(57)【要約】【課題】  気流や乱流等に起因する飛翔液滴の着弾位置のずれを有効に防止し得る液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置を提供する。【解決手段】  液滴を吐出するノズル開口１１を有し、被噴射媒体に対して相対的に移動するヘッド本体１０と、ヘッド本体１０の少なくとも相対的な移動方向におけるノズル開口１１の外側に、ノズル開口１１が開口する液体噴射面１２よりも被噴射媒体側に突出して設けられたカバー２０と、カバー２０の内側に相対向して配設された音源３１，３２，３３，３４と、相対向する音源３１乃至３４との間に定在波ＳＷ１，ＳＷ２を形成するとともに、前記定在波ＳＷ１，ＳＷ２の節Ｎ１，Ｎ２が、ノズル開口１１から吐出された液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように音源３１乃至３４の周波数を制御する制御手段とを有する。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズル開口を有し、被噴射媒体に対して相対的に移動するヘッド本体と、
前記ヘッド本体の少なくとも前記相対的な移動方向における前記ノズル開口の外側に、前記ノズル開口が開口する液体噴射面よりも前記被噴射媒体側に突出して設けられたカバーと、
前記カバーの内側に相対向して配設された音源及び該音源から放射した音波を反射する反射板と、
前記音源と反射板との間に定在波を形成するとともに、前記定在波の節が、前記ノズル開口から吐出された液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記音源の周波数を制御する制御手段とを有することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記反射板の代わりに音源を配設し、
前記制御手段は、相対向する前記音源間に定在波を形成するとともに、前記定在波の節が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数をそれぞれ制御することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記ヘッド本体の前記相対的な移動方向に直交する方向におけるノズル開口の外側にも前記液体噴射面よりも被噴射媒体側に突出する他のカバーを設けるとともに、
前記他のカバーの内側にも相対向させて他の音源及び該他の音源から放射した音波を反射する他の反射板を配設し、
前記制御手段は、前記音源と反射板とのうち相対向するもの同士の間にそれぞれ定在波を形成するとともに、前記各定在波の節の交点が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数を制御することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項２に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
前記ヘッド本体の前記相対的な移動方向に直交する方向におけるノズル開口の外側にも前記液体噴射面よりも被噴射媒体側に突出する他のカバーを設けるとともに、
前記他のカバーの内側にも相対向させて他の一対の音源を配設し、
前記制御手段は、相対向する各音源同士の間にそれぞれ定在波を形成するとともに、前記各定在波の節の交点が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数をそれぞれ制御することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドにおいて、
少なくとも前記音源と反射板、又は各音源は無響音室を形成する筐体の内部に収納されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドを２個以上具備することを特徴する液体噴射ヘッドユニット。
【請求項７】
液滴を吐出するノズル開口を有するヘッド本体の２個以上が所定の間隔で配設され、被噴射媒体に対して前記ヘッド本体とともに一体的に相対移動するベースプレートと、
前記ヘッド本体の少なくとも前記相対的な移動方向における前記ベースプレートの外側に、前記ノズル開口が開口する液体噴射面よりも前記被噴射媒体側に突出して設けられたカバーと、
前記カバーの内側に相対向して配設された音源及び該音源から放射した音波を反射する反射板と、
前記音源と反射板との間に定在波を形成するとともに、前記定在波の節が、前記ノズル開口から吐出された液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記音源の周波数を制御する制御手段とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項８】
請求項７に記載する液体噴射ヘッドユニットにおいて、
前記反射板の代わりに音源を配設し、
前記制御手段は、相対向する前記音源間に定在波を形成するとともに、前記定在波の節が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数をそれぞれ制御することを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項９】
請求項８に記載する液体噴射ヘッドユニットにおいて、
前記ヘッド本体の前記相対的な移動方向に直交する方向における前記ベースプレートの外側にも前記液体噴射面よりも被噴射媒体側に突出する他のカバーを設けるとともに、
前記他のカバーの内側にも相対向させて他の音源及び該他の音源から放射した音波を反射する他の反射板を配設し、
