(57)【要約】【課題】  高密度化、高解像度化を図れ、しかも表面弾性波の制御を所要の状態で行い、高速化を図ることが可能となる表面弾性波によるインクミスト記録装置を得る。【解決手段】  指向性を付与された複数の櫛型電極素子１アレーを圧電材基板２上に形成し、その指定櫛型電極素子グループを同時に位相制御駆動させ、発生した表面弾性波が前記圧電材表面上の既定位置で収束合成されるように構成する。その収束波をその収束位置に配置したインク供給部３に入射し、そのインク供給部の液面より液滴飛翔させる。【選択図】      図１
2009269216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指向性を付与された複数の櫛型電極素子アレーを圧電材基板上に形成し、その指定櫛型電極素子グループを同時に位相制御駆動させ、発生した表面弾性波が前記圧電材表面上の既定位置で収束合成されるように構成し、
その収束波をその収束位置に配置したインク供給部に入射し、そのインク供給部の液面より液滴飛翔させるように構成したことを特徴とする表面弾性波によるインクミスト記録装置。
【請求項２】
請求項１記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、
櫛型電極素子ｍ個を同時駆動グループとし、λ／ｎ位相制御により、高密度な合成収束波を生成する基板を一ユニットとし、
前記複数のユニットをレイリー角Θ分傾けて、かつ各ユニットの合成波焦点面ラインを複数の前記ユニットにて平行配列形成し、
その各列ドットの合成により高解像度化を実現する構成とすることを特徴とする表面弾性波によるインクミスト記録装置。
【請求項３】
請求項２記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、
単一ヘッドの解像度をＤとし、複数ユニット枚数をＮとした時、解像度ＤでのドットピッチをＮ分割する単位で各ユニットをずらして配置し、
それぞれのユニットを解像度Ｄ駆動させ、
その合成ドット列の解像度をＮ倍の高解像度密度とするように駆動制御することを特徴とする表面弾性波によるインクミスト記録装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、
表面弾性波合成ユニットを、Ｎ枚同時駆動で一体構成キャリアにてハーフピッチ駆動するように構成したことを特徴とする表面弾性波によるインクミスト記録装置。
【請求項５】
請求項４記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、
Ｎ枚構成で解像度ＮＤを実現し得るユニットキャリアを、ハーフピッチスキャンの重ね走査駆動することにより、印字記録密度を２ＮＤとすることを特徴とする表面弾性波合成によるインクミスト記録装置。
【請求項６】
請求項１記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、
櫛型電極素子ｍ個を同時駆動グループとし、λ／ｎ位相制御により、高密度な合成収束波を生成する基板を一ユニットとし、
前記複数のユニットをレイリー角Θ分傾けて、かつユニットの合成波焦点面を交互に対向させて、同時駆動数ｍ個の１／２個以上分重ねあわせるように結合して長尺ラインヘッドを構成することを特徴とする表面弾性波によるインクミスト記録装置。
【請求項７】
請求項６記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、
前記長尺ラインヘッドを複数、並列的に配列することにより、フルカラー記録を行うように構成したことを特徴とする表面弾性波によるインクミスト記録装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、
位相制御は圧電素子板の表面弾性波の音速を圧電素子の共振周波数で割った波長λを１／４，１／８，１／１２等に分割遅延制御することにより、その表面弾性波の合成波の収束径、収束位置をアレー状ＳＡＷ−ＩＤＴ電極ピッチより、高解像な密度径、記録位置とすることを特徴とする表面弾性波によるインクミスト記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面弾性波（ＳＡＷ；Surface Acoustic Wave）をインク滴飛翔の駆動源とする表面弾性波によるインクミスト記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、表面弾性波をインク滴飛翔の駆動源とするインクジェットプリンタヘッドが種々提案されている。
