WO2004028812A1

WO2004028812A1 - 静電吸引型流体ジェット装置

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Publication number: WO2004028812A1
Application number: PCT/JP2003/012047
Authority: WO
Inventors: Kaoru Higuchi; Yasuo Nishi; Kazuhiro Murata; Hiroshi Yokoyama
Original assignee: Sharp Kabushiki Kaisha; Konica Minolta Holdings, Inc.; National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2003-09-22
Publication date: 2004-04-08
Also published as: EP2412530A2; US7520592B2; EP2412530A3; EP2412530B1; AU2003264539A8; EP1550553A1; EP1550553A4; KR20050054956A; TW200408545A; US20060170753A1; AU2003264539A1; KR100784590B1; TWI238120B

Abstract

本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、ノズル（４）が、従来の流体としてのインク（２）の静電吸引過程において、形成されるテーラーコーン形状の先端部と同等のメニスカスに相当する形状に形成された装置である。ノズル（４）のインク吐出孔（４ｂ）の直径が、上記メニスカス（１４）のインク吐出直前の先端部の直径とほぼ同等、且つ、吐出直後のインク（２）の液滴直径と同等以下に設定される。これにより、高解像度化と安全性の両方を満足させることが可能で、汎用性の高い記録装置を実用化できる静電吸引型流体ジェット装置を提供できる。

Description

明細書静電吸引型流体ジェット装置技術分野

本発明は、インク等の流体を帯電させて静電吸引することで、対象物上に流体を吐出する静電吸引型流体ジエツト装置に関するものである。背景技術

一般に、' インク等の流体を対象物（記録媒体）上に吐出する流体ジェット方式には、種々の方式がある。ここでは、流体としてインクを用いたインクジェット方式について説明する。

オンデマンドタイプのィンクジヱット方式としては、圧電現象を利用したピエゾ方式、インクの膜沸縢現象を利用したサーマル方式、静電気現象を利用した静電吸引方式等が開発されており、特に近年、高解像度のインクジエツト方式の要求が強くなっている。高解像度のィンクジェット記録を実現するには、吐出したインク液滴の微小化が不可欠であるここで、ノズルから吐出したィンク液滴が記録媒体に着弾するまでの挙動は、

p ink · ( 4/3 · π · d³) · dv/dt

= 一 Cd · 、l/2 · p air · v²) · ( π · d^2/4) ( 1 ) で示される運動方程式（（ 1 ) 式）によって表すことができる。

上記 p inkはインクの体積密度、 Vは液滴体積、 Vは液滴速度、 Cdは抗カ係数、 p a i rは空気の密度、 dはインク液滴半径であり、 Cdは、

Cd = 24/Re · ( 1 +3 / 16 · Re^{0 62}) , ( 2 ) で示される（ 2 ) 式によって表すことができる。

上記 Reはレイノルズ数であり、 η を空気の粘度として、

Re = 2 · d · p i nk · ν/ η ( 3 ) で示される（ 3 ) 式によって表すことができる。

• 上記（ 1 ) 式の左辺のインク液滴の運動エネルギーにかかる液滴半径の影響の方が、空気の粘性抵抗にかかる液滴半径の影響より大きい。このため、同一速度の場合、液滴が小さくなればなるほど液滴速度の減速が早く、所定の距離離れた記録媒体に到達できないか、到達しても着弾精度が悪いことになつてしまう。

これを防ぐには、液滴の吐出初速度を大きくする、すなわち単位体積当たりの吐出エネルギーを大きくする必要がある。

しかしながら、従来のピエゾ方式及びサーマル方式のィンクジェットヘッドでは、吐出液滴の微小化すなわち吐出液滴の単位体積当たりの吐出エネルギーを大きくした場合に以下に示す問題点を有し、吐出液滴量 1 ρ 1以下、すなわち液滴の直径（以下、液滴径と称する）を φ 1 0 μ m以下にすることが特に難しかった。

問題点（A ) ：ピエゾ方式のインクジェットヘッドの吐出エネルギーは、駆動する圧電素子の変位量及び発生圧力と関わっている。この圧電素子の変位量は、インク吐出量、すなわちインク液滴サイズと密接に関わり、液滴サイズを小さくするためには変位量も小さくする必要があり、吐出液滴の単位体積当たりの吐出エネルギーの向上が困難であること問題点（B ) ：サーマル方式のインクジェットヘッドでは、インクの膜沸縢現象を利用しているため、バブル形成時の圧力は物理的な限界があり加熱素子の面積によりほぼ吐出エネルギーは定まってしまう。この加熱素子の面積は、発生バブルの体積、すなわちインク吐出量とほぼ比例する。このため、インク液滴サイズを小さくすれば、発生バブルの体積が小さくなり、吐出エネルギーは小さくなるので、インクの吐出液滴の単位体積当たりの吐出エネルギーの向上が困難であること。

問題点（C ) ：ピエゾ方式及びサーマル方式とも駆動（加熱）素子の駆動量が吐出量に密接に関わるため、特に微小な液滴サイズを吐出する場合、そのパラツキを抑えることが非常に難しいこと。

そこで、上記の各問題点を解消するための方式として、静電吸引方式による微小液滴の吐出方法の開発が行われている。

静電吸引方式では、ノズルから吐出したィンク液滴の運動方程式は、以下の（4 ) 式で示される。

p ink · ( 4/3 · π · d³) ' · dv/dt

= q · E- Cd · ( 1 /2 · p air - v²) - ( π · d^2/4) ( 4 ) ここで、 qは液滴の電荷量、 Eは周囲の電界強度である。

上記（4 ) 式から、静電吸引方式では、吐出された液滴は、吐出エネルギ一とは別に、飛翔中にも静電力を受けるため、単位体積当たりの吐出エネルギーを軽減でき、微小液滴の吐出への適用が可能となる。

このような静電吸引方式のインクジェット装置（以下、静電吸引型ィンクジェット装置と称する）として、例えば特許文献 1 (日本国公開特許公報：特開平 8 — 2 3 8 7 7 4号公報（公開日： 1 9 9 6年 9月 1 7 日））には、ノズルより内部に電圧印加用の電極を設けたインクジエツト装置が開示されている。また、特許文献 2 (日本国公開特許公報：特開 2 0 0 0— 1 2 7 4 1 0公報（公開日： 2 0 0 0年 5月 9 日））には、ノズルをスリットとして、ノズルょり突出した針電極を設け微粒子を含むインクを吐出するインクジェット装置が開示されている。

上記特許文献 1 に開示されたインクジエツト装置について、図 1 7を参照しながら以下に説明する。図 1 7は、インクジヱット装置の断面模式図である。

図 1 7において、 1 0 1 はインク噴射室、 1 0 2はインク、 1 0 3はインク室、 1 0 4はノズル孔、 1 0 5はインクタンク、 1 0 6 はインク供給路、 1 0 7は回転ローラー、 1 0 8は被記録媒体、 1 1 0は制御素子部、 1 1 1はプロセス制御部を示している。

さらに、 1 1 4はインク噴射室 1 0 1 のインク室 1 0 3側に配設された静電界印加用電極部、 1 1 5は回転ローラー 1 0 7に設置された金属ドラムである対向電極部、 1 1 6は対向電極部 1 1 5に数千 Vの負電圧を印加するバイアス電源部である。 1 1 7は静電界印加用電極部 1 1 4 に数百 Vの高電圧を供給する高圧電源部、 1 1 8は接地部である。

ここで、静電界印加用電極部 1 1 4 と対向電極部 1 1 5 との間において、対向電極部 1 1 5に印加されている数千 Vの負電圧のバイアス電源 '部 1 1 6 と数百 Vの高圧電源部 1 1 7の高圧電圧とが重畳されて、重畳電界が形成されており；この重畳電界によってインク 1 0 2のノズル孔 1 0 4からの吐出が制御されている。

また、 1 1 9は対向電極部 1 1 5に印加された数千 Vのバイァス電圧によつてノズル孔 1 0 4に形成される凸状のメニスカスである。

以上のように構成された静電吸引方式のィンクジェット装置の動作について、以下に説明する。

まず、インク 1 0 2は、毛細管現象により、ィンク供給路 1 0 6を伝わって、インク 1 0 2を吐出するノズル孔 1 0 4まで移送される。このとき、ノズル孔 1 0 4に対向して、被記録媒体 1 0 8を装着した対向電極部 1 1 5が配置されている。

ノズル孔 1 0 4まで達したインク 1 0 2は、対向電極部 1 1 5に印加された数千 Vのバイァス電圧によって凸状のインクメニスカス 1 1 9が形成される。インク室 1 0 3内に配.設された静電界印加用電極部 1 1 4 に数百 Vの高圧電源部 1 1 7から信号電圧を印加することで対向電極部 1 1 5に印加されたバイアス電源部 1 1 6からの電圧とが重畳され、重畳電界によってインク 1 0 2は被記録媒体 1 0 8に吐出され、印字画像が形成される。

上記特許文献 1 に開示されたインクジエツト装置における液滴の飛翔までのメニスカスの挙動を、図 1 8 ( _a ) 〜図 1 8 ( c ) を参照しながら以下に説明する。

駆動電圧を印加する前は、図 1 8 ( a ) に示すように、インクに加えられているバイァス電圧による静電力とインクの表面張力の釣り合いにより、ィンク表面に盛り上がったメニスカス 1 1 9 aが形成された状態となっている。

上記の状態で駆動電圧を印加すると、図 1 8 ( b ) に示すように、メニスカス 1 1 9 bは、液表面に発生した電荷が液面の盛り上がりの中心に寄り初め、それにより液面の盛り上がりの中心が高くなったメニスカス 1 1 9 bが形成される。

その後、駆動電圧。を印加し続けると、図 1 8 ( c ) に示すように、液表面に発生した電荷が更に中心に集中することによりテーラーコーンとよばれる半月状のメニスカス 1 1 9 cが形成され、該テーラーコーンの頂部に集中した電荷量による静電力がィンクの表面張力を超えた段階で液滴の分離が行われ吐出される。

次に、上記特許文献 2に開示されたンクジェット装置について、図 1

9を参照しながら以下に説明する。図 1 9は、インクジェット装置の概略構成図である。

本インクジェット装置の筐体内部には、図 1 9に示すように、インクジェットヘッドとして低誘電体材料（アタリル樹脂、セラミックス等) で形成されたラィン型の記録へッド 2 1 1、該記録へッド 2 1 1のインク吐出口に対向するように配置された金属または高誘電体製の対向電極 2 1 0、非導電性のィンク媒体に帯電顔料粒子を分散させたィンクを蓄えておくためのインクタンク 2 1 2、インクタンク 2 1 2 と記録へッド 2 1 1 との間でインクを循環させ.るィンク循環系（ポンプ 2 1 4 a， 2 1 4 b、パイプ 2 1 5 a， 2 1 5 b ) 、記録画像の 1画素を形成するィンク液滴を引くためのパルス電圧を各吐出電極 2 1 1 aにそれぞれ印加するパルス電圧発生装置 2 1 3、画像データに応じてパルス電圧発生装置 2 1 3を制御する駆動回路（図示せず）、記録へッド 2 1 1 と対向電極 2 1 0 との間に設けられた間隙に記録媒体 Aを通過させる記録媒体搬送機構（図示せず）、装置全体を制御するコントローラ（図示せず）等が収容されている。

