타낸 것과 기본적으로 동일하다.

이하, 식 2를 A = -0.8로 설정한 보정 함수를 이용하여, 도8에 나타낸 실시예의 기록 결과의 비교를 행한다.

도13은 실시예에서의 시험 제작 번호「SS207」과「SS941」의 특성 비교, 즉 수직 공통 유로(32d)의 유로 폭을 바꾸었을 때의 진동의 차(기록시의 농도차)를 그래프로서 나타낸 도면이다. 도13으로부터도 알 수 있듯이, 수직 공통 유로(32d)의 진동 억제 효과는 분명하다. 또한, 도14는 도21과 마찬가지로 시험 제작 번호「SS207」과「SS941」의 농도 변화를 명도만의 정보로서 나타낸 도면이다.

또한, 도15는 시험 제작 번호「SS1062」와「SS1083」에서 수평 공통 유로 (32c)의 차이에 의한 차를 그래프로서 나타낸 도면이다. 또한, 도16은 시험 제작 번호「SS1062」와「SS1083」을, 도14와 마찬가지로 농도 변화를 명도만의 정보로서 나타낸 도면이다. 도15에 나타내는 개선 효과가 도13의 그것에 비해 작게 보이는 것은, 도15의 결과에는 이미 수직 공통 유로(32d)의 개선 효과가 포함되어 있기 때문이다.

또한, 본 실시예에서 사용한 수평 공통 유로(32c)는 유로 저항이 비교적 작은 것이지만, 도15로부터 명백하게 알 수 있는 것은 이 정도의 것이라도 효과는 있으므로, 기둥의 구조나 기둥이 배열되는 열수 등을 더욱 최적화하면, 수직 공통 유로(32d)의 효과와 더불어, 본 발명의 기본적 목적인 간섭이나 압력 변동의 영향을 받기 어려운 유로 구조를 이론적으로도 실제로도 형성할 수 있는 것이 실증되었다.

이상, 본 발명의 일실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고 이하와 같은 다양한 변형이 가능하다.

(1) 본 실시 형태에서는, 서멀 방식의 비상력 공급 수단으로서 발열 소자(13)를 예로 들었지만, 발열 소자(13)에 한정되지 않고 다른 방식의 비상력 공급 수단을 이용한 것이라도 좋다. 예를 들어, 정전 토출 방식이나 피에조 방식의 비상력 공급 수단을 들 수 있다.

정전 토출 방식의 비상력 공급 수단은, 진동판과, 이 진동판의 하측에 공기층을 거친 2개의 전극을 마련한 것이다. 그리고, 양 전극 사이에 전압을 인가하여 진동판을 하측으로 휘게 하고, 그 후 전압을 0 V로 하여 정전기력을 개방한다. 이 때, 진동판이 원래의 상태로 복귀할 때의 탄성력을 이용하여 잉크 액적을 토출하는 것이다.

또한, 피에조 방식의 비상력 공급 수단은 양면에 전극을 갖는 피에조 소자와 진동판의 적층체를 마련한 것이다. 그리고, 피에조 소자의 양면의 전극에 전압을 인가하면, 압전 효과에 의해 진동판에 절곡 모멘트가 발생하고, 진동판이 휘어 변형한다. 이 변형을 이용하여 잉크 액적을 토출하는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 서멀 방식에 한정되지 않고 피에조 방식이나 정전 토출 방식 등에도 적용할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이 본 발명은 시리얼 방식, 라인 방식을 불문하고 적용할 수 있다. 단, 본 발명은 잉크 액적의 토출시의 충격이 액체 토출부 상호 영향을 미치는 것을 방지하는 것으로, 잉크 액적의 토출시의 압력이 강할수록, 또한 1개의 토출로부터 다음 토출까지의 기간이 짧을수록(즉, 동작 속도가 빠를수록) 그 영향의 정도가 커진다. 따라서, 토출력이 강한(토출 속도가 빠른) 서멀 방식이나, 1개의 토출로부터 다음 토출까지의 기간이 짧은(고속으로 많은 헤드에 균등하게 잉크를 공급해야 하는) 라인 방식일수록 본 발명을 적용할 때에 효과적이다.

Claims (10)

1. 토출해야 할 액체를 수용하는 액실과,

   상기 액실 내에 배치되고, 상기 액실 내의 액체에 비상력을 부여하는 비상력 공급 수단과,

   상기 비상력 공급 수단의 비상력에 의해 상기 액실 내의 액체를 토출시키기 위한 노즐을 형성한 노즐 형성 부재

   를 포함하는 액체 토출부를 기판 상에 복수 병설한 액체 토출 헤드를 구비하는 액체 토출 장치로서,

   각 상기 액체 토출부마다 마련되고, 상기 액실과 연통하여, 상기 액실 내에 액체를 공급하기 위한 개별 유로와,

   복수의 상기 개별 유로에 대하여 각각 1개 마련된 제1 공통 유로 및 제2 공통 유로를 구비하고,

   상기 액실은 상기 개별 유로, 상기 제1 공통 유로 및 상기 제2 공통 유로 중 상기 개별 유로와만 연통하고,

   상기 제1 공통 유로는 액체의 공급원측에 마련된 것이며, 상기 제2 공통 유로와 연통하고,

   상기 제2 공통 유로는 상기 제1 공통 유로와 상기 개별 유로 사이에 개재됨으로써 복수의 상기 개별 유로 모두와 연통하고, 상기 제1 공통 유로보다 유로 단면적이 작은 것에 의해 상기 제1 공통 유로보다 액체의 유로 저항이 큰 것이며,

   상기 개별 유로는 상기 기판의 상기 액실이 형성된 면과 동일면 상에 형성되고,

   상기 기판은 상기 개별 유로가 마련된 면에 인접하는 면으로서, 상기 개별 유로가 마련된 면에 수직인 면을 갖고,

   상기 제2 공통 유로 중 적어도 일부는 상기 수직인 면을 사용하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 공통 유로의 유로 단면적을 상기 제1 공통 유로의 유로 단면적보다 작게 형성함으로써, 상기 제2 공통 유로의 유로 저항을 상기 제1 공통 유로의 유로 저항보다 크게 설정한 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 공통 유로의 높이는 상기 액실의 높이보다 낮게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 공통 유로는 연통하는 복수의 상기 개별 유로로의 액체의 이동 방향에 대한 유로 저항이 일정해지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 액체 토출 헤드는 복수개 설치되어 있고,

   복수의 상기 액체 토출 헤드의 상기 제2 공통 유로는 동일한 유로 저항을 갖도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2 공통 유로는 상기 개별 유로와 동일한 유로 방향을 갖도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2 공통 유로 중 다른 적어도 일부는 상기 기판의 상기 개별 유로가 마련된 면 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 제2 공통 유로 중 다른 적어도 일부는 상기 기판의 상기 개별 유로가 마련된 면 상에 배치되어 있음과 함께, 상기 액체 토출부 또는 상기 개별 유로를 구성하는 부재와 동일 부재에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 장치.
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