これは、表面弾性波の伝搬面上に液体を付加し、表面弾性波をその液体中に放射させ、その励振出力を大きくすることにより、液体が微小粒子となって飛翔する現象を利用したものである。
【０００３】
これらの特許提案の中で、ノズルレス方式は大きく分けて、画素ごとに櫛歯状電極（ＩＤＴ；Inter Digital Transducer）を１つ設ける場合（例えば、特許文献１参照）と、駆動源として大きな１つのＩＤＴと画素制御用の小さなＩＤＴを設ける（例えば、特許文献２参照）に分類される。
【０００４】
また、高解像度化を実現させるため、画素電極をグループ駆動し、かつ遅延制御することにより画素電極よりも高解像な合成収束波を生成させる方法が開示されている（例えば、特許文献３，４参照）
さらに、矩形圧電素子板を並列でずらした配置で長尺化する方式、及び制御法を採用したものが開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
これらを簡単に説明すると、特許文献１は、個別ＩＤＴが画像信号に対応して付勢され、個々のＩＤＴより表面弾性波（ＳＡＷ）が出射される方式であって、ＳＡＷ発生・伝播材である圧電材の下流側端部にはインク供給部が配置されている。そして、下方よりインクが供給され、端部上端で上流より伝播されてきたＳＡＷが前記インク層に突入し、既定の角度方向に、インク滴を飛翔させるように構成されている。
しかし、この特許文献１の構成では、個別ＩＤＴが画像解像度個数分必要であることと、インク供給端と伝播材端との高精度な配置が必要となっている。
【０００６】
また、特許文献２は、インク飛翔に必要な表面弾性波のエネルギが容易に確保できるような構成配置をもつ。すなわち、共通の大型ＩＤＴをもち、印字駆動ライン時間ごとに定期的にＳＡＷを発生させている。また、下流には、個別ＩＤＴが画素解像度分の個数で配置されており、信号に応じてＯＮ／ＯＦＦし、前記上流よりのＳＡＷ通過時、回路内抵抗にて吸収熱変換によりＳＡＷを遮断させる機能を有している。
この特許文献２の構成では、高いエネルギのＳＡＷを使うことができる利点を有しているが、個別ＩＤＴを画素分必要なことより複雑な構成が必要となっている。
【０００７】
また、特許文献３は、複数の個別圧電素子グループ単位で遅延制御させることにより水槽表面位置に合成収束波を生成するような提案をしている。そして、そのユニットを連結し、ライン化するための構成、遅延制御法が開示されている。
しかし、この特許文献３の構成では、圧電素子ピッチ単位にその合成収束位置を生成する遅延制御法を開示しているため、記録密度は圧電素子ピッチより高解像度化はなし得ない。
【０００８】
また、特許文献４では、上述した特許文献３ではなし得なかった記録密度の高解像度化を達成した構成が開示されている。すなわち、圧電素子ピッチｄに対し、奇数グループからの合成波収束位置と偶数グループからの合成波収束位置とで使い分け、ｄ／２ピッチの記録密度を実現している。
しかし、この特許文献４の構成では、最大で圧電素子密度の２倍の解像度しか得られないことがわかる。
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１９３５９２号公報
【特許文献２】特開平４−１８９１４５号公報
【特許文献３】特開平１１−９１０９４号公報
【特許文献４】特開平８−２３８７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上述した従来構造では、ＩＤＴの交差幅は３波長以上必要といわれており、画素ごとにＩＤＴを１つ持つ場合はこれがネックとなって、高密度化に制限がある。
また、駆動源として大きな１つのＩＤＴと画素制御用の小さなＩＤＴを設ける場合も、画素制御用のＩＤＴの交差幅の最小値に制限があり、これに伴い高密度化に制限が付く。
【００１１】
一般に、圧電材として電気機械結合係数の大きなＬｉＮｂ０3が使用されているが、これの音速は約４０００ｍ／秒であり、５０ＭＨｚの高速で動作させても、波長は８０μｍとなる。よって、交差幅３波長のＩＤＴを考えると２４０μｍピッチ以上となり、これでは１００ｄｐｉ相当のプリントヘッドしか実現できない。
【００１２】
また、前述した特許文献３では、収束超音波を生成する音響インクジェット法において、主走査方向は電子制御であるが、副走査方向はレンズなどの固定形状とする併せ技術での収束波生成である。
