KR20040020879A - 액체 토출 헤드 - Google Patents

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KR20040020879A
KR20040020879A KR10-2003-7009670A KR20037009670A KR20040020879A KR 20040020879 A KR20040020879 A KR 20040020879A KR 20037009670 A KR20037009670 A KR 20037009670A KR 20040020879 A KR20040020879 A KR 20040020879A
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아사이아끼라
가와이즈또무
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Abstract

액유로와, 상기 액유로 벽의 일부를 구성하여 액체를 물방울로서 토출하기 위한 토출구가 개구된 토출구 형성 부재와, 상기 액유로 벽의 상기 토출구와 대향하는 위치에 설치되어 상기 액체에 열을 가함으로써 상기 액체에 기포를 발생시키는 발열 소자를 갖고, 상기 토출구에는 상기 토출구 형성 부재의 상기 토출구가 개구된 면에 대해 오목해지는 위치에 교축부가 설치되고, 상기 액체는 상기 교축부가 상기 액체 속에 위치하도록 상기 토출구 내에서 메니스커스를 형성하여 유지되고, 또한 상기 교축부의 개구 영역의 면적을 So, 상기 발열 소자의 표면적을 Sh라 하였을 때, So ≤ Sh가 되는 관계를 만족시키는 액체 토출 헤드이다. 이에 따르면, 토출구에 있어서의 메니스커스의 가는 구멍에 서로 마주보는 중앙부가 융기하여 액적이 토출된다. 즉, 토출구를 개구하는 오목부 내의 액체의 전체적인 토출이 이루어지지 않으므로, 매우 미소한 액적을 토출하는 것이 가능하다.

Description

액체 토출 헤드{LIQUID JET HEAD}
종래, 액체를 미소 액적으로서 토출하는 액체 토출 헤드는 잉크젯 기록 분야에 있어서의 잉크젯 헤드로서 널리 이용되고 있다. 잉크젯 헤드에는 단순히 액적을 토출할 뿐만 아니라, 액적의 토출 방향의 안정성도 요구되고 있으며, 종래의 잉크젯 헤드에 있어서는 이 요구를 달성하기 위한 다양한 제안이 이루어져 있다.
예를 들어, 일본 특허 공개 평5-77422호 공보에는 잉크를 토출하는 토출구의 주위에 오목부를 형성하고, 이에 의해 인접하는 토출구 사이에서의 잉크의 접촉을 방지하여 안정되게 잉크를 비상시키는 잉크젯 헤드가 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 평5-193141호 공보, 일본 특허 공개 평11-334069호 공보에는 토출구의 주위에 오목부를 형성한 토출구 형성 부재를 갖고, 오목부의 내측에 친잉크 처리를 실시하는 동시에, 토출구 형성 부재의 오목부를 제외한 표면에 발잉크 처리를 실시하여 오목부 내에 메니스커스를 형성시킨 상태에서 잉크를 토출함으로써 안정되게액적을 토출하여 기록 품위를 향상시킨 잉크젯 헤드가 개시되어 있다.
잉크젯 헤드의 기록 품위에 대한 요구는 더욱 높아지고 있고, 최근에는 특히, 기록 매체에 부착한 잉크의 입자감을 눈에 띄지 않게 하기 위해, 토출되는 액적의 미소화가 요구되고 있다. 그러나, 상술한 종래의 잉크젯 헤드는 반드시 액적의 미소화를 달성할 수 있는 구성으로는 이루어져 있지 않았다.
본 발명의 목적은, 예를 들어 서브 피코리터 미만 정도 이하라는 매우 미소한 액적을 토출하는 액체 토출 헤드를 제공하는 것이다. 액적의 체적에 대해 서브 피코리터 미만 정도 이하까지 미소화를 달성할 수 있으면, 잉크젯 기록 분야뿐만 아니라, 다른 분야에의 응용의 길을 열 수 있다.
본 발명에 따르면, 액유로와, 상기 액유로 벽의 일부를 구성하여 액체를 물방울로서 토출하기 위한 토출구가 개구된 토출구 형성 부재와, 상기 액유로 벽의 상기 토출구와 대향하는 위치에 설치되어 상기 액체에 열을 가함으로써 상기 액체에 기포를 발생시키는 발열 소자를 갖고, 상기 토출구에는 상기 토출구 형성 부재의 상기 토출구가 개구된 면에 대해 오목해지는 위치에 교축부가 설치되고, 상기 액체는 상기 교축부가 상기 액체 속에 위치하도록 상기 토출구 내에서 메니스커스를 형성하여 유지되고, 또한 상기 교축부의 개구 영역의 면적을 So, 상기 발열 소자의 표면적을 Sh라 하였을 때, So ≤ Sh가 되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드가 제공된다.