上記ィンク循環系は、記録へッド 2 1 1 とインクタンク 2 1 2 との間をつなぐ 2本のパイプ 2 1 5 a， 2 1 5 b、コントローラの制御よつて駆動される 2台のポンプ 2 1 4 a , 2 1 4 bによつて構成されているそして、上記ィンク循環系は、記録へッド 2 1 1にインクを供給するためのインク供給系と、記録ヘッド 2 1 1からインクを回収するためのインク回収系とに分けられている。

インク供給系では、インクタンク 2 1 2内からインクがポンプ 2 1 4 a で吸い上げられ、それがパイプ 2 1 5 aを介して記録へッド 2 1 1 のインク供給部へと圧送される。一方、インク回収系では、記録ヘッド 2 1 1のインク回収部からインクがポンプ 2 1 5 bで吸引され、それがパィプ 2 1 5 bを介してインクタンク 2 1 2へと強制的に回収される。

また、上記記録へッド 2 1 1には、図 2 0に示すように、ィンク供給系のパイプ 2 1 5 aから送り込まれたインクをライン幅に広げるインク供給部 2 2 0 a、ィンク供給部 2 2 0 aからのインクを山形に導くインク流路 2 2 1、ィンク流路 2 2 1 とインク回収系のパイプ 2 1 5 b とをつなぐィンク回収部 2 2 0 b、ィンク流路 2 2 1の頂上部を対向電極 2 1 0側に開放する適当な幅（約 0 . 2 m m )のスリット状インク吐出口 2 2 2、所定のピツチ（約 0 . 2 m m )でィンク吐出口 2 .2 2内に配列された複数の吐出電極 2 1 1 a , 各吐出電極 2 1 1 aの両側および上面にそれぞれ配置された低誘電体製（例えば、セラミック製）の仕切り壁 2 2 3が設けられている。

上記各吐出電極 2 1 1 aは、それぞれ、銅、ニッケル等の金属で形成され、その表面には、濡れ性のよい顔料付着防止用低誘電体膜（例えば、ポリイミド膜）が形成されている。また、各吐出電極 2 1 1 a の先端は、三角錐形状に成形されており、それぞれが適当な長さ（ 7 0 μ πι〜 8 0 μ m ) だけインク吐出口 2 2 2から対向電極 2 1 0側に向かって突出している。

上述した図示しない駆動回路が、コントローラの制御に応じて、制御信号を、画像データに含まれている階調データに応じた時間だけパルス電圧発生装置 2 1 3に与えると、パルス電圧発生装置 2 1 3は、その制御信号の種類に応じたパルストップのパルス V pをバイアス電圧 V bにのせた高電圧信号をバイァス電.圧 V bに重畳して出力するようになつている。

そして、コントローラは、画像データが転送されてくると、インク循環系の 2台のポンプ 2 1 4 a， 2 1 4 bを駆動する。これにより、インク供給部 2 2 0 aからインクが圧送されると共にインク回収部 2 2 0 b が負圧となり、インク流路 2 2 1を流れているインクが、各仕切り壁 2 2 3の隙間を毛細管現象で這い上がり、各吐出電極 2 1 1 aの先端にまで濡れ広がる。このとき各吐出電極 2 1 1 aの先端付近のィンク液面には負圧がかかっているため、各吐出電極 2 1 1 aの先端には、それぞれ、インクメニスカスが形成される。

さらに、コントローラによって、記録媒体搬送機構が制御されることで、所定の方向に記録媒体 Aが送られる共に、駆動回路を制御することによって、吐出電極 2 1 1 a との間に前述の高電圧信号が印加される。上記特許文献 2に開示されたィンクジヱット装置における液.滴の飛翔までのメニスカスの挙動を、図 2 1〜図 2 4を参照しながら以下に説明する。

図 2 1に示すように、パ.ルス電圧発生装置 2 1 3からのパルス電圧が記録へッド 2 1 1内の吐出電極 2 1 1 aに印加されると、吐出電極 2 1 1 a側から対向電極 2 1 0側に向かう電場が発生する。ここでは、先端の鋭利な吐出電極 2 1 1 aを用いているため、その先端付近に最も強い電場が発生している。

このような電場が発生すると、図 2 2に示すように、インク溶媒中の個々の帯電顔料粒子 2 0 1 aは、それぞれ、この電場から及ぼされる力 f E (図 2 3 ) によってインク液面に向かって移動する。これにより、ィンク液面付近の顔料濃度が濃縮される。

このように顔料濃度が濃縮されると、図 2 3に示すように、インク液面付近に複数の帯電顔料粒子 2 0 1 aが、電極の反対側によせられて凝集しはじめる。そして、インク液面付近に顔料凝集体 2 0 1が球状に成長しはじめると、個々の帯電顔料粒子 2 0 1 aには、それぞれ、この顔料凝集体 2 0 1からの静電反発力 f conが作用しはじめる。すなわち、個々の帯電顔料粒子 2 0 1 aには、それぞれ、顔料凝集体 2 0 1からの静電反発力 f conと、パルス電圧による電場 Eからのカ f Eとの合力 f totalが作用する。

したがって、帯電顔料粒子間の静電反発力が互いの凝集力を超えない範囲内においては、顔料凝集体 2 0 1に向いた合力 f totalが作用する帯電顔料粒子 2 0 1 a (吐出電極 2 1 1 aの先端と顔料凝集体 2 0 1の中心とを結ぶ直線上にある帯電顔料粒子 2 0 1 a ) に電界から及ぼされる力 f Eが、顔料凝集体 2 0 1からの静電反発力 f conを上回れば（ f E ≥ f con) 、帯電顔料粒子 2 0 1 aは顔料凝集体 2 0 1に成長する。

n個の帯電顔料粒子 2 0 1 aから形成された顔料凝集体 2 0 1は、パルス電圧による電場 Eから静.電反発力 F Eを受ける一方で、ィンク溶媒から拘束力 F es cを受けている。静電反発力 F Eと拘束力 F es cとが釣り合うと、顔料凝集体 2 0 1は、ィンク液面からやや突出した状態で安定する。

さらに、顔料凝集体 2 0 1が成長し、静電反発力 F Eが拘束力 F e s cを上回ると、図 2 4 ( a ) 〜図 2 4 ( c ) に示すように、顔料凝集体 2 0 1は、インク液面 2 0 0 aから脱出する。

ところで、従来の静電吸引方式の原理では、メニスカスの中心に電荷を集中させてメニスカスの隆起を発生する。この隆起したテーラーコーン先端部の曲率半径は、電荷の集中量により定まり、集中した電荷量と電界強度による静電力がそのときメニスカスの表面張力より勝った時に液滴の分離が始まる。

メニスカスの最大電荷量は、インクの物性値とメニスカスの曲率半径により定まるため、最小の液滴のサイズはインクの物性値（特に表面張力）とメニスカス部に形成される電界強度により定まる。

一般的に、液体の表面張力は純粋な溶媒よりも溶剤を含んだ方が表面張力は低くなる傾向があり、実際のィンクにおいても種々の溶剤を含んでいるため、表面張力を高くすることは難しい。このため、インクの表面張力を一定と考え、電界強度を高くすることにより液滴サイズを小さくする方法がとられていた。

したがって、上記の特許文献 1 、 2に開示されたインクジェット装置では、両者とも吐出原理として、吐出液滴の投影面積よりはるかに広い面積のメニスカス領域に強い電界強度のフィールドを形成することにより該メニスカスの中心に電荷を集中させ、該集中した電荷と形成している電界強度からなる静電力により吐出を行うため、 2 0 0 0 Vに近い非常に高い電圧を印加する必要がある。そのため、駆動制御が難しいとともに、インクジヱット装置を操作するうえでの安全性の面からも問題があった。

特に、広い領域に強い電界強度を形成する場合には、放電破壊強度（例えば平行平板間の空気の放電破壌強度は 3 X 1 0 ⁶ V /m ) 以下と設定する必要があり、形成できる微小液滴のサイズにも原理的に限界があつた。

また、メニスカス部の中心に電荷が移動するため、電荷の移動時間が吐出応答性に影響し、印字速度の向上において問題となっていた。

これらの問題を解消する方法として、前述の特許文献 1および 2においても使用されているが、予め吐出電圧より低いバイァス電圧を印加することにより駆動電圧を低減する手法や、特許文献 2のように、電極をノズル部より突出させて電荷の集中を促進させる構成がとられていた。また、特許文献 1のように、インクに正圧を印加してメニスカスを予め盛り上がらせておく手法等も提案されている。

しかしながら、特許文献 1および 2に開示されたいずれの手法においても根本的な解決にはなっていなかった。特に、バイアス電圧を印加した場合、駆動電圧は常に正負どちらか一方のみしか印加することができず、被記録媒体が絶縁材の場合、帯電した吐出液滴の付着による表面電位が累積していくため、着弾精度が悪化してしまい、印字中に被記録媒体表面を除電する等の対策が必要であった。

また、広い範囲のメニスカス領域に強い電界強度のフィールドを形成するため、対向電極の配置を精度良く行う必要が有ると共に、被記録媒体の誘電率及び厚さが対向電極の配置に影響するため、使用上の自由度が狭かった。特に被記録媒体が厚い場合、対向電極がそれに伴いノズル部の電極より離れた位置に配置せざるを得ない。このため、より高い電圧をかけなければならず、実際の使用が困難な被記録媒体が多数存在した。

したがって、従来の静電吸引型インクジェット装置（静電吸引型流体ジェット装置）では、高解像度と安全性の両方を満足させ、汎用性の高い装置を実用化できていないという問題点を有していた。

本発明は、上記の各問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、高解像度化と安全性の両方を満足させることが可能で、汎用性の高い記録装置を実用化できる静電吸引型流体ジェット装置を提供することにある。発明の開示

本願発明者等は、図 1 6に示すように、従来方法において、静電吸引の過程において形成されるノズル部 2 1 のテーラーコーン形状の流体のメニスカス 2 2の液滴吐出直前の先端部曲率 2 4 とほぼ同等サイズのノズル径になるように、流体吐出孔側が絞り込まれた形状のノズル 2 3を使用することにより、広範囲に必要であった電場の形成を狭くでき、かつ流体のメニスカス 2 2での電荷の移動量を少なくできることを見出した。

そして、上記の原理を利用して、さらに、本願発明者等は、ノズル先端部の流体吐出孔の直径を、吐出直後の流体の液滴径と同等以下に設定することで、電荷の集中領域とメニスカス領域とをほぼ同じにできることを見出した。

それゆえ、本発明の静電吸引型流体ジット装置は、上記の課題を解決するために、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、該ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等'以下に設定されていることを特徴としている上記の構成によれば、従来の流体の静電吸引の過程において、従来のノズルの流体吐出孔の直径よりも小さな液滴直径の流体を吐出するために形成されるテーラーコーン形状の電荷が集中した先端部の直径と略同一に本発明ではノズル径を設定することで、広範囲に必要であった電場の形成を狭くすることができる。

