(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の吐出部を有した第一の液滴吐出手段と、該第一の液滴吐出手段から吐出される液滴を表面弾性波による振動エネルギーによってさらに微小化して吐出する第二の液滴吐出手段とを有し、
前記第二の液滴吐出手段は、表面弾性波の発生基板上で表面弾性波の進行方向に直角な方向に、異なる共振周波数を有する複数の櫛歯型電極（ＩＤＴ）が形成されてなる粒子径可変生成装置であって、
前記第一の液滴吐出手段から吐出される液滴が、前記特定のＩＤＴにより微粒子化されるように、第一の液滴吐出手段の特定の吐出部を駆動することを特徴とする粒子径可変生成装置。
【請求項２】
第二の液滴吐出手段は、異なる複数種類のＩＤＴの共振周波数の数をｎ（ただし、ｎ≧２）として、該共振周波数をｆ１、ｆ２、…ｆｎ（ただし、ｎ＝１，２，…）とした時、（ｆ１、ｆ２、…ｆｎ）を１ブロックとして、表面弾性波進行方向と直角な方向に、Ｎブロック（ただし、Ｎ≧１）を形成してなることを特徴とする請求項１記載の粒子径可変生成装置。
【請求項３】
第二の液滴吐出手段は、異なる複数種類のＩＤＴの共振周波数の数をｎ（ただし、ｎ≧２）として、該共振周波数をｆ１、ｆ２、…ｆｎ（ただし、ｎ＝１，２，…）とし、かつ、それぞれの個数をＮ（ただし、Ｎ≧１）とした時、同一共振周波数を有するＮ個のＩＤＴを１ブロックとして、表面弾性波進行方向に直角な方向に、ｎ個のブロックを構成してなることを特徴とする請求項１記載の粒子径可変生成装置。
【請求項４】
第二の液滴吐出手段は、各ブロックにおけるＩＤＴの間隔が第一の液滴吐出手段の吐出口間隔の整数倍でなることを特徴とする請求項２乃至３のいずれか記載の粒子径可変生成装置。
【請求項５】
第一の液滴吐出手段は、前記第二の液滴吐出手段の１つのＩＤＴに対して複数の吐出部から液滴を吐出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の粒子径可変生成装置。
【請求項６】
第一の液滴吐出手段は、液滴吐出量の異なる複数の吐出部を有してなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の粒子径可変生成装置。
【請求項７】
第一の液滴吐出手段は、液滴吐出量の異なる複数のヘッド部からなり、前記各ヘッド部は個々に液体を供給するための液体貯蔵手段を有してなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の粒子径可変生成装置。
【請求項８】
第一の液滴吐出手段は、複数の第一の液滴吐出手段からなり、該それぞれの第一の液滴吐出手段は異なる液体を個別に供給するための複数の液体貯蔵手段を有してなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の粒子径可変生成装置。
【請求項９】
表面弾性波による振動エネルギーによって液滴を微粒子化（霧化）する粒子径可変生成方法において、
複数の吐出部を有した第一の液滴吐出手段と、該第一の液滴吐出手段から吐出される液滴を微粒子化するために、表面弾性波の発生基板上で表面弾性波の進行方向に直角な方向に、異なる共振周波数を有する複数の櫛歯型電極（ＩＤＴ）が形成されてなる第二の液滴吐出手段からなる霧化手段を備え、
該複数の霧化手段の中から特定の霧化手段を選択する第１のステップと、
前記霧化手段に液体を粒子状態で供給するための第２のステップと、
前記第２のステップにより供給された液体粒子を、前記第１のステップにより選択された霧化手段によってさらに微粒子化する第３のステップとからなり、
前記第２のステップは、第一の液滴吐出手段の複数の吐出部の中から前記第１のステップで選択された霧化手段に吐出する吐出部のみを選択して駆動する第４のステップを含むことで微粒子生成を行うことを特徴とする粒子径可変生成方法。
【請求項１０】
第１のステップは、霧化手段の中からさらに特定の共振周波数の霧化手段を選択して駆動することを特徴とする請求項９記載の粒子径可変生成方法。
【請求項１１】
第１のステップは、複数の同一の共振周波数を有する霧化手段の中からさらに特定の霧化手段を選択して駆動することを特徴とする請求項９記載の粒子径可変生成方法。
【請求項１２】
第２のステップは、霧化手段に応じて液滴供給量を変化させる第５のステップを含むことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか記載の粒子径可変生成方法。
【請求項１３】
第２のステップは、霧化手段に応じて液滴の種類を変化させる第６のステップを含むことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか記載の粒子径可変生成方法。
【請求項１４】
表面弾性波による振動エネルギーによって液滴を微粒子化（霧化）する粒子径可変生成方法において、
複数の吐出部を有した第一の液滴吐出手段と、該第一の液滴吐出手段から吐出される液滴を微粒子化するために、表面弾性波の発生基板上で表面弾性波の進行方向に直角な方向に、異なる共振周波数を有する複数の櫛歯型電極（ＩＤＴ）が形成されてなる第二の液滴吐出手段からなる霧化手段を備え、
前記第一の液滴吐出手段の複数の吐出部の中から、特定の吐出部を選択する第７のステップと、
前記複数の霧化手段の中から、特定の霧化手段を選択する第８のステップと、
前記第８のステップにより選択された霧化手段に液体を粒子状態で供給するための第９のステップと、
前記第９のステップにより供給された液体粒子を、上記第８のステップにより選択された霧化手段によってさらに微粒子化する第１０のステップとから微粒子生成を行うことを特徴とする粒子径可変生成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水、薬液、着色インク等の液体を霧化（微粒子化）し、その霧化された粒子の大きさを可変にでき、かつ同時に異なる粒子径のものを生成する粒子径可変生成装置及び粒子径可変生成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から数μｍの大きさの微粒子を作製する方法としては、医療分野あるいは画像記録分野等において多数提案開示されている。
【０００３】
例えば、医療分野においては、医療用吸入器等に用いる場合、霧化粒子径の大きさによって、体内に到達する距離が異なる。すなわち、粒子径が小さいほど体内奥の方まで到達することができる。したがって、同一径でなくて粒子径を可変とすることにより、体内の任意の患部の治療を効果的に行うことができる。このように、粒子径を可変とすることは、鼻腔及び口腔等の治療を行うにあたり、大いに望まれている。
【０００４】
一方、画像記録分野においては、近年、文字及び画像の高精細印字への要求が特に高まっている。その１つの方法である、印字面積を変化させることにより中間調を表現する方法にあっては、インク滴の大きさを変えることが必須である。また、当分野において、粒子径が可変となることにより、記録密度を可変とすることができる。すなわち、文字等の解像度が要求される印字においては比較的高解像度で印字を行い、一方、画像等の文字に比べて解像度が要求されない印字においては比較的低解像度で印字を行うといった使い方ができる。また、高精細な印字を行う用途にあっては、高解像度で印字を行い、印字時間を短縮する目的の場合には、低解像度で印字を行うという印字方法も可能となる。
【０００５】
本発明のように液滴吐出手段から吐出された液滴を櫛歯状の電極（ＩｎｔｅｒＤｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：以下ＩＤＴ）によって発生させた表面弾性波による振動エネルギーによってさらに微小化して吐出させる方式としては、下記の技術が開示されている。
【０００６】
文献「日本音響学会春季講演論文集３−Ｐ−７，１９８９／３」、「電子情報通信学会技術研究報告Ｎｏ．２０，１９９５」では、ＬｉＮｂＯ3等の圧電素子表面にＡｌ等で形成した櫛歯状の電極（ＩＤＴ）に交流電圧を印加することにより、該圧電素子表面上に表面弾性波が生じ、その表面上に存在する水等の液滴に飛翔エネルギーを与えることによって、該液滴から数１０〜数１００μｍ程度の大きさの微粒子を作製するものである。
【０００７】
特開平４−１８９１４５号公報では、前記文献に記載されている振動エネルギーを用いてインクを飛翔させるインクジェットプリンタで、そのインクの飛翔方法はインクが供給される伝播体に表面弾性波を発生させることによりインクを飛翔させるもので、特に伝播体のエッジ部分においてインクを飛翔させている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記記載の従来技術においては以下の問題点を有している。
【０００９】
「日本音響学会春季講演論文集３−Ｐ−７，１９８９／３」による方法においては、装置の構造、作製が簡単であり、直径数〜数１０μｍの大きさの微小粒子の作製が行えるが、同一素子では粒子径を変化させることはできない。また、圧電素子表面上の液体の量、濡れ方、液体の物性値等により、霧化状態及び霧化粒子径が大きく変動するといった問題を有している。
【００１０】
特開平４−１８９１４５号公報ではインクが供給される伝播体に表面弾性波を発生させることによりインクを飛翔させるものであるが、伝播体のエッジ部分においてインクを飛翔させているため生成されるインクの粒子径が２．５〜６０μｍと大きな分布を有し、均一の大きさの粒子を安定して生成することはできない。また、インクの供給は伝播体のエッジ部分における界面張力を利用したものであるので、インクの物性、すなわち表面張力、粘度等によって供給量が変化し、またこれら物理量は環境温度によって変化するので、それに応じてインクの供給量も変化するといった問題を有している。さらに、１つの記録画素に対しドット径の異なる微小インクを形成させることは開示されていない。
【００１１】
本発明は、前記問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、微小かつ均一な液体の液滴を作製すると共に、その液滴径を可変とし、かつ上記異なる粒子径のものを同時に生成する粒子径可変生成装置及び粒子径可変生成方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る粒子径可変生成装置は、複数の吐出部を有した第一の液滴吐出手段と、該第一の液滴吐出手段から吐出される液滴を表面弾性波による振動エネルギーによってさらに微小化して吐出する第二の液滴吐出手段とを有し、前記第二の液滴吐出手段は、表面弾性波の発生基板上で表面弾性波の進行方向に直角な方向に、異なる共振周波数を有する複数の櫛歯型電極（ＩＤＴ）が形成されてなる粒子径可変生成装置であって、前記第一の液滴吐出手段から吐出される液滴が、前記特定のＩＤＴにより微粒子化されるように、第一の液滴吐出手段の特定の吐出部を駆動することを特徴とする。