前記制御手段は、前記音源と反射板とのうち相対向するもの同士の間にそれぞれ定在波を形成するとともに、前記各定在波の節の交点が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数を制御することを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項１０】
請求項９に記載する液体噴射ヘッドユニットにおいて、
前記ヘッド本体の前記相対的な移動方向に直交する方向における前記ベースプレートの外側にも前記液体噴射面よりも被噴射媒体側に突出する他のカバーを設けるとともに、
前記他のカバーの内側にも相対向させて他の一対の音源を配設し、
前記制御手段は、相対向する各音源同士の間にそれぞれ定在波を形成するとともに、前記各定在波の節の交点が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数をそれぞれ制御することを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載する液体噴射ヘッドユニットにおいて、
少なくとも前記音源と反射板、又は各音源が無響音室を形成する筐体の内部に収納されるように前記ベースプレートの外側に前記筐体を配設したことを特徴とする液体噴射ヘッドユニット。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドを有することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項１３】
請求項６乃至請求項１１の何れか一項に記載する液体噴射ヘッドユニットを有することを特徴とする液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置に関し、特に液滴を所定の経路に沿うように飛翔させる場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射ヘッドの代表例としては、例えば圧電素子の変位による圧力を利用してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドが知られており、このインクジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェットプリンターも液体噴射装置の一つとして知られている。
【０００３】
この種の液体噴射装置においては、記録物のより一層の高品位・高精細化が求められており、このためには液体噴射ヘッドの各ノズル開口から吐出される液滴の着弾精度の向上を図ることが肝要である。液滴の着弾精度の向上のためには、飛翔曲がりの抑制がしばしば課題となるが、飛翔曲りの要因の一つとして考えられるのは飛翔液滴が受ける気流の影響である。具体的には、液体噴射ヘッドあるいは記録媒体の移動により生じる空気流及び飛翔液滴の運動が近傍の空気を巻込むことで生じる空気流であり、それらが飛翔液滴の進行方向に対して直角方向の力をランダムに及ぼすような場合が考えられる。
【０００４】
そうした飛翔液滴への気流の影響を抑制する手段の一つとして電場、磁場等を利用したものが考えられる。電場による飛翔液滴の誘導は、吐出から電場を利用する静電吸引インクジェットの基本原理のみならず、吐出された飛翔中の液滴に対して偏向力を与え、適切な着弾位置へと誘導する手段として提案されている（特許文献１参照）。特許文献１は吐出液滴を電極により帯電・偏向してメディア上の液滴着地位置を変化させる液滴吐出装置を開示するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７０１２３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、電場利用の場合、特許文献１のように液滴を誘導するために複数の電極（偏向電極・整向電極）を要し、さらに複数の飛翔液滴を個々に誘導する機構について一層の複雑化が予想される。また、磁場利用の場合、液滴に磁性材料を含むか、電荷を帯びているという制限や、電場と同様の理由による装置の複雑化が予想され、コストの高騰化等が懸念される。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、気流や乱流等に起因する飛翔液滴の着弾位置のずれを有効に防止し得る液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドユニット及び液体噴射装置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本発明の態様は、液滴を吐出するノズル開口を有し、被噴射媒体に対して相対的に移動するヘッド本体と、前記ヘッド本体の少なくとも前記相対的な移動方向における前記ノズル開口の外側に、前記ノズル開口が開口する液体噴射面よりも前記被噴射媒体側に突出して設けられたカバーと、前記カバーの内側に相対向して配設された音源及び該音源から放射した音波を反射する反射板と、前記音源と反射板との間に定在波を形成するとともに、前記定在波の節が、前記ノズル開口から吐出された液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記音源の周波数を制御する制御手段とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
本態様によれば液滴を定在波の節に誘導することができる。ここで、定在波の節はノズル開口から吐出された液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように形成されている。したがって、液滴が適正な飛翔軌道からずれたとしても、少なくともヘッド本体の移動方向に関しては適正な飛翔軌道に修正して飛翔させることができる。
