JP3242859B2 - 液体噴出装置及びプリンタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は液体を噴出する装
置に関し、特にインクジェット式のプリンタに用いられ
るヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からインクジェット式のプリンタの
ヘッドには、圧電トランスジューサから発生する音波を
インクに導入し、音波の音響エネルギーによってインク
を滴状もしくは霧状に噴出させる方法が用いられてい
た。そして音波を集束させることにより音響エネルギー
の密度を高め、効率を高めたヘッドが検討されてきた。

【０００３】図１９は従来のインクジェット式のプリン
タのヘッドの構成を示す断面斜視図であり、図２０は図
１９のｘｚ断面を示す断面図である。

【０００４】インクタンク１１０はインク１３０を貯蔵
する凹部を有し、この凹部の底面は反射面１１１となっ
ている。反射面１１１はｘｚ断面において放物線を呈す
る。インクタンク１１０の凹部の上方（ｘ方向）には圧
電トランスジューサ１２０の複数がｙ方向に２列に並べ
て配置される。この２列の間隙は噴出口１１９を構成し
ている。圧電トランスジューサ１２０は上部電極１２１
及び下部電極１２２を有しており、それぞれに対して配
線１２３，１２４を介して交流電源１２５が接続されて
いる。但し図１９では図面の煩雑を避けるべく、配線１
２４及び交流電源１２５は省略している。

【０００５】圧電トランスジューサ１２０はインク１３
０に厚み縦振動の音波１２６を導入する。この音波１２
６は凹部中をｘ方向と逆向きに進行し、反射面１１１で
反射される。反射面１１１の呈する放物線の焦点１１２
の近傍に噴出口１１９を設定すれば、音波１２６は焦点
１１２に位相が揃って集束してその音響エネルギーの密
度が噴出口１１９で高められるので、効率的に噴出口１
１９からインク滴１３１を噴出することができる。

【０００６】なお、隣接する圧電トランスジューサ１２
０は互いに独立して駆動され、噴出口１１９のうち、ｙ
方向の所望の位置にインク滴１３１を噴出させることが
できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のヘッド
は上記の構造を有していたため、以下の問題点を有して
いた。

【０００８】噴出口１１９は圧電トランスジューサ１
２０の並べられた２列の間隙として構成されるので、そ
の寸法を精度良く制御することが容易ではない。

【０００９】噴出口１１９の近傍に圧電トランスジュ
ーサ１２０が設けられているので、噴出口１１９におい
て集束する音波１２６の位相と圧電トランスジューサ１
２０が振動する位相とが必ずしも一致せず、両者が互い
を減衰し易い。

【００１０】下部電極１２２に対して配線１２４を設
ける必要があるが、これを敷設するのが困難である。

【００１１】インク１３０を供給する導入路は、通
常、インク１３０を貯蔵する凹部の底面に設けられるの
で、反射面１１１の形状が損なわれないように導入路の
形成箇所を設定する必要がある。ｙ方向にこの導入路を
形成することは容易であるが、ｚ方向に形成すると反射
面１１１を損なうこととなる。

【００１２】音波１２６は一旦ｘ方向と逆方向に進
み、その後ｘ方向の成分を持って進むので、その行路は
反射面１１１において鋭角に反射される。そのため反射
面１１１を透過して損失となる音響エネルギーが大き
い。

【００１３】この発明はこれらの数々の問題点を解決す
るためになされたもので、噴出口を音波発生源に対して
隔離して設けつつ、音波を反射させて集束させることに
より、音響エネルギーの密度を高めて効率よく液滴を噴
出することができる液体噴出装置を提供することを目的
としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
にかかるものは、被噴出液体を収納し、反射壁及び前記
被噴出液体を噴出する噴出口を有する容器と、前記噴出
口と隔離して前記容器に設けられ、前記被噴出液体へと
音波を導入する音波発生源とを備える液体噴出装置であ
って、前記音波は前記反射壁において反射されて前記噴
出口に集束する。

【００１５】そして、前記音波発生源から前記反射壁で
反射されて前記噴出口へと前記被噴出液体中を進む前記
音波は、前記反射壁において９０度より大なる角度を以
て反射されて集束する。

【００１６】そして、前記反射壁は少なくともその一部
の断面が、前記音波発生源から前記噴出口へと向かう第
１の方向に平行な軸を持つ放物線を呈し、前記噴出口は
前記放物線の焦点に位置する。

【００１７】この発明のうち請求項２にかかるものは、
請求項１記載の液体噴出装置であって、前記反射壁は前
記第１の方向に平行な回転軸を持つ回転放物面を有し、
前記噴出口は前記回転放物面の焦点に位置する。

【００１８】この発明のうち請求項３にかかるものは、
請求項２記載の液体噴出装置であって、前記容器は、前
記第１の方向に平行な平面を更に有する。

【００１９】この発明のうち請求項４にかかるものは、
請求項１記載の液体噴出装置であって、前記音波発生源
は、前記音波発生源から前記噴出口へと向かう第１の方
向に対して垂直な第２の方向に沿って延在し、前記反射
壁は、前記第２の方向に垂直な断面において前記放物線
を呈する。