しかも、ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定されていることで、電荷の集中領域と流体のメニスカス領域とをほぼ同等のサイズにすることができる。

以上のことから、電荷の移動に必要な電圧、すなわち流体を所望する液滴直径の液滴の状態で静電吸引させるのに必要な帯電量を該流体に付与するために必要な電圧を大幅に低減させることが可能となる。これにより、従来のように、 2 0 0 0 Vといった高電圧を必要としないので、流体ジェット装置を使用する際の安全性の向上を図ることができる。

また、上記のように、電場を狭くできることにより、狭い領域に強い電場を形成することが可能となり、この結果、形成できる液滴を微小なものにすることが可能となる。これにより、液滴をインクとした場合に、印字画像を高解像度にすることが可能となる。

さらに、上述のように、電荷の集中領域と流体のメニスカス領域とがほぼ同等のサイズになることから、メニスカス領域内での電荷の移動時間が吐出応答性に影響を与えることがなくなり、液滴の吐出速度（液滴がィンクである場合の印字速度）の向上を図ることが可能となる。

また、電荷の集中領域と流体のメニスカス領域とがほぼ同等のサイズになることから、広い範囲のメニスカス領域に強い電場を形成する必要がなくなる。これにより、従来のように、広い範囲のメニスカス領域に強い電場を形成するために対向電極の配置を精度良く行う必要がなくなり、且つ、被記録媒体の誘電率及び厚さが対向電極の配置に影響しなくなる。 - したがって、静電吸引型流体ジェット装置において、対向電極の配置に対する自由度が増大する。つまり、静電吸引型流体ジェット装置の設計の自由度が増大する。この結果、誘電率や厚みに影響されず、従来、使用が困難であった被記録媒体に対して印字することが可能となり、汎用性の高い流体ジヱット装置を実現することができる。

よって、上記の構成の静電吸引型流体ジェット装置によれば、高解像度と安全性の両方を満足させ、汎用性の高い装置を実現することができる。

ここで、上記の流体としては、純粋な水、油等の他に、微粒子として染料や顔料を含んだ有色の液体であるィンクや、回路基板を形成する配線材料（銀や銅などの導電性の微粒子）を含む溶液等が使用可能である例えば、流体としてインクを用いた場合には、高精細な印字ができ、流体として回路基板を形成する配線材料を含んだ溶液を用いた場合には、線幅が非常に狭い配線で超高精細な回路を形成することが可能となるまた、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、上記の課題を解決するために、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、該ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ πι以下に設定されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、従来の流体の静電吸引の過程において、従来のノズルの流体吐出孔の直径よりも小さな液滴直径の流体を吐出するために形成されるテーラーコーン形状の電荷が集中した先端部の直径と略同一に本発明ではノズル径を設定することで、広範囲に必要であった電場の形成を狭くすることができる。

以上のことから、電荷の移動に必要な電圧、すなわち流体を静電吸引させるのに必要な帯電量を該流体に付与するために必要な電圧を大幅に低減させることが可能となる。これにより、従来のように、 2 0 0 0 V といった高電圧を必要としないので、流体ジェット装置を使用する際の安全性の向上を図ることができる。

しかも、ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ m以下に設定されていることで、電界強度分布が該流体吐出孔の吐出面近傍に集中すると共に、対向電極からノズルの流体突出孔までの距離の変動が電界強度分布に影響することがなくなる。

これにより、対向電極の位置精度、被記録媒体の材料特性のバラツキや厚さバラツキの影響を受けずに安定した流体の吐出を行うことができる。

さらに、上述のように、電荷の集中領域と流体のメニスカス領域とがほぼ同等のサイズになることから、メニスカス領域内での電荷の移動時間が吐出応答性に影響を与えることがなくなり、液滴の吐出速度（液滴がインクである場合の印字速度）の向上を図ることが可能となる。

また、電荷の集中領域と流体のメニスカス領域とがほぼ同等のサイズになることから、広い範囲のメニスカス領域に強い電場を形成する必要がなくなる。これにより、従来のように、広い範囲のメニスカス領域に強い電場を形成するために対向電極の配置を精度良く行う必要がなくなり、且つ、被記録媒体の誘電率及び厚さが対向電極の配置に影響しなくなる。

したがって、静電吸引型流体ジェット装置において、対向電極の配置に対する自由度が増大する。つまり、静電吸引型流体ジット装置の設計の自由度が増大す.る。この結果、誘電率や厚みに影響されず、従来、使用が困難であった被記録媒体に対して印字することが可能となり、汎用性の高い流体ジヱット装置を実現することができる。

よって、上記の構成の静電吸引型流体ジ'エツト装置によれば、髙解像度と安全性の両方を満足させ、汎用性の高い装置を実現することができる。

ここで、上記の流体としては、純粋な水、油等の他に、微粒子として染料や顏料を含んだ有色の液体であるィンクや、回路基板を形成する配線材料（銀や銅などの導電性の微粒子）を含む溶液等が使用可能である例えば、流体としてインクを用いた場合には、高精細な印字ができ、流体として回路基板を形成する配線材料を含んだ溶液を用いた場合には、線幅が非常に狭い配線で超高精細な回路を形成することが可能となり、何れの場合においても、流体を安定して吐出させることができる。また、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、上記の課題を解決するために、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジエツト装置において、上記ノズル内の流体に印加される電圧を制御する印加電圧制御部を備え、該ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ πι 以下に設定され、上記印加電圧制御部は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリー限界に相当する電荷量の 9 0 %以下になるように、上記流体に印加する電圧を制御することを特徴としている。

しかも、ノズルの流体吐出孔の直径が、 ψ 8 μ m以下に設定されていることで、電界強度分布が該流体吐出孔の吐出面近傍に集中すると共に、対向電極からノズルの流体突出孔までの距離の変動が電界強度分布に影響することがなくなる。

したがって、静電吸引型流体ジェット装置において、対向電極の配置に対する自由度が増大する。つまり.、静電吸引型流体ジェット装置の設計の自由度が増大する。この結果、誘電率や厚みに影響されず、従来、使用が困難であった被記録媒体に対して印字することが可能となり、汎用性の高い流体ジェット装置を実現することができる。よって、上記の構成の静電吸引型流体ジェット装置によれば、高解像度と安全性の両方を満足させ、汎用性の高い装置を実現することができる。

ここで、上記の流体としては、純粋な水、油等の他に、微粒子として染料や顔料を含んだ有色の液体であるインクや、回路基板を形成する配線材料（銀や銅などの導電性の微粒子）を含む溶液等が使用可能である例えば、流体としてインクを用いた場合には、高精細な印字ができ、流体として回路基板を形成する配線材料を含んだ溶液を用いた場合には、線幅が非常に狭い配線で超高精細な回路を形成することが可能となり、何れの場合においても、流体を安定して吐出させることができる。

しかも、上記印加電圧制御部は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリー限界に相当する電荷量の 9 0 %以下になるように上記流体に印加する電圧を制御することで、吐出した液滴の乾燥での液滴表面積の現象による放電を防ぐと共に、液滴の帯電による蒸気圧の減少を防ぐことができる。

これにより、吐出した液滴の乾燥時間（液滴の溶剤が全て蒸発するまでの時間）の減少を低減させることができるので、着弾した液滴のドット径のサイズのバラツキを無くすことができる。

また、吐出した液滴の乾燥時間が長くなるので、液滴が着弾するまでの間に液滴の直径、すなわち液滴量の変化を少なくすることができる。これにより、飛翔中の液滴が受ける空気抵抗や周囲湿度等の環境条件は各液滴で均一になるので、液滴の着弾精度の向上を図ること、すなわち着弾時の液滴のバラツキを抑えることができる。さらに、吐出した液滴の乾燥時間が長くなるので、吐出液滴の直径が Φ 5 μ m程度の微小な液滴であってもであっても、液滴を乾燥せずに着弾させることが可能となる。

よって、上記構成の静電吸引型流体ジェット装置を使用すれば、微小な液滴を安定して吐出することができると共に、高精度で着弾させることができる。

上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリ一限界に相当する電荷量の 9 0 %以下になるようにするには、以下のようにすることが考えられる。

すなわち、本発明の静電吸引型流体ジエツ.ト装置は、上記の課題を解決するために、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジヱット装置において、上記ノズル内の流体に印加される電圧を制御する印加電圧制御部を備え、該ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定され、上記印加電圧制御部は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、上記メニスカスの最大電界強度による流体吐出直後の液滴径でのレイリ一限界に相当する電荷量以下になるように、上記流体に印加する電圧を制御する。

また、本発明の静電吸引型流体ジット装置は、上記の課題を解決するために、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で、印加される電圧に応じた速度で被記録媒体に向かって吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、上記ノズル内の流体に印加される電圧を制御する印加電圧制御部を備え、該ノズルの流体吐出孔の直径が、 ψ 8 μ πι以下に設定され、上記印加電圧制御部は、上記流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 O m / s以上 4 0 m Z s以下となるように、上記流体に印加される電圧を制御することを特徴としている。

以上のことから、電荷の移動に必要な電圧、すなわち流体を静電吸引させるのに必要な帯電量を該流体に付与するために必要な電圧を大幅に低減させることが可能となる。これにより、従来のように、 2 0 0 0 V といった高電圧を必要としないので、流体ジヱット装置を使用する際の安全性の向上を図ることができる。

これにより、対向電極の位置精度、被記録媒体の材料特性のバラツキや厚さパラツキの影響を受けずに安定した流体の吐出を行うことができる。

したがって、静電吸引型流体ジェット装置において、対向電極の配置に対する自由度が増大する。つまり、静電吸引型流体ジェット装置の設計の自由度が増大する。この結果、誘電率や厚みに影響されず、従来、使用が困難であった被記録媒体に対して印字することが可能となり、汎用性の高い流体ジェット装置を実現することができる。

しかも、上記印加電圧制御部によって、上記流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 O m Z s以上 4 O m Z s以下となるように、上記流体に印加される電圧が制御されることで、流体の飛翔中の乾燥の影響を軽減でき、この結果、被記録媒体での液滴の着弾精度の向上が図れ、且つ、液滴の着弾ドット径のバラツキを抑えることができると共に、メニスカス部での電界強度の影響による吐出液滴のミスト化の発生を防ぎ、安定した吐出ができる。

ここで、流体の被記録媒体への着弾までの平均吐出.速度が 1 0 m / s よりも小さければ、着弾精度が悪く、吐出安定性も悪いので、液滴の着弾ドット径にバラツキが生じる。また、流体の被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 4 O m Z s よりも大きければ、高い電圧が必要であるので、メニスカス部での電界強度が非常に強くなり、吐出する液滴のミスト化が頻繁に発生し、液滴を安定して吐出できない。

したがって、上記構成の静電吸引型流体ジェット装置のように、流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 0 m / s以上 4 0 m / s以下にすることで、液滴を安定して飛翔させることが可能となり、その結果、液滴の着弾精度の向上が図れ、且つ、液滴の着弾ドットのバラツキを抑えることができる。