かかる飛翔軌道の修正に関する原理を図１に基づき説明しておく。一般に、音波により定在波を形成した音響場においては、この音響場に置いた小物体に対して音響放射圧が作用してその節の部分に前記小物体を捕捉することができることが知られている（例えば、電子情報通信学論文誌  ’９７／１０Ｖｏｌ．Ｊ８０−Ａ  Ｎｏ．１０参照）。
【０００９】
ここで、図１に示すように、水平方向に進行する音波により定在波を形成し、かかる定在波が形成された音響場にヘッド本体のノズル開口から垂直下方に液滴Ａ１，Ａ２が吐出された場合を考える。いま、液滴Ａ１，Ａ２が図１（ａ）に示す位置に落下してきたとすると、図１（ｂ）に示すように、液滴Ａ１には水平方向左向きに音響放射圧による力が作用し、液滴Ａ２には同方向右向きに同様の力が作用する。この結果、液滴Ａ１，Ａ２は、図１（ｃ）に示すように、節Ｎ０１，Ｎ０２に誘導される。したがって、液滴Ａ１，Ａ２の適正な飛翔軌道Ｌ１，Ｌ２が節Ｎ０１，Ｎ０２と交叉するように位置関係を調整しておけば、液滴Ａ１，Ａ２の適正な飛翔軌道Ｌ１，Ｌ２を外れて飛翔する液滴Ａ１，Ａ２（図１（ａ）、（ｂ）の状態）を節Ｎ０１，Ｎ０２に誘導することができる。ここで、液滴Ａ１，Ａ２がある程度の大きさと、運動エネルギーとを有していれば、節Ｎ０１，Ｎ０２に捕捉されることなく、節Ｎ０１，Ｎ０２を通過して飛翔軌道Ｌ１，Ｌ２に沿って飛翔させることができる。
この結果、本形態によればノズル開口から吐出された液滴は最終的には適正な飛翔軌道を飛翔して所定位置に高精度で着弾する。かくして、高品位且つ高精細化が求められる用途の印刷に良好に適用することができる。
【００１０】
ここで、前記反射板の代わりに音源を配設し、前記制御手段は、相対向する前記音源間に定在波を形成するとともに、前記定在波の節が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数をそれぞれ制御するのが好ましい。この場合には相対向する音源から放射される音波の音圧を任意に調整することができ、この結果音響放射圧も容易且つ適正に調整することが可能となる。
【００１１】
また、前記ヘッド本体の前記相対的な移動方向に直交する方向におけるノズル開口の外側にも前記液体噴射面よりも被噴射媒体側に突出する他のカバーを設けるとともに、前記他のカバーの内側にも相対向させて他の音源及び該他の音源から放射した音波を反射する他の反射板を配設し、前記制御手段は、前記音源と反射板とのうち相対向するもの同士の間にそれぞれ定在波を形成するとともに、前記各定在波の節の交点が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数を制御しても良い。この場合には定在波の節で形成される格子の交点に液滴を誘導することができるので、ヘッド本体の移動方向のみならず、この移動方向に直交する方向での液滴の飛翔軌道のずれを修正して適正な飛翔軌道に沿って飛翔させることができる。
【００１２】
また、前記ヘッド本体の前記相対的な移動方向に直交する方向におけるノズル開口の外側にも前記液体噴射面よりも被噴射媒体側に突出する他のカバーを設けるとともに、前記他のカバーの内側にも相対向させて他の一対の音源を配設し、前記制御手段は、相対向する各音源同士の間にそれぞれ定在波を形成するとともに、前記各定在波の節の交点が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数をそれぞれ制御しても良い。この場合には、格子状の定在波の交点を形成するよう相対向する音源から放射される音波の音圧を任意に調整することができ、この結果、ヘッド本体の移動方向のみならず、この移動方向に直交する方向での音圧を適正に調整して水平面内における液滴の飛翔軌道のずれを良好に修正することができる。
図２は相対向する音源を二組組み合わせて定在波の格子を形成する上述の場合を概念的に示す説明図である。この場合の液体噴射ヘッドは、図２（ａ）に示すように一方向に関して相対向させて配設した音源ＡＳ１，ＡＳ２と、図２（ｂ）に示すように前記一方向に直交する他の方向に関して相対向させて配設した音源ＡＳ３，ＡＳ４とを、図２（ｃ）に示すように組み合わせたもので、ヘッド本体１０の下方の空間（ヘッド本体１０から吐出した液滴が飛翔する空間）に、定在波ＳＷ１，ＳＷ２が形成されるようになっている。ここで、定在波ＳＷ１は音源ＡＳ１，ＡＳ２で、また定在波ＳＷ２は音源ＡＳ３，ＡＳ４でそれぞれ形成される。したがって、定在波ＳＷ１，ＳＷ２はそれぞれの節ＮＸ，ＮＹが直角に交叉して矩形の格子を形成する。すなわち、相対向する音源（ＡＳ１，ＡＳ２），（ＡＳ３，ＡＳ４）が二組直交させて配設されているので、図３に示すように、各音源（ＡＳ１，ＡＳ２），（ＡＳ３，ＡＳ４）の対で形成される定在波ＳＷ１，ＳＷ２の節ＮＸ，ＮＹの交点ＩＳに液滴の適正な飛翔軌道を交叉させることで、ヘッド本体１０から吐出された液滴を節ＮＸ，ＮＹの交点ＩＳに誘導することができる。
【００１３】
さらに、上述の如き液体噴射ヘッドにおいて、少なくとも前記音源と反射板、又は各音源は無響音室を形成する筐体の内部に収納するのが好ましい。この場合には、音源から放射された音波のうち定在波の形成に寄与しないばかりでなく、干渉という有害な現象を生起する反射波を有効に吸収、除去することができる。
【００１４】
本発明の他の態様は、上記液体噴射ヘッドを２個以上具備することを特徴する液体噴射ヘッドユニットにある。
本態様によれば、液体噴射ヘッドユニット全体として上述の如き作用効果をそれぞれ発揮させることができる。
【００１５】