しかし、このような従来法では、超音波発生素子（圧電材＋電極）から超音波を水中に発射し、音響結合された水中で合成収束波を生成する方法で、収束伝播させるためには、圧電振動子と伝播剤としての高精度に液面深さが制御された水槽の２つの要素が必要となる。
【００１３】
さらに、長尺化のためには複数の圧電素子板を並列に端部を対向させ、かつ、グループ同時駆動のための所定数個の圧電素子分，重ね合うようにずらした長尺化となり、一ラインのドット列が作れず、いくつもの結合点が発生し、一ラインドット形成が非常に難しいものとなっている。
【００１４】
また、副走査方向の収束は物理レンズ形状が必要であり、その開口寸法分、ドットラインが分離してしまうこととなる。
さらに、出射超音波は水中を伝播収束してゆくため、上方の液面上に焦点を結ばせるためには、さらに、交互板からの音響波の干渉も影響され、複雑な制御が必要なうえ、一ライン形成の精度は高められないものとなっている。
【００１５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成により高密度化、高解像度化を図れ、しかも表面弾性波の制御を所要の状態で行い、高速化を図ることが可能となる表面弾性波によるインクミスト記録装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置は、指向性を付与された複数の櫛型電極素子アレーを圧電材基板上に形成し、その指定櫛型電極素子グループを同時に位相制御駆動させ、発生した表面弾性波が前記圧電材表面上の既定位置で収束合成されるように構成し、その収束波をその収束位置に配置したインク供給部に入射し、そのインク供給部の液面より液滴飛翔させるように構成したことを特徴とする。
【００１７】
本発明（請求項２記載の発明）に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置は、請求項１記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、櫛型電極素子ｍ個を同時駆動グループとし、λ／ｎ位相制御により、高密度な合成収束波を生成する基板を一ユニットとし、前記複数のユニットをレイリー角Θ分傾けて、かつ各ユニットの合成波焦点面ラインを複数の前記ユニットにて平行配列形成し、その各列ドットの合成により高解像度化を実現する構成とすることを特徴とする。
【００１８】
本発明（請求項３記載の発明）に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置は、請求項２記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、単一ヘッドの解像度をＤとし、複数ユニット枚数をＮとした時、解像度ＤでのドットピッチをＮ分割する単位で各ユニットをずらして配置し、それぞれのユニットを解像度Ｄ駆動させ、その合成ドット列の解像度をＮ倍の高解像度密度とするように駆動制御することを特徴とする。
【００１９】
本発明（請求項４記載の発明）に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、表面弾性波合成ユニットを、Ｎ枚同時駆動で一体構成キャリアにてハーフピッチ駆動するように構成したことを特徴とする
【００２０】
本発明（請求項５記載の発明）に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置は、請求項４記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、Ｎ枚構成で解像度ＮＤを実現し得るユニットキャリアを、ハーフピッチスキャンの重ね走査駆動することにより、印字記録密度を２ＮＤとすることを特徴とする。
【００２１】
本発明（請求項６記載の発明）に係る表面弾性波合成によるインクミスト記録装置は、請求項１記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、櫛型電極素子ｍ個を同時駆動グループとし、λ／ｎ位相制御により、高密度な合成収束波を生成する基板を一ユニットとし、前記複数のユニットをレイリー角Θ分傾けて、かつユニットの合成波焦点面を交互に対向させて、同時駆動数ｍ個の１／２個以上分重ねあわせるように結合して長尺ラインヘッドを構成することを特徴とする。
【００２２】