また、上記構成の静電吸引型流体ジェット装置は、以下の構成によつても実現できる。

すなわち、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で、印加される電圧に応じた速度で被記録媒体に向かつて吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、該ノズル内の流体に印加される電圧を制御する印加電圧制御部を備え、該ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定され、上記印加電圧制御部は、上記流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 0 m / s以上 4 0 m / s以下となるように、上記流体に印加される電圧を制御することを特徴としている。

さらに、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、上記の課題を解決するために、微粒子を含み電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジエツト装置において、該ノズルの流体吐出孔の直径力 ψ 8 μ m以下に設定され、上記流体に含有された微粒子の粒径は、 φ 3 0 η πι以下であることを特徴としている。

以上のことから、電荷の移動に必要な電圧、すなわち流体を静電吸引させるのに必要な帯電量を該流体に付与するために必要な電圧を大幅に低減させることが可能となる。これにより、従来のように、 2 0 0 0 V といった高電圧を必要としないので、流体ジヱット装置を使用する際の安全性の向上を図ることができる。しかも、ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 At m以下に設定されていることで、電界強度分布が該流体吐出孔の吐出面近傍に集中すると共に、対向電極からノズルの流体突出孔までの距離の変動が電界強度分布に影響することがなくなる。

よって、上記の構成の静電吸引型流体ジット装置によれば、高解像度と安全性の両方を満足させ、汎用性の高い装置を実現することができる。

ここで、上記の流体としては、純粋な水、油等の他に、微粒子として染料や顔料を含んだ有色の液体であるィンクや、回路基板を形成する配線材料（銀や銅などの導電性の微粒子）を含む溶液等が使用可能である例えば、流体としてインクを用いた場合には、高精細な印字ができ、流体として回路基板を形成する配線材料を含んだ溶液を用いた場合には、線幅が非常に狭い配線で超高精細な回路を形成することが可能となり、何れの場合においても、流体を安定して吐出させることができる。

しかも、上記流体に含有された微粒子の粒径は、 φ 3 O n m以下であるので、微粒子自体の帯電による影響を軽減することができるので、液滴に微粒子が含まれていても、安定して吐出させることができる。

また、微粒子自体の帯電の影響が軽減されるので、従来のように、微粒子の帯電を利用して流体を吐出させる場合のように、粒径が小さいときに微粒子の移動が遅くなるようなことはない。したがって、微粒子が含まれた流体、例えばインクであっても、記録速度を低下させることはない。

すなわち、本発明の静電吸引型流体ジット装置は、微粒子を含み電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジット装置において、該ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定され、該流体に含有された微粒子の粒径は、 φ 3 0 n m以下であることを特徴としている。

本発明のさらに他の目的、特徴、および優れた点は、以下に示す記载によって十分わかるであろう。また、本発明の利益は、添付図面を参照した次の説明で明白になるであろう。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施の形態にかかるィンクジエツト装置の概略構成断面図である。

図 2 ( a ) 〜図 2 ( c ) は、図 1に示すインクジェット装置におけるインクのメニスカスの挙動を説明する図である。

図 3 ( a ) は、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 μ mのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである図 3 ( b ) は、ノズルと対向電極との距離が 1 0 0 mのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである。

図 4 ( a ) は、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 mのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである図 4 ( b ) は、ノズルと対向電極との距離が 1 0 0 μ mのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである。図 5 ( a ) は、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 μ mのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである図 5 ( b ) は、ノズルと対向電極との距離が 1 0 0 μ ιηのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである。

図 6 ( a ) は、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 Ο μ πιのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである図 6 ( b ) は、ノズルと対向電極との距離が 1 0 O niのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである。

図 7 ( a ) は、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 μ mのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである図 7 ( b ) は、ノズルと対向電極との距離が 1 0 0 / mのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すダラフである。

図 8 ( a ) は、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 Ο μ πιのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである図 8 ( b ) は、ノズルと対向電極との距離が 1 0 Ο μ πιのときのノズル中心からの距離と対向電極からの距離との関係を示すグラフである。

図 9は、ノズル径と最大電界強度との関係を示すグラフである。

図 1 0は、ノズル径と各種電圧との関係示すダラフである。

図 1 1 は、ノズル径と強電界領域との関係を示すグラフである。

図 1 2は、印加電圧と帯電電荷量との関係を示すグラフである。図 1 3は、初期吐出液滴径と乾燥時間との関係を示すグラフである。図 1 4は、周囲湿度と乾燥時間との関係を示すグラフである。

図 1 5は、本発明の他の実施の形態にかかるィンクジエツト装置の概略構成断面図である。

図 1 6は、本発明の原理を説明する図である。

図 1 7は、従来の静電吸引型ィンクジエツト装置の概略構成断面図である。

図 1 8 ( a ) 〜図 1 8 ( c ) は、図 1 7に示すィンクジエツト装置におけるインクのメニスカスの挙動を説明する図である。

図 1 9は、従来の他の静電吸引型インクジェット装置の概略構成図である。

図 2 0は、図 1 9に示すインクジエツト装置のノズル部分の概略断面斜視図である。

図 2 1は、図 1 9に示すインクジエツト装置のィンク吐出原理を説明する図である。

図 2 2は、図 1 9に示すィンクジエツト装置のノズル部分での電圧印加時における微粒子の状態を説明する図である。

図 2 3は、図 1 9に示すインクジェット装置のノズル部分における微粒子体形成の原理を説明する図である。

図 2 4 ( a ) 〜図 2 4 ( c ) は、図 1 9に示すインクジェット装置におけるインクのメニスカスの挙動を説明する図である。発明を実施するための最良の形態

〔実施の形態〕本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態）について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、流体としてィンクを用いた静電吸引型のィンクジエツト装置について説明する。

図 1は、本発明の実施の一形態に係るィンクジヱット装置の構造を示した図である。

上記ィンクジエツト装置は、図 1 に示すように、インク室 1に貯蔵した流体としてのィンク 2を吐出するためのノズル 4を備えている。このノズル 4は、インク室 1 に対してパッキン 5を介して連結されている。これにより、インク室 1内のインク 2が、ノズル 4 とインク室 1 との連結部分から外部に漏れないように封止されている。

また、上記ノズル 4は、インク室 1 との連結部とは反対側、すなわちインクの吐出側となる先端部 4 aに向かって内径が小さくなるように絞り込まれた形状となっている。上記ノズル 4の先端部 4 aのインク吐出孔 4 bの内径（直径）は、吐出直後のインク 2の粒径との関係で設定されている。

なお、ノズル 4から吐出されたインク 2 と、インク室 1に貯蔵されているインク 2 とを区別するために、以降、ノズル 4から吐出されたインク 2を液滴 3'と称して説明する。このインク吐出孔 4 bの直径と、吐出直後の液滴 3の液滴径との関係についての詳細は、後述する。

さらに、上記ノズル 4の内部には、インク 2に対して静電界を印加するための静電界印加用電極 9が設けられている。この静鼋界印加用電極 9は、プロセス制御部 1 0に接続され、このプロセス制御部 1 0によつて図示しない駆動回路からの印加電圧による電界強度が制御されるようになっている。この電界強度を制御することで、ノズル 4から吐出する液滴 3の液滴径が調整される。つまり、プロセス制御部 1 0は、静電界印加用電極 9を介してィンク 2に印加する電圧を制御する印加電圧制御手段としての機能を有している。

上記ノズル 4のインク吐出孔 4 bの対向面側には、所定の距離離れた位置に対向電極 7が配設されている。この対向電極 7は、ノズル 4 と対向電極 7 との間に搬送される被記録媒体 8の表面を、ノズル 4のインク吐出孔 4 bから吐出される液滴 3 の帯電電位の逆極性の電位に帯電させるものである。これにより、ノズル 4のインク吐出孔 4 bから吐出した液滴 3を、被記録媒体 8 の表面に安定して着弾させている。

このように、液滴 3は帯電している必要があるので、ノズル 4の少なくとも先端部 4 aのィンク吐出面は絶縁部材で形成されていることが望ましく、かつ微細なノズル径（インク吐出孔 4 b の内径）を形成する必要があるため、本実施の形態では、ノズル 4 としてガラスのキヤビラリ一チューブを使用している。

したがって、上記ノズル 4は、流体であるインク 2の静電吸引の過程において、ノズルのィンク吐出孔の直径よりも小さな直径の液滴を吐出するために形成されるテーラーコーン形状のィンクのメニスカスに相当する形状に形成されると共に、該ノズル 4 のィンク吐出孔 4 b の直径が、上記メニスカスのインク吐出直前の先端部の直径と略同一に設定され、且つ、吐出直後の液滴 3の直径と同等以下に設定されている。

上記構成のィンクジエツト装置においては、吐出するインク 2の液滴量が 1 p 1以下となるように、静電界印加用電極 9を介してィンク 2に印加される電圧がプロセス制御部 1 0によって制御されている。

また、上記インク室 1には、上記ノズル 4の他に、インク 2を図示しないインクタンクから供給するためのィンク供給路 6が接続されている。ここでは、インク室 1 内およびノズル 4内にインク 2が満たされた状態で保持されているので、インク 2には負圧がかかっている。

ここで、インク 2がノズル 4から液滴 3 として吐出する際に、インク吐出孔 4 b近傍に形成されるメニスカス部（メニスカス領域） 1 4の挙動について以下に説明する。図 2 ( a ) 〜図 2 ( c ) は、上記インク吐出孔 4 b近傍のメニスカス部 1 4の挙動を示すモデル図である。

まず、インク 2の吐出前の状態においては、図 2 ( a ) に示すように、インクには負圧がかかっているので、メニスカス部 1 4 として、ノズル 4の先端部 4 a 内部に凹の形状でメニスカス 1 4 aが形成されている

次に、インク 2 の吐出を行うため、静電界印加用電極 9 を介してインク 2に印加される電圧がプロセス制御部 1 0によって制御され、該インク 2に所定の電圧が印加されると、ノズル 4内のインク 2の表面に電荷が誘導され、インク 2は、図 2 ( b ) に示すように、メニスカス部 1 4 として、該ノズル 4の先端部 4 aのインク吐出孔 4 b表面すなわち対向電極側（図示せず）に引っ張られたメニスカス 1 4 bが形成される。このとき、ノズル 4の径が微小であるため、メニスカス 1 4 bは当初よりテーラーコーンの形状を形成しながら外側に引っ張られている。続いて、外側に引っ張られたメニスカス 1 4 bは、図 2 ( c ) に示すように、メニスカス部 1 4 として、対向電極側（図示せず）にさらに吐出した形状のメニスカス 1 4 c となり、誘導されたメニスカス 1 4 c表面の電荷とノズル 4に形成される電場（電界強度）の力がインク 2の表面張力に勝ることにより、吐出液滴が形成される。ここで、本実施の形態で使用するノズル 4のインク吐出孔 4 bの内径 (以下、ノズル径と称する）は、 φ 5 ^ mとしている。このように、ノズル 4 のノズル径が微小である場合、従来の様にメニスカス先端部の曲率半径.が表面電荷の集中により除々に小さく変化していくことなくほぼ一定と見なすことができる。