【００１３】
本発明の請求項２に係る粒子径可変生成装置は、請求項１に係る粒子径可変生成装置において、第二の液滴吐出手段は、異なる複数種類のＩＤＴの共振周波数の数をｎ（ただし、ｎ≧２）として、該共振周波数をｆ１、ｆ２、…ｆｎ（ただし、ｎ＝１，２，…）とした時、（ｆ１、ｆ２、…ｆｎ）を１ブロックとして、表面弾性波進行方向と直角な方向に、Ｎブロック（ただし、Ｎ≧１）を形成していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項３に係る粒子径可変生成装置は、請求項１に係る粒子径可変生成装置において、第二の液滴吐出手段は、異なる複数種類のＩＤＴの共振周波数の数をｎ（ただし、ｎ≧２）として、該共振周波数をｆ１、ｆ２、…ｆｎ（ただし、ｎ＝１，２，…）とし、かつ、それぞれの個数をＮ（ただし、Ｎ≧１）とした時、同一共振周波数を有するＮ個のＩＤＴを１ブロックとして、表面弾性波進行方向に直角な方向に、ｎ個のブロックを構成してなることを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項４に係る粒子径可変生成装置は、請求項２乃至３のいずれかに係る粒子径可変生成装置において、第二の液滴吐出手段は、各ブロックにおけるＩＤＴの間隔が第一の液滴吐出手段の吐出口間隔の整数倍でなることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５に係る粒子径可変生成装置は、請求項１乃至４のいずれかに係る粒子径可変生成装置において、第一の液滴吐出手段は、前記第二の液滴吐出手段の１つのＩＤＴに対して複数の吐出部から液滴を吐出することを特徴とする。
【００１７】
本発明の請求項６に係る粒子径可変生成装置は、請求項１乃至３のいずれかに係る粒子径可変生成装置において、第一の液滴吐出手段は、液滴吐出量の異なる複数の吐出部を有してなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項７に係る粒子径可変生成装置は、請求項１乃至６のいずれかに係る粒子径可変生成装置において、第一の液滴吐出手段は、液滴吐出量の異なる複数のヘッド部からなり、前記各ヘッド部は個々に液体を供給するための液体貯蔵手段を有してなることを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項８に係る粒子径可変生成装置は、請求項１乃至６のいずれかに係る粒子径可変生成装置において、第一の液滴吐出手段は、複数の第一の液滴吐出手段からなり、該それぞれの第一の液滴吐出手段は異なる液体を個別に供給するための複数の液体貯蔵手段を有してなることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項９に係る粒子径可変生成方法は、表面弾性波による振動エネルギーによって液滴を微粒子化（霧化）する粒子径可変生成方法において、複数の吐出部を有した第一の液滴吐出手段と、該第一の液滴吐出手段から吐出される液滴を微粒子化するために、表面弾性波の発生基板上で表面弾性波の進行方向に直角な方向に、異なる共振周波数を有する複数の櫛歯型電極（ＩＤＴ）が形成されてなる第二の液滴吐出手段からなる霧化手段を備え、該複数の霧化手段の中から特定の霧化手段を選択する第１のステップと、前記霧化手段に液体を粒子状態で供給するための第２のステップと、前記第２のステップにより供給された液体粒子を、前記第１のステップにより選択された霧化手段によってさらに微粒子化する第３のステップとからなり、前記第２のステップは、第一の液滴吐出手段の複数の吐出部の中から前記第１のステップで選択された霧化手段に吐出する吐出部のみを選択して駆動する第４のステップを含むことで微粒子生成を行うことを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項１０に係る粒子径可変生成方法は、請求項９に係る粒子径可変生成方法において、第１のステップは、霧化手段の中からさらに特定の共振周波数の霧化手段を選択して駆動することを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項１１に係る粒子径可変生成方法は、請求項９に係る粒子径可変生成方法において、第１のステップは、複数の同一の共振周波数を有する霧化手段の中からさらに特定の霧化手段を選択して駆動することを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項１２に係る粒子径可変生成方法は、請求項９乃至１１のいずれかに係る粒子径可変生成方法において、第２のステップは、霧化手段に応じて液滴供給量を変化させる第５のステップを含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の請求項１３に係る粒子径可変生成方法は、請求項９乃至１１のいずれかに係る粒子径可変生成方法において、第２のステップは、霧化手段に応じて液滴の種類を変化させる第６のステップを含むことを特徴とする。
【００２５】
本発明の請求項１４に係る粒子径可変生成方法は、表面弾性波による振動エネルギーによって液滴を微粒子化（霧化）する粒子径可変生成方法において、複数の吐出部を有した第一の液滴吐出手段と、該第一の液滴吐出手段から吐出される液滴を微粒子化するために、表面弾性波の発生基板上で表面弾性波の進行方向に直角な方向に、異なる共振周波数を有する複数の櫛歯型電極（ＩＤＴ）が形成されてなる第二の液滴吐出手段からなる霧化手段を備え、前記第一の液滴吐出手段の複数の吐出部の中から、特定の吐出部を選択する第７のステップと、前記複数の霧化手段の中から、特定の霧化手段を選択する第８のステップと、前記第８のステップにより選択された霧化手段に液体を粒子状態で供給するための第９のステップと、前記第９のステップにより供給された液体粒子を、上記第８のステップにより選択された霧化手段によってさらに微粒子化する第１０のステップとから微粒子生成を行うことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
まず、図１を用いて本発明における基本原理、つまり表面弾性波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ：以下ＳＡＷ）エネルギーを利用した櫛形電極（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：以下ＩＤＴ）から形成された表面弾性波発生素子を用いて液滴を微小粒子（霧化）にするための基本動作について説明する。
【００２７】
第一の液滴吐出装置１から液滴Ｄ１が吐出され、第二の液滴吐出装置２の表面弾性波発生／伝播基板２１面上に供給される。表面弾性波発生／伝播基板２１面上の液滴をＤ２とする。第二の液滴吐出装置２は表面弾性波発生／伝播基板２１と、放熱板２２からなっており、表面弾性波発生／伝播基板２１上には表面弾性波を発生するためのＩＤＴ３が形成されている。表面弾性波発生／伝播基板２１面上の液滴Ｄ２はＩＤＴ３の駆動手段４によって駆動され、供給された液滴Ｄ２は表面弾性波発生／伝播基板２１面上において微粒子化される（Ｄ３）。
【００２８】
以上より、本発明の方法は第一の液滴吐出装置１により液滴Ｄ１を発生させ、該液滴Ｄ１を第二の液滴吐出装置２によりさらに微粒子化するという方法であるので、液体を例えば界面張力を利用して供給する方法に比べ、環境温度、液体の物性値等の影響を受け難く安定して供給することができる。さらに、段階的に微小粒子を生成しているのでより小さな液滴を生成することが可能となる。
【００２９】
そのため、異なる表面弾性波を発生させるために異なる共振周波数のＩＤＴを各々複数個組み合わせれば、同一で均一な微小粒子を作製することができるし、さらに粒子径が異なった組み合わせの微小粒子を作製することができる。
【００３０】
以下に、本発明の粒子径可変生成装置及び粒子径可変生成方法における実施形態及び各実施例を図面及び表を用いて説明する。
【００３１】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を表面弾性波を発生させる共振周波数が異なる複数種類の場合について各実施例に基づいて説明する。
【００３２】
（実施例１）
本実施例では、図２の霧化装置の構成図に示すように第二の液滴吐出装置２のＩＤＴ３として異なる２種類の場合について説明する。
【００３３】
第一の液滴吐出装置１は、圧電素子を用いたインクジェットヘッドであり、図面ｙ方向に、多数のノズル１１０、１１１、１１２を有している。これらのノズルの間隔Ｗｎは５００μｍであり、第二の液滴吐出装置２の表面弾性波発生／伝播基板２１上に一定量の液体が滴下するように配置されている。
【００３４】
第一の液滴吐出装置１の構造について、図３を用いて説明する。図３は第一の液滴吐出装置１の断面図を示しており、第一の液滴吐出装置１は、外壁１５はステンレス製であり、オリフィス１８、インク圧力室１７、圧電素子１６から形成されている。圧電素子１６は直径３ｍｍ、厚さ０．２ｍｍのバイモルフ型であり、必要に応じて図示しない駆動源により１００〜１５０Ｖの高圧電圧が印加される。これによって圧電素子１６が励振されるとインク圧力室１７中のインクが圧力を受けて直径５０μｍのオリフィス１８からインクが吐出する。
【００３５】
第二の液滴吐出装置２は、表面弾性波（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｗａｖｅ：以下ＳＡＷ）エネルギーを利用した表面弾性波発生素子からなる超音波霧化器であり、表面弾性波を発生／伝播する基板２１と放熱板２２とから構成されている。より詳細に説明すると、１２８°回転Ｙ板Ｘ伝播ニオブ酸リチウム基板２１上に、櫛形電極（Ｉｎｔｅｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ：以下ＩＤＴ）３が形成されている。ＩＤＴ３は電気抵抗が小さく伝播体との密着性が良好な耐電力性のある薄膜であり、ここではスパッタ法によって３０００Å（オングストローム）の９５％Ａｌ−５％Ｔｉ合金を用い、基板全面に薄膜を形成し、フォトリソグラフィー法、酸のウェットエッチングによって、ＩＤＴ３を作製した。測定に用いたＩＤＴ３は２種類であり、代表的な寸法は表１に示す通りである。
