(57)【要約】【課題】  インクドットの吐出スピードを上げてインクが直進する距離を延ばすことが可能な液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】  インクを吐出する吐出口２に向けて、移動可能に形成された弁体６を押圧することによりインクの吐出を制御する液体吐出ヘッド１において、弁体６の吐出口２に対向する位置に凹部６Ｂが配置されている。これにより、インクドットが直進する距離を長く、即ち、液体吐出ヘッド１と被塗装物までの距離を大きくすることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する吐出口に向けて、移動可能に形成された弁体を押圧することにより前記液体の吐出を制御する液体吐出ヘッドにおいて、
前記弁体の前記吐出口に対向する位置に凹部が配置されている液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記凹部は、前記吐出口の口径よりも大きな開口を有する、請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記弁体の先端部は弾性樹脂で構成される、請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに前記液体を供給する液体供給路と、
前記液体供給路に前記液体を供給する液体供給口と、
を有するヘッドユニット。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドを移動させる液体吐出ヘッド移動機構と、
を有する液体を吐出する装置。
【請求項６】
請求項４に記載のヘッドユニットと、
前記ヘッドユニットに含まれる前記液体吐出ヘッドを移動させる液体吐出ヘッド移動機構と、
を有する液体を吐出する装置。
【請求項７】
液体が吐出される吐出口を有する吐出面に向けて、移動可能に形成された弁体を押圧することにより前記液体を吐出する液体吐出方法であって、
前記吐出口に対向する位置に凹部が配置されている前記弁体を前記吐出面に接触させる工程と、
前記弁体を前記吐出口に向けて押圧する工程と、
を有する液体吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド、ヘッドユニット、液体を吐出する装置、及び、液体吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体等に塗装や印字を行う塗装装置の液体吐出ヘッドとして、例えば、特許文献１に示す弁型ノズルを用いたものがある。この液体吐出ヘッドでは、弁を開閉する駆動手段として電磁駆動機構を利用したものであるが、弁の駆動速度（開閉速度）を上げるために、ピエゾ駆動機構を利用したものもある。
【０００３】
ここで、図１０（ａ）は従来の液体吐出ヘッドのオープン時を示す断面図、図１０（ｂ）は従来の液体吐出ヘッドのクローズ時を示す断面図である。図示された従来の液体吐出ヘッド１００は、先端に吐出口１０２を有し、側壁にインク注入口１０３を備えた筐体１０１と、吐出口１０２に対向するようにして筐体１０１の内部に往復動可能に配置され、且つ、Ｏリング１０４でシールされた状態で筐体１０１内に配置された弁体１０５と、弁体１０５に連結された状態で筐体１０１に収納された圧電型のアクチュエータ１０６と、アクチュエータ１０６に接続された電源供給用の一対のリード１０７ａ，１０７ｂとを備えて構成されている。そして、従来の液体吐出ヘッド１００のインクの吐出口１０２に対向する弁体１０５の先端は摩耗を避けるためのタングステン等を含む超硬合金で形成されている。
【０００４】
図１０（ａ）に示すように、弁体１０５が吐出口１０２から離れているとき、弁体１０５の先端部の周囲にはインク注入口１０３から注入されたインクがインク室１０８に満たされている。この状態でアクチュエータ１０６が駆動されると、アクチュエータ１０６が伸長して弁体１０５が吐出口１０２の方向へ移動する過程で弁体１０５に面するインクが押圧されて吐出口１０２に押し出され、図１０（ｂ）に示すように、インクドットが吐出口１０２から吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１２３８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した従来の液体吐出ヘッドは、インクドットの吐出スピードが遅いためにインクドットの直進する距離が短く、液体吐出ヘッドと被塗装体との距離をとりたい用途には使いづらいという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