본 발명에 따르면, 액유로와, 상기 액유로 벽의 일부를 구성하여 액체를 물방울로서 토출하기 위한 토출구가 개구된 토출구 형성 부재와, 상기 액유로 벽의상기 토출구와 대향하는 위치에 설치되어 상기 액체에 부여하는 토출용 에너지를 발생시키는 에너지 발생 소자를 갖고, 상기 토출구에는 상기 토출구 형성 부재의 상기 토출구가 개구된 면에 대해 오목해지는 위치에 교축부가 설치되고, 상기 액체는 상기 교축부가 상기 액체 속에 위치하도록 상기 토출구 내에서 메니스커스를 형성하여 유지되고, 또한 상기 교축부의 두께를 c, 상기 액유로의 상기 토출구와 상기 에너지 발생 소자와의 대향 방향에서의 높이를 e라 하였을 때, c ≤ e가 되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드가 제공된다.
본 발명에 따르면, 액유로와, 상기 액유로 벽의 일부를 구성하여 액체를 물방울로서 토출하기 위한 토출구가 개구된 토출구 형성 부재와, 상기 액유로 벽의 상기 토출구와 대향하는 위치에 설치되어 상기 액체에 부여하는 토출용 에너지를 발생시키는 에너지 발생 소자를 갖고, 상기 토출구에는 상기 토출구 형성 부재의 상기 토출구가 개구된 면에 대해 오목해지는 위치에 교축부가 설치되고, 상기 액체는 상기 교축부가 상기 액체 속에 위치하도록 상기 토출구 내에서 메니스커스를 형성하여 유지되고, 또한 상기 교축부의 두께를 c, 상기 토출구 형성 부재의 상기 토출구가 개구된 면으로부터 상기 교축부까지의 두께를 d라 하였을 때, c ≤ d가 되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드가 제공된다.
상기 교축부는 상기 토출구 형성 부재의 두께 방향에서의 중간 위치에 설치되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 교축부의 개구 영역의 개구경이 상기 액체의 토출 방향에 관하여 변화하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 상기 교축부의 개구 영역은 복수의 가는 구멍으로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 액체로서는 잉크젯 기록에 이용되는 기록용 액체, 또는 폐흡입에 이용되는 약제를 적용할 수 있다.
본 발명은, 잉크젯 기록 분야에 있어서 기록용 잉크를 토출하는 데 사용되는 잉크젯 헤드나, 의료 분야에 있어서 액형 약제를 안개 모양으로 하여 폐흡입시킬 때에 사용되는 흡입 장치 등에 적절하게 이용되는 액체를 미소한 액적으로서 토출하는 액체 토출 헤드에 관한 것이다.
도1의 (a)는 본 발명의 일실시 형태의 액체 토출 헤드를 도시한 평면도, 도1의 (b)는 상기 X-X선 단면도이다.
도2는 도1의 형태의 헤드를 구동시켰을 때의 액체 토출의 모습을 도시한 도면이다.
도3은 도1의 형태의 액체 토출 헤드의 제1 변형예를 나타낸 도면이다.
도4는 도1의 형태의 액체 토출 헤드의 제2 변형예를 나타낸 도면이다.
도5는 도1의 형태의 액체 토출 헤드의 제3 변형예를 나타낸 도면이다.
상기와 같은 액체 토출 헤드에서는 토출 개시 전에는 토출구 형성 부재의 토출구에 있어서 메니스커스가 형성되어 교축부의 가는 구멍이 액 속에 위치하는 상태이다. 그리고, 액토출을 위해 발열 소자를 구동하면, 기포가 발생, 성장하여 그에 수반하는 액체는 적어도 토출구측으로 이동한다. 이 때, 액체는 토출구측에의 이동시에 교축부의 가는 구멍을 통과한다. 그 결과, 가는 구멍의 통과 후의 액체의 이동 속도가 그 통과 전보다 현격히 빨라지고, 또한 토출구를 개구하는 오목부 내의 액체의 이동에 있어서, 가는 구멍에 대응하는 유속이 상대적으로 빨라진다.