本発明（請求項７記載の発明）に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置は、請求項６記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、前記長尺ラインヘッドを複数、並列的に配列することにより、フルカラー記録を行うように構成したことを特徴とする。
【００２３】
本発明（請求項８記載の発明）に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置は、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の表面弾性波によるインクミスト記録装置において、位相制御は圧電素子板の表面弾性波の音速を圧電素子の共振周波数で割った波長λを１／４，１／８，１／１２等に分割遅延制御することにより、その表面弾性波の合成波の収束径、収束位置をアレー状ＳＡＷ−ＩＤＴ電極ピッチより、高解像な密度径、記録位置とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように本発明に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置によれば、収束超音波を生成する手法において、従来法での圧電素子群遅延制御により、水中に音響合成波を伝播収束させるのではなく、圧電素子板上で一意的に櫛型電極群を位相制御し、表面弾性波（ＳＡＷ）の合成波を生成し、且つ収束化までを一挙に継続的に生成させる方式であって、特に一種類の同一圧電材表面上で表面弾性波（ＳＡＷ）を発生、合成、収束させる方式であり、基板表面上にて一括でＳＡＷという表面波で収束超音波を生成することが可能であり、高精度、高制御可能な音響インクミスト記録が可能となるという優れた効果がある。
【００２５】
また、本発明によれば、表面弾性波をＩＤＴ素子群より同時位相差制御により発生・制御することにより、低解像密度のＩＤＴ素子構成から、高密度な記録解像度を実現することが可能となる。
【００２６】
さらに、その合成収束波生成基板を複数、平行に配置することにより、高解像度の記録ヘッドを形成可能としている。
【００２７】
また、本発明によれば、上述したような機能を有するユニット化されたＳＡＷ圧電基板を複数対向配置することにより、長尺な一ラインヘッドを小型装置として提供できるという利点がある。
【００２８】
さらに、前記機能を有するユニット化されたＳＡＷ圧電基板を複数Ｎ個並列配置することにより、単一ヘッド解像度をＤとすれば、Ｎ枚並列配置、ドットをＤ／Ｎ分ずらし駆動配置するよう制御することにより、Ｎ倍の高解像度記録を簡易構成で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１ないし図３は本発明に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置の一実施形態を示す。
図１（ａ）は本発明に係るＳＡＷインクミスト記録装置の構成例である。
すなわち、基板２は印字有効幅を超えた幅を有する板状伝播材で、この基板２には、ＬｉＮｂＯ3の１２８°Ｙカット圧電結晶板が用いられている。その伝播面表面には表面弾性波（ＳＡＷ）を励振することのできる多数の対をなす櫛型電極部１Ａ（ＩＤＴ）がフォトリソグラフィ法等によって形成されている。
【００３０】
ここで、図２および図３によりＩＤＴ−ＳＡＷ指向性改善例を説明する。
すなわち、図２でこのＩＤＴ１の構成を詳しく説明する。
櫛型電極部１Ａはペアの電極群にて構成され、ペア電極の交差する幅をＷ、電極ピッチをＰとすると、そのＩＤＴ１Ａに高周波電圧を印加したときの最適な駆動条件、すなわち基板２表面からペア電極方向に表面弾性波が励振されための最適条件はＰ＝λ／２（λは圧電材２の音速をＶとすれば、共振周波数ｆresとして、λ＝Ｖ／ｆres）である。
【００３１】
この実施形態では、ＬｉＮｂＯ3の音速が約４０００ｍ／ｓとし、共振周波数を８０ＭＨｚとすべく、電極ピッチＰはλ＝５０μｍより、２５μｍとしている。すなわち、電極線幅１０、空隙１５の割合とした。また、複数の個別電極グループで制御するわけであるが、その電極ピッチをｄとしている。
【００３２】