【００３６】
【表１】
0003905621.tif 000002
【００３７】
Ａタイプは、外形２０×５０×０．５ｍｍであり、図４を参照して、線幅Ｌｅ＝１００μｍ、電極ピッチＰ＝４００μｍ、交差幅Ｗｅ＝１２ｍｍ、電極長さＬｐ＝１０ｍｍ、電極対数２０のＩＤＴを設けている。このＩＤＴ３１を１０ＭＨｚの電圧で駆動することにより、波長約４００μｍの表面弾性波が励振される。
【００３８】
ここで表面弾性波の伝播波長λは、位相速度（伝播速度）をｖｆ、ＩＤＴ共振周波数をｆｒとすると、式
λ＝ｆｒ／ｖｆ
で表される。
【００３９】
一方、Ｂタイプは、外形５×９×０．５ｍｍであり、図４を参照して、線幅Ｌｅ＝２０μｍ、電極ピッチＰ＝８０μｍ、交差幅Ｗｅ＝２．４ｍｍ、電極長さＬｐ＝２．５ｍｍ、電極対数２０のＩＤＴを設けている。このＩＤＴ３２を５０ＭＨｚの交流電圧で駆動することにより、波長約８０μｍの表面弾性波が励振される。
【００４０】
図２では、上記ＡタイプのＩＤＴ３１及びＢタイプのＩＤＴ３２が、同一のニオブ酸リチウム基板２１上ｙ方向に形成されている。
【００４１】
一方、放熱板２２は、基板２１の下部に熱伝導度のよいシリコーングリース等を介して密着して配設されている。
【００４２】
次に図５を用いて、基本動作について説明する。
【００４３】
ステップＳ５−１では、発生すべき液滴径に対応したＩＤＴを選択する。例えば、大きい径の微小粒子を生成するには、ＡタイプのＩＤＴ３１を選択する。ステップＳ５−２では、ＡタイプのＩＤＴ３１の表面弾性波発生部２１上にのみ液滴が吐出するように、第一の液滴吐出装置１を選択して駆動する。すなわち、第一の液滴吐出装置１の複数のノズル１１０、１１１、１１２のうち、１１１のみを駆動することによって、ＩＤＴ３１が形成された表面弾性波伝播面２１上に吐出させる。図２において、液滴が吐出可能なノズルからの液滴の軌跡を実線で示しており、上記の場合は、矢印Ｉ１１１のみがノズルからの液滴の軌跡である。ステップＳ５−３では、第二の液滴吐出装置２上に形成されたＩＤＴ３のうち、液滴が吐出された部分のＩＤＴ３１のみを駆動する。これにより、ＡタイプのＩＤＴ３１によって粒子径が１００μｍ前後の粒子が生成される。
【００４４】
一方、小さい径の微小粒子を生成するには、ステップＳ５−１ではＢタイプのＩＤＴ３２を選択する。ステップＳ５−２では、ＢタイプのＩＤＴ３２の表面弾性波発生部２１上にのみ液滴が吐出するように、第一の液滴吐出装置１を選択して駆動する。すなわち、第一の液滴吐出装置１の複数のノズル１１０、１１１、１１２のうち、１１２のみを駆動することによって、ＩＤＴ３２が形成された表面弾性波伝播面２１上に液滴を吐出させる。ステップＳ５−３では、第二の液滴吐出装置２上に形成されたＩＤＴ３のうち、液滴が吐出された部分のＩＤＴ３２のみを駆動する。これにより、ＢタイプのＩＤＴ３２によって粒子径が１０μｍ前後の粒子が生成される。
【００４５】
上記測定においては、複数のノズルのうち、ＡタイプのＩＤＴ３１とＢタイプのＩＤＴ３２の間及びその外側に吐出するように位置しているノズル、例えば、ノズル１１０はＩＤＴ３１、３２のいずれによっても霧化されないので（図１の点線矢印でその液滴の軌跡Ｉ１１０で示したノズル）、いずれの動作においても駆動しないようにする。
【００４６】
以上のように、ＡタイプのＩＤＴ３１、ＢタイプのＩＤＴ３２のいずれかを選択し、その表面弾性波発生部上に液滴を吐出させて、ＩＤＴを選択的に駆動することによって、粒子径の異なる液滴を任意に作製することができる。
【００４７】
上記説明では、ＡタイプのＩＤＴ３１、ＢタイプのＩＤＴ３２のいずれか一方のみを駆動することにより、単一の粒子径を有する液滴を生成する場合について説明したが、両方を駆動することにより粒子径分布が双方性を有する液滴粒子を生成することも可能である。
【００４８】
例えば、図６に示す医療用吸入器に適用する場合には、薬液吸入器５２の内部には第一の液滴吐出装置１及び第二の液滴吐出装置２の他、薬液を収容したタンク７が配設されており、吐出孔５１１からは比較的粒子径の小さな薬液が吐出し、吐出孔５１２からは比較的粒子径の大きな薬液が吐出するようになっている。このように、粒子径が異なる薬液粒子を同時に生成し吐出させることによって、粒子径によって到達する距離が異なるので、複数の患部の治療を同時に行うことができる。
【００４９】
また、図７に示す画像記録装置１０１に適用する場合には、画像記録装置１０１内の印字ヘッド５０に第一の液滴吐出装置１及び第二の液滴吐出装置２を収容しており、該ヘッド５０上部には主走査方向（紙面垂直方向）にインクＩＮＫ吐出のための吐出孔５１が形成されている。印字データに基づいて、第一の液滴吐出装置１及び第二の液滴吐出装置２が駆動されて、インクＩＮＫが目的の粒子径で吐出孔５１から吐出され、一対のローラから構成された搬送装置９１によって矢印Ａ方向に記録紙Ｐを搬送することで記録紙Ｐ上に印字画像が形成される。この結果、図９に示すように１つの記録画素に対して液滴径が異なるドット（図９（ｄ））を形成することができるため、この面積階調表現を行うことによって高精細な画像記録を行うことができる。
【００５０】
また、図８に示す画像記録装置１０２に適用する場合には、第一の液滴吐出装置１及び第二の液滴吐出装置２を収容した画像記録装置１０２内の印字ヘッド５０からはインクＩＮＫが吐出孔５１から吐出され、そのインクＩＮＫは一旦、転写ドラム９２上に形成される。該転写ドラム９２は矢印Ｃ方向に回転されており、印字ヘッド５０により転写されたインクＩＮＫは、一対のローラからなる搬送装置９１によって矢印Ｂ方向に搬送され、内部に加熱体９３を有する転写ドラム９２と該転写ドラム９２に一定圧力をもって配設されている加圧ローラ９４とにより形成される転写部において記録媒体Ｐ上に転写される。この結果、上記図８の場合と同様に階調表現が豊かで高品位な画像を得ることができる。
【００５１】
なお、上記の医療用吸入器及び画像記録装置に適用した場合の詳細については後述する。また、医療用吸入器及び画像記録装置への適用は本実施例に限らず、以下の本第１の実施形態の別の実施例は勿論のこと別の実施形態の実施例に関しても適用できるものである。
【００５２】
ここで、第一の液滴吐出装置１としては、圧電素子を用いたがこれに限らず、熱的エネルギーにより液滴を吐出するタイプであってもよく、また、液滴吐出方向に電界を形成することにより静電的なエネルギーによって液滴を吐出させるタイプのものであってもよい。熱的エネルギーにより液滴を吐出するタイプであれば製造工程を簡単にすることができるので製造コストを安価にすることができる。また、静電的なエネルギーによって液滴を吐出させるタイプのものであれば、ＳＴＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｓｃｏｐｅ）等の針状の電極を用いることにより低電圧で効果的な電界を形成でき、しかも半導体プロセスにより微細加工が行えるので多電極化、小型化する場合に有利である。
【００５３】
さらに、第二の液滴吐出装置２のＩＤＴ３としては、本実施例では２種類の場合について説明を行ったがそれ以上であっても勿論よく、それに関しては実施例２で後述する。
【００５４】
次に、各ＩＤＴ３の駆動方法を図１０及び図１１を用いて説明する。
【００５５】
図１０は、ＩＤＴを駆動する駆動手段４が、ＩＤＴ３と１対１に対応して接続されている場合である。共振周波数ｆ１＝１０ＭＨｚを有するＩＤＴ３１には周波数１０ＭＨｚの高圧電圧を出力する駆動手段４１が接続されており、共振周波数ｆ２＝５０ＭＨｚを有するＩＤＴ３２には周波数５０ＭＨｚの高圧電圧を出力する駆動手段４２が接続されている。これらは、ＣＰＵ（中央演算装置）４０からの命令により、駆動手段４１と４２のどちらか一方を駆動することにより、ＩＤＴ３１と３２のいずれかが駆動される。または駆動手段４１と４２の両方を駆動することにより、ＩＤＴ３１と３２の両方が駆動される。
【００５６】
これに対し図１１は、ＩＤＴ３１の高圧側の電極及びＩＤＴ３２の高圧側の電極が選択器４５に接続され、選択器４５のもう１つの端子には、周波数が可変である駆動手段４が接続されている。これらは、ＣＰＵ４０からの命令により、選択器４５を介して、駆動手段４とＩＤＴ３１を接続するか、あるいは、駆動手段４とＩＤＴ３２を接続するかの選択を行う。なお、この構造の場合においても両方を駆動できる回路構成にすることはできるし、もし同時に両方を駆動できなくてもＣＰＵ４０による短時間切替制御によりあたかも同時に駆動しているようにはできる。
【００５７】
ここで図１０に示した方法は、ＩＤＴの数だけ駆動手段が必要になってくるが、駆動手段とＩＤＴとが直接接続されているので、選択器を通過することによる波形の劣化、ノイズの発生等がない。一方、図１１に示した方法は、発振部を周波数可変としている点が回路上複雑となるが、高圧電圧に増幅するための回路部を共通にできるので、全体としてみた場合の回路規模ははるかに簡単になる。
【００５８】
上記説明では、ＩＤＴ３１及び３２とも、各１個の場合についてであったが、２個以上の場合、同一の共振周波数のＩＤＴを共通に接続して、全てを同時に駆動することが考えられる。このような場合、図１１に示す方法では、単一の駆動手段で対応できることは、上記説明と変わらない。しかし、同一の共振周波数となるようにＩＤＴを製作しても、素子によるばらつき、配線の影響等によって、必ずしもすべて同一とはならない。このような場合、図１０に示した方法によれば、ＩＤＴごとに駆動周波数を設定することができるので、ＩＤＴの共振周波数に一致した周波数で駆動することができる。このように駆動方法としては、一長一短があるので、用途に応じて使い分けるとよいし、また上記方法及び構成に限定されるものではない。
【００５９】
以上より、異なるＩＤＴを複数形成しておくことにより粒子径の異なる微小液滴を生成することができる。また、従来の液滴吐出装置１を流用しながら装置を構成することができるので、安価に製造することができる。
【００６０】
（実施例２）
本実施例では、図１２の霧化装置の構成図に示すように第二の液滴吐出装置２のＩＤＴ３として異なる３種類の場合について説明する。なお、前記実施例と重複する部分の説明は省略する。
【００６１】
図１２に示すように、共振周波数がさらに小さいＩＤＴ３３を付加することにより、合計３種類の液滴径を有する微小粒子の作製を行うことができる。
【００６２】