따라서, 토출구에 있어서의 메니스커스의 가는 구멍에 서로 마주보는 중앙부가 융기하여 액적이 토출된다. 즉, 토출구를 개구하는 오목부 내의 액체의 전체적인 토출이 이루어지지 않으므로, 매우 미소한 액적을 토출하는 것이 가능하다. 또한, 가는 구멍이 액 속에 있도록 토출구를 개구하는 오목부 내에 액체가 저장되어 있으므로, 가는 구멍 내의 액체가 건조에 의해 막힘을 일으키는 일이 없어 토출 개시로부터 양호한 액적을 토출할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
도1의 (a)는 본 발명의 일실시 형태의 액체 토출 헤드를 도시한 평면도, (b)는 상기 X-X선 단면도이다.
도1에 도시한 형태의 액체 토출 헤드에서는 액체를 토출하기 위한 에너지 발생 소자인 히터(1)가 기판(2) 상에 설치되어 있다. 히터(1)는 액유로(3)에 대응하여 배치되어 있다. 도1에서는, 히터(1) 및 액유로(3)는 하나만 도시되어 있지 않지만, 실제로는 1매의 기판(2) 상에 복수의 히터(1)가 배열되어 있고, 히터(1)마다 액유로(3)가 배치되어 있다. 또한, 에너지 발생 소자는 히터와 같은 전기 열변환 소자에 한정되지 않고, 피에조 소자와 같은 진동 에너지 발생 소자라도 좋다.
액유로(3)는 액체를 물방울로서 토출하기 위한 토출구(4)가 개구된 토출구 플레이트(5)와, 기판(2)과, 토출구 플레이트(5)와 기판(2) 사이의 간격을 규정하는 간격 규정 부재(6)에 의해 둘러싸여 구성되어 있다.
토출구(4)에는 토출구 플레이트(5)의 토출구(4)가 개구된 면인 토출구면(5b)에 대해 오목해지는 위치에 교축부(7), 즉 토출구(4)의 횡단 면적을 다른 부분과 비교하여 급격하게 교축된 부분이 마련되어 있다. 또한, 토출되는 액체는토출구(4) 내에 있어서, 토출구면(5a)과 교축부(7) 사이에서 메니스커스(8)를 형성하여 유지된다. 따라서, 교축부(7)는 액유로(3)로부터 토출구 플레이트(5)의 토출구면(5a)까지의 경로에 있어서의 액 속에 위치하고 있다.
여기서, 도1에 도시한 액체 토출 헤드의 구체적인 치수를 예로 든다.
히터(1)는 10 ㎛ 사방의 정사각형으로 하고, 토출구면(5a)에 있어서의 토출구(4)의 개구경(a)은 10 ㎛, 교축부(7)에서의 개구 영역인 가는 구멍(7a)의 구멍 직경(b)은 3 ㎛, 교축부(7)의 두께(c)는 1 ㎛로 하였다. 또한, 교축부(7)의 상면으로부터 토출구 플레이트(5)의 토출구면(5a)까지의 높이(d)는 4 ㎛, 액유로(3)의 높이(e)(간격 규정 부재의 높이)는 5 ㎛, 토출구 플레이트(5)의 두께(f)는 5 ㎛로 하였다.
또한, 액체 토출 헤드는 가는 구멍(7a)의 면적을 So, 히터(1)의 표면적을 Sh라 하였을 때, So ≤ Sh가 되는 관계를 만족시키고 있다. 도1에 도시한 액체 토출 헤드의 경우, 구체적으로는 Sh = 100 ㎛2, So = 7.07 ㎛2이고, So ≤ Sh가 되는 관계를 만족시키는 것을 알 수 있다. 이 액체 토출 헤드는 교축부(7)의 두께(c)와, 액유로(3)의 높이(e) 사이에 c ≤ e가 되는 관계를 갖고 있다. 도1에 도시한 액체 토출 헤드의 경우, 전술한 바와 같이 c = 1 ㎛, e = 5 ㎛이고, c ≤ e가 되는 관계를 만족시키는 것을 알 수 있다. 또한, 이 액체 토출 헤드는 교축부(7)의 두께(c)와, 교축부(7)의 상면으로부터 토출구 플레이트(5)의 토출구면(5a)까지의 높이(d) 사이에, c ≤ d가 되는 관계를 갖고 있다. 도1에 도시한 액체 토출 헤드의 경우, 상술한 바와 같이 c = 1 ㎛, d = 4 ㎛이고, c ≤ d가 되는 관계를 만족시키는 것을 알 수 있다.