、従来の液体吐出ヘッドよりもインクドットの直進する距離を延伸することが可能な液体吐出ヘッド、ヘッドユニット、液体を吐出する装置、及び、液体吐出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、液体を吐出する吐出口に向けて、移動可能に形成された弁体を押圧することにより液体の吐出を制御する液体吐出ヘッドにおいて、前記弁体の前記吐出口に対向する位置に凹部が配置されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る液体吐出ヘッド、ヘッドユニット、及び、液体を吐出する装置によれば、インクドットの直進する距離を延ばすことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る液体を吐出する装置の一例としてのインクジェットプリンタの構成を示す構成図
【図２】プリント対象である自動車に対する図１に示すインクジェットプリンタの配置例を示す説明図
【図３】プリント対象の自動車に対する図１に示すインクジェットプリンタの他の配置例を示す説明図
【図４】インクジェットプリンタで球面に画像をプリントした場合の説明図
【図５】実施形態に係る液体吐出ヘッドの主要部の断面図
【図６】図５中のＡ−Ａ断面図であり、弁体の先端部を含む断面図
【図７】図５中のＢ−Ｂ断面図であり、封止部材を含む断面図
【図８】図５中の吐出口の近傍の拡大断面図
【図９】実施形態に係る液体吐出ヘッドと、従来の液体吐出ヘッドの各インクドットの到達距離を示す説明図
【図１０】従来の液体吐出ヘッドの断面図
【図１１】実施形態に係るヘッドユニットの断面図
【図１２】液体供給系の説明図
【図１３】液体吐出動作のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又はこの液体吐出ヘッドを有するヘッドユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【００１２】
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
【００１３】
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。
【００１４】
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【００１５】
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
【００１６】
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
【００１７】
また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。
【００１８】
また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させる要素（液体吐出ヘッド移動機構）を備えるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
【００１９】
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
【００２０】
本願において、「ヘッドユニット」は、少なくとも１つの液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドに液体を供給する液体供給路と、液体供給路に液体を供給する液体供給口と、を有する装置である。
【００２１】
まず図１〜図４を参照して、実施形態に係る液体吐出ヘッドが適用される液体を吐出するための装置の一例として、インクジェットプリンタ２０１の構成について説明する。図１は、実施形態に係る液体を吐出する装置の一例としてのインクジェットプリンタ２０１の構成を示す構成図である。図２は、プリント対象である自動車Ｍに対する図１に示すインクジェットプリンタ２０１の配置例を示す説明図である。図３は、プリント対象の自動車Ｍに対する図１に示すインクジェットプリンタ２０１の他の配置例を示す説明図である。図４は、インクジェットプリンタで球面に画像をプリントした場合の説明図である。図４（ａ）は、インクジェットプリンタ２０１で球面に画像をプリントした場合の説明図、図４（ｂ）は、球面に四角形をプリントした場合の結果を示す説明図、図４（ｃ）は、球面にインクジェットプリンタ２０１で四角形を連続してプリントした場合の説明図である。
【００２２】