ＩＤＴ３の共振周波数が高くなる程、ＩＤＴのサイズが小さくなるので、もし、ＩＤＴ３３に対してＩＤＴ３１と同様に３つのノズルから液滴を供給しようとすると、液滴の供給量がＩＤＴ３３による霧化量を上回ることになって、所望の大きさの粒子を作製することができなくなる。さらに極端に供給量が超過した場合には、霧化すること自体が不可能になる。これを防止するために、本実施例においては、共振周波数の異なるＩＤＴごとに第一の液滴吐出装置１から供給される液滴量を変化させている。
【００６３】
なお、このように共振周波数の異なるＩＤＴごとに第一の液滴吐出装置１から供給される液滴量を変化させている方法は、本第１の実施形態のすべての実施例に対して適用されるものとする。
【００６４】
本実施例においては、液滴量を制御する方法として第一の液滴吐出装置１のノズルの数を変化させている。すなわち、最も液滴径が大きく、多量の粒子を作製することができるＩＤＴ３１に対しては、３つのノズル１１１から液滴（Ｉ１１１）を供給するようにして、多くの液滴を供給できるようにしている。これに対し、最も液滴径が小さく、少量の粒子を作製することができるＩＤＴ３３に対しては、１つのノズル１１３から液滴（Ｉ１１３）を供給するようにして、より少ない液滴を供給できるようにしている。また、中間の液滴径を作製できるＩＤＴ３２に対しては、２つのノズル１１２から液滴（Ｉ１１２）を供給するようにして、中間の量の液滴を供給できるようにしている。
【００６５】
なお、本実施例では、３つ目のＩＤＴ３３として、ＩＤＴ３１及び３２の共振周波数よりも小さい値の共振周波数を有するＩＤＴについて説明したが、これに限らず、ＩＤＴ３１及び３２の共振周波数よりも大きい値の共振周波数を有するＩＤＴであってもよく、また、ＩＤＴ３１と３２の共振周波数の中間の値の共振周波数を有するＩＤＴであってもよい。
【００６６】
以上、ＩＤＴの種類に応じて供給する液滴量を異ならせたので、液滴が供給過多あるいは供給不足になることがない。
【００６７】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態を表面弾性波を発生させる共振周波数が異なる複数種類で各々複数個有する場合について各実施例に基づいて説明する。
【００６８】
（実施例３）
本実施例では、図１３の霧化装置の構成図に示すように第二の液滴吐出装置２のＩＤＴ３として異なる複数種類で各々複数個づつ有し、その複数個のＩＤＴ３１、３２、…をそれぞれ交互に配置している場合について説明する。なお、前記いずれかの実施例と重複する部分の説明は省略する。
【００６９】
図１３に示すように、第二の液液滴吐出装置２のニオブ酸リチウム基板２１上ｙ方向に、ＡタイプのＩＤＴ３１及びＢタイプのＩＤＴ３２が、交互にしかもそれぞれが複数形成されている。
【００７０】
図５を参照して、動作について説明する。
【００７１】
ボタン等の入力手段から動作開始信号が入力されると、ステップＳ５−１とステップＳ５−２にて、どの霧化手段及び液滴供給手段を駆動するかを決定する。
【００７２】
例えば、大きい粒子径を有する液滴を生成する場合には、第一の液滴吐出装置１の液滴供給手段としてノズル１１１（１１１ａ、１１１ｂ、…）を選択し、ＩＤＴ３の霧化手段として３１（３１ａ、３１ｂ、…）を選択する。前記実施例と同様に、第一の液滴吐出装置１の複数のノズルの内、１１１（１１１ａ、１１１ｂ、…）のみを駆動することによって、ＩＤＴ３１（３１ａ、３１ｂ、…）の表面弾性波発生部上にのみ液滴（Ｉ１１１ａ、Ｉ１１１ｂ、…）を吐出する。その後、液滴が吐出された部分の複数のＩＤＴ３１（３１ａ、３１ｂ、…）を駆動することにより、ＡタイプのＩＤＴ３１によって粒子径が１００μｍ前後の粒子が生成される。
【００７３】
一方、小さい粒子径を有する液滴を生成する場合には、第一の液滴吐出装置１の液滴供給手段としてノズル１１２（１１２ａ、１１２ｂ、…）を選択し、ＩＤＴ３の霧化手段として３２（３２ａ、３２ｂ、…）を選択する。前記実施例と同様に、第一の液滴吐出装置１の複数のノズルの内、１１２（１１２ａ、１１２ｂ、…）のみを駆動することによって、ＩＤＴ３２（３２ａ、３２ｂ、…）の表面弾性波発生部上にのみ液滴（Ｉ１１２ａ、Ｉ１１２ｂ、…）を吐出する。その後、液滴が吐出された部分の複数のＩＤＴ３２（３２ａ、３２ｂ、…）を駆動することにより、ＢタイプのＩＤＴ３２によって粒子径が１０μｍ前後の粒子が生成される。
【００７４】
また、図１４でのＩＤＴは上記図１３でのＩＤＴの種類が２個であったのを３個にしたものである。これは共振周波数がさらに小さいＩＤＴ３３（３３ａ、…）が追加された構成である。液滴を生成する場合には、第一の液滴吐出装置１の液滴供給手段としてノズル１１３（１１３ａ、…）を選択し、ＩＤＴ３の霧化手段として３３（３３ａ、…）を選択する。上記図１３と同様に、第一の液滴吐出装置１の複数のノズルの内、１１３（１１３ａ、…）のみを駆動することによって、ＩＤＴ３３（３３ａ、…）の表面弾性波発生部上にのみ液滴（Ｉ１１３ａ、…）を吐出する。その後、液滴が吐出された部分の複数のＩＤＴ３３（３３ａ、…）を駆動することにより、ＣタイプのＩＤＴ３３によって目的の径での粒子が生成される。ただし、このＩＤＴ３３（３３ａ、…）は前記第１の実施形態の実施例２に記載された内容を有するものとする。
【００７５】
以上により、前記第１の実施形態の実施例に比べ、より多くの液滴を霧化させることができるのは当然のこととして、ＩＤＴ３１（３１ａ、３１ｂ、…）あるいは３２（３２ａ、３２ｂ、…）さらには３３（３３ａ、…）内の駆動させる個数を制御することにより、霧化量を変化させることができるという特長を有している。すなわち、前記第１の実施形態の実施例において霧化量を変化させようとする場合、ＩＤＴ３１の駆動電圧を制御することが考えられるが、この方法では、駆動電圧に対する霧化量の変化が小さいので、霧化量を大きく変化させるには至らなく、数倍程度であった。また、制御面においても、電圧を可変とするには回路構成が複雑になる。
【００７６】
これに対し、本実施例においては、図１３あるいは図１４に示すように第二の液滴吐出装置２は、その複数種類のＩＤＴの共振周波数の数をｎ（ただし、ｎ≧２）として、該共振周波数をｆ１、ｆ２、…、ｆｎ（ただし、ｎ＝１，２，…）とした時、（ｆ１、ｆ２、…ｆｎ）を１ブロックとして、表面弾性波進行方向と直角な方向に、Ｎブロック（ただし、Ｎ≧１）形成されてなるため、ＩＤＴ３１の数をＮとした時、ＩＤＴ単一駆動の場合の霧化量Ｍ１に対し、全駆動時の霧化量ＭＮはＮ倍になるので、容易にＮ≧１０とすることができる。また、駆動するＩＤＴ３１の数を制御するだけでよいので、回路も従来と殆ど変わらない。これにより、複数のＩＤＴ３１の全てを駆動することにより霧化を最大とすることができ、また、単一のＩＤＴ３１を駆動することにより、霧化を最小とすることができる。さらに、１＜ｉ＜Ｎのいずれかの数ｉだけＩＤＴを駆動することにより、Ｍ１からＭＮの範囲で霧化量を変化させることができる。
【００７７】
同様に、ＩＤＴ３２を選択的に駆動することにより、１０μｍ前後の粒子の霧化量を変化させることができる。また上記方法を用いれば、単一種類のＩＤＴのみが複数形成されている場合においても、駆動するＩＤＴの数を制御することにより生成される微小液滴量を変化させることができる。
【００７８】
さらに、前記第１の実施形態の実施例において説明したように、Ａ及びＢ両方のＩＤＴを同時に駆動することにより粒子径が異なる粒子を同時に生成することができ、この場合にも駆動するＩＤＴ３１及び３２の数を各々制御することにより生成される液滴量を変化させることができる。また、駆動するＩＤＴ３１及び３２の比率を制御することにより、液滴径分布を変化させることができる。
【００７９】
各ブロックにおけるＩＤＴの間隔は、第一の液滴吐出装置のノズル間隔の整数倍であるように形成することにより、ＩＤＴとノズルとの関係がずれることがないので、すべてのＩＤＴに対して所望の数のノズルを対応させることができる。なお、これは前記各実施例に適用されるものとする。
【００８０】
また、本実施例における駆動方法は前記第１の実施形態のものを使用してもよいし、それに限定されるものでなくてもよい。
【００８１】
（実施例４）
本実施例では、図１５の霧化装置の構成図に示すように第二の液滴吐出装置２のＩＤＴ３として異なる複数種類３１、３２、…で各々複数個づつ有しているが、同一共振周波数ごとにＩＤＴをまとめて配置した場合について説明する。なお、前記いずれかの実施例と重複する部分の説明は省略する。
【００８２】
前記実施例３においては、複数種類のＩＤＴ３１、３２、…をそれぞれ交互に配置しているため、ＩＤＴ３の種類及び数を増加するのに伴い、基板２１のｙ方向の長さが長くなり、霧化が生じる部分の長さも長くなってしまう。しかし本実施例においては、図１５に示すように第二の液滴吐出装置２は、その複数種類のＩＤＴの共振周波数の数をｎ（ただし、ｎ≧２）として、該共振周波数をｆ１、ｆ２、…、ｆｎ（ただし、ｎ＝１，２，…）とし、またそれぞれの個数をＮとした時、同一共振周波数を有するＮ個のＩＤＴを１ブロックとして、表面弾性波進行方向と直角な方向に、ｎ個のブロックを構成して形成さるように同一共振周波数ごとにＩＤＴをまとめて配置する。そのため、霧化発生場所を集中させることができ、微小領域で霧化させる用途に適している。
【００８３】
具体的には、図１６及び図１７に示すように、ＩＤＴ３１及び３２のそれぞれの数をＮ＝２（ＩＤＴ３１（３１ａ、３１ｂ）、ＩＤＴ３２（３２ａ、３２ｂ））とした時の、霧化発生部の長さＷMを比較する。
【００８４】
ＩＤＴ３１及び３２の幅をそれぞれＷA＝２０ｍｍ、ＷB＝５ｍｍとした時、図１６に示した配置の場合、霧化発生部の長さＷMA及びＷMBは、
ＷMA  ＝  ＷA  ＋  ＷB  ＋  ＷA  ＝  ４５ｍｍ
ＷMB  ＝  ＷB  ＋  ＷA  ＋  ＷB  ＝  ３０ｍｍ
となる。
【００８５】
一方、図１７に示した配置の場合は、
ＷMA  ＝  ２＊ＷA  ＝  ４０ｍｍ
ＷMB  ＝  ２＊ＷB  ＝  １０ｍｍ
となり、作製する粒子径の大きさによって霧化発生部の長さが大きく異なってくる。これは、前記第１の実施形態の実施例１で説明したように、粒子径が小さくなる程、ＩＤＴの電極ピッチＰが小さくなるので、ＩＤＴの縦横比、すなわち、ＷｅとＬｐの比を同一となるようにＩＤＴを設計すると、ＩＤＴの幅Ｗｅが小さくなるからである。したがって、霧化発生部の長さＷMも短くなる。このように、本実施例においては霧化発生部の長さを短縮することができ、また、発生粒子径が小さいほどその効果が顕著になる。
【００８６】
上記ではＩＤＴ３１及び３２の数をＮ＝２としたが、より多く形成すれば、さらに効果が顕著になる。例えば、Ｎ＝１０の場合、
0003905621.tif 000003