したがって、インクの物性値が一定であれば、液滴分離時の表面張力は、電圧印加による吐出状態ではほぼ一定であり、また集中可能な表面電荷の量もィンクの表面張力を超える値、すなわちレイリ一分裂値以下であることから最大量は一義的に定義される。

なお、ノズル径が微小であるため電界強度は、メニスカス部のごく近傍のみ非常に強い値となり、このように極小領域での高い電場での放電破壌強度は非常に高い値となるため、問題とならない。

本実施の形態にかかるィンクジエツト装置において使用されるインクとしては、純水を含め染料系ィンク及び微粒子を含有したィンクを使用することができる。ここで、微粒子を含有したインクとしては、ノズル部が従来から非常に小さいため含有する微粒子の粒径も小さくする必要があり、一般的にノズルの 1 / 2 0カゝら 1 / 1 0 0程度であれば目詰まりが発生しにくい。

このため、本実施の形態で使用するノズル 4のノズル径を、上述のように φ 5 μ πιとすると、該ノズル径に対応するィンクの微粒子径は 5 0 以下となる。このとき、特許文献 2に示された微粒子を含むインクを吐出する原理のように、微粒子の帯電による移動によってメニスカス部の電荷を集中させ、集中した微粒子相互の静電反発力により吐出する方法では、従来使用していた最小微粒子径 φ Ι Ο Ο η πιよりもつと小さいためインク中の帯電微粒子の移動速度が低下してしまい吐出の応答速度及び記録速度が遅くなってしまう。

これに対して、本発明においては帯電した微粒子相互の静電反発力を用いるのではなく、微粒子を含まないィンクの場合と同様にメニスカス表面の電荷により吐出を行う。この場合、インク中の微粒子の電荷の影響がメニスカス表面の電荷に影響することによる吐出不安定を解消するために、インク中の微粒子の電荷量がメニスカス表面の電荷に比べはるかに小さい値となる形状が望ましい。

これは、インク中の微粒子の単位質量当たりの電荷量が l O ^ C / g 以下であれば、該微粒子同士の静電反発力及び応答速度が小さくなり、またィンク微粒子の質量を小さくすること、すなわちィンク微粒子の径を小さくすることによりインク中の微粒子の総電荷量を減少できる。以下の表 1に、インク中の平均微粒子径を 3 11 111カら（) 5 0 11 111とした場合の吐出安定性を示す。

〔表 1〕

表 1 中の記号は、各ノズルの吐出安定性を示しており、 X ：目詰まり等での不吐出あり、連続吐出にて吐出不安定、〇：安定吐出である表 1から、微粒子径としては φ 3 0 n m以下が好ましいことが分かつた。特に微粒子径 φ 1 0 n m以下になるとインク中の微粒子 1個の帯電量はインク吐出における電荷としての影響がほぼ無視できるとともに、電荷による移動速度も非常に遅くなり微粒子のメニスカス中心への集中も発生しない。また、ノズル径が φ 3 μ m以下では、メニスカス部の電界集中により極端に最大電界強度が高くなり、微粒子 1個毎の静電力も大きくなるため φ 1 O n m以下の微粒子を含んだインクを用いることが好ましい。但し、微粒子径が ψ 1 n m以下になると、微粒子の凝集及ぴ濃度の不均一の発生が大きくなるため、微粒子径は、 ψ ΐ η πιから φ ΐ 0 n mの範囲が好ましい。

本実施の形態においては、平均粒径が φ 3 n mから φ 7 n mの間の銀の微粒子を含んだペーストを使用しており、該微粒子には凝集防止のコ一ティングを施している。

ここで、ノズル 4のノズル径と電界強度との関係について、図 3 ( a ) ( b ) 〜図 8 ( a ) ( b ) を参照しながら以下に説明する。図 3 ( a ) ( b ) 力ら図 8 ( a ) ( b ) に対応して、ノズル径を φ 0. 2、 0.

4、 1、 8、 2 0 μ m及び参考として従来にて使用されているノズル径 φ 5 0 μ mの場合の電界強度分布を示す。

ここで、各図において、ノズル中心位置とは、ノズル 4のインク吐出孔 4 bのインク吐出面の中心位置を示す。また、各々の図の（ a ) は、ノズルと対向電極との距離が 2 0 0 0 mに設定したときの電界強度分布を示し、（ b ) は、ノズルと対向電極との距離が 1 0 ◦ μ mに設定されたときの電界強度分布を示す。なお、印加電圧は、各条件とも 2 0 0 Vと一定にした。図中の分布線は、電界強度が 1 X I 0⁶ VZmから 1 X 1 0⁷VZmまでの範囲を示している。以下の表 2に、各条件下での最大電界強度を示す,

〔表 2〕

図 3 ( a ) ( 13 ) 〜図 8 ( & ) ( b ) 力ら、ノズル径が φ 2 0 μ πι ( 図 7 ( a ) ( b ) ) 以上だと電界強度分布は広い面積に広がっていることが分かった。また、表 2から、ノズルと対向電極の距離が電界強度に影響していることも分かった。

これらのこと力ら、ノズル径が <i> 8 At m (図 6 ( a ) ( b ) ) 以下であると電界強度は集中するとともに、対向電極の距離の変動が電界強度分布にほとんど影響することがなくなる。したがって、ノズル径が φ 8 β m以下であれば、対向電極の位置精度及び被記録媒体の材料特性のバラツキや厚さパラツキの影響を受けずに安定した吐出が可能となる。ここで、 1 p 1 の液滴量のインク 2を吐出するには、ノズル径を φ 1 0 μ mにする必要があるので、上記のように、ノズル径が 8 μ in以下であれば、液滴量が 1 ρ 1以下にすることは可能である。

次に、上記ノズル 4 のノズル径とメニスカス部 1 4の最大電界強度と強電界領域の関係を図 9に示す。 +

図 9に示すグラフから、ノズル径が φ 4 μ m以下になると、電界集中が極端に大きくなり最大電界強度を高くすることができるのが分かった。これによつて、インクの初期吐出速度を大きくすることができるので、インク（液滴）の飛翔安定性が増すとともに、メニスカス部での電荷の移動速度が増すため吐出応答性が向上する。

続いて、吐出したインク 2の液滴 3における帯電可能な最大電荷量について、いかに説明する。液滴 3に帯電可能な電荷量は、液滴 3のレイリー分裂（レイリー限界）を考慮した以下の（ 5 ) 式で示される。

_¾ = 8 Χ π Χ ( ε 0Χ Χ Γ ³ ) ^{1 / 2} ( 5 )

ここで、 qはレイリー限界を与える電荷量、 ε θは真空の誘電率、 _Ί はインクの表面張力、 rはインク液滴の半径である。

上記（ 5 ) 式で求められる電荷量 qがレイリー限界値に近い程、同じ電界強度でも静電力が強く、吐出の安定性が向上するが、レイリー限界値に近すぎると、逆にノズル 4のインク吐出孔 4 bでインク 2の霧散が発生してしまい、吐出安定性に欠けてしまう。

ここで、ノズルのノズル径とメニスカス部で吐出する該ノズル径の約

2倍の径の初期吐出液滴が飛翔を開始する吐出開始電圧、初期吐出液滴のレイリ一限界での電圧値及び吐出開始電圧とレイリ一限界電圧値の比との関係を示すグラフを図 1 0に示す。

図 1 0に示すグラフから、ノズル径が φ θ . 2 μ πιカゝら <ί> 4 μ πιの範囲において、吐出開始電圧とレイリー限界電圧値の比が 0. 6を超え、液滴の帯電効率が良い結果となっており、該範囲において安定した吐出が行えることが分かった。

例えば、図 1 1に示すノズル径とメニスカス部の強電界（ 1 X 1 0⁶ VZm以上）の領域の関係で表されるグラフでは、ノズル径が φ 0. 2 μ m以下になると電界集中の領域が極端に狭くなることが示されている

。このことから、吐出する液滴は、加速するためのエネルギーを十分に受ける事ができず飛翔安定性が悪くなることを示す。よって、ノズル径は φ θ . 2 mより大きいく設定する必要がある。

次に、上記構成のインクジュット装置を実際に駆動する場合の印加電圧、すなわち液滴の吐出開始電圧以上の電圧で最適な電圧値を変動した場合の最大電界強度から誘導されるメニスカス部の初期吐出液滴を一定とした場合の該液滴の電荷量と、液滴の表面張力からくるレイリ一限界値との関係を図 1 2のグラフに示す。

図 1 2に示すグラフにおいて、 A点は上記液滴の電荷量と液滴の表面張力からくるレイリ一限界値との交点であり、ィンクへの印加電圧が、 A点より高い電圧であれば、初期吐出液滴にはほぼレイリ一限界に近い最大電荷量が形成されており、 A点より低い電圧であればレイリ一限界以下でかつ吐出に必要な電荷量が形成されていることを示している。

ここで、吐出液滴の運動方程式にのみ着目すると、強電界かつ最大電荷量の吐出エネルギーとして最適な条件での飛翔が行われるため、印加電圧としては A点より高い電圧が好ましい。

ところで、図 1 3に、環境湿度を 5 0 %とした場合のインク（ここでは純水）の初期吐出液滴径と乾燥時間（液滴の溶剤が全て蒸発してしまう時間）との関係を示すグラフを示す。このグラフから、初期吐出液滴径が小さい場合には、蒸発によるィンクの液滴径の変化が非常に早く、飛翔中の短い時間においても乾燥が進んでしまうことが分かる。

このため、初期吐出時に最大電荷量が液滴に形成されていると乾燥による液滴径の減少すなわち電荷が形成されている液滴の表面積が減少することにより、インクの飛翔中にレイリー分裂が発生し、過分の電荷を放する際に電荷は液滴の一部を引き連れて放出されるため、蒸発以上の飛翔液滴の減少が発生することなる。

従って、着弾時の液滴径のパラツキ及び着弾精度が悪化するとともに、ノズルと被記録媒体中に分裂したミストが浮遊することになり、被記録媒体を汚染することになる。このため、安定した吐出ドットの形成を考慮すると、初期吐出液滴に誘導される電荷量をレイリ一限界に相当する電荷量よりもある程度小さくする必要がある。この場合、該電荷量をレイリ一限界値に相当する電荷量の 9 5 %程度では、着弾ドット径のバラツキの精度が向上できず、結果的として 9 0 %以下にすることが好ましい。

具体的な数値としては、ノズル孔径を針電極の先端形状と見なした場合のメニスカスの最大電界強度による初期吐出液滴径のレイリー限界を算出し、該算出値以下の範囲とすることにより着弾時の液滴のバラッキを抑えることができた。これは、吐出液滴が分離する直前の表面積が吐出直後の液滴に比べ小さく、かつ電荷の移動時間のタイムラグにより、実際の初期吐出液滴に誘導される電荷量は、上記計算により求められる電荷量より小さくなっているためと考えられる。