다음에, 이와 같은 형태의 액체 토출 헤드의 토출 동작을 설명한다. 도2는 도1의 형태의 헤드를 구동시켰을 때의 액체 토출의 모습을 나타내고 있다.
토출 개시 전에는 도1에 도시한 바와 같이, 토출구 플레이트(5)의 토출구(4)에 있어서 메니스커스(8)가 형성되어 교축부(7)의 가는 구멍(7a)이 액 속에 위치하는 상태이다. 그리고, 액토출을 위해 히터(1)에 전압을 인가하면, 도2의 (a)에 도시한 바와 같이 히터(1)가 발열하고, 히터(1) 표면과 접촉하는 액유로(3)의 액체가 가열되어 그 액체에 막비등에 수반하는 기포가 발생한다. 막비등에 수반하는 기포가 발생하면 그 기포의 체적은 급격하게 성장하므로, 그에 수반하는 액체는 하류측[토출구(4)측] 및 상류측(액체 공급측)으로 이동한다.
이 때, 액체는 토출구(4)측으로의 이동시에 교축부(7)의 가는 구멍(7a)을 통과한다. 그 결과, 가는 구멍(7a)의 통과 후의 액체의 이동 속도가 그 통과 전보다 현격히 빨라지고, 또한 토출구(4)를 개구하는 오목부 내의 액체의 이동에 있어서, 가는 구멍(7a)에 대응하는 유속이 상대적으로 빨라진다.
따라서, 도2의 (b) 내지 (d)에 도시한 바와 같이, 토출구(4)에 있어서의 메니스커스(8)의 가는 구멍(7a)에 서로 마주보는 중앙부가 융기하여 액적(10)이 토출된다. 즉, 토출구(4)를 개구하는 오목부 내의 액체의 전체적인 토출이 이루어지지 않으므로, 매우 미소한 액적(0.014 p1)을 토출하는 것이 가능하다. 또한, 가는 구멍(7a)이 액 속에 위치하도록 토출구(4)를 개구하는 오목부 내에 액체가 저장되어있으므로, 가는 구멍(7a) 내의 액체가 건조에 의해 막힘을 일으키는 일이 없어 토출 개시로부터 양호한 액적을 토출할 수 있다.
도3에, 도1에 도시한 액체 토출 헤드의 제1 변형예를 나타낸다. 이 도면에 나타낸 예에서는 교축부(7)에 의해 형성되는 가는 구멍(7a)의 구멍 직경이 액유로(3)측으로부터 토출구면(5q)을 향해 테이퍼형으로 가늘게 되어 있는 점이 도1에 도시한 것과 다르다. 이와 같이, 교축부(7)를 테이퍼형으로 해도 상기 So ≤ Sh가 되는 관계, 상기 c ≤ e가 되는 관계 또는/및 상기 c ≤ d가 되는 관계를 만족시키면, 도1에 도시한 액체 토출 헤드와 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도3에 나타낸 예에서는 구멍 직경이 액유로(3)측으로부터 토출구면(5a) 측을 향해 가늘어지는 구멍(7a)을 나타내었지만, 교축부(7)의 가는 구멍(7a)의 구멍 직경이 토출구면(5a)측으로부터 액유로(3)측을 향해 가늘어지는 것이나, 교축부(7)의 가는 구멍(7a)의 구멍 직경이 액유로(3)측으로부터 토출구면(5a)측을 향해 1번 가늘어지고 다시 확대되는 것이라도 좋다. 또한, 교축부(7)의 가는 구멍(7a)에 있어서 각이 져 있어도 좋다. 다시 말하면, 교축부(7)의 가는 구멍(7a)의 구멍 직경이 액체의 토출 방향에 관하여 변화하고 있으면 가는 구멍(7a)의 형상은 임의이다.
도4에, 도1에 도시한 액체 토출 헤드의 제2 변형예를 나타낸다. 이 도면에 나타낸 예에서는 교축부(7)의 위치가 토출구 플레이트(5)의 토출구(4)가 개구된 면과, 액유로(3)의 높이를 규정하는 간격 규정 부재(6)의 상면 사이에 설정되어 있는 점이 도1에 도시한 것과 다르다. 이와 같이, 토출구(4) 내에 있어서의 교축부(7)의 위치를 토출구면(5a)에 대해 오목해지는 범위에서 변경해도 상기 So ≤ Sh가 되는 관계, 상기 c ≤ e가 되는 관계 또는/및 상기 c ≤ d가 되는 관계를 만족시키고 있으면, 도1에 도시한 액체 토출 헤드와 같은 효과를 얻을 수 있다.