本発明の他の態様は、液滴を吐出するノズル開口を有するヘッド本体の２個以上が所定の間隔で配設され、被噴射媒体に対して前記ヘッド本体とともに一体的に相対移動するベースプレートと、前記ヘッド本体の少なくとも前記相対的な移動方向における前記ベースプレートの外側に、前記ノズル開口が開口する液体噴射面よりも前記被噴射媒体側に突出して設けられたカバーと、前記カバーの内側に相対向して配設された音源及び該音源から放射した音波を反射する反射板と、前記音源と反射板との間に定在波を形成するとともに、前記定在波の節が、前記ノズル開口から吐出された液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記音源の周波数を制御する制御手段とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドユニットにある。
本態様によれば、各ヘッド本体から吐出された各液滴を液体噴射ヘッドユニットの全体として定在波の節に誘導することができる。すなわち、各液滴は常に定在波の節の位置に誘導される。この結果、各ノズル開口から吐出された液滴は最終的には適正な飛翔軌道を飛翔して所定位置に高精度でそれぞれ着弾する。かくして、液体噴射ヘッドユニットの全体として高品位且つ高精細化が求められる用途の印刷に良好に適用することができる。
【００１６】
ここで、前記反射板の代わりに音源を配設し、前記制御手段は、相対向する前記音源間に定在波を形成するとともに、前記定在波の節が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数をそれぞれ制御するのが好ましい。この場合には、液体噴射ヘッドユニットの全体として、相対向する音源から放射される音波の音圧を任意に調整することができ、この結果音響放射圧も容易且つ適正に調整することが可能となる。
【００１７】
また、前記ヘッド本体の前記相対的な移動方向に直交する方向における前記ベースプレートの外側にも前記液体噴射面よりも被噴射媒体側に突出する他のカバーを設けるとともに、前記他のカバーの内側にも相対向させて他の音源及び該他の音源から放射した音波を反射する他の反射板を配設し、前記制御手段は、前記音源と反射板とのうち相対向するもの同士の間にそれぞれ定在波を形成するとともに、前記各定在波の節の交点が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数を制御しても良い。この場合には液体噴射ヘッドユニットの全体として定在波の節で形成される格子の交点に液滴を誘導することができるので、ヘッド本体の移動方向のみならず、この移動方向に直交する方向での液滴の飛翔軌道のずれを修正して適正な飛翔軌道に沿って飛翔させることができる。
【００１８】
また、前記ヘッド本体の前記相対的な移動方向に直交する方向における前記ベースプレートの外側にも前記液体噴射面よりも被噴射媒体側に突出する他のカバーを設けるとともに、前記他のカバーの内側にも相対向させて他の一対の音源を配設し、前記制御手段は、相対向する各音源同士の間にそれぞれ定在波を形成するとともに、前記各定在波の節の交点が、前記液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように前記各音源の周波数をそれぞれ制御しても良い。この場合には、格子状の定在波の交点を形成するよう相対向する音源から放射される音波の音圧を任意に調整することができ、この結果、液体噴射ヘッドユニットの全体としてヘッド本体の移動方向のみならず、この移動方向に直交する方向での音圧を適正に調整して水平面内における液滴の飛翔軌道のずれを良好に修正することができる。
【００１９】
さらに、上述の如き液体噴射ヘッドユニットにおいて、少なくとも前記音源と反射板、又は各音源が無響音室を形成する筐体の内部に収納されるように前記ベースプレートの外側に前記筐体を配設するのが望ましい。この場合には、液体噴射ヘッドユニット全体として音源から放射された音波のうち定在波の形成に寄与しないばかりでなく、干渉という有害な現象を生起する反射波を有効に吸収、除去することができる。
【００２０】
また、本発明の他の態様は、上記各態様の液体噴射ヘッド又は液体噴射ヘッドユニットを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、印刷品質を向上して高速印刷が可能な液体噴射装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の飛翔軌道の修正に関する原理を説明するための説明図である。
【図２】本発明の一態様を概念的に示す説明図である。
【図３】定在波の矩形格子による飛翔軌道の修正に関する説明図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの斜視図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの底面図及び要部断面図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの制御手段を示すブロック線図である。
【図７】実施形態１に係るヘッドユニットの底面図である。
【図８】実施形態１に係る記録装置の概略斜視図である。
【図９】実施形態２に係るヘッドユニットの底面図である。
【図１０】他の実施形態に係る説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図４は本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドを示す斜視図であり、図５はインクジェット式記録ヘッドの底面図及び要部断面図である。
【００２３】
両図に示すように、液体噴射ヘッドの一例である本実施形態に係るインクジェット式記録ヘッド１（以下、記録ヘッド１とも言う）は、ヘッド本体１０と、ヘッド本体１０の液体噴射面１２を覆うカバー２０と、カバー２０の内側に配設された音源３１，３２，３３，３４を具備する。