このような条件であれば、飛翔時のレイリー分裂を防げると共にメニスカス部での吐出液滴の分離時に電荷量が多いことによるミスト化等の安定吐出を軽減する事ができる。

なお、帯電した液滴は、蒸気圧が減少して蒸発しにくくなる。これは、以下の（ 6 ) 式から分かる。

R T p / M X l og ( P / P 0 ) = 2 y / d - q ² / ( 8 π d ⁴ ) • · · · ( 6 )

ここで、 Rは気体定数、 Mは気体の分子量、 Tは気体の温度、 pは気体の密度、 Pは微小液滴での蒸気圧、 P 0は平面での蒸気圧、 γはインクの表面張力、 dはインク液滴の半径である。

上記の（ 6 ) 式に示されるように、帯電した液滴は、該液滴の帯電量により蒸気圧が減少するもので、帯電量が少なすぎると蒸発の緩和に影響が少ないため、レイリ一限界に相当する電界強度及ぴ電圧値の 6 0 % 以上が好ましい結果となった。この結果は、上記と同様にノズル孔径を針電極の先端形状と見なした場合のメニスカスの最大電界強度による初期吐出液滴径のレイリー限界を算出し、該算出値の 0 . 8倍以上の範囲を示すことと同じである。

特に、図 1 3に示すように、初期吐出液滴径が φ 5 z m以下になると乾燥時間は極端に短くなり蒸発の影響を受けやすくなるため、初期吐出液滴の電荷量を低く抑えることは蒸発を抑える観点からより効果があることが分かる。なお、図 1 3に示す乾燥時間と初期吐出液滴径との関係を求める場合の周囲湿度は 5 0 %とした。

また、吐出液滴の乾燥を考慮すると、被記録媒体までの液体の吐出時間を短くする必要がある。

ここで、吐出液滴がメニスカス部より分離してノズルより被記録媒体に着弾するまでの平均飛翔速度を 5 m/ s、 1 0 m/ sゝ 2 0 / s、 3 0 m/ s、 4 0 mZ s、 5 0 mZ s として、吐出の安定性と着弹ドットの位置精度を比較し、以下の表 3に示す。 4

〔表 3〕

表 3中の吐出安定性の記号においては、 X ：ほとんど吐出せず、 △ : 連続吐出にて不吐出あり、〇：不吐出なしを示しており、着弾精度の記号においては、 X ：着弾ズレ >着弾ドット径、 △ ：着弾ズレ〉着弾ドット径 X 0 . 5、〇：着弾ズレく着弾ドット径 X 0 . 5、 ◎ ：着弾ズレく着弹ドット径 X 0 . 2を示している。

上記の表 3から分かるように、平均飛翔速度 5 m Z sでは、着弾精度が悪く、吐出安定性も悪くなる。特に、ノズル径が φ 1 m以下では、吐出速度が遅いと液滴にかかる空気抵抗の要因が大きくかつ蒸発によるドット径の更なる微少化により、着弾できない場合があった。逆に、平均飛翔速度 5 0 m Z sでは、印加電圧を高くする必要があるため、メニスカス部での電界強度が非常に強くなり、吐出液滴のミスト化が頻繁に発生してしまい、安定した吐出が難しいことが分かった。

以上のことから、吐出液滴がメニスカス部より分離して被記録媒体に着弾するまでの平均飛翔速度は 1 0 m Z sから 4 0 m / s の間が好ましいことが分かった。

ところで、図 1 3では、周囲湿度として 5 0 %とした場合の、初期吐出液滴径と乾燥時間との関係を示したが、図 1 4では、初期吐出液滴径が φ θ . 5 μ mでノズルと被記録媒体の距離を 0 . 2 m mとした場合の周囲湿度と乾燥時間の関係を示す。

図 1 4に示すグラフから、周囲湿度が 6 0 %以下では該乾燥速度の数値は大きく変動しないことが分かった。しかしながら、周囲湿度が 7 0 %を超えるとィンクの蒸発を極端に抑える事が可能であり、周囲湿度を 7 0 %以上とする場合には、上記条件等の影響は低いものとなり、特に周囲湿度を 9 5 %以上に設定すると乾燥の影響をほぼ無視する事ができ、本発明のィンクジエツト装置の設計条件の自由度を広くかつ適用範囲を広げる事が可能であることが分かった。

ここで、ノズル径を ^ 1及ぴ0 3 111として、初期吐出液滴径を変動した場合の吐出安定性及び吐出ドット径バラツキ（着弾バラツキ）を以下の表 4に示す。なお、ノズルによる初期吐出径は、印加電圧値を変動することにより制御可能であり、又印加する電圧パルスのパルス幅を調整する事によっても制御可能であり、ここでは、同一ノズル径での電界強度の影響を排除するため、前記パルス幅を変動させて初期吐出径を調整している。

表 4中の吐出安定性の記号において、 X ：ほとんど吐出せず、 △ : 1 0分間連続吐出にて不吐出あり、〇： 1 0分間連続吐出にて不吐出なし、 ◎ : 3 0分間連続吐出にて不吐出なしを示しており、バラツキの記号においては、 △ ：着弾ドットのパラツキ >着弾ドット径 X 0 . 2、〇：着弾ドットのパラツキ≤着弾ドット径 X 0 . 2、 ◎'：着弾ドットのバラツキ≤着弾ドット径 X 0 . 1を示している。〔表 4〕

表 4から、ノズル径に対し 1 . 5倍〜 3倍程度において吐出の安定性が良く、特に 1 . 5倍〜 2倍において着弾ドット径のバラツキが極端に抑えられることが分かった。これは、メニスカス部から引き出されるィンク形状を液柱と見なした場合、該液柱の表面積が該液柱の体積分の球の表面積より大きくなる条件での液滴分離が最も安定するためと考えられる。

上記の構成によれば、ィンクの吐出直後の液滴量が 1 ρ 1以下の微少なィンク液滴を吐出する静電吸引型ィンクジェット装置において、ノズル 4のインク吐出孔 4 bの直径を、インクの吐出直後の液滴直径と同等以下とすることによりノズル 4のメニスカス部 1 4に吐出のための電界を集中させることができるので、インクを吐出するのに必要な印加電圧を大幅に下げることができ、個々に分離、吐出する液滴の径のバラツキを小さく安定した吐出を実現可能とした。また、従来必要とされていたバイアス電圧の印加が不要となり、駆動電圧を正負交互に印加する事が可能となり、被記録媒体の表面電位の増加による着弾精度への影響を軽減する事ができた。

また、ノズルの孔の直径を φ 8 m以下の範囲とすることによりノズルのメニスカス部に電界を集中させることができると共に、対向電極の位置精度及び被記録媒体の材料特性のバラツキや厚さパラツキの影響を受けずに安定した吐出が可能となった。

特に、ノズル 4 のインク吐出孔 4 b の直径を φ 0 . 2 i m以上 φ 4 μ m以下の範囲とすることにより、電界集中が極端に大きくなる。このように、最大電界強度を高くすることが、インクの初期吐出速度を大きくすることになるので、飛翔安定性が増すとともに、メニスカス部での電荷の移動速度が増すため吐出応答性が向上すると共に、レイリ一分裂の影響による着弾ドット径のバラツキを抑える事ができる。

更に、ノズル 4からのインクの吐出直後の液滴直径を、ノズル 4のィンク吐出孔 4 bの直径の 1 . 5倍から 3倍以下の範囲とすることにより、吐出の安定性が向上でき、特にインクの吐出直後の液滴直径を該ノズル径の 1 . 5倍から 2倍以下の範囲とすることにより吐出ドット径のパラツキを極端に抑えることができる。

本実施の形態では、上述のように、インク室 1内のインクに負圧が印加された例について説明したが、インクに正圧が印加された場合でも構わない。インク室 1内のインクに正圧を印加するには、例えば、図 1 5 に示すように、インク供給路 6の図示しないインクタンク側にポンプ 1 2を設け、該ポンプ 1 2を用いてインク室 1内のインクに正圧を印加することが考えられる。この場合、インク室 1からのインク吐出のタイミングに合わせて駆動させるようにプロセス制御部 1 3を用いて上記ボンプ 1 2を駆動制御すればよい。このように、インク室 1内のインクに正圧を印加するようにすれば、メニスカス部の凸形状を静電力で形成する手間が省け、印加電圧の低減及び応答速度の向上が図ることができる。

なお、本実施の形態では、説明の簡単化のため単一ノズルを備えたィンクジエツト装置について説明を行ったが、これに限定されるものではなく、隣接ノズルでの電界強度の影響を考慮した設計を行えば、複数のノズルを有するマルチへッドを備えたインクジヱット装置にも適用可能である。

更に、本実施の形態では、図 1および図 1 5に示すように、対向電極

7を常に設けたインクジエツト装置について説明したが、表 2から分かるように、対向電極 7 とノズル 4のインク吐出孔 4 b との間の距離（ギヤップ）は、被記録媒体とノズル間の電界強度にほとんど影響せず、該被記録媒体とノズル間の距離が近く、被記録媒体の表面電位が安定しているならば対向電極は不要となる。

以上のように、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジット装置において、該ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定された構成である。

それゆえ、従来の流体の静電吸引の過程において、従来のノズルの流体吐出孔の直径よりも小さな液滴直径の流体を吐出するために形成されるテーラーコーン形状の電荷が集中した先端部の直径と略同一に本発明ではノズル径を設定することで、広範囲に必要であった電場の形成を狭くすることができる。

以上のことから、電荷の移動に必要な電圧、すなわち流体を所望する液滴直径の液滴の状態で静電吸引させるのに必要な帯電量を該流体に付与するために必要な電圧を大幅に低減させることが可能となる。これにより、従来のように、 2 0 0 O Vといった高電圧を必要としないので、流体ジエツト装置を使用する際の安全性の向上を図ることができる。

さらに、上述のように、電荷の集中領域と流体のメニスカス領域とがほぼ同等のサイズになることから、メ -スカス領域内での電荷の移動時間が吐出応答性に影響を与えることがなくなり、液滴の吐出速度（液滴がインクである場合の印字速度）の向上を図ることが可能となる。

また、電荷の集中領域と流体のメニスカス領域とがほぼ同等のサイズになることから、広い範囲のメニスカス領域に強い電場を形成する必要がなくなる。これにより、従来のように、広い範囲のメニスカス領域に強い電場を形成するために対向電極の配置を精度良く行う必要がなくなり、且つ、 .被記録媒体の誘電率及び厚さが対向電極の配置に影響しなくなる。

したがって、静電吸引型流体ジェット装置において、対向電極の配置に対する自由度が増大する。つまり、静電吸引型流体ジエツト装置の設計の自由度が増大する。この結果、誘電率や厚みに影響されず、従来、使用が困難であった被記録媒体に対して印字することが可能となり、汎用性の高い流体ジェット装置を実現することができる。

また、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、該ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ m以下に設定された構成である。それゆえ、従来の流体の静電吸引の過程において、従来のノズルの流体吐出孔の直径よりも小さな液滴直径の流体を吐出するために形成されるテーラーコーン形状の電荷が集中した先端部の直径と略同一に本発明ではノズル径を設定することで、広範囲に必要であった電場の形成を狭くすることができる。