この実施形態では、１インチのアレーヘッドを想定しており、印字幅２５．４ｍｍで３００ｄｐｉ記録印字するため、ＩＤＴ（１Ａ）の交差幅Ｗは０．１５ｍｍ（３λ）、ＩＤＴピッチｄ＝０．３４ｍｍ（７５ｓｐｉ），λ／４位相制御しして、７５（ＳＰＩ）×４＝３００ｄｐｉの記録密度を実現している。また、ＩＤＴ対数は内部抵抗、駆動周波数、圧電材の機械結合係数などから所望の最適対数が決定される。
ここでは、その最適計算より３２対とした
【００３３】
図３では、本発明において必要な指向性改善例をいくつかの例で説明している。
同図（１），（２）はこの実施形態でのＩＤＴ（１）をＩＤＴ（１Ａ）、指向性拡大電極（１Ｂ）、駆動回路（１Ｃ）の構成で示す。
なお、個別電極ピッチはｄで配設されている。
同図（３）は指向性拡大電極（１Ｂ）を使わず、ＩＤＴ（１Ａ）の形状を扇型にすることにより、指向性拡大機能をもたせている例である。
【００３４】
さて、上述した図１について、本発明をさらに説明する。
すなわち、ＩＤＴ電極１Ａの前方に指向性拡大機能を有する指向性拡大電極１Ｂを配設している。これは後に詳細説明するが、合成波を生成するためには各個別ＩＤＴから放出される表面弾性波はある程度の広い指向性をもたなければ合成効果が得られないため、導波路パタ―ンにて、ＩＤＴに拡大伝播の指向性を付与させるための必要な手段である。これは、高周波（〜ＭＨｚ）になればなるほど指向性が強まるため、拡大策が必要となる。
【００３５】
さらに、ＩＤＴ（１Ａ）の上流には、それぞれのＩＤＴを励振させるための駆動回路が接続されている。
そして、以上の３つの要素で個別ＩＤＴ（１）は構成されている。
【００３６】
ＩＤＴの下流側には、ＳＡＷ合成伝播するためのＬｉＮｂＯ3表面領域を持ち、後に詳細説明するが、個別ＩＤＴをλ／ｎ位相制御されたグループＩＤＴからの合成波収束がこの盤面上で形成される。
【００３７】
上記合成収束されたＳＡＷは伝播材２の下流側に配設されたインク供給部３に入射し、薄層インク表面より、その収束超音波の音響力が強大な収束音響波のため液面の表面張力に打ち勝つ、収束径に応じた密度のインク飛翔液滴３Ａを実現することができている。
【００３８】
本発明によるインク液滴飛翔原理を、次に図１（ｂ）で詳しく説明する。
すなわち、ＬｉＮｂＯ3基板２表面にＩＤＴ（１Ａ）が形成されている。
今、共振周波数８０ＭＨｚにて励振した時、基板表面方向に表面弾性波（ＳＡＷ）１Ｄが発生、伝播する。図中インク供給部３より供給されたインク層は、圧電材表面端部の領域まで、薄層として充満している。圧電材表面（ＬｉＮｂＯ3）端部は親水性を持たせているため図示のように圧電材表面部までインク液層は広がるようにしてある。また、領域を設定するために、撥水処理を端部以外の領域は併設し、それ以上は液層が広がらないように設定されている。
【００３９】
今、ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave:表面弾性波）がそのインク薄層の境界部に侵入したとき、ＳＡＷはそこからインク内部へ漏洩し、縦波弾性波となる。
この縦波弾性波はインク層内を伝播し、インク層表面よりその収束超音波の音響力が液面の表面張力に打ち勝つ時に、液滴生成飛翔３Ａが実現する。
漏洩波の進入角度ΘはＶ0を伝播材の表面弾性波の速度、Ｖ1をインク内の弾性波の速度とした時、Θ＝ｓｉｎ-1（Ｖ1/Ｖ0）で表される角度で進入する。
【００４０】
図１（ｃ）ではそのＳＡＷ（表面弾性波）が液層に角度Θで漏洩レイリー波となり伝播進入してゆく状態を模式している。従って、液滴飛翔方向を制御するためにはこの角度Θを決定する圧電素子材と液層の音響波の音速が重要となる。今圧電材（ＬｉＮｂＯ3）の音速をＶR,インク液層の音速をＶｌとして、液層への縦波弾性波の進入角度Θは、Θ＝ｓｉｎ-1（Ｖｌ/ＶR）で与えられる。
【００４１】
図４（ａ）はＳＡＷ合成波生成駆動法を説明するものであって、この図４以降、本発明のもう一つの特徴となる「低密度ＩＤＴアレーをグループ位相制御することにより圧電材表面上でＳＡＷ合成波を生成し、収束させることにより高密度な収束径、ピッチを獲得する方法」を説明する。
【００４２】
図４（ａ）中、今ＩＤＴ０〜ＩＤＴ１５の１６個のＩＤＴを一つの駆動グループとして、各ＩＤＴを励振する電圧入力タイミングを中央ＩＤＴがもっとも遅延するタイミングで駆動させた時、図中１Ｅの各個別ＩＤＴから発射された円形状のＳＡＷ（表面弾性波）はそれぞれの波高位置が重なり合い、凹面形の合成波を形成することができる。さらに、その合成波は収束しながら伝播し、図中点１Ｇにて最大の音響圧ピークと収束径を形成するように駆動されている。
【００４３】