도5에, 도1에 도시한 액체 토출 헤드의 제3 변형예를 나타낸다. 이 도면에 나타낸 예에서는 교축부(7)에 의해 형성되는 가는 구멍(7a)이 1개의 히터(1)에 대응하여 복수 설치되어 있다. 이와 같이, 토출구(4)에 복수의 가는 구멍(7a)을 마련함으로써 상술한 효과에다가 1개의 토출구(4)로부터 복수의 액적을 동시에 토출할 수 있다.
또한, 이상 설명한 제1 내지 제3 변형예는 단독으로 적용하는 것은 물론이고, 적절하게 조합하여 본 발명의 액체 토출 헤드에 적용하는 것도 가능하다.
본 발명의 액체 토출 헤드는 미소한 액적을 토출(분무도 포함함)하기 위한 장치에 적절하게 이용할 수 있다. 그 구체적인 예로서는, 예를 들어 잉크젯 기록 분야에 있어서의 잉크젯 기록 헤드나, 의료 분야에 있어서의 약제 흡입용 헤드를 들 수 있다.
본 발명의 액체 토출 헤드를 잉크젯 기록 헤드로서 이용하는 경우는, 토출구를 1열 또는 복수열로 배열하여 구성하고, 토출하는 액체로서는 잉크나, 기록 시트에의 잉크의 번짐을 방지하기 위해 잉크에 앞서서 기록 시트에 부착시키는 표면 처리액 등의 기록용 액체가 이용된다. 토출구의 배열 방향 및 배열 길이를 적절하게 설정함으로써, 시리얼 타입의 잉크젯 기록 장치에 이용되는 잉크젯 기록 헤드로 할 수도 있고, 라인 타입의 잉크젯 기록 장치에 이용되는 잉크젯 기록 헤드로 할 수도 있다. 또한, 시리얼 타입의 잉크젯 기록 장치에 이용되는 잉크젯 기록 헤드로 하는 경우, 액체 토출 헤드와, 이에 공급하는 기록용 액체를 수용하는 탱크를 일체 또는 분리 가능하게 유지하는 카트리지 형태로 할 수도 있다.
이상과 같이, 본 발명에 관한 액체 토출 헤드는 잉크젯 기록 분야에 있어서 기록용 잉크를 토출하는 데 사용된다.
또한, 본 발명의 액체 토출 헤드를 약제 흡입용 헤드로서 이용하는 경우는 액체 토출 헤드를 약제의 디스펜서와 연결한 구성으로 하고, 토출하는 액체로서는 인슐린, 사람 성장 호르몬, 생식선 자극 호르몬 등의 단백제제, 니코틴, 또는 마취약 등이 이용된다.