【００２４】
ヘッド本体１０には、液体としてインクを吐出する複数のノズル開口１１が一方面に開口して設けられている。このノズル開口１１が開口する面が液体としてインクを吐出する液体噴射面１２となっている。また、ヘッド本体１０は、内部にノズル開口１１と連通する流路１３が設けられており、図示しない圧力発生手段によって流路１３内のインクに圧力変化を生じさせることでノズル開口１１からインク滴を吐出する。なお、流路１３内に圧力変化を生じさせる圧力発生手段としては、例えば、電気機械変換機能を有する圧電材料を備えた圧電素子を用いた圧電アクチュエーターや、流路１３内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口１１からインク滴を吐出する、いわゆるバブルジェット（登録商標）方式のものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させることにより流路１３内に圧力変化を生じさせてノズル開口１１からインク滴を吐出させる、いわゆる静電式アクチュエーターなどを用いることができる。
【００２５】
ヘッド本体１０の液体噴射面１２側の側面には、カバー２０が設けられている。カバー２０は、記録ヘッド１の液体噴射面１２を囲み、インクの吐出方向に向かって突出するように設けられている。本実施形態のカバー２０は、開口が矩形状となる四角筒状の部材からなり、一方の開口にヘッド本体１０の液体噴射面１２側を挿入して固定することで、ヘッド本体１０と一体化されている。
【００２６】
さらに、本実施形態におけるカバー２０は、ヘッド本体１０の被噴射媒体に対する相対的な移動方向（図中５（ａ）中の矢印方向（上下方向））におけるノズル開口１１の外側のみならず、前記移動方向に直交する方向におけるノズル開口１１の外側においても、液体噴射面１２より被噴射媒体側（液滴の吐出方向）に突出して設けられている。そして、カバー２０の直交する面の内側には二対の音源（３１，３２）、（３３，３４）が相対向させて配設されている。各音源（３１，３２）、（３３，３４）は振動子３５，３６，３７，３８及びこの振動子３５乃至３８により振動されて所定周波数の音波を発生する振動板３９，４０，４１，４２からなる。
【００２７】
ここで、振動子３５乃至３８は、図６に示す制御装置により所定の周波数で振動される。図６は本実施形態における制御装置を示すブロック線図である。同図に示すように、制御装置Ｉは記憶部４３、処理部４４、出力制御部４５，４６，４７，４８を有しており、各出力制御部４５乃至４８で音響制御部である音源３１乃至３４を所定の周波数で駆動する。ここで、記憶部４３は、隣接するノズル開口１１の間隔、印字解像度に基づく印字ドット間隔等、音源３１乃至３４の制御に必要な制御パラメータを記憶している。処理部４４は、記憶部４３からノズル開口・印字ドット間隔に関するデータ等、所定の制御パラメータを読み出し、例えばノズル間隔に基づいて飛翔液滴を適正軌道に誘導する格子パターンを設定する。なお、当該格子パターンは格子間隔が最も広くなる（定在波周波数を最も低くする）ように決定される。各出力制御部４５乃至４８は処理部４４から受信したデータに基づいて、音源３１乃至３４に対し、その振動板３９乃至４２のアライメントの補正値、音源出力・周波数のデータをそれぞれ出力する。ここで、各出力制御部４５乃至４８は図示しないスイッチによりオン・オフされ、液滴非吐出時は停止される。このことにより音源３１乃至３４で形成される音響場を吐出液滴の通過に同期させて生成又は消滅させることができる。
【００２８】
各音源３１乃至３４は各出力制御部４５乃至４８から受信したデータに基づいて、振動板３９乃至４２の位置調整が行われ、振動パターンに基づきをそれぞれの振動子３５乃至３８が所定の周波数で振動される。さらに詳言すると、各出力制御部４５乃至４８は、相対向する各音源（３１，３２）、（３３，３４）同士の間に、図５（ａ）に示すような、定在波ＳＷ１，ＳＷ２をそれぞれ形成するとともに、各定在波ＳＷ１，ＳＷ２の節Ｎ０１，Ｎ０２の交点ＩＳが、ノズル開口１１から吐出された液滴の適正な飛翔軌道と交叉するように各周波数がそれぞれ制御される。かくして、定在波ＳＷ１，ＳＷ２の節Ｎ０１，Ｎ０２で形成される格子の交点ＩＳにノズル開口１１から吐出された液滴を誘導してヘッド本体１０の移動方向のみならず、この移動方向に直交する方向での液滴の飛翔軌道のずれも修正して適正な飛翔軌道に沿って前記液滴を飛翔させることができるように構成してある。すなわち、定在波ＳＷ１，ＳＷ２の周波数は、着弾位置パターン又はノズル開口１１配列周期の２ｎ倍としてある。
【００２９】
この結果、本実施形態においては定在波ＳＷ１，ＳＷ２の節Ｎ０１，Ｎ０２で形成される格子の交点ＩＳに液滴を誘導してヘッド本体１０の移動方向のみならず、この移動方向に直交する方向での液滴の飛翔軌道のずれも修正して適正な飛翔軌道に沿って飛翔させることができる。同時に、本実施形態においては、格子状の定在波ＳＷ１，ＳＷ２の交点ＩＳを形成するよう相対向する音源（３１，３２）、（３３，３４）から放射される音波の音圧を任意に調整することができる結果、ヘッド本体１０の移動方向のみならず、この移動方向に直交する方向での音圧を適正に調整して水平面内における液滴の飛翔軌道のずれを良好に修正することができる。
【００３０】