今、１６グループの総ピッチ長は１５ｄであり、その長さをＤ（開口径）とし、収束点までの長さをＦとした時、収束径ＬｄはＬｄ＝１．２λＦ／Ｄで与えられる。
したがって、８０ＭＨｚ駆動の場合、表面弾性波の波長λは５０μｍであるから、Ｆ＝４．５ｍｍ、Ｄ＝５．４ｍｍとして、収束径Ｌｄは５０μｍとなる（図５参照）。
【００４４】
この収束径Ｌｄが収束点１Ｇに形成でき、端部にインク層が配置されていることにより、集束点１Ｇに収束した強力な音響波がインク層端部より前記漏洩レイリー波となって進入し、収束音響波から液面で液滴形成３Ａがおこり、インクミストとなり飛翔してゆく。この最終インクミスト液滴径も、Kelvinらの研究により、
【数１】
2009269216.tif 000003
ただし、σ：インクの表面張力、ρb:インク液の密度
なる関係があり、８０ＭＨｚで水の場合は数ミクロン径のインクミスト液滴径となり、非常に高精細なインクミスト記録が可能となる。
【００４５】
さらに、この駆動グループ１Ｆをシフトさせることにより、順次走査方向に液滴飛翔させることが可能となる。
【００４６】
次に、この位相制御駆動法により、ＩＤＴピッチｄに対して、位相制御λ／４法でｄ／４ピッチ間隔で収束位置制御し、４倍の解像密度をえる手法を説明する。
図４（ｂ）はλ／４位相制御を示すものであり、この図に示す通り、間隔ｄにて配列した複数個のＩＤＴより構成されるＩＤＴアレーのうち同時にｍ個（ｍは偶数）のＩＤＴを位相制御駆動して、焦点距離Ｆの位置に間隔ｄより狭い位置Ａ，Ｂ，Ｃの各位置に収束合成ＳＡＷを形成する。
【００４７】
また、（ｍ−１）個のＩＤＴを位相制御駆動して、焦点距離Ｆの位置に、前記ＩＤＴ群の中央線上Ｄに合成収束ＳＡＷを形成する。このＩＤＴアレーのうちの隣接する複数個からなるＩＤＴ素子群を同時に駆動する動作を該ＩＤＴ群の選択を順次シフトすることにより、短時間に処理することが可能となる。
【００４８】
なお、図５の表２において、今回の一インチヘッドの実施例の組み合わせ表を示す。
実施例イは、ＬｉＮｂＯ3圧電材を８０ＭＨｚ、λ／４位相制御で駆動し、７５segment解像度で、３００ｄｐｉの記録を実現する。
実施例ロは、ＬｉＮｂＯ3圧電材を８０ＭＨｚ，λ／８位相制御で駆動し、７５segment解像度で、６００ｄｐｉの記録を実現する。
実施例ハは、ＰＶＤＦ圧電材を５０ＭＨｚ，λ／８位相制御で駆動し、７５segment解像度で、６００ｄｐｉの記録を実現する。
実施例ニは、ＰＶＤＦ圧電材を８０ＭＨｚ，λ／１２位相制御で駆動、５０segment解像度で、６００ｄｐｉの記録を実現する。
【００４９】
また、図６（ａ）を用いて、焦点位置Ｄに合成収束ＳＡＷを形成する場合を以下に説明する。
すなわち、ＩＤＴ素子０〜１４にそれぞれ表１に示すように０，１／４π、２／４π、３／４π位相がずれた信号電圧を入力する。図５に示すように、ＩＤＴ７がＤ点より最も距離が近く、以下６，５〜１（８，９，〜１４）と順次遠くなる。したがって、Ｄ点において最も音圧が高くなるようにするには、次式より各ＩＤＴとＤ点との距離の差、ｂｎを０波長、１／４波長、２／４波長、３／４波長に近似することにより実現できる。
【００５０】
【数２】
2009269216.tif 000004
ｈ＝ｂｎ／λ
λ＝ｃ／ｆ
【００５１】
0.875≦hの小数点以下の値＜0.125        τ＝0
0.125≦hの小数点以下の値＜0.375        τ＝1/4π
0.375≦hの小数点以下の値＜0.625        τ＝2/4π
0.625≦hの小数点以下の値＜0.875        τ＝3/4π
ｃ：圧電材の音速、ｆ：発振周波数、ｍ：同時駆動ＩＤＴ素子数、ｎ：ＩＤＴ素子番号
ａ：焦点距離、ｄ：ＩＤＴ素子間隔
【００５２】
たとえば、周波数ｆ＝８０ＭＨｚ、基板音速ｃ＝４０００ｍ／ｓ、ｍ＝１５ＩＤＴにて計算した位相差を、図７（ａ）の表１に示す。
また、これらの条件にて焦点位置での音圧分布を、図７（ｂ）のグラフに示す。
【００５３】
図６（ｂ）は偶数個ＩＤＴグループ駆動法を説明するものであり、次に、焦点位置Ｂに合成収束ＳＡＷを形成する場合を説明する。
すなわち、図６（ｂ）より、Ｂ点はＩＤＴ素子群が偶数個より構成され、ＩＤＴ素子７と８の中心線上に焦点を形成する。従って、各ＩＤＴ素子とＩＤＴ素子７および８との距離の差ｂｎは次式となり、あとはＤ点と同様の式となる制御を行う。
該条件下での焦点位置Ｂの位相差を図７（ａ）の表１に示す。
【００５４】