図１に示すように、インクジェットプリンタ２０１は、概略として、インクジェット方式によるプリントヘッド２０２と、プリントヘッド２０２の近傍に配設された撮影手段としてのカメラ２０４と、プリントヘッド２０２及びカメラ２０４をＸ方向及びＹ方向へ移動させるＸ−Ｙテーブル２０３と、カメラ２０４で撮影した画像を編集する画像編集ソフトウエアＳ及び予め設定した制御プログラムに基づいてＸ−Ｙテーブル２０３を動作させてプリントヘッド２０２からインクを吐出して被プリント面に対するプリントを制御する制御部２０９と、制御部２０９からの制御に基づいてカメラ２０４及びプリントヘッド２０２を所定の位置に位置させて撮影やプリントの動作を行う駆動部２１１を備えて構成されている。
【００２３】
プリントヘッド２０２は、被塗装物Ｍの被塗装面に向けてインク（液体）を吐出する、液体吐出ヘッドとしての複数の弁型ノズルを備えて構成されている。尚、ここでいう「インク」には「塗料」も含まれるものとする。インクは各弁型ノズルからプリントヘッド２０２に対して垂直に吐出される。即ち、プリントヘッド２０２のインクの吐出面は、Ｘ−Ｙテーブル２０３の移動によって形成されるＸＹ平面と平行であり、各弁型ノズルから吐出されるインクドットはＸ−Ｙ平面に対して垂直な方向に吐出される。また、各弁型ノズルから吐出されるインクの吐出方向はそれぞれ平行に吐出される。各弁型ノズルは、それぞれ所定の色のインクタンクと連結され、インクタンクは図示しない加圧装置によって加圧されており、各弁型ノズルと被塗装物Ｍのプリント面との距離は２０ｃｍ程度であれば問題なくインクドットをプリント面に吐出することができるようになっている。
【００２４】
Ｘ−Ｙテーブル２０３は、概略として、直線移動機構を備えて形成されたＸ軸２０５と、Ｘ軸２０５を２つのアームで保持しつつＸ軸をＹ方向へ移動するＹ軸２０６を備えて構成されており、Ｘ軸の図示しないスライダにプリントヘッド２０２及び後述するカメラ２０４が取り付けられている。また、Ｙ軸２０６にはシャフト２０７が設けられており、このシャフト２０７をロボットアーム２０８で保持することで、プリントヘッド２０２を被塗装物Ｍに対してプリントを行うべき所定位置に自由に配置できるようになっている。例えば、被塗装物Ｍが自動車である場合に、図３に示すような横位置に配置したり、図２に示すような上部に配置したりすることができる。尚、ロボットアーム２０８は、予め制御部２０９に格納されたプログラムに基づいてその動作が制御される。
【００２５】
カメラ２０４は、プリントヘッド２０２の近傍であるＸ軸２０５の図示しないスライダに配設されてＸ−Ｙ方向に移動しながら被塗装物Ｍの被プリント面の所定の範囲を一定の微小な間隔で撮影を行う。カメラ２０４はいわゆるデジタルカメラであり、上述のように、被プリント面の所定の範囲について複数の細分割画像の撮影が可能なレンズの仕様や解像度等の仕様が適宜に選択される。カメラ２０４による被プリント面の複数の細分割画像の撮影については、制御部２０９に予め設けられたプログラムに従って連続的、且つ、自動的に行われる。
【００２６】
制御部２０９は、各種のプログラム及び撮影済みの画像のデータやプリントすべき画像のデータ等を記録保存する記憶装置、プログラムに従って各種の処理を実行する中央処理装置、キーボードやマウス等の入力装置、必要に応じてＤＶＤプレイヤー等を備えたいわゆるマイクロコンピュータによって構成され、さらにモニタ２１０を備えており、制御部２０９への入力情報や制御部２０９による処理結果等を表示する。制御部２０９は、カメラ２０４で撮影された複数の細分割画像データを、画像処理ソフトを用いて画像処理を行い、平面ではない被塗装物Ｍの被プリント面を平面に投影した合成プリント面の生成を行うと共に、既に被プリント面にプリント済み画像に連続するようにプリントされるべき画像である描画対象画像Ａを合成プリント面に重ね、プリント済み画像の縁端部と連続するように描画対象画像Ａの編集を行うことにより描画対象編集画像Ｂの生成を行う。例えば、図４（ｃ）に示したプリント画像３０２ｂ（描画対象画像Ａに相当）について、隣接するプリント画像３０２ａとの間に非プリント領域３０３が形成されないようにプリント画像３０２ｂを合成プリント面に整合するように編集（変形）することにより描画対象編集画像Ｂを生成する。そして、この描画対象編集画像Ｂに基づいて実際にプリントヘッド２０２によってプリントすることでプリント済みのプリント画像３０２ａとの間に隙間なくプリント画像３０２ｂをプリントすることが可能となる。尚、カメラ２０４による複数の細分割画像の撮影やプリントヘッド２０２の各ノズルからのインクの吐出によるプリントの実施は制御部２０９によって動作制御された駆動部２１１によって行われる。
【００２７】