となり、小さな液滴径を発生させる目的の場合には、５０／２３０＝２２［％］にまで縮小することができる。
【００８７】
また、本実施例によれば、上記効果の他に、図１７に示すように同一の共振周波数を有するＩＤＴをまとめて配置していることから、同一の共振周波数を有するＩＤＴ、例えばＩＤＴ３１（３１ａ、３１ｂ）を全て同様に駆動する場合には、結線３１ａＬ１と３１ｂＬ１を、結線３１ａＬ２と３１ｂＬ２を各々共通にすることができる。また、ＩＤＴ３２（３２ａ、３２ｂ）を全て同様に駆動する場合には、結線３２ａＬ１と３２ｂＬ１を、結線３２ａＬ２と３２ｂＬ２を各々共通にすることができる。このように、共通結線される素子が固まって配置されていると、図示しないＩＤＴ駆動装置への電極線の引き回しが簡単にできるという特長も有している。
【００８８】
なお、本実施例ではＩＤＴの種類を２としたが、上記効果はこれに限定されるものではない。
【００８９】
また、各ブロックにおけるＩＤＴの間隔は、前記実施例３と同様に対応させることができる。さらに本実施例における駆動方法は前記第１の実施形態のものを使用してもよいし、それに限定されるものでなくてもよい。
【００９０】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態を表面弾性波を発生させる共振周波数が異なる複数種類の場合で、ノズルの大きさが異なる構成となっている場合について各実施例に基づいて説明する。
【００９１】
（実施例５）
本実施例では、図１８の霧化装置の構成図に示すように１つの第一の液滴吐出装置１内のノズル１１１、１１２の大きさが、第二の液滴吐出装置２の共振周波数に応じて異なるように構成されたものについて説明する。なお、前記いずれかの実施例と重複する部分の説明は省略する。
【００９２】
液滴を供給するための第一の液滴吐出装置１のノズルの大きさが、第二の液滴吐出装置２のＩＤＴの共振周波数に応じて異なるようにし、１つのＩＤＴに対して１つのノズルが対応しているように構成したものである。すなわち、共振周波数が比較的低く、粒子径の大きい粒子を作製するＩＤＴ３１は、その素子寸法が大きいので、多くの液滴を供給することができる。一方、共振周波数が比較的高く、粒子径の小さい粒子を作製するＩＤＴ３２は、その素子寸法が小さいので、少ない液滴を供給しなければならない。この目的を達成するために、本実施例では、共振周波数が異なるＩＤＴごとに、供給する液滴量が異なるようにノズル径を変化させている。
【００９３】
すなわち、図１８に示すように、ＩＤＴ３１に対して液滴を供給するノズル１１１は、多くの液滴（Ｉ１１１）を供給するために大きな吐出孔が開けられている。これにより、例えば、１滴当り数１０００ナノリットル（ｎｌ）の液滴が吐出される。一方、ＩＤＴ３２に対して液滴を供給するノズル１１２は、少ない液滴（Ｉ１１２）を供給するために小さな吐出孔が開けられている。これにより、例えば、１滴当り数１００ナノリットル（ｎｌ）の液滴が吐出される。なお、駆動方法は前記各実施例のいずれかの方法を適用する。
【００９４】
（実施例６）
本実施例では、図１９の霧化装置の構成図に示すように第一の液滴吐出装置１内に異なる複数のヘッド１１、１２を有し、各ヘッド内のノズル１１１、１１２の大きさが、第二の液滴吐出装置２の共振周波数に応じて異なるように構成したものについて説明する。なお、前記いずれかの実施例と重複する部分の説明は省略する。
【００９５】
本実施例が前記実施例５と異なる点は、第一の液滴吐出装置１が、ヘッド１１及び１２の二つの異なる部分から構成されていることである。すなわち、より大きな吐出径のノズル１１１（１１１ａ、１１１ｂ、…）が形成されたヘッド１１と、より小さな吐出径のノズル１１２（１１２ａ、１１２ｂ、…）が形成されたヘッド１２とからなっている。さらに、ヘッド１１のノズル１１１（１１１ａ、１１１ｂ、…）から吐出される液滴（Ｉ１１１ａ、Ｉ１１１ｂ、…）がＩＤＴ３１に対して吐出されるように、ノズル１１１（１１１ａ、１１１ｂ、…）の間隔はＩＤＴ３１の間隔と同じになるように形成されている。同様に、ヘッド１２のノズル１１２（１１２ａ、１１２ｂ、…）から吐出される液滴（Ｉ１１２ａ、Ｉ１１２ｂ、…）がＩＤＴ３２に対して吐出されるように、ノズル１１２（１１２ａ、１１２ｂ、…）の間隔はＩＤＴ３２の間隔と同じになるように形成されている。この方法の利点について説明すると、前記実施例５の図１８に示した構成は、同一ヘッドに異なる大きさの吐出孔を有するノズルを形成しなければならなかった。そのため、製造が非常に複雑になり、また、ノズルの数が多い場合には、製造歩留まりが悪くなるという問題点を有していた。これに対し、本実施例の図１９に示す構成では、同一吐出径のノズルが形成されたヘッド１１とそれとは異なる同一吐出径のノズルが形成されたヘッド１２とが別々に製造され、それらを貼り合わせて形成されているので、貼り合わせ以外は従来と同様の製造方法が用いられるという利点がある。
【００９６】
上記説明では、ノズルの大きさを異ならせることにより液滴量が変わるようにしたが、これに限ることはなく、例えば、同じノズル径であっても、該ノズル内面の一部を撥水性とすることによりノズル内の液滴量を減少させることができるので、当方法によって、撥水処理を行わない場合に比べて液滴吐出量が少ない吐出を実現することができる。また、他の方法としては、ノズルを駆動する時間を制御することによって、第二の液滴吐出手段２に供給される液滴量を変化することができる。これらの方法は、ノズルの物理的大きさを変化させることなく、吐出量を変化することができるので、ノズル径の異なる複数のノズルを製造する場合に比べて、製造上の複雑さがないという特長を有している。また、本実施例においては２個のヘッドを貼り合わせた構成としたが、ヘッドの個数やその配置はこれに限定されるものではない。例えば、同一面上に並べてもよい。
【００９７】
以上、吐出する液滴量を異ならせて、第二の液滴吐出装置２に供給される液滴量を変化させることにより、各ＩＤＴに最適な液滴量を供給することが可能となる。
【００９８】
なお、本第３の実施形態では前記第１及び第２の実施形態における図面での液滴の吐出軌跡を矢印で表した点線部分のノズルはいずれも駆動されることはなかったのに対して、本実施形態では使用されないノズルは生じないといった効果を有している。
【００９９】
（実施例７）
本実施例では、図２０及び図２１の霧化装置の構成図に示すように前記実施例６と同様に第一の液滴吐出装置１が、複数の異なるヘッド部分１１、１２からなり、各ヘッドにはそれぞれ吐出するための液体貯蔵部７２１、７２２が備えられている構成としたものについて説明する。なお、前記いずれかの実施例と重複する部分の説明は省略する。
【０１００】
図２０に示すように、第一の液滴吐出装置１は大きさの異なるノズルを有する２つのヘッド１１、１２から構成されている。ヘッド１１は大きなノズル１１１を複数有し、ヘッド１２は小さなノズル１１２を複数有する。さらに、ヘッド１１には液体７５１を供給するための液体貯蔵部７２１が接続されており、ヘッド１２には液体７５２を供給するための液体貯蔵部７２２が接続されている。これにより、液体７５１はＩＤＴ３１にてより大きい液滴径に霧化され、また、液体７５２はＩＤＴ３２にてより小さい液滴径に霧化される。つまり、液体貯蔵部７はヘッドの構成にしたがって、ヘッド毎に設けるようにする。
【０１０１】
また、液体貯蔵部７は、カートリッジタイプとし、取り外し可能となるようにすれば、液体の補給が簡単に行うことができる。
【０１０２】
さらに、液体７５１及び７５２としては、全く種類の異なる液体であってもよいし、また、同一種類の液体ではあるが、表面張力あるいは粘度等の物性値が異なるものであってもよい。
【０１０３】
このように、第一の液滴吐出装置１を複数のヘッドから構成し、各ヘッドに液体貯蔵部を設けて、ヘッド毎に液体を供給するようにしたので、ヘッド自体の構造が容易となり製造が簡単となるとともに、仮に、一方のヘッドの液体がなくなっても他のヘッドを使用することができ、装置として動作を継続することができるという利点を有している。
【０１０４】
一方、図２１の場合は前記図２０の場合に比べてヘッドを貼り合わせた構造にして以外は同じ機能を有している。
【０１０５】
以上のように、本実施形態においては第一の液滴吐出装置１を複数のヘッドから構成し、それぞれに液体貯蔵部を設けることにより異なる液体を第二の液滴吐出装置２に供給することができると共に、異なる液滴径を有する粒子の霧化を行うことができる。
【０１０６】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態では第一の液滴吐出装置あるいは第二の液滴吐出装置のいずれかを移動させる場合について各実施例に基づいて説明する。
【０１０７】
なお、本実施形態では前記第１及び第２の実施形態における図面での液滴の吐出軌跡を矢印で表した点線部分のノズルはいずれも駆動されることはなかったのに対して、前記第３の実施形態と同様に使用されないノズルは生じない。
【０１０８】
（実施例９）
本実施例では、図２２の霧化装置の構成図に示すように第一の液滴吐出装置１を移動させることにより第二の液滴吐出装置２の該当するＩＤＴ３に液滴を供給するように構成したものについて図２３の基本動作フローチャートを用いて説明する。なお、前記いずれかの実施例と重複する部分の説明は省略する。
【０１０９】
図２２に示すように第一の液滴吐出装置１は、移動手段６によって、複数のＩＤＴ３が形成された方向Ｍに移動可能なように構成されている。第二の液滴吐出装置２は、２種類のＩＤＴをそれぞれ１つづつ有している。例えば、ＩＤＴ３１は共振周波数が１０ＭＨｚのＡタイプであり、ＩＤＴ３２は共振周波数が５０ＭＨｚのＢタイプであるとする。
【０１１０】
第一の液滴吐出装置１は単一のノズルを有しており、１組のＩＤＴに対し１つのノズルが対応するように複数形成されている。移動手段６によって、ＩＤＴ３１により霧化される基板２１上及びＩＤＴ３２により霧化される基板２１上に液滴が吐出されるように移動される。これにより、第一の液滴吐出装置１のノズル数を１つにできるので、第一の液滴吐出装置１の製造が簡略化される。また、ノズルを駆動する回路も同様に簡略化され、各ノズルを選択して駆動するという複雑な制御をする必要がなくなる。
【０１１１】
移動手段６としては、モータ等の回転運動をギア等によって直線運動に変換させる構成であってよいし、本実施例のように、移動場所が２箇所しかない単純な場合には、第一の液滴吐出手段１をｙ方向あるいは−ｙ方向からバネ等の弾性部材を介して押し当てる方法であってもよいし、また、ＰＺＴ等の圧電振動子の長さ方向振動を用いてｙ軸方向へ移動するようにしてもよい。さらに、リニアモータを用いれば、回転モータを用いる場合に比べて構成部品を削減することができ、圧電振動子を用いる場合に比べて、移動量を大きくすることができる。そのため、用途に応じて選択すればよい。