しかも、ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 / m以下に設定されていることで、電界強度分布が該流体吐出孔の吐出面近傍に集中すると共に、対向電極からノズルの流体突出孔までの距離の変動が電界強度分布に影響することがなくなる。

したがって、静電吸引型流体ジェット装置において、対向電極の配置に対する自由度が増大する。つまり、静電吸引型流体ジェット装置の設計の自由度が増大する。この結果、誘電率や厚みに影響されず、従来、使用が困難であった被記録媒体に対して印字することが可能となり、汎用性の高い流体ジエツト装置を実現することができる。

上記の流体に印加する電圧を制御することで、吐出する流体の液滴量 (液滴の体積や直径）を調整することができる。したがって、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴量が 1 p 1以下となるように、流体に印加する電圧を制御する印加電圧制御手段を備えていてもよい。

また、上記ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ θ . 2 μ πι以上 φ 4 μ πι 以下に設定してもよい。

この場合、ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 0 . 以上 φ 4 μ ηι 以下に設定されていることで、電界集中が極端に大きくなり最大電界強度を高くすることができる。この結果、直径の小さな微小な液滴を安定して吐出することが可能となる。

上記印加電圧制御手段によって、上記流体吐出孔から吐出した直後の液滴直径を、該流体吐出孔の直径の 1 . 5倍から 3倍以下になるように、流体に印加する電圧を制御するようにしてもよく、さらに、上記流体吐出孔から吐出した直後の液滴直径を、該流体吐出孔の直径の 1 . 5倍から 2倍以下になるように、流体に印加する電圧を制御するようにしてもよい。

この場合、流体吐出孔から吐出し.た直後の液滴直径（初期吐出液滴径 ) が、流体吐出孔の直径に対して 1 . 5倍から 3倍に設定されたとき、流体の吐出の安定性が良くなる。特に流体吐出孔から吐出した直後の液滴直径が、流体吐出孔の直径に対して 1 . 5倍から 2倍に設定されていれば、流体が吐出して記録媒体上に着弾した際の、着弾ドット径のバラッキを極端に抑えることができる。また、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジエツト装置において、上記ノズル内の流体に印加される電圧を制御する印加電圧制御手段を備え、該ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ m以下に設定され、上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリ一限界に相当する電荷量の 9 0 %以下になるように、上記流体に印加する電圧を制御するように構成されているそれゆえ、従来の流体の静電吸引の過程において、従来のノズルの流体吐出孔の直径よりも小さな液滴直径の流体を吐出するために形成されるテーラーコーン形状の電荷が集中した先端部の直径と略同一に本発明ではノズル径を設定することで、広範囲に必要であった電場の形成を狭くすることができる。

よって、上記の構成の静電吸引型流体ジェット装置によれば、高解像度と安全性の両方を満足させ、汎用性の高い装置を実現することができる。ここで、上記の流体としては、純粋な水、油等の他に、微粒子として染料や顔料を含んだ有色の液体であるインクや、回路基板を形成する配線材料（銀や銅などの導電性の微粒子）を含む溶液等が使用可能である例えば、流体としてインクを用いた場合には、高精細な印字ができ、流体として回路基板を形成する配線材料を含んだ溶液を用いた場合には、線幅が非常に狭い配線で超高精細な回路を形成することが可能となり、何れの場合においても、流体を安定して吐出させることができる。

しかも、上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリー限界に相当する電荷量の 9 0 %以下になるように上記流体に印加する電圧を制御することで、吐出した液滴の乾燥での液滴表面積の現象による放電を防ぐと共に、液滴の帯電による蒸気圧の減少を防ぐことができる。

また、吐出した液滴の乾燥時間が長くなるので、液滴が着弾するまでの間に液滴の直径、すなわち液滴量の変化を少なくすることができる。これにより、飛翔中の液滴が受ける空気抵抗や周囲湿度等の環境条件は各液滴で均一になるので、液滴の着弾精度の向上を図ること、すなわち着弾時の液滴のバラツキを抑えることができる。

さらに、吐出した液滴の乾燥時間が長くなるので、吐出液滴の直径が Φ 5 μ m程度の微小な液滴であってもであっても、液滴を乾燥せずに着弾させることが可能となる。よって、上記構成の静電吸引型流体ジェット装置を使用すれば、微小な液滴を安定して吐出することができると共に、高精度で着弾させることができる。

上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリー限界に相当する電荷量の 9 0 %以下になるようにするには、以下のようにすることが考えられる。

すなわち、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、上記の課題を解決するために、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジヱット装置において、上記ノズル内の流体に印加される電圧を制御する印加電圧制御手段を備え、該ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定され、上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量力上記メニスカスの最大電界強度による流体吐出直後の液滴径でのレイリ一限界に相当する電荷量以下になるように、上記流体に印加する電圧を制御する。

上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリ一限界に相当する電荷量の 6 0 %以上になるように、上記流体に印加する電圧を制御するようにしてもよい。

一般に、帯電した液滴は、該液滴の表面に帯電した電荷量（帯電量）により蒸気圧が減少するので、帯電量が少なすぎると蒸発の緩和に影響を及ぼさなくなる。具体的には、液滴のレイリー限界に相当する電荷量の 6 0 %よりも少ない電荷量の場合に、液滴の蒸発の緩和に影響を及ぼさなくなる。

したがって、流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量は、液滴のレイリ一限界に相当する電荷量の 6 0 %以上 9 0 %以下に設定されることが好ましい。

上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が

、該液滴のレイリ一限界に相当する電荷量の 6 0 %以上になるようにするには、以下のようにすることが考えられる。

すなわち、上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、上記流体のメニスカスの最大電界強度による流体吐出直後の液滴径でのレイリ一限界に相当する電荷量の 0 . 8倍以上になるように、上記流体に印加する電圧を制御する。上記ノズルの流体吐出孔の直径は、 φ 5 μ m以下に設定することが好ましく、さらに、上記ノズルの流体吐出孔の直径は、 φ 0 . 2 πι以上 φ 4 μ m以下に設定することが好ましい。

この場合、ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 5 m以下に設定することで、電界強度が集中し、電界集中が極端に大きくなり最大電界強度を高くすることができ、この結果、液滴の帯電効率を良くすることができる。さらに、液滴の帯電効率を良くするには、ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 0 . 2 μ m以上 (|) 4 m以下に設定すればよい。この場合、電界集中が極端に大きくなり最大電界強度を高くすることができ、この結果、直径の小さな微小な液滴を安定して吐出することが可能となる。

また、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で、印加される電圧に応じた速度で被記録媒体に向かって吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、上記ノズル内の流体に印加される電圧を制御する印加電圧制御手段を備え、該ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ πι以下に設定され、上記印加電圧制御手段は、上記流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 0 m Z s以上 4 0 m / s以下となるように、上記流体に印加される電圧を制御するように構成されている。

しかも、ノズルの流体吐出孔の直径が、 ψ 8 μ πι以下に設定されていることで、電界強度分布が該流体吐出孔の吐出面近傍に集中すると共に、対向電極からノズルの流体突出孔までの距離の変動が電界強度分布に影響することがなくなる。

これにより、対向電極の位置精度、被記録媒体の材料特性のバラツキや厚さバラツキの影響を受けずに安定した流体の吐出を行うことができる。 . また、上記のように、電場を狭くできることにより、狭い領域に強い電場を形成することが可能となり、この結果、形成できる液滴を微小なものにすることが可能となる。これにより、液滴をインクとした場合に、印字画像を高解像度にすることが可能となる。

したがって、静電吸引型流体ジェット装置において、対向電極の配置に対する自由度が増大する。つまり、静電吸引型流体ジェット装置の設計の自由度が増大する。この結果、誘電率や厚みに影響されず、従来、使用が困難であった被記録媒体に.対して印字することが可能となり、汎用性の高い流体ジヱット装置を実現することができる。

しかも、上記印加電圧制御手段によって、上記流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 0 m / s以上 4 O m / s以下となるように、上記流体に印加される電圧が制御されることで、流体の飛翔中の乾燥の影響を軽減でき、この結果、被記録媒体での液滴の着弾精度の向上が図れ、且つ、液滴の着弾ドット径のバラツキを抑えることができると共に、メニスカス部での電界強度の影響による吐出液滴のミスト化の発生を防ぎ、安定した吐出ができる。

ここで、流体の被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 O m Z s よりも小さければ、着弾精度が悪く、吐出安定性も悪いので、液滴の着弾ドット径にパラツキが生じる。また、流体の被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 4 0 m / s よりも大きければ、高い電圧が必要であるので、メニスカス部での電界強度が非常に強くなり、吐出する液滴のミスト化が頻繁に発生し、液滴を安定して吐出できない。

したがって、上記構成の静電吸引型流体ジェット装置のように、流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 0 m Z s以上 4 O m Z s以下にすることで、液滴を安定して飛翔させることが可能となり、その結果、液滴の着弾精度の向上が図れ、且つ、液滴の着弾ドットのパラツキを抑えることができる。

また、上記ノズルの流体吐出孔の直径は、 φ 5 μ m以下に設定することが好ましく、さらに、ノズルの流体吐出孔の直径は、 φ 0 · 2 i m以上 φ 4 μ m以下に設定することが好ましい。

この場合、ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 5 μ m以下に設定することで、電界強度が集中し、電界集中が極端に大きくなり最大電界強度を高くすることができ、この結果、液滴の帯電効率を良くすることができる。さらに、液滴の帯電効率を良くするには、ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 0 . 2 m以上 φ 4 m以下に設定すればよい。この場合、電界集中が極端に大きくなり最大電界強度を高くすることができ、この結果、直径の小さな微小な液滴を安定して吐出することが可能となる。

すなわち、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で、印加される電圧に応じた速度で被記録媒体に向かつて吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、該ノズル内の流体に印加される電圧を制御する印加電圧制御手段を備え、該ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定され、上記印加電圧制御手段は、上記流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 O m Z s以上 4 O m Z s以下となるように、上記流体に印加される電圧を制御するように構成されていてもよい。

さらに、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、微粒子を含み電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジット装置において、該ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ m以下に設定され、上記流体に含有された微粒子の粒径は、 φ 3 O n m以下である構成である。

しかも、 · ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ m以下に設定されていることで、電界強度分布が該流体吐出孔の吐出面近傍に集中すると共に、対向電極からノズルの流体突出孔までの距離の変動が電界強度分布に影響することがなくなる。

これにより、対向電極の位置精度、被記録媒体の材料特性のパラツキや厚さパラツキの影響を受けずに安定した流体の吐出を行うことができる。

また、上記のように、電場を狭くできることにより、狭い領域に強い電場を形成することが可能となり、この結果、形成できる液滴を'微小なものにすることが可能となる。これにより、液滴をィ'ンクとした場合に、印字画像を高解像度にすることが可能となる。