Claims (12)

  1. 액유로와, 상기 액유로 벽의 일부를 구성하여 액체를 물방울로서 토출하기 위한 토출구가 개구된 토출구 형성 부재와, 상기 액유로 벽의 상기 토출구와 대향하는 위치에 설치되어 상기 액체에 열을 가함으로써 상기 액체에 기포를 발생시키는 발열 소자를 갖고, 상기 토출구에는 상기 토출구 형성 부재의 상기 토출구가 개구된 면에 대해 오목해지는 위치에 교축부가 설치되고, 상기 액체는 상기 교축부가 상기 액체 속에 위치하도록 상기 토출구 내에서 메니스커스를 형성하여 유지되고, 또한 상기 교축부의 개구 영역의 면적을 So, 상기 발열 소자의 표면적을 Sh라 하였을 때, So ≤ Sh가 되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  2. 액유로와, 상기 액유로 벽의 일부를 구성하여 액체를 물방울로서 토출하기 위한 토출구가 개구된 토출구 형성 부재와, 상기 액유로 벽의 상기 토출구와 대향하는 위치에 설치되어 상기 액체에 부여하는 토출용 에너지를 발생시키는 에너지 발생 소자를 갖고, 상기 토출구에는 상기 토출구 형성 부재의 상기 토출구가 개구된 면에 대해 오목해지는 위치에 교축부가 설치되고, 상기 액체는 상기 교축부가 상기 액체 속에 위치하도록 상기 토출구 내에서 메니스커스를 형성하여 유지되고, 또한 상기 교축부의 두께를 c, 상기 액유로의 상기 토출구와 상기 에너지 발생 소자와의 대향 방향에서의 높이를 e라 하였을 때, c ≤ e가 되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  3. 제2항에 있어서, 상기 에너지 발생 소자는 발열 소자인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  4. 제2항에 있어서, 상기 교축부의 개구 영역의 면적을 So, 상기 발열 소자의 표면적을 Sh라 하였을 때, So ≤ Sh가 되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  5. 액유로와, 상기 액유로 벽의 일부를 구성하여 액체를 물방울로서 토출하기 위한 토출구가 개구된 토출구 형성 부재와, 상기 액유로 벽의 상기 토출구와 대향하는 위치에 설치되어 상기 액체에 부여하는 토출용 에너지를 발생시키는 에너지 발생 소자를 갖고, 상기 토출구에는 상기 토출구 형성 부재의 상기 토출구가 개구된 면에 대해 오목해지는 위치에 교축부가 설치되고, 상기 액체는 상기 교축부가 상기 액체 속에 위치하도록 상기 토출구 내에서 메니스커스를 형성하여 유지되고, 또한 상기 교축부의 두께를 c, 상기 토출구 형성 부재의 상기 토출구가 개구된 면으로부터 상기 교축부까지의 두께를 d라 하였을 때, c ≤ d가 되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  6. 제1항, 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교축부는 상기 토출구 형성 부재의 두께 방향에서의 중간 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는액체 토출 헤드.
  7. 제1항, 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교축부의 개구 영역의 개구경이 상기 액체의 토출 방향에 관하여 변화하고 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  8. 제1항, 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 교축부의 개구 영역은 복수의 가는 구멍으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  9. 제1항, 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체는 잉크젯 기록에 이용되는 기록용 액체인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  10. 제1항, 제2항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체는 폐흡입에 이용되는 약제인 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  11. 제5항에 있어서, 상기 교축부의 개구 영역의 면적을 So, 상기 발열 소자의 표면적을 Sh라 하였을 때, So ≤ Sh가 되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
  12. 제5항 또는 제11항에 있어서, 상기 액유로의 상기 토출구와 상기 에너지 발생 소자와의 대향 방향에서의 높이를 e라 하였을 때, c ≤ e가 되는 관계를 만족시키는 것을 특징으로 하는 액체 토출 헤드.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4147234B2 (ja) 2004-09-27 2008-09-10 キヤノン株式会社 吐出用液体、吐出方法、カートリッジ及び吐出装置
JPWO2005037557A1 (ja) 2003-10-22 2006-12-28 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド
JP4936900B2 (ja) * 2003-12-30 2012-05-23 フジフィルム ディマティックス, インコーポレイテッド 液滴射出集成体
JP4147235B2 (ja) * 2004-09-27 2008-09-10 キヤノン株式会社 吐出用液体、吐出方法、液滴化方法、液体吐出カートリッジ及び吐出装置
JP2006087815A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Canon Inc 噴霧方法および該方法に基づく噴霧装置
JP4632421B2 (ja) * 2004-12-07 2011-02-16 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
JP2006212203A (ja) * 2005-02-03 2006-08-17 Canon Inc 吸入装置、及び液剤吐出カートリッジ
JP4646669B2 (ja) * 2005-03-30 2011-03-09 キヤノン株式会社 吐出用液体、吐出方法、液滴化方法、カートリッジ及び吐出装置
JP4689340B2 (ja) * 2005-05-02 2011-05-25 キヤノン株式会社 吐出用液体医薬組成物
JP4777225B2 (ja) * 2006-12-04 2011-09-21 キヤノン株式会社 吐出用液体及び吐出方法
JP4428391B2 (ja) * 2007-03-14 2010-03-10 セイコーエプソン株式会社 流体噴射ヘッド及び流体噴射装置
US7746769B2 (en) * 2007-03-26 2010-06-29 Alcatel Lucent Management of redundant and multi-segment pseudo-wire