【０１１２】
次に図２３を参照して動作について説明する。
【０１１３】
ボタン等の入力手段から動作開始信号が入力されると、ステップＳ２３−１にて、どの霧化手段を駆動するかを決定する。
【０１１４】
例えば、大きい粒子径を有する液滴を生成する場合には、ＩＤＴ３の霧化手段として３１を選択する。ステップＳ２３−２にて、第一の液滴吐出装置１は、移動手段６によって、複数のＩＤＴ３が形成された方向Ｍに移動し、前記ステップＳ２３−１で選択されたＩＤＴ３１にて霧化される基板２１上に液滴が吐出されるように移動される。ステップＳ２３−３にて、第一の液滴吐出装置１を駆動することによって、ＩＤＴ３１の表面弾性波発生部上にのみ液滴を吐出する。その後、ステップＳ２３−４にて液滴が吐出された部分のＩＤＴ３１を駆動することにより、ＡタイプのＩＤＴ３１によって粒子径が１００μｍ前後の粒子が生成される。
【０１１５】
一方、小さい粒子径を有する液滴を生成する場合には、上記と同様の手順にてＩＤＴ３２を選択し駆動することによって、ＢタイプのＩＤＴ３２によって粒子径が１０μｍ前後の粒子が生成される。
【０１１６】
本実施例では、共振周波数の異なるＩＤＴ３の種類を２とし、その各々の個数を１としたが、これに限ることはなく、ＩＤＴ３の種類及び各同一共振周波数のＩＤＴの数がそれ以上であってもよい。
【０１１７】
（実施例１０）
本実施例では、図２４の霧化装置の構成図に示すように前記実施例７でのＩＤＴ３の種類及び各同一共振周波数のＩＤＴの数を増加させて構成したものについて説明する。なお、前記いずれかの実施例と重複する部分の説明は省略する。
【０１１８】
図２４に示すように第二の液滴吐出装置２において、Ａ及びＢタイプのＩＤＴ３１及び３２が、各２つづつ交互３１ａ、３２ａ、３１ｂ、３２ｂ、…に形成されている。第一の液滴吐出装置１は２つ以上のノズル１１５、１１６、１１７、…を有しており、ノズル１１５はＩＤＴ３１ａ及び３２ａのどちらか一方に対して、液滴を供給するようになっており、ノズル１１６はＩＤＴ３１ｂ及び３２ｂのどちらか一方に対して、液滴を供給するようになっており、その他のノズル１１７、…も上記と同様の動きとなる。すなわち、一対のＩＤＴ３１及び３２の１ブロック、例えば３１ａと３２ａの一対、３１ｂと３２ｂの一対、…に対して、第一の液滴吐出装置１のノズルは１つだけ形成されている。これはすべてのＩＤＴに対してノズルを対応させる方法に比べて、ノズルの数を削減することができる。
【０１１９】
なお、動作に関しては図２３に基づいて前記実施例７と同様に動作するものとする。
【０１２０】
（実施例１１）
本実施例では、図２５の霧化装置の構成図に示すように第一の液滴吐出装置１を移動させることにより第二の液滴吐出装置２の該当するＩＤＴ３に液滴を供給するように構成したもので、移動による位置検出手段に光検出手段９を用いた方式について説明する。なお、前記いずれかの実施例と重複する部分の説明は省略する。
【０１２１】
第二の液滴吐出装置２として、ニオブ酸リチウム基板２１の表面及び裏面を研磨したものを用いる。これにより、該基板は光学的に透明となるが、研磨が不十分であると白色となってすりガラス状になる。
【０１２２】
基板２１の下部には光検出手段９としての反射式の光学センサが、基板２１とは一定の距離をおいて配設されている。基板２１の下部には放熱板２２が、熱伝導度のよいシリコーングリース等を介して密着して配設されているが、上記光検出手段９が配設された部分には及ばないようになっている。したがって、光検出手段９からの可視あるいは近赤外の光線は基板２１を透過することができる。
【０１２３】
さらに、第一の液滴吐出装置１の一部には、反射率の異なる部分が形成されており、光検出手段９から出射される光線を反射あるいは吸収するようになっている。すなわち、反射率の高い部材で構成されたマーカー８以外は、反射率の低い部材で形成されている。また、該マーカー８は２つ（８１、８２）形成されており、これらは区別がつくように異なった形状となっている。
【０１２４】
また、光検出手段９から出射した光線が反射部材により反射し光検出手段９の受光部に戻ってきた時、第一の液滴吐出装置１のノズル１１１から吐出される液滴が第二の液滴吐出装置２のＩＤＴ３１により霧化されるように、マーカー８１の位置が決定されており、同様に第一の液滴吐出装置１のノズル１１１から吐出される液滴が第二の液滴吐出装置２のＩＤＴ３２により霧化されるように、マーカー８２の位置が決定されている。
【０１２５】
次に本実施例の動作について、図２５及び図２６を用いて説明する。
【０１２６】
図２６は反射型の光センサを用いた検出回路９０の一例であり、反射がない時の出力電圧ＶｏはＨレベルであり、反射がある時の出力電圧ＶｏはＬレベルとなるように構成されている。
【０１２７】
まず、ＩＤＴ３１を動作させることにより液滴径の大きな粒子を発生させる場合について説明する。第一の液滴吐出装置１は、最初、ＩＤＴ３２より−ｙ方向（矢印ＭのＭ１方向）に待機しており、動作開始と共に、移動手段６は第一の液滴吐出装置１を＋ｙ方向（矢印ＭのＭ２方向）に移動する。マーカー８１の検出により、検出回路９０からの信号がＨレベルからＬレベルになっても移動を停止することなく、さらに移動を続ける。マーカー８１を通過することにより、検出回路からの信号はＬレベルからＨレベルに変化し、マーカー８２の検出により検出信号が再びＨレベルからＬレベルになった時点で移動を停止する。次に、第一の液滴吐出装置１を駆動して液滴を吐出し、第二の液滴吐出装置２のＩＤＴ３１に液滴を供給する。ＩＤＴ３１は液滴の供給が行われた時点で、図示されない駆動回路により駆動され、供給された液滴を霧化する。動作終了後、移動手段６は第一の液滴吐出装置１を−ｙ方向（矢印ＭのＭ１方向）に移動して、一連の動作が終了する。
【０１２８】
次に、ＩＤＴ３２を動作させることにより液滴径の小さな粒子を発生させる場合について説明する。前記の場合と同様に移動手段６は、動作開始と共に、第一の液滴吐出装置１をｙ方向（矢印ＭのＭ２方向）に移動する。マーカー８１の検出により、検出回路９０からの信号がＨレベルからＬレベルになった時点で移動を停止する。次に、第一の液滴吐出装置１を駆動して液滴を吐出し、第二の液滴吐出装置２のＩＤＴ３２に液滴を供給する。ＩＤＴ３２は、液滴の供給が行われた時点で、図示されない駆動回路により駆動され、供給された液滴を霧化する。動作終了後、移動手段６は第一の液滴吐出装置１を−ｙ方向（矢印ＭのＭ１方向）に移動して、一連の動作が終了する。これにより、比較的小さな粒子径の液滴が発生する。
【０１２９】
本実施例では、第一の液滴吐出装置１をｙ方向に移動可能とし、その停止位置を光センサにより制御するようにしたので、停止位置精度が向上すると共に、停止位置の変更が生じた際にも、マーカー位置あるいはセンサ位置の変更あるいは第一の液滴吐出装置１の取り付け位置の変更により簡単に対応することができる。
【０１３０】
上記では、第一の液滴吐出装置１の初期位置をＩＤＴ３２よりも−ｙ方向（矢印ＭのＭ１方向）としたが、これに限ることはなくＩＤＴ３１より＋ｙ方向（矢印ＭのＭ２方向）であってもよい。この場合、移動手段６は、動作開始により−ｙ方向に移動し、マーカー８２あるいは８１を検出することによって、２つの停止位置のどちらか一方で停止する。霧化動作が終了すると、第一の液滴吐出装置１はＩＤＴ３１より＋ｙ方向（矢印ＭのＭ２方向）の初期位置に移動して、一連の動作が終了する。また、第一の液滴吐出装置１の初期位置としては、ＩＤＴ３１とＩＤＴ３２の間に位置するようであってもよい。さらに、第一の液滴吐出装置１の初期位置として、ＩＤＴ３１上あるいはＩＤＴ３２上であってもよい。この場合、第一の液滴吐出装置１の初期位置がＩＤＴ３１上である場合には、ＩＤＴ３１によって霧化動作を行う場合には、第一の液滴吐出手段１を移動する必要がなく、ＩＤＴ３２によって霧化動作を行う場合のみ移動させればよい。
【０１３１】
なお、上記ではマーカー８の個数は２個としたが、ＩＤＴの種類あるいは個数が増加した場合にはそれに限定されるものではない。
【０１３２】
以上、本実施形態の各実施例では、第二の液滴吐出装置２を固定し、第二の液滴吐出装置２を移動させる方法を説明したが、逆の形態である第一の液滴吐出装置１は固定し、第二の液滴吐出装置２を移動させる方法であってもよい。
【０１３３】
以下に前記各実施形態での実施例の構成及び手段を画像記録装置あるいは医療用薬液吸入器に応用した適用実施例について詳細に説明する。
【０１３４】
（適用例１）
本適用例では、画像記録装置に適用した場合の一実施例について説明する。
【０１３５】
図７は画像記録装置１０１の主要部分のみ記載しており、図７（ａ）は画像記録装置１０１内の印字ヘッド５０の上面からの図であり、図７（ｂ）は印字ヘッド５０のＡ−Ａ’面での断面を示した図である。
【０１３６】
印字ヘッド５０は第一の液滴吐出装置１及び第二の液滴吐出装置２を収容しており、該ヘッド５０上部には主走査方向（紙面垂直方向）にインクＩＮＫ吐出のための吐出孔５１が形成されている。本実施例においては、スリット状に吐出孔が形成されているが、これに限ることはなく、円形或いは矩形状の吐出孔を複数有するものであってもよい。また印字ヘッド５０の上部に、ある程度の間隔をおいて記録媒体Ｐが配置され、搬送装置９１によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送装置９１は、例えば一対のローラで構成されている。
【０１３７】
第一の液滴吐出装置１としては、圧電素子による振動エネルギーを利用したもの、ヒータによる熱エネルギーを用いたものあるいは電界形成による電気的エネルギーを用いることにより液体粒子としてのインクを吐出させるもののいずれであってもよい。
【０１３８】
第二の液滴吐出装置２は図示されないメモリから送出される印字データに基づいて駆動され、微粒子化されたインクＩＮＫは記録媒体Ｐ上に付着／浸透することにより印字が行われる。インクＩＮＫとしては顔料系、染料系が用途に応じて用いられ、黒色に限ることなく赤、緑、青、イエロー、マゼンタ、シアン等のカラーインクであってもよい。本実施例では、顔料系の黒色インクとする。
【０１３９】
第二の液滴吐出装置２としては、例えば図２１に示した構成のものである。図２１においては、液体貯蔵手段７（液体貯蔵部７２１、７２２）に収容される液体として７５１及び７５２の２種類であったが、本実施例においては同一とし、さらに液体貯蔵部７２１、７２２も分離している必要はない。