図６（ｃ）は焦点位置Ａ，Ｃに合成ＳＡＷを形成する場合であり、これを説明する。
すなわち、Ａ，Ｃ点はＩＤＴ素子群が偶数個より構成され、それぞれＩＤＴ素子７，８間の１／４ｄ，３／４ｄの位置に焦点を形成するため、各ＩＤＴ素子とＩＤＴ７および８との距離の差ｂｎは該ＩＤＴ素子群にて左右非対称となる。各点のｂｎは次式によって与えられる。
【００５５】
Ａ点ｎ＜ｍ／２、Ｃ点ｎ＞ｍ／２の場合
【数３】
2009269216.tif 000005
【００５６】
Ａ点ｎ＞ｍ／２、Ｃ点ｎ＜ｍ／２の場合
【数４】
2009269216.tif 000006
同様に該条件下での焦点位置Ａ，Ｃ点の位相差を、図７（ａ）の表１に示す。
【００５７】
上述した構成による本方式による装置では、一種類の同一圧電材表面上で表面弾性波（ＳＡＷ）を発生、合成、収束させる方式であり、基板表面上にて一括でＳＡＷという表面波で収束超音波を生成することが可能であり、高精度、高制御可能な音響インクミスト記録が可能となる。
また、上述したように表面弾性波をＩＤＴ素子群より同時位相差制御により発生・制御することにより、低解像密度のＩＤＴ素子構成から、高密度な記録解像度を実現することが可能となる。
【００５８】
なお、位相差制御をλ／４分割にて説明したが、本方式はさらに同様な制御により分割度をさらに高めることも可能であり、λ／８、λ／１２分割より、さらなる高解像度記録が可能となる。
【００５９】
図８はラインヘッドの構成を示すものである。
これを簡単に説明すると、図８（ａ）に前記一インチＳＡＷ合成収束圧電材ユニットＡ１、Ｂ１、Ａ２・・・・・・のアレーヘッド化のための配列構成を示す。
合成波焦点１Ｇから共通インク層３に入射した収束音響波は共通インクミスト出射ラインＸ上で図面垂直方向に液滴が飛翔するように配置構成されている。
【００６０】
すなわち、本発明では共通インク供給層幅（スリット状）に各ユニットの収束音響波進行面を対向させ、かつ、ＩＤＴグループｍ個同時位相制御法にて駆動させるため、端部ｍ／２個分の領域はＡ１ユニットでは打ち出しできない領域が発生するため、その端部からｍ／２個分位置（Ｌ）に次の対向するユニットＢ１の端部を重ねる配置とすることにより、Ｘライン上に連続するインクドット列を構成することが可能となる。以下、同様にＢ１−Ａ２−Ｂ２・・・・と重ね合わせ領域Ｌ分を対向配置でかさね併せながら、連結させてゆくことにより、長尺の所定寸法のラインヘッドが実現する。
【００６１】
図８（ｂ）は同図（ａ）のラインヘッド構成を軸方向に向けてサイドから見た構成図である。
各ユニットを前記レイリー角Θに分傾けて共通インク供給部に対向配置することにより、各ユニットからのインクミスト出射方向は鉛直方向に統一される。
【００６２】
そして、以上説明した構成配置により、一ラインに整列されたインクミスト出射口を有する長尺ラインヘッドを実現することが可能となるのである。
【００６３】
図９はフルカラー記録構成を採用した記録装置を示すものであり、前記ラインヘッドを複数色のインク槽で平行配置し、それぞれのカラー情報にて、各ユニット合成収束波位相制御にて走査され、インクミストを出射してフルカラー記録を実現した構成例である。
【００６４】
すなわち、位相制御ラインヘッドを複数色ごとに並列配設し、所定の駆動方式にて走査することにより、小型で高解像度なフルカラー記録装置を低解像な実装密度構成で提供することが可能となるのである。
【００６５】
図１０（ａ）はＳＡＷ合成収束圧電材ユニットＡ１、Ａ２、Ａ３のレイリー角Θ傾けた配置での複数配列構成を示す。
合成波収束焦点１Ｇからインク層３に入射した収束音響波は共通インクミスト出射ラインＸ上で図面垂直方向に液滴が飛翔するように配置構成されている。
【００６６】
すなわち、本発明では、共通インク供給層幅（スリット状）に収束入射される収束音響波がインクドット中心位置を形成し、その解像度をＤとする。
今、Ａ１に対し、Ａ２，Ａ３の飛翔ドット位置をＤ／３ドットずらしてＡ２，Ａ３を並列配置する。そのように３ユニットをずらし配置することにより、その合成解像度は３倍の解像度を形成することが可能である。
【００６７】
図１０（ｂ）は同図（ａ）を上からみた構成説明図である。
ユニットＡ１がインクスリット部で収束音響波からインク滴を飛翔させる場合、その点に対して、ユニットＡ２，Ａ３はそれぞれＤ／３ドット分、ずらした位置に同じ解像度Ｄで収束入射するよう、駆動制御されている。このように駆動することにより、Ｎ枚ユニットでＮ倍の解像度を実現する。
【００６８】