なお、図４（ａ）では、球状物の被塗装物３０１の表面（球面）にインクジェットノズルによって二次元の四角形をプリントするような場合に、ノズルヘッド３００に搭載された各インクジェットノズルから噴射されるインクの吐出方向が図示されている。図４（ｂ）では、ノズルヘッド３００に搭載された各インクジェットノズルから噴射されるインクはノズルヘッド３００に対して垂直方向に吐出されるので、被塗装物３０１の表面にプリントされたプリント画像３０２ａが、周辺が歪んだ形状の四角形となることが図示されている。
【００２８】
［液体吐出ヘッドの構成］
以下、実施形態に係る液体吐出ヘッド１について詳細に説明する。図５は、実施形態に係る液体吐出ヘッド１の実施形態の主要部の断面図である。図５（ａ）は、吐出口２に弁体６が接触する直前の状態を示す断面図、図５（ｂ）は、弁体６が吐出口２に接触した状態を示す断面図、図５（ｃ）は、弁体６の先端部６Ａが圧縮された状態を示す断面図である。図６は、図５中のＡ−Ａ断面図であり、弁体６の先端部６Ａを含む断面図である。図７は、図５中のＢ−Ｂ断面図であり、封止部材７を含む断面図である。
【００２９】
図５に示すように、液体吐出ヘッド１は、概略として、先端にインクを吐出する吐出口２が設けられると共に、吐出口２の近傍にインクを注入する注入口３が設けられた中空状のノズル本体４と、ノズル本体４に内蔵され、外部からの電圧の印加に応じて伸縮（図５（ａ）〜（ｃ）の左右方向へ伸縮）するアクチュエータ（圧電素子）５と、吐出口２を開閉する弁体６と、弁体６に外嵌されてインクがアクチュエータ５側へ流入することを阻止する封止部材７と、アクチュエータ５に接続された電源供給用の一対のリード線８ａ，８ｂとを備えて構成されている。
【００３０】
ノズル本体４は、全体として円筒状又はや角筒状に形成され、吐出口２及び注入口３以外は閉塞されている。吐出口２はノズル本体４の先端に穿設された小さな開口であり、インクドットが吐出されるようになっている。より詳細には、ノズル本体４はその延在方向の一端が端壁４Ａ（図８参照）により封止されており、吐出口２はこの端壁４Ａに貫通して設けられている。以下の説明では、端壁４Ａの内面を吐出面２Ｂ（図８参照）とも呼ぶ。注入口３は、吐出口２の近傍のノズル本体４の側面に設けられ、インクタンク２３（図１２参照）と接続されるとともに加圧手段２８（図１２参照）によって連続的にインク（または塗料）がインク室９に供給されるようになっている。なお、加圧手段２８を含む液体供給系２１については図１２を参照して後述する。
【００３１】
アクチュエータ５はピエゾ素子（Piezoelectric element）であり、ジルコニアセラミックス等を用いて形成されている。その形状等は吐出されるインクドットの量等に応じて適宜設定される。そして、アクチュエータ５は、制御部２０９（図１参照）により制御される所定の波形の電圧が連続的に印可されることによって動作する。また、封止部材７はパッキン、Ｏリング等であり、これを弁体６に外嵌することで、注入口３側からアクチュエータ５側へインクが流入するのを防止している。図７に示すように、封止部材７は、ノズル本体４の内周面と、弁体６の外周面との間の隙間を封止するよう設けられている。
【００３２】
図６に示すように、弁体６はノズル本体４の内側形状に添った形状（本実施形態では円柱状）を成し、吐出口２側の一部、即ち先端部６Ａが弾性樹脂（例えばフッ素樹脂、具体的には「テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）」：デュポン株式会社登録商標）によって構成されており、さらに、図５、図６に示すように、先端部６Ａの吐出口２に対向する部位にはインク溜まりとなる凹部６Ｂが形成されている。凹部６Ｂは吐出口２を覆う大きさ、即ち、吐出口２の口径よりも大きな開口径を有する形状とされている。尚、弁体６の動作については後述する。
【００３３】
図８は、図５中の吐出口２の近傍の拡大断面図である。図６、図８に示すように、凹部６Ｂの開口径をノズル口径（吐出口２の口径）よりも大きくすることで、より吐出性能（速度、量、直進性など）を向上でき、ノズル内側エッジ２Ａの摩耗をなくすことができる。ノズル内側エッジ２Ａが摩耗してしまうと、上手くニードル（弁体６）で吐出口２を閉じることができずにインク漏れを起こす可能性がある。また、ノズル内側エッジ２Ａの両側（図８の上下方向に対向する一対の部分）の削れ具合が非対称になった場合は、吐出口２に入り込むインクの流れが不均一になって吐出曲がりに繋がる可能性がある。本実施形態では、ノズル内側エッジ２Ａの摩耗を防止できるので、これらの問題の発生を回避できる。
【００３４】
そして、液体吐出ヘッド１を備えた塗装装置は、それぞれ異なる色のインクを吐出する液体吐出ヘッド１を複数並列配置することによって構成される。