なお、上記第１実施形態においては相対向する音源（３１，３２）、（３３，３４）の対を相互に直交させて二組設けたが、これに限るものではない。被噴射媒体に対する相対移動の際の気流等の影響により飛翔軌跡が曲がり易い、少なくともヘッド本体１０の前記相対移動方向（図中５（ａ）中の矢印方向（上下方向））において相対向する音源３１，３２を有していれば良い。すなわち、音源３１，３２で両者の間に定在波ＳＷ１が形成され、しかも定在波ＳＷ１の節Ｎ０１が隣接するノズル開口１１を結ぶ線（液滴の適正な飛翔軌跡との交点を含む線）上に形成されるような周波数となっていれば良い。ただ、この場合、図５（ａ）中の上下方向に関する飛翔軌跡の位置は適正に調整されるが、同左右方向に関する位置はずれしまう可能性がある。かかる左右方向に関するずれは、上記実施形態の如く構成することで除去することができる。上記第１実施形態では、定在波ＳＷ１とともに、定在波ＳＷ１に直交する定在波ＳＷ２も形成し、しかも定在波ＳＷ２の節Ｎ０２がノズル開口１１の真下に位置するように周波数を調整しているので、ノズル開口１１から吐出された液滴は定在波ＳＷ１，ＳＷ２の節Ｎ０１，Ｎ０２の交点ＩＳに誘導されるからである。すなわち、このときの交点ＩＳは適正な飛翔軌跡と交叉しており、したがって交点ＩＳを通過する液滴は適正な飛翔軌跡に沿って飛翔し、最終的に被噴射媒体を所定位置に正確に着弾させることができる。
【００３１】
また、上記実施形態では相対向する部分を何れも音源３１乃至３４で形成したが、これに限るものでもない。相対向するもののうち、何れか一方は反射板で形成することもできる。この場合でも音源３１、３３と反射板との間、又は音源３１と反射板との間で定在波ＳＷ１，ＳＷ２又は定在波ＳＷ１を形成することはできるからである。ただ、両方を音源で形成した場合には、相対向する音源（３１，３２）、（３３，３４）から放射される音波の音圧を任意に調整することで液滴に作用する音響放射圧を容易且つ適正に調節することが可能となる。
【００３２】
さらに、図には明示していないが、少なくとも音源（３１，３２）、（３３，３４）は無響音室を形成する筐体の内部に収納するのが好ましい。この場合には、音源（３１，３２）、（３３，３４）から放射された音波のうち定在波の形成に寄与しないばかりでなく、干渉という有害な現象を生起する反射波を有効に吸収、除去することができるからである。
【００３３】
このような記録ヘッド１は、複数個が一体的に固定されてヘッドユニットを構成する。ここで、本実施形態のヘッドユニットについて図７を参照して説明する。
【００３４】
ヘッドユニット１００は、複数の記録ヘッド１と、複数の記録ヘッド１が固定されるベースプレート１１０と、を有する。ベースプレート１１０は、ステンレス鋼等の板状部材からなり、各記録ヘッド１の液体噴射面１２側が挿入される保持孔１１１を有する。保持孔１１１は、記録ヘッド１の液体噴射面１２側の外周よりも若干広い開口面積を有し、ベースプレート１１０の保持孔１１１内に記録ヘッド１の液体噴射面１２とは反対側が挿入されて記録ヘッド１の外周に設けられたフランジ部１４がベースプレート１１０の一方面にネジ等を介して固定されている。
【００３５】
本実施形態では、複数の記録ヘッド１は、ノズル開口１１の並設方向である第１の方向Ｙに向かって並設されている。また、第１の方向Ｙに並設された複数の記録ヘッド１で構成される列は、ノズル開口１１が並設された方向（第１の方向Ｙ）とは直交する方向（第２の方向Ｘ；ヘッド本体１０の相対的な移動方向）に並んで２列設けられている。これら第２の方向Ｘに並設されたに記録ヘッド１の２列は、互いに第２の方向Ｘに向かって若干ずらした位置に配置されている。すなわち、記録ヘッド１の２列は、記録ヘッド１が千鳥状に配置されるようにヘッドグループ２を構成している。そして、１つのヘッドグループ２において、隣り合う記録ヘッド１は、一方の記録ヘッド１のノズル列の端部のノズル開口１１と、他方の記録ヘッド１のノズル列の端部のノズル開口１１とが、ノズル開口１１の並設方向（第１の方向Ｙ）で同一位置となるように設けられている。これにより、２列の記録ヘッド１によって、被噴射媒体の搬送方向とは交差する幅方向に亘って全ての領域で印刷を行うことができる。本実施形態では、ヘッドユニット１００に４個のインクジェット式記録ヘッド１で構成されるヘッドグループ２を２つ設けるようにした。
【００３６】
本実施形態によれば、ヘッドユニット１００を形成する各記録ヘッド１が、図５に示すような定在波ＳＷ１，ＳＷ２の節Ｎ０１，Ｎ０２の交点ＩＳに吐出した液滴を誘導することができるので、ヘッドユニット１００の全体として各記録ヘッド１から吐出された液滴を適正な飛翔軌跡に沿って飛翔させることができる。
【００３７】
このようなヘッドユニット１００は、インクジェット式記録装置に搭載される。ここで、インクジェット式記録装置について図８を参照して説明する。なお、図８中、図７と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００３８】
本実施形態の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置２００は、ヘッドユニット１００（記録ヘッド１）が固定されて、被噴射媒体である紙などの記録シートＳを搬送することで印刷を行う、所謂ライン式記録装置である。具体的には、インクジェット式記録装置２００は、装置本体２０１と、複数の記録ヘッド１を具備すると共に装置本体２０１に固定されたヘッドユニット１００と、記録シートＳを搬送する搬送手段２０２と、ヘッドユニット１００の相対向する記録シートＳの印刷面とは反対の裏面側を支持するプラテン２０３とを具備する。
【００３９】
ヘッドユニット１００は、記録ヘッド１のノズル開口１１の並設方向（第１の方向Ｙ）が記録シートＳの搬送方向と交差する方向となるように装置本体２０１に固定されている。
【００４０】
搬送手段２０２は、ヘッドユニット１００に対して記録シートＳの搬送方向の両側に設けられた第１の搬送手段２０４と、第２の搬送手段２０５とを具備する。
【００４１】