JP5424556B2 (ja) * 2007-12-07 2014-02-26 キヤノン株式会社 回転対称性を有しない吐出口を有する液体吐出ヘッド
JP2009286047A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Canon Inc 液体吐出方法および液体吐出装置
JP2010207297A (ja) * 2009-03-09 2010-09-24 Canon Inc 液体吐出装置及び液体吐出方法
JP2010246669A (ja) * 2009-04-14 2010-11-04 Canon Inc 吸入装置用の液体吐出ヘッドおよび吸入装置
US9586399B2 (en) 2015-03-30 2017-03-07 Funai Electric Co., Ltd. Fluid ejection device for depositing a discrete quantity of fluid onto a surface
US9889651B2 (en) 2015-03-30 2018-02-13 Funai Electric Co., Ltd. Fluid ejection device for depositing a discrete quantity of fluid onto a surface
JP2018051980A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 エスアイアイ・プリンテック株式会社 噴射孔プレート、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
EP3468801B1 (en) * 2016-10-14 2023-07-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Fluid ejection device
JP2018199235A (ja) * 2017-05-26 2018-12-20 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6137429A (ja) * 1984-07-31 1986-02-22 Dainippon Ink & Chem Inc 表裏両面印刷機
JPH064320B2 (ja) * 1984-07-31 1994-01-19 キヤノン株式会社 インクジエツト記録ヘツド
JPS61262131A (ja) * 1985-05-16 1986-11-20 Olympus Optical Co Ltd インクジエツトプリンタにおける画像濃度調整記録方法
JP2666255B2 (ja) * 1986-07-11 1997-10-22 セイコーエプソン株式会社 インクジエツト記録装置
JP2658204B2 (ja) * 1988-06-30 1997-09-30 富士ゼロックス株式会社 インクジェット記録装置
JP3179834B2 (ja) 1991-07-19 2001-06-25 株式会社リコー 液体飛翔記録装置
JPH05193141A (ja) 1992-01-20 1993-08-03 Seiko Epson Corp インクジェットヘッド
JPH06143567A (ja) * 1992-11-09 1994-05-24 Seiko Epson Corp インクジェットヘッド
US6007187A (en) * 1995-04-26 1999-12-28 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejecting head, liquid ejecting device and liquid ejecting method
US5821962A (en) * 1995-06-02 1998-10-13 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection apparatus and method
JP3403008B2 (ja) * 1996-07-05 2003-05-06 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッドおよびそれを用いたヘッドカートリッジと記録装置
JP3403009B2 (ja) * 1996-07-12 2003-05-06 キヤノン株式会社 可動部材の変位と気泡成長を伴う液体吐出方法、該吐出方法に用いられる液体吐出ヘッド、ヘッドカートリッジ及びこれらを用いた液体吐出装置
JP3372827B2 (ja) * 1996-07-12 2003-02-04 キヤノン株式会社 液体吐出方法及び液体吐出ヘッド並びに該吐出ヘッドを用いたヘッドカートリッジ及び液体吐出装置
EP0822080B8 (en) * 1996-07-31 2003-12-03 Canon Kabushiki Kaisha Bubble jet head and bubble jet apparatus employing the same
US6350016B1 (en) * 1998-02-10 2002-02-26 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejecting method and liquid ejecting head
JPH11334069A (ja) 1998-05-27 1999-12-07 Oki Data Corp インクジェットヘッド
CN1160194C (zh) * 1998-07-28 2004-08-04 佳能株式会社 喷液头、喷液方法和喷液装置
AU766832B2 (en) * 1998-07-28 2003-10-23 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharging head and liquid discharging method
US6409317B1 (en) * 1998-08-21 2002-06-25 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head, liquid discharge method and liquid discharge apparatus
US6313435B1 (en) * 1998-11-20 2001-11-06 3M Innovative Properties Company Mask orbiting for laser ablated feature formation
EP1016525B1 (en) * 1998-12-29 2009-01-14 Canon Kabushiki Kaisha Liquid-ejecting head, liquid-ejecting method and liquid-ejecting printing apparatus
JP3797648B2 (ja) * 1999-07-27 2006-07-19 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド及び該液体吐出ヘッドを用いた記録装置
JP2002210965A (ja) * 2001-01-17 2002-07-31 Seiko Epson Corp ノズルプレート及びインクジェット式記録ヘッド並びにインクジェット式記録装置
JP2002321364A (ja) * 2001-04-25 2002-11-05 Fuji Photo Film Co Ltd インクジェット記録ヘッドおよびインクジェットプリンタ

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