図１１の表にこの例でのヘッドの実施例の組み合わせ表を示す。
実施例イはＬｉＮｂＯ3圧電材を５０ＭＨｚ、λ／４位相制御で駆動し、５０segment解像度で２００ｄｐｉ記録を実現する。
さらに、本発明の如く３枚ユニット配置で６００ｄｐｉ記録を行える構成説明である。
さらに、図１２（ｂ）のようにハーフピッチスキャン法にて１２００ｄｐｉ記録を行える構成説明である。
【００６９】
実施例ロはＬｉＮｂＯ3圧電材を８０ＭＨｚ、λ／８位相制御で駆動し、２５segment解像度で２００ｄｐｉ記録実現する。
さらに、本発明の如く３枚ユニット配置で６００ｄｐｉ記録を行える構成説明である。
さらに、第二実施例の如くハーフピッチスキャン法にて１２００ｄｐｉ記録を行える構成説明である。
【００７０】
実施例ハはＰＶＤＦ圧電材を８０ＭＨｚ、λ／４位相制御で駆動し、１５０segment解像度で６００ｄｐｉ記録実現する。
さらに、第二実施例の如くハーフピッチスキャン法にて１２００ｄｐｉ記録を行える構成説明である。
【００７１】
図１２（ａ）は前記複数ヘッドをひとつのユニットキャリアＨとして構成し、逐次走査して記録する概念図を示す。
図中のＸ方向が主走査方向に対し、Ｙが副走査方向である。
【００７２】
同図（ｂ）は前記キャリアＨを副走査方向に走査する場合、ハーフピッチスキャンとして１／２ずらしの重ね印字走査を行い、記録密度を２Ｎ倍とする走査法を説明している。
【００７３】
図１３は描画ハーフスキャン法の説明図であり、図１２（ｂ）の走査法をドット印字描画のドット形成から説明する。
この図１３では、単一圧電素子板の解像度が２００ｄｐｉで、それを３枚並列配置し、一ユニットとしている。
【００７４】
３枚の素子板の解像度はそれぞれ２００ｄｐｉであるが、２００×３ｄｐｉ分ずらし配置していることがわかる。そのユニットがＸ方向に走査されれば、そのときの印字解像度は６００ｄｐｉ密度となる。
【００７５】
さらに、図示するように、ヘッドキャリアＨをハーフピッチずらしで副走査方向Ｙ方向に走査している走査図を示す。
その結果、図に示すように、最終解像度は６００×２の１２００ｄｐｉの記録密度を達成している。
【００７６】
さらに、図１２（ｂ）、図１３に示すように、Ｎ枚ユニットキャリアをハーフピッチ重ね走査する方式により、ＳＡＷ合成波駆動法による単一板解像度Ｄが２Ｎ倍の高解像度記録を実現することも可能である。
【００７７】
なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、インクミスト記録装置を構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に係る表面弾性波によるインクミスト記録装置の一実施形態を示し、（ａ）は概略構成斜視図、（ｂ）はその概略側面図、（ｃ）はインク液滴原理説明図である。
【図２】櫛型電極の概略図である。
【図３】ＩＤＴの表面弾性波指向性改善例を（１），（２），（３）に示す説明図である。
【図４】（ａ）はＳＡＷ合成波生成動作の説明図、（ｂ）は同時駆動群による位相制御の説明図である。
【図５】一インチヘッドの実施例の組み合わせの表である。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）は各焦点位置に合成収束ＳＡＷを形成する際の説明図である。
【図７】（ａ）は位相差を説明する表１、（ｂ）は焦点位置での音圧分布を示すグラフである。
【図８】（ａ），（ｂ）はラインヘッドの構成例を示す概略図である。
【図９】フルカラー記録構成を示す説明図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）はユニット構成を示す概略側面図およびその平面図である。
【図１１】一インチヘッドの実施例の組み合わせの表である。
【図１２】（ａ）は描画スキャン方法、（ｂ）は描画ハーフスキャン方法を示す概略説明図である。
【図１３】描画ハーフスキャン法を具体的に説明する説明図である。
【符号の説明】
【００７９】
１…個別ＩＤＴ（櫛型電極）素子、１Ａ…櫛型電極部、１Ｂ…指向性拡大電極、１Ｃ…ＩＤＴ駆動回路、１Ｄ…合成表面弾性波、２…基板（ＬｉＮｂＯ3基板）、３…インク供給部（インク槽）、３Ａ…飛翔液滴。
【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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