したがって、静電吸引型流体ジット装置において、対向電極の配置に対する自由度が増大する。つまり、静電吸引型流体ジェット装置の設計の自由度が増大する。.この結果、誘電率や厚みに影響されず、従来、使用が困難であった被記録媒体に対して印字することが可能となり、汎用性の高い流体ジェット装置を実現することができる。

ここで、上記の流体としては、純粋な水、油等の他に、微粒子として染料や顔料を含んだ有色の液体であるィンクや、回路基板を形成する配線材料（銀や銅などの導電性の微粒子）を含む溶液等が使用可能である例えば、流体としてインクを用いた場合には、高精細な印字ができ、流体として回路基板を形成する配線材料を含んだ溶液を用いた場合には、線幅が非常に狭い配線で超高精細な回路を形成することが可能となり、何れの場合においても、流体を安定して吐出させることができる。しかも、上記流体に含有された微粒子の粒径は、 φ 3 0 η πι以下であるので、微粒子自体の帯電による影響を軽減することができるので、液滴に微粒子が含まれていても、安定して吐出させることができる。

また、上記流体に含有された微粒子の粒径は、 0 1 11 111以上 0 1 0 11 m以下であることが好ましい。

さらに、上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 0. 以上 φ 4 ζ m以下に設定されていてもよい。

この場合、ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 0. 2 m以上 ψ 4 ί πι 以下に設定されていることで、電界集中が極端に大きくなり最大電界強度を高くすることができる。この結果、直径の小さな微小な液滴を安定して吐出することが可能となる。

すなわち、本発明の静電吸引型流体ジェット装置は、微粒子を含み電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジット装置において、該ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定され、該流体に含有された微粒子の粒径は、 Φ 3 0 n m以下である構成であってもよい。

尚、発明を実施するための最良の形態の項においてなした具体的な実施態様または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。産業上の利用の可能性

本発明の静電吸引型流体ジエツト装置は、流体としてインクを吐出して印刷するインクジェットヘッドに適用すること、また、流体として導電性流体を使用すれば、微細な配線を形成する必要のある回路基板の製造装置に適用することが可能であり、さらに、配線用途以外には、すべてのプリンティングユース、画像形成、タンパク質や D N A等のバイオ材料のパターニング、コンビナトリアルケミストリ一等への応用、またカラーフィルター、有機 E L ( El ectro lumines cence)、 F E D (カーボンナノチューブのパターニング）、セラミックスのパターユングに適用することが可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジエツト装置において、

上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 m以下に設定されていることを特徴とする静電吸引型流体ジット装置。

2 . 流体吐出孔から吐出する液滴量を調整するために、流体に印加する電圧を制御する印加電圧制御手段を備え、

上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴量が 1 p 1以下となるように、流体に印加する電圧を制御することを特徴とする請求の範囲 1に記載の静電吸引型流体ジット装置。

3 . 上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ θ . 以上 φ 4 μ πι以下に設定されていることを特徴とする請求の範囲 1に記載の静電吸引型流体ジット装置。

4 . 上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の液滴直径が、該流体吐出孔の直径の 1 . 5倍以上 3倍以下になるように、流体に印加する電圧を制御することを特徴とする請求の範囲 2に記載の静電吸引型流体ジェット装置。

5 . 上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の液滴直径が、該流体吐出孔の直径の 1 . 5倍以上 2倍以下になるように、流体に印加する電圧を制御することを特徴とする請求の範囲 2に記載の静電吸引型流体ジット装置。 -

6 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジエツト装置において、

上記ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定されていることを特徴とする静電吸引型流体ジット装置。

7 . 流体吐出孔から吐出する液滴量を調整するために、流体に印加する電圧を制御する印加電圧制御手段を備え、

上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴量が 1 p 1以下となるように、流体に印加する電圧を制御することを特徴とする請求の範囲 6に記載の静電吸引型流体ジット装置。

8 . 上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 0 . 2 111以上 ^ 4 111以下に設定されていることを特徴とする請求の範囲 6に記載の静電吸引型流体ジェット装置。

9 . 上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の液滴直径が、該流体吐出孔の直径の 1 . 5倍以上 3倍以下になるように、流体に印加する電圧を制御することを特徴とする請求の範囲 7に記載の静電吸引型流体ジット装置。

1 0 . 上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の液滴直径が、該流体吐出孔の直径の 1 . 5倍以上 2倍以下になるように、流体に印加する電圧を制御することを特徴とする請求の範囲 7に記載の静電吸引型流体ジット装置。

1 1 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジエツト装置において、

上記ノズル内の流体に印加される電圧を制御する印加電圧制御手段を備え、

上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 m以下に設定され、上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリ一限界に相当する電荷量の 9 0 %以下になるように、上記流体に印加する電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジェット装置。

1 2 . 上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリー限界に相当する電荷量の 6 0 %以上になるように、上記流体に印加する電圧を制御することを特徴とする請求の範囲項 1 1に記載の静電吸引型流体ジット装置

1 3 . 上記ノズルの流体吐出孔の直径を、 ψ 5 μ m以下に設定することを特徴とする請求の範囲 1 1に記載の静電吸引型流体ジット装置。

1 4 . 上記ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 0 . 2 /z m以上 ψ 4 μ πι 以下に設定することを特徴とする請求の範囲 1 1に記載め静電吸引型流体ジェット装置。

1 5 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジエツト装置において、

上記ノズルの流体吐出孔の直径が、吐出直後の流体の液滴直径と同等以下に設定され、

上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、上記メニスカスの最大電界強度による流体吐出直後の液滴径でのレイリ一限界に相当する電荷量以下になるように、上記流体に印加する電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジット装置。

1 6 . 上記印加電圧制御手段は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、上記流体のメニスカスの最大電界強度による流体吐出直後の液滴径でのレイリー限界に相当する電荷量の 0 . 8倍以上になるように、上記流体に印加する電圧を制御することを特徴とする請求の範囲 1 5に記載の静電吸引型流体ジット装置。

1 7 . 上記ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 5 m以下に設定することを特徴とする請求の範囲 1 5に記載の静電吸引型流体ジエツト装置。

1 8 . 上記ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 0 . 以上 φ 4 πι 以下に設定することを特徴とする請求の範囲 1 5に記載の静電吸引型流体ジエツト装置。

1 9 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で、印加される電圧に応じた速度で被記録媒体に向かって吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、

上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ m以下に設定され、上記印加電圧制御手段は、上記流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 0 m Z s以上 4 0 m Z s以下となるように、上記流体に印加される電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジェット装置。

2 0. 上記ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 5 /X m以下に設定することを特徴とする請求の範囲 1 9に記載の静電吸引型流体ジエツト装置。

2 1. 上記ノズルの流体吐出孔の直径を、 Φ 0. 2 i m以上 φ 4 t m 以下に設定することを特徴とする請求の範囲 1 9に記載の静電吸引型流体ジェット装置。

2 2. 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で、印加される電圧に応じた速度で被記録媒体に向かって吐出させる静電吸引型流体ジット装置において、

上記印加電圧制御手段は、上記流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 0 m/ s以上 4 0 m/ s以下となるように、上記流体に印加される電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジェット装置。 '

2 3. 上記ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 5 μ ιη以下に設定することを特徴とする請求の範囲 2 2に記載の静電吸引型流体ジエツト装置。

2 4. 上記ノズルの流体吐出孔の直径を、 φ 0 · 2 111以上 4 ^ 111 以下に設定することを特徴とする請求の範囲 2 2に記載の静電吸引型流体ジェット装置。

2 5. 微粒子を含み電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、

上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 m以下に設定され、上記流体に含有された微粒子の粒径は、 φ 3 0 n m以下であることを特徴とする静電吸引型流体ジット装置。

2 6. 上記流体に含有された微粒子の粒径は、 1 11 111以上（^ 1 0 11 m以下であることを特徴とする請求の範囲 2 5に記載の静電吸引型流体ジヱット装置。

2 7. 上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 0. 以上 φ 4 μ πι 以下に設定されていることを特徴とする請求の範囲 2 5に記載の静電吸引型流体ジェット装置。

2 8. 微粒子を含み電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸弓 Iにより液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、

上記流体に含有された微粒子の粒径は、 ψ 3 0 η πχ以下であることを特徴とする静電吸引型流体ジェット装置。

2 9. 上記流体に含有された微粒子の粒径は、：！！！！！！以上：！。！！ m以下である；：とを特徴とする請求の範囲 2 8に記載の静電吸引型流体ジェット装置。

3 0. 上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 0. 2 m以上 ψ 4 ^ m 以下に設定されていることを特徴とする請求の範囲 2 8に記載の静電吸引型流体ジット装置。

3 1 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジエツト装置において、

流体に電圧を印加する電極と、

流体吐出孔から吐出する液滴量を調整するために、上記電極に印加する電圧を制御するプロセス制御部とを備え、

上記プロセス制御部は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴量が 1 p 1以下となるように、上記電極に印加する電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジェット装置。

3 2 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジエツト装置において、

上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 ψ 8 m以下に設定され、流体に電圧を印加する電極と、

上記プロセス制御部は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴量が 1 p 1 以下となるように、上記電極に印加する電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジェット装置。

3 3 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電¾引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ m以下に設定され、流体に電圧を印加する電極と、

上記プロセス制御部は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、該液滴のレイリ一限界に相当する電荷量の 9 0 %以下になるように、上記電極に印加する電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジェット装置。

3 4 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、

流体に電圧を印加する電極と、

上記プロセス制御部は、上記流体吐出孔から吐出した直後の流体の液滴に誘導される電荷量が、上記メニスカスの最大電界強度による流体吐出直後の液滴径でのレイリ一限界に相当する電荷量以下になるように、上記電極に印加する電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジヱット装置。

3 5 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で、印加される電圧に応じた速度で被記録媒体に向かって吐出させる静電吸引型流体ジット装置において、

上記ノズルの流体吐出孔の直径が、 φ 8 μ m以下に設定され、流体に電圧を印加する電極と、

流体吐出孔から吐出する液滴量を調整するために、. 上記電極に印加する電圧を制御するプロセス制御部とを備え、

上記プロセス制御部は、上記流体の吐出から被記録媒体への着弹までの平均吐出速度が 1 O m / s以上 4 O m / s以下となるように、上記電極に印加される電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジェット装置。

3 6 . 電圧印加により帯電された流体を、絶縁材料からなるノズルの流体吐出孔から静電吸引により液滴の状態で、印加される電圧に応じた速度で被記録媒体に向かって吐出させる静電吸引型流体ジェット装置において、

流体に電圧を印加する電極と、

上記プロセス制御部は、上記流体の吐出から被記録媒体への着弾までの平均吐出速度が 1 O m Z s以上 4 O m / s以下となるように、上記電極に印加される電圧を制御することを特徴とする静電吸引型流体ジェット装置。

3 7 . 電圧印加により帯電されたィクを、絶縁材料からなるノズルのィンク吐出孔から静電吸引により液滴の状態で吐出させる静電吸引型インクジエツト装置において、

上記ノズルのィンク吐出孔の直径が、吐出直後のィンクの液滴直径と同等以下に設定されていることを特徴とする静電吸引型ィンクジエツト