【００３５】
［液体吐出ヘッド１の動作］
次に、上述した液体吐出ヘッド１の動作について説明する。アクチュエータ５に電圧が印可されていない状態ではアクチュエータ５は変形しない通常状態にあり、図５（ａ）に示すように、弁体６の先端部６Ａと吐出口２との間にはギャップｇが生じている。この状態では吐出口２に加圧力が付与されておらず、また、吐出口２の長さに対して、吐出口２の口径が十分小さいため、吐出口２からインクが吐出されることはない。
【００３６】
次に、アクチュエータ５に所定の電圧が印可されると、その長さ方向（図５の左右方向）に変形（伸び）が生じる。アクチュエータ５の一端はノズル本体４に固定されているために弁体６側が伸びて弁体６が押圧されることによって、インクドットが吐出されつつ、図５（ｂ）に示すように弁体６の先端部６Ａの端面が吐出面２Ｂに接触する。このとき、先端部６Ａの凹部６Ｂ内にはインクが収容された状態になっている。
【００３７】
先端部６Ａが弾性樹脂で構成されていることから、図５（ｃ）に示すように、弁体６がさらに押圧されることによって、先端部６Ａはさらに押し潰される如くに変形する。これにより凹部６Ｂの体積が減少するのに伴って弁体６がインクを押圧して、凹部６Ｂ内にあるインクが押し出され、吐出口２からインクドットが吐出される。その際、弾性樹脂、即ち先端部６Ａの変形が瞬時（例えば５０μｓ）に行われるため、凹部６Ｂ内のインクは高速（具体的には約１０ｍ／秒）で吐出され、インクドットの飛翔距離、特にインクドットが直進する距離を長くすることができる。因みに、従来の弁型インクジェットノズルの吐出速度は、上述のように５〜６ｍ／秒である。また、凹部６Ｂ内のインクが吐出されるので従来の弁型インクジェットノズルよりもインクの吐出量が増える。
【００３８】
［ヘッドユニットの構成］
図１１を参照して、上記の液体吐出ヘッド１が適用されるヘッドユニット１１の構成を説明する。図１１は、実施形態に係るヘッドユニット１１の断面図である。
【００３９】
図１１に示すように、ヘッドユニット１１は、複数（図１１の例では８本）の液体吐出ヘッド１と、液体吐出ヘッド１にインク（液体）を供給する液体供給路１２と、液体供給路１２にインクを供給する液体供給口１３と、液体供給路１２からインクを排出する液体排出口１４と、を有する。
【００４０】
複数の液体吐出ヘッド１の基本的な構成は、図５〜図８を参照して説明したものと同様であり、図１１でも対応する要素について同一の符号を用いている。
【００４１】
図１１のヘッドユニット１１では、８本の液体吐出ヘッド１が、それぞれの吐出口２が一方向（図１１では左右方向）に略等間隔で配列されるように設けられている。液体吐出ヘッド１のそれぞれは、図中下部の吐出口２からインクを下方に吐出するように上下方向に延在して設けられている。図１１の各液体吐出ヘッド１は、図５の状態から吐出口２側を中心として反時計回りに略９０°回転されている。
【００４２】
８本の液体吐出ヘッド１の配列方向の一方側（図１１では左側）から他方側（図１１では右側）にインクが流れるように、各液体吐出ヘッド１のインク室９を貫通して液体供給路１２が設けられている。つまり、個々の液体吐出ヘッド１では、注入口３の反対側に排出口１５が設けられる点が、図５の構成と異なる。
【００４３】
図１１のヘッドユニット１１では、通常時には液体排出口１４は弁などで閉じられている。液体排出口１４はヘッドユニット１１のクリーニング時等に弁を開放して、これによりヘッドユニット内部のクリーニングをし易くできるよう構成されている。また通常時には、液体供給口１３からインクが供給され、図１１に示すように液体供給路１２にインクが充填されている状態となっている。
【００４４】
［液体供給系の構成］
次に、液体吐出ヘッド１に対する液体供給系２１について図１２を参照して説明する。図１２は、液体供給系２１の説明図である。
【００４５】
ここでは、各液体吐出ヘッド１（１Ａ〜１Ｃ）から吐出する各色の液体２２が収容された密閉容器としての液体タンク２３（２３Ａ〜２３Ｃ）を備えている。液体タンク２３と液体吐出ヘッド１の注入口３とはそれぞれチューブ２４を介して接続されている。
【００４６】
一方、液体タンク２３は、エアーレギュレータ２５を含むパイプ２６を介してコンプレッサ２７と接続され、コンプレッサ２７からの加圧空気が供給される。
【００４７】
これにより、各液体吐出ヘッド１の注入口３には各色の加圧された液体２２が供給され、前述したように、弁体６の開閉に応じて吐出口２から液体２２が吐出される。エアーレギュレータ２５、パイプ２６、コンプレッサ２７が、連続的に液体（インク）を液体吐出ヘッド１のインク室９に供給するための加圧手段２８として機能する。
【００４８】