第１の搬送手段２０４は、駆動ローラー２０４ａと、従動ローラー２０４ｂと、これら駆動ローラー２０４ａ及び従動ローラー２０４ｂに巻回された搬送ベルト２０４ｃとで構成されている。また、第２の搬送手段２０５は、第１の搬送手段２０４と同様に駆動ローラー２０５ａ、従動ローラー２０５ｂ及び搬送ベルト２０５ｃで構成されている。
【００４２】
これらの第１の搬送手段２０４及び第２の搬送手段２０５のそれぞれの駆動ローラー２０４ａ、２０５ａには、図示しない駆動モーター等の駆動手段が接続されており、駆動手段の駆動力によって搬送ベルト２０４ｃ、２０５ｃが回転駆動することで、記録シートＳをヘッドユニット１００の上流及び下流側で搬送する。
【００４３】
なお、本実施形態では、駆動ローラー２０４ａ、２０５ａ、従動ローラー２０４ｂ、２０５ｂ及び搬送ベルト２０４ｃ、２０５ｃで構成される第１の搬送手段２０４及び第２の搬送手段２０５を例示したが、記録シートＳを搬送ベルト２０４ｃ、２０５ｃ上に保持させる保持手段をさらに設けてもよい。保持手段としては、例えば、記録シートＳの外周面を帯電させる帯電手段を設け、この帯電手段によって帯電した記録シートＳを誘電分極の作用により搬送ベルト２０４ｃ、２０５ｃ上に吸着させるようにしてもよい。また、保持手段として、搬送ベルト２０４ｃ、２０５ｃ上に押えローラーを設け、押えローラーと搬送ベルト２０４ｃ、２０５ｃとの間で記録シートＳを挟持させるようにしてもよい。
【００４４】
プラテン２０３は、第１の搬送手段２０４と第２の搬送手段２０５との間に、ヘッドユニット１００に相対向して設けられた断面が矩形状を有する金属又は樹脂等からなる。プラテン２０３は、第１の搬送手段２０４及び第２の搬送手段２０５によって搬送された記録シートＳを、ヘッドユニット１００に相対向する位置で支持する。
【００４５】
なお、プラテン２０３には、搬送された記録シートＳをプラテン２０３上で吸着する吸着手段が設けられていてもよい。吸着手段としては、例えば、記録シートＳを吸引することで吸引吸着するものや、静電気力で記録シートＳを静電吸着するもの等が挙げられる。
【００４６】
また、ヘッドユニット１００の各記録ヘッド１には、図示していないが、インクが貯留されたインクタンクやインクカートリッジなどのインク貯留手段がインクを供給可能に接続されている。インク貯留手段は、例えば、ヘッドユニット１００上に保持されていても、また、装置本体２０１内のヘッドユニット１００とは異なる位置に保持されていてもよい。
【００４７】
このようなインクジェット式記録装置２００では、搬送手段２０４によって記録シートＳが搬送され、ヘッドユニット１００によってプラテン２０３上で支持された記録シートＳに印刷が実行される。印刷された記録シートＳは、搬送手段２０２によって搬送される。
【００４８】
（実施形態２）
図９は、本発明の実施形態２に係るヘッドユニットの底面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４９】
図９に示すように、本実施形態のヘッドユニット１００Ａには、複数の記録ヘッド１Ａと、ベースプレート１１０とが配設されている。
【００５０】
ベースプレート１１０の保持孔１１１のそれぞれには、ヘッド本体１０が固定されている。本実施形態では、上述した実施形態１と同様に、千鳥状に配置されたヘッド本体１０（２列のヘッド本体１０）を有するヘッドグループ２を２つ設けるようにした。このヘッドグループ２が、本実施形態では、１つの記録ヘッド１Ａとしている。
【００５１】
また、第２の方向Ｘに並設された２列のヘッド本体１０からなる各ヘッドグループ２は、全体として共通のカバー２０Ａで覆われ、ベースプレート１１０の周囲を取り囲むようにカバー２０Ａが配設されている。すなわち、本実施形態におけるカバー２０Ａは、ヘッド本体１０の被噴射媒体である記録シートＳに対する相対的な移動方向（図中のＸ軸方向）におけるベースプレート１１０の外側のみならず、前記移動方向に直交する方向（図中のＹ軸方向）におけるベースプレート１１０の外側においても、液体噴射面１２より被噴射媒体側（液滴の吐出方向）に突出して設けられている。そして、カバー２０Ａの直交する面の内側には二対の音源（３３１，３３２）、（３３３，３３４）が相対向させて配設されている。各音源（３３１，３３２）、（３３３，３３４）は振動子３３５，３３６，３３７，３３８及びこの振動子３３５乃至３３８により振動されて所定周波数の音波を発生する振動板３３９，３４０，３４１，３４２からなる。
【００５２】
ここで、振動子３３５乃至３３８は、第１実施形態と同様に、図６に示す制御装置により所定の周波数で振動される。かくして、図中のＸ軸方向には記録ヘッド１Ａの数（４個）に対応する数の定在波の節が、またＹ軸方向には各記録ヘッド１Ａのノズル開口１１に基づく数の定在波の節が形成され、相互に直交する両方の節の交点が各ノズル開口の直下に位置するようになっている。
【００５３】
かかる本実施形態では、ヘッドユニット１００Ａ全体として、互いに直交する定在波の直角格子状の節で形成される格子の交点に液滴を誘導してヘッド本体１０の移動方向のみならず、この移動方向に直交する方向での液滴の飛翔軌道のずれも修正して適正な飛翔軌道に沿って飛翔させることができる。同時に、格子状の定在波を形成するよう相対向する音源（３３１，３３２）、（３３３，３３４）から放射される音波の音圧を任意に調整することができる結果、ヘッド本体１０の移動方向のみならず、この移動方向に直交する方向での音圧を適正に調整して水平面内における液滴の飛翔軌道のずれをヘッドユニット全体として良好に修正することができる。
【００５４】