【０１４０】
印字ヘッド５０は分類上、シリアルヘッド及びラインヘッドに分類することができる。主走査方向において、記録画素に対応する数だけのインク吐出孔５１を有したものがラインヘッドであり、当ヘッド５０を用いれば図７（ｂ）に示した矢印Ａ方向へ記録紙Ｐを搬送することにより２次元画像を得ることができる。これに対し、主走査方向には少数のインク吐出孔５１を形成し、主走査方向に印字ヘッド５０を走査することにより主走査方向の印字を形成し、かつ図７（ｂ）に示した矢印Ａ方向へ記録紙Ｐを搬送することにより２次元画像を得る方法である。この方法では、印字ヘッドを小型、安価に製造することができるがラインヘッドに比べて主走査方向にも印字ヘッドを搬送する必要がある。
【０１４１】
なお、本実施例ではヘッドの構造上シリアルヘッドタイプを例に説明したが、主走査方向への印字ヘッドの搬送動作は公知の技術を用いればよい。
【０１４２】
重要な点は、記録画素１つに対して、１組のＩＤＴ３が対応していることである。すなわち、単一のＩＤＴ３１及び単一のＩＤＴ３２によって１画素を形成するようになっている。したがって、図２１の場合には２組のＩＤＴが形成されているので、２画素を形成することができる。ｎ画素を同時に形成するためにはｎ組のＩＤＴ３及びそれにインクを供給する第一の液滴吐出装置１のノズルを形成すればよい。なお、第一の液滴吐出装置２は図２０に示すものであってもよいし、それ以外の形態であってもよい。
【０１４３】
次に、本実施例にて面積階調表現を行う場合の動作について、図９を用いて説明する。
【０１４４】
図９は１画素（点線で表示）に対する印字ドットの可能な組み合わせを表示したものである。（ａ）は１画素の印字濃度が最低の場合、（ｄ）は１画素の印字濃度が最大の場合、（ｂ）及び（ｃ）はその中間の状態を示している。すなわち、印字濃度が最低の場合には、ＩＤＴ３１及び３２のいずれも駆動させないので、ドットは形成されない（ａ）。印字濃度が最大の場合には、ＩＤＴ３１及び３２の両方とも駆動することにより、ドット径の異なる２つのドットを形成する（ｄ）。印字濃度が２番目に低い場合には、ＩＤＴ３２のみを駆動することにより小さいドットのみを形成する（ｂ）。印字濃度が２番目に高い場合には、ＩＤＴ３１のみを駆動することにより大きいドットのみを形成する（ｃ）。
【０１４５】
このように本実施例では、４階調表現を行うことができる。同様に隣接画素に対してもそれに対応する１組のＩＤＴ３１及び３２の動作を制御することにより４階調表現が可能となる。
【０１４６】
以上では１画素に対し２つのＩＤＴが対応するように形成したので４階調表現が可能であったが、これに限らず３つ以上であってもよい。これにより１画素に対し形成するインクのドット径をさらに変化させることができるので、階調表現がより豊かになり高品位な画像を得ることができる。
【０１４７】
また、１つの画素に対し、単一のＩＤＴのみを駆動することにより、用途に応じて解像度を変化させつつ、一定解像度での印字を行うことができる。一例として、文字原稿を出力する場合には最も小さな液滴を吐出し、例えばＩＤＴ３２を駆動することにより粒子径φ１０μｍ前後のインクを吐出させる。一方、画像を出力する場合にはより大きな液滴を吐出し、例えばＩＤＴ３１を駆動することにより粒子径φ１００μｍ前後のインクを吐出させるようにする。
【０１４８】
なお、上記説明では単色の場合について説明したが、カラー印字への応用も可能であり、この場合には、上記構成の印字ヘッド５０を複数用意する。すなわち、３色の重ね合せによりカラーを表現する場合には、イエロー、マゼンタ、シアンのインクを用いる。
【０１４９】
また、ＩＤＴを駆動する時間を制御する方法を併用してもよい。駆動時間を長くするにしたがいインク生成量が多くなるので、記録紙上での濃度を大きくすることができる。
【０１５０】
なお、上記実施例で説明した事項がそのままあるいはそれらの組み合わせで適用可能であることは言うまでもない。
【０１５１】
（適用例２）
本適用例では、画像記録装置に適用した場合の別の実施例について説明する。
【０１５２】
図８は、本発明を画像記録装置に応用した場合の別の一実施例を示しており、画像記録装置１０２の主要部分のみ記載している。なお、前記適用例１と重複する部分の説明は省略する。
【０１５３】
第一の液滴吐出装置１及び第二の液滴吐出装置２を収容した画像記録装置１０２内の印字ヘッド５０からはインクＩＮＫが吐出孔子５１から吐出され、そのインクＩＮＫは一旦、転写ドラム９２上に形成される。該転写ドラム９２は矢印Ｃ方向に回転されており、印字ヘッド５０により転写されたインクＩＮＫは、搬送装置９１によって矢印Ｂ方向に搬送されて記録媒体Ｐ上に転写される。すなわち、転写ドラム９２と該転写ドラム９２に一定圧力をもって配設されている加圧ローラ９４とにより形成される転写部において、転写ドラム内部に配設されている加熱体９３による熱によってＩＮＫは記録媒体Ｐ上に転写される。転写ローラ９２は、中空の構造を有しており、Ａｌ等の熱伝導性のよい金属で形成されている。さらに、転写が良好に行われるために、その表面性がＩＮＫに対し高表面張力を有する部材、例えば、フッ素コーティングされたものを用いている。
【０１５４】
本適用例においても前記適用例１と同様に階調表現がより豊かになり高品位な画像を得ることができる。
【０１５５】
（適用例３）
本適用例では、医療用の薬液吸入器に適用した場合の実施例について説明する。
【０１５６】
図６は、本発明を医療用の薬液吸入器に応用した場合の一実施例を示しており、（ａ）は断面を、（ｂ）はその透視斜視図を示している。
【０１５７】
薬液吸入器５２の内部には第一の液滴吐出装置１及び第二の液滴吐出装置２の他、薬液を収容したタンク７が配設されている。第二の液滴吐出装置２としては、図２０で説明したものを用いている。すなわち、ＩＤＴ駆動周波数が同一のものをまとめて配置しており、これにより、吐出孔５１１からは比較的粒径の小さな薬液が吐出し、吐出孔５１２からは比較的粒径の大きな薬液が吐出するようになっている。あるいは、第二の液滴吐出装置２として図２１で説明したものを用いれば、吐出孔を共用できるので、単一の吐出孔でよい。
【０１５８】
次に、本実施例にて薬液の吸入を行う場合の動作について、図２７（ａ）、（ｂ）を用いてその駆動制御方法について説明する。
【０１５９】
入力手段４００は該薬液吸入器５２の駆動開始を指示するための入力部であり、プッシュ式あるいはスライド式、あるいはダイアル式等の駆動スイッチにより構成される。該スイッチが押下されることにより該薬液吸入器５２が駆動され、所定の大きさの液滴が生成される。さらに、薬液吸入器５２は液滴径を可変するために、その液滴径を指定するためのスイッチ４１０が設けられている。例えば、２種類の液滴径を選択できる場合には、比較的大きな液滴を生成する（４１０ｂ）かあるいは比較的小さな液滴を生成する（４１０ｃ）か、あるいは両者共に生成する（４１０ｄ）かを決定する。なお、上記図示していない駆動スイッチと図２７（ｂ）に示すような液滴径選択スイッチ４１０とをダイアル式スイッチにより構成し同一としてもよい。
【０１６０】
以下に各状態での駆動動作について説明する。
【０１６１】
図２７（ｂ）は、液滴径選択スイッチ４１０はＯＦＦ（４１０ａ）が選択されている場合を示している。
【０１６２】
上記スイッチ４１０の“大”（４１０ｂ）を選択した場合には、入力手段４００により“大”（４１０ｂ）が選択されたことがＣＰＵ４０に伝達され、第一の液滴吐出装置１の駆動回路Ａ４１１に対し、それに対応したノズル１１１を駆動するように選択手段Ａ５０１によって該当する駆動手段４１１１を選択する。同様に第二の液滴吐出装置２の駆動回路Ｂ４１２に対し、それに対応したＩＤＴ３１を駆動するように選択手段Ｂ５０２によって該当する駆動手段４１２１を選択する。これにより、ノズル１１１から液滴が吐出され、ＩＤＴ３１によりさらに微粒子化されて比較的大きな液滴が生成される。
【０１６３】
上記スイッチ４１０の“小”（４１０ｃ）を選択した場合には、入力手段４００により“小”（４１０ｃ）が選択されたことがＣＰＵ４０に伝達され、第一の液滴吐出装置１の駆動回路Ａ４１１に対し、それに対応したノズル１１２を駆動するように選択手段Ａ５０１によって該当する駆動手段４１１２を選択する。同様に第二の液滴吐出手段２の駆動回路Ｂ４１２に対し、それに対応したＩＤＴ３２を駆動するように選択手段Ｂ５０２によって該当する駆動手段４１２２を選択する。これにより、ノズル１１２から液滴が吐出され、ＩＤＴ３２によりさらに微粒子化されて比較的小さな液滴が生成される。
【０１６４】
さらに、両者の混合した液滴を生成するには上記スイッチ４１０において“大＋小”スイッチ（４１０ｄ）を選択することにより、ＣＰＵ４０は第一の液滴吐出装置１及び第二の液滴吐出装置２のすべての手段を共に動作させるような制御を行う。
【０１６５】
動作を終了するには、スイッチ４１０を“切”（４１０ａ）位置にすることで第一の液滴吐出装置１及び第二の液滴吐出装置２が動作を停止する。あるいは、タイマー機能を付加しておくことにより、一定時間動作後、自動的に停止させることも可能である。
【０１６６】
以上は２種類の液滴径を生成する場合について説明したが、それ以上であっても同様に適用できる。
【０１６７】
また、入力手段４００により上記スイッチ４１０の“大”（４１０ｂ）を選択した場合、複数あるＩＤＴ３１の内、必要に応じて選択的に駆動するようにしてもよい。例えば、入力手段４００に霧化量設定スイッチ（図示せず）を設けておき、“強”のときにはＩＤＴ３１を全て駆動するようにし、また、“弱”の時には１つのＩＤＴ３１のみを駆動する。これにより、１００μｍ前後の比較的大きな液滴の生成される液滴量を制御することができる。
【０１６８】
同様に、入力手段４００により上記スイッチ４１０の“小”（４１０ｃ）を選択した場合、霧化量設定スイッチ（図示せず）の切り替えにより、１０μｍ前後の比較的小さい液滴の生成量を変化させることができる。
【０１６９】
このように上記方法ではまず霧化手段を選択し、複数の液滴吐出手段の中からその選択された霧化手段に液滴を吐出する吐出部を選択し駆動し、前記霧化手段にて前記吐出部から供給された液滴を微粒子化している。一方、まず複数の液滴吐出手段の中から特定の液滴吐出手段を選択し、複数の霧化手段の中からそれに該当する特定の霧化手段を選択し、その選択された霧化手段に前記液滴吐出手段の吐出部から液滴を供給し駆動することで液滴を微粒子化する方法であってもよい。これらは装置のサイズ、製造コスト、使用目的に応じて選択できるものである。また上記２種類の方法に限定されるものでもない。