［液体吐出動作］
図１３を参照して、液体（インク）の吐出方法について説明する。図１３は液体吐出動作のフローチャートである。
【００４９】
インクの吐出動作を開始するときは、基本的に図５に示す単体の液体吐出ヘッド１でも、図１１に示すヘッドユニット１１でも、インクはインク室９内に充填されている状態から開始される。また、図１１のヘッドユニット１１の場合は、液体排出口１４は電磁弁などで閉じられた状態が維持されている。
【００５０】
上記状態から、ステップＳ１にて、上述のように波形（実際にはＯＮ／ＯＦＦの矩形波）がアクチュエータ５に印加され、アクチュエータ５が弁体６を押圧することにより弁体６が駆動されて、弁体６の先端部６Ａが吐出面２Ｂに接触するまで移動する。これにより弁体６がインクを押圧し、インクが吐出口２へ向けて押圧されて吐出口２から吐出される。なお、このとき、吐出口２に対向する位置に配置されている弁体６の凹部６Ｂにはインクが貯留されている。
【００５１】
ステップＳ２にて、さらにアクチュエータ５が駆動されて、弁体６が吐出面２Ｂに接触した位置からさらに吐出口２へ向けて押圧される。このとき、凹部６Ｂの容積が縮小するよう弁体６の先端部６Ａが変形する程度の力で弁体６は押圧される。これにより、弁体６が凹部６Ｂ内のインクを押圧し、凹部６Ｂ内のインクが吐出口２から吐出される。
【００５２】
その後、弁体６が吐出面２Ｂに接触した状態が維持され、これによりインク室９から吐出口２へのインクの漏れが防止され、そのまま液体吐出動作が完了となる。
【実施例１】
【００５３】
本発明者らは図５に示した実施形態及び図１０に示した従来構成についてインクドットの直進する飛距離を測定したところ、図９に示す結果が得られた。尚、測定における諸条件は以下の通りである。
【００５４】
先端部６Ａの先端面とノズル本体４の内面とのギャップｇ：２０μｍ
先端部６Ａの厚さｔ及び凹部６Ｂの内径：５００μｍ
吐出口２の孔径：１００μｍ
インクの粘度：３０ｍＰａ・Ｓ
インク室９に付与される圧力：０．４５ＭＰａ
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１からのインクドットの直進距離：ｄ１
従来の液体吐出ヘッド１００からのインクドットの直進距離：ｄ２
【００５５】
図９は、実施形態に係る液体吐出ヘッド１と、従来の液体吐出ヘッド１００の各インクの到達状況を示す説明図である。図９（ａ）に示すように、実施形態に係る液体吐出ヘッド１から吐出されたインクドット１０が直進する距離は１００ｍｍ以上であるのに対し、図９（ｂ）に示す従来の液体吐出ヘッド１００のインクドット１１０が直進する距離はせいぜい５０〜６０ｍｍｍであった。このように、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は従来の液体吐出ヘッド１００に比べて１．６７〜２倍のインクの直進距離が得られることが確かめられた。
【００５６】
本実施形態に係る液体吐出ヘッド１によれば、弁体６の吐出口２に対向する位置に凹部６Ｂが配置されているので、弁体６が吐出口２に押圧される際に、凹部６Ｂが押し潰されるように変形して体積が減少するのに伴ってインクドットを高速で押し出し、それによってインクドット１０が直進する距離を長くすることができるという効果がある。これにより、液体吐出ヘッド１の先端と被塗装物２０までの距離を大きく取ることが可能となる。
【００５７】
また、吐出口２に対向して配置される弁体６の先端部６Ａを弾性樹脂によって構成すると共に、吐出口２の口径よりも大きな開口径を有する凹部６Ｂを先端部６Ａの先端面に設けたので、凹部６Ｂに収容できるインクの量を増やすことができ、また、弁体６が押圧されたときの凹部６Ｂの容積の減少を促進できるので吐出量も増やすことができる。これにより、より吐出性能（速度、量、直進性など）を向上できる。
【００５８】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１        液体吐出ヘッド
２        吐出口
３        注入口
４        ノズル本体
５        アクチュエータ
６        弁体
６Ａ      先端部
６Ｂ      凹部
７        封止部材
８ａ      リード線
８ｂ      リード線
９        インク室
１０      インクドット
２０      被塗装物
１１      ヘッドユニット
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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