なお、第２実施形態においては相対向する音源（３３１，３３２）、（３３３，３３４）の対を相互に直交させて二組設けたが、これに限るものではない。第１実施形態の場合と同様に、被噴射媒体に対する相対移動の際の気流等の影響により飛翔軌跡が曲がり易い、少なくともヘッド本体１０の前記相対移動方向（図中のＸ軸方向）において相対向する音源３３１，３３２を有していれば良い。すなわち、音源３３１，３３２で両者の間に定在波が形成され、しかも定在波の節が隣接するノズル開口１１を結ぶ線（液滴の適正な飛翔軌跡との交点を含む線）上に形成されるような周波数となっていれば良い。ただ、この場合、図９中のＸ軸方向に関する飛翔軌跡の位置は適正に調整されるが、同Ｙ軸方向に関する位置はずれてしまう可能性がある。かかる左右方向に関するずれは、第２実施形態の如く構成することで除去することができる。第２実施形態では、Ｘ軸方向の定在波とともに、この定在波に直交する定在波も形成し、しかも各定在波の節がノズル開口１１の真下に位置するように周波数を調整しているので、ノズル開口１１から吐出された液滴は各定在波の各節の格子状の交点に誘導されるからである。すなわち、このときの交点は適正な飛翔軌跡と交叉しており、したがって交点を通過する液滴は適正な飛翔軌跡に沿って飛翔し、ヘッドユニット１００Ａ全体として、最終的に被噴射媒体を所定位置に正確に着弾させることができる。
【００５５】
また、第２実施形態では相対向する部分を何れも音源３３１乃至３３４で形成したが、これに限るものでもない。相対向するもののうち、何れか一方は反射板で形成することもできる。この場合でも音源３３１、３３３と反射板との間、又は音源３３１と反射板との間で直交する２つの定在波又は一つの定在波を形成することはできるからである。ただ、両方を音源で形成した場合には、相対向する音源（３３１，３３２）、（３３３，３３４）から放射される音波の音圧を任意に調整することで液滴に作用する音響放射圧を、ヘッドユニット１００Ａ全体として容易且つ適正に調節することが可能となる。
【００５６】
さらに、図には明示していないが、少なくとも音源（３３１，３３２）、（３３３，３３４）は無響音室を形成する筐体の内部に収納するのが好ましい。この場合には、音源（３３１，３３２）、（３３３，３３４）から放射された音波のうち定在波の形成に寄与しないばかりでなく、干渉という有害な現象を生起する反射波を、ヘッドユニット１００Ａの全体として有効に吸収、除去することができるからである。
【００５７】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態１では、交叉する定在波で形成する格子形状は矩形の場合に関して説明したが、これに限るものでは勿論ない。三角形の格子が形成されるようにすることもできる。すなわち、図１０（ａ）に示すように、正三角形の頂点からの向かい合うような音源ＡＳ１，ＡＳ２，ＡＳ３の配置で形成される定在波音響場は、三角格子状になる。そのような格子形状の音響場を用いることで、図１０（ｂ）に示すヘッド本体１０の隣接ノズル列が列内ノズル間隔の１／２ずらした千鳥状配置のノズルに対応した適正軌道への誘導も可能となる。この場合には、図１０（ｃ）に示すように、液滴の中心を結ぶ線が三角形状を構成する網点状のパターンを形成する場合において、液滴の適正軌道への誘導に適用して特に有用なものとなる。すなわち、ノズル開口が平行四辺形の各辺の交点にあるような千鳥状配置のヘッド本体に適用して有用なものとなる。
【００５８】
また、上述した実施形態１及び２では、図８に示すように、インクジェット式記録装置２００として、記録ヘッド１、１Ａ（ヘッドユニット１００）を固定し、記録シートＳを搬送するだけで印刷を行う、いわゆるライン型のインクジェット式記録装置２００を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、被噴射媒体に対して記録ヘッド１、１Ａ（ヘッドユニット１００）を主走査方向に移動させながら印刷を行う、シリアル型のインクジェット式記録装置にも本発明を適用することができる。
【００５９】
なお、上記実施の形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを、また液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置を挙げて説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドや液体噴射装置にも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられ、かかる液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用できる。
【符号の説明】
【００６０】
Ｉ  制御装置、  １，１Ａ  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  ２  ヘッドグループ、  １０  ヘッド本体、  １１  ノズル開口、  １２  液体噴射面、  ２０，２０Ａ  カバー、  ３１，３２，３３，３４  音源、  １００，１００Ａ  ヘッドユニット、  １１０  ベースプレート、  ２００  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  ３３１，３３２，３３３，３３４  音源  
【図４】
2011201169.tif 000003
【図５】
2011201169.tif 000004
【図６】
2011201169.tif 000005
【図７】
2011201169.tif 000006
【図８】
2011201169.tif 000007
【図９】
2011201169.tif 000008
【図１０】
2011201169.tif 000009
【図１】
2011201169.tif 000010
【図２】
2011201169.tif 000011
【図３】
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