【０１７０】
以上のように、鼻及び喉を治療する際に用いられる器具としての薬液霧化器等の用途にあっては、霧化粒子が小さい程、人体に吸入していく距離が大きくなるので、発生液滴径と薬液の種類を最適に組み合わせることができて、治療部位に応じて最適な薬液を供給することができる効果が得られる。
【０１７１】
なお、上記駆動制御の説明は薬液吸入器特有の制御方法ではなく、画像形成装置等他の粒子径可変装置に対しても適用可能であることは言うまでもない。また、液滴としては、薬液、インクを挙げてきたがこれに限定されるものではない。
【０１７２】
以上、ここで挙げた各実施形態に関しては、本発明の主旨を変えない限り前記記載内容に限定されるものではない。
【０１７３】
【発明の効果】
以上のように本発明の粒径可変生成装置及び粒子径可変生成方法では、各請求項において以下の効果が得られた。
【０１７４】
本発明の請求項１においては、第一の液滴吐出手段から吐出される粒子が、異なる共振周波数を有する複数の櫛歯型電極（ＩＤＴ）の中の特定のＩＤＴにより微粒子化されるように、第一の液滴吐出手段の特定のノズルを駆動するので、大きさの異なる液滴粒子を生成することができる。また、インクジェットヘッド等の液滴吐出装置を第一の液滴吐出手段として用い、これから吐出する液滴を第二の液滴吐出手段に供給するようにしたので、微小粒子の作製が安定かつ確実に行うことができる。また、共振周波数の異なるＩＤＴに対して、選択的に液体を供給するようにしたので、異なる液滴径を有する液体の霧化を行うことができる。
【０１７５】
本発明の請求項２においては、複数のＩＤＴの配列が、共振周波数が異なるＩＤＴ毎にまとめているので、霧化発生部の長さをＩＤＴの種類に関係なく同一とすることができる。したがって、装置としての液滴発生部の大きさ、位置が同じであるので、同一の吐出口とすることができる。
【０１７６】
本発明の請求項３においては、複数のＩＤＴの配列が、共振周波数が同じＩＤＴ毎にまとめているので、ＩＤＴ毎に装置の吐出口を分離することができる。さらに、発生液滴径が小さい程、吐出口の大きさを小さくすることができるので、集中して霧化粒子を出力することができる。
【０１７７】
本発明の請求項４においては、１つのＩＤＴに対して、複数のノズルから液滴を供給するようにしたので、仮に、目詰まり等によって吐出不能のノズルが生じた場合にも、他のノズルから液滴を供給することができて、装置として動作を行うことができる。また、対応するＩＤＴの種類に応じて、吐出するノズルの数を変えることにより、液滴供給量を変えることができるので、ノズル径が異なる複数のノズルを形成しておく場合に比べて、簡単に、液滴量を変化させることができる。
【０１７８】
本発明の請求項５においては、ＩＤＴの間隔が、第一の液滴吐出手段に形成されたノズルの間隔と同じになるように形成しているので、同一種類の複数のＩＤＴにおいて、ノズルの数を同一にすることができる。
【０１７９】
本発明の請求項６においては、上記効果に加え、液滴吐出量の異なる複数種類のノズルを有しているので、ＩＤＴの種類に応じて、最適量の液滴を供給することができる。さらに、液滴量の管理が安定かつ正確、簡単に行うことができて、液体の霧化が安定かつ確実に行うことができる。
【０１８０】
本発明の請求項７においては、上記効果に加え、第一の液滴吐出手段は液滴吐出量の異なる複数のヘッド部からなり、各ヘッドに液体を供給するための液体貯蔵手段を有しているので、同一ヘッドに複数の吐出径の異なるノズルを作製する場合に比べて、ヘッドの製造が簡単になる。また、ヘッドそれぞれに、液体貯蔵部を設けて、ヘッド毎に液体を供給するようにしたので、仮に、一方のヘッドの液体がなくなっても他のヘッドを使用することができ、装置として動作を継続することができるという利点を有している。さらに、液滴量の管理が安定かつ正確、簡単に行うことができて、液体の霧化が安定かつ確実に行うことができる。
【０１８１】
本発明の請求項８においては、上記効果に加え、複数の第一の液滴吐出手段に対し、異なる液体を供給するようにしているので、液体毎に異なる大きさの粒子径を有する液体の霧化を行うことができる。
【０１８２】
本発明の請求項９においては、液体の霧化を段階的に行うようにしているので、小粒径の液滴を安定かつ確実に行うことができる。また、共振周波数の異なるＩＤＴに対して、選択的に液体を供給するようにしたので、異なる液滴径を有する液体の霧化を同時にあるいは個別に行うことができる。つまり、第１のステップは、複数の霧化手段は少なくとも共振周波数が異なる複数の霧化手段から構成されているので、その中から特定の霧化手段を選択することによって異なる液滴径を有する液体の霧化を行うことができる。また、第２のステップは、複数の吐出部の中から、上記第１のステップで選択された霧化手段に吐出する吐出部のみを選択して駆動するので、霧化手段により霧化されない液滴の供給を防止することができる。
【０１８３】
本発明の請求項１０においては、第１のステップは、特定の共振周波数の霧化手段を選択するように制御しているので、駆動する霧化手段に応じて生成する粒子径を可変とすることができる。
【０１８４】
本発明の請求項１１においては、第１のステップは特に、駆動するＩＤＴの個数を制御するようにしたので、液滴発生量を多段階に制御することができる。この方法は、駆動時間を制御することにより全液滴発生量をコントロールする方法に比べ、液滴発生量を多くすることができることの他、最小液滴量発生時と最大液滴発生時で発生時間の差がなく、また、制御を正確に行うことができるという特長を有している。また、当方法を画像形成方法に応用した場合には、駆動する霧化手段の数を制御することにより階調表現を行うことが可能となる。
【０１８５】
本発明の請求項１２においては、第２のステップは特に、複数の霧化手段の種類に応じて、供給する液滴量を変化するようにしたので、液滴の供給不足あるいは供給過剰となることがなく、最適な霧化を行うことができる。これによって、液体の用量に応じて多種多様な分野への適用が実現できる。
【０１８６】
本発明の請求項１３においては、第２のステップは特に、複数の霧化手段の種類に応じて、供給する液滴の種類を変化するようにしたので、各液体毎に最適な大きさの粒子を作製することができる。これによって、液体の種類に応じて多種多様な分野への適用が実現できる。
【０１８７】
本発明の請求項１４においては、第７のステップは特に、液滴供給手段は、液滴を吐出するノズルの数を制御するようにしたので、液滴供給手段及び霧化手段を移動する必要がなく、構成が簡単である。また、霧化手段で霧化されない場所への液滴の吐出をなくすことができる。それ以外は上記請求項９と同様の効果が得られる。
【０１８８】
以上、本発明においては微小かつ均一な液体の液滴を作製すると共に、その粒子径を可変とし、かつ上記異なる粒子径のものを同時に生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液滴径可変装置の吐出原理を説明するための図である。
【図２】本発明による液滴径可変装置の一実施例を示した図である。
【図３】本発明による第一の液滴吐出手段の一実施例を示した図である。
【図４】本発明によるＩＤＴのデザインを説明するための図である。
【図５】本発明による液滴径可変装置の駆動シーケンスを図示したフローチャートである。
【図６】本発明による液滴径可変装置を医療分野に適用した場合の一実施例例を示した図である。
【図７】本発明による液滴径可変装置を画像記録装置に適用した場合の一実施例を示した図である。
【図８】本発明による液滴径可変装置を画像記録装置に適用した場合の別の実施例を示した図である。
【図９】面積階調表現を説明するための図である。
【図１０】本発明による液滴径可変装置のＩＤＴの駆動手段を示した図である。
【図１１】本発明による液滴径可変装置のＩＤＴの別の駆動手段を示した図である。
【図１２】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図１３】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図１４】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図１５】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図１６】本発明による複数のＩＤＴの配置方法を示すための図である。
【図１７】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図１８】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図１９】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図２０】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図２１】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図２２】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図２３】本発明による液滴径可変装置の別の駆動シーケンスを図示したフローチャートである。
【図２４】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図２５】本発明による液滴径可変装置の別の実施例を示した図である。
【図２６】本発明による液滴径可変装置の光検出手段の実施例を示した図である。
【図２７】本発明による液滴径可変装置の制御回路を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１  第一の液滴吐出装置
１１０、１１１、１１２、１１３  ノズル
２  第二の液滴吐出装置
２１  基板
２２  放熱板
３、３１、３２、３３  ＩＤＴ
４、４１、４２、４１１、４１２  ＩＤＴ駆動手段
４０  ＣＰＵ
５、５０１、５０２  選択手段
６  移動手段
７  液体貯蔵手段
７２１、７２２  液体貯蔵部
７５１、７５２  液体
８、８１、８２  マーカー
９  光検出手段
【図１】
0003905621.tif 000004
【図２】
0003905621.tif 000005
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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