【００２０】この発明のうち請求項５にかかるものは、
請求項４記載の液体噴出装置であって、前記音波発生源
は前記第１及び第２の方向のいずれにも垂直な第３の方
向に垂直な断面において、前記噴出口に向かう凹部を呈
する。

【００２１】

【００２２】この発明のうち請求項６にかかるものは、
請求項１記載の液体噴出装置であって、前記音波発生源
は振動子と、前記振動子と前記容器との間に介在して設
けられた振動板とを有する。

【００２３】この発明のうち請求項７にかかるものは、
請求項６記載の液体噴出装置であって、前記振動板の音
響インピーダンスは、前記液体の音響インピーダンスと
前記振動子の音響インピーダンスとの間の値を採る。

【００２４】この発明のうち請求項８にかかるものは、
請求項１記載の液体噴出装置であって、前記噴出口より
も径が小さい開口部を有するノズルプレートを更に備え
る。

【００２５】この発明のうち請求項９にかかるものは、
請求項１記載の液体噴出装置であって、前記反射壁のう
ち前記音波発生源側に設けられた、前記被噴出液体を供
給する導入路を更に備え、前記噴出口は単一の前記容器
において複数配置され、前記導入路は前記複数の噴出口
に対して共通に設けられる。

【００２６】この発明のうち請求項１０にかかるもの
は、液体噴出装置と、前記噴出口に対向して設けられる
用紙を、前記噴出口に対して相対的に移動させる移動機
構とを備え、前記被噴出液体を前記用紙に被着させるこ
とによって前記用紙にプリントするプリンタ装置であっ
て、前記液体噴出装置は請求項１ないし請求項９のいず
れか一つに記載のものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１にかか
る、インクジェット式のプリンタに用いられるヘッドの
断面図である。ヘッドはインクタンク１０と、インクタ
ンク１０の底面に設けられた圧電トランスジューサ２０
とを備えている。

【００２８】インクタンク１０は、インク３０をその内
部に蓄えるために空洞を有しており、この空洞の内壁が
反射壁１１となっている。空洞の内、上面側、即ち圧電
トランスジューサ２０が設けられた底面とは隔離された
側においては、インク３０を噴出するための噴出口１９
が設けられている。

【００２９】圧電トランスジューサー２０は電極２１と
圧電振動体２９とで構成され、これらにはそれぞれ配線
２３，２４が接続されている。配線２３，２４は交流電
源２５に接続されている。電極２１は圧電振動体２９に
対する電気的接続を採るとともに、空洞を底面側から裏
打ちしてインク３０が漏れないようにしている。

【００３０】圧電トランスジューサー２０からインク３
０へは、ほぼ平面状に音波２６が導入され、この音波２
６は反射壁１１において反射される。反射壁１１は図１
に示された断面において放物線を呈し、この放物線の焦
点１２の近傍に噴出口１９が配置されるので、音波２６
は噴出口１９に集束し、この部分でのインク３０中の音
響エネルギーの密度が高められることによってインク滴
３１が噴出口１９から噴出される。

【００３１】断面が放物線を呈する反射壁１１の例とし
ては、反射壁１１が回転放物面である場合が挙げられ
る。図２はそのような場合のヘッドの構造を示す、一部
破断斜視図である。但し、図面の煩雑を避けるために配
線２３，２４、交流電源２５、並びにインク３０及びイ
ンク滴３１は略記されている。図２では回転放物面の中
心軸が音波２６がインク３０に導入される方向であるｘ
方向と平行である場合が示されている。

【００３２】このように構成されたヘッドは「従来の技
術」の欄で言及された問題点を全て解決することができ
る。以下、順次その理由を説明する。

【００３３】噴出口１９は圧電トランスジューサ２０
と別個にインクタンク１０のみによって構成されるの
で、その寸法を精度良く制御することができる。

【００３４】噴出口１９と圧電トランスジューサ２０
とは隔離して設けられているので、噴出口１９において
集束する音波２６を圧電トランスジューサ２０の振動が
妨害することがない。

【００３５】電極２３は圧電トランスジューサ２０に
対してインク３０の側に設けられるが、インクタンク１
０の底面を裏打ちするように設けられるので、これに配
線２３を接続するのは容易である。

【００３６】インク３０を供給する導入路１３は、イ
ンク３０を貯蔵する空洞の底面に設けられるが、反射壁
１１の内、底面近傍はあまり音波２６の反射には寄与し
ない。したがって導入路１３が空洞の底面に設けられて
も、音波２６の集束に対する悪影響は少ない。

【００３７】音波２６は常にｘ方向の成分を有しつつ
進み、ｘ方向と逆の成分を持って進むことはない。その
ため、音波２６の行路は反射壁１１において鈍角に反射
され、反射壁１１で反射される際の音響エネルギーの損
失は小さい。

【００３８】上記について詳説するため、図３及び図
４に、それぞれ図１９に示された反射面１１１における
音波１２６の反射の様子と、図１に示された反射壁１１
における音波２６の反射の様子とを示す断面図を掲げ
る。

【００３９】入射角と反射角の和θは、図３においては
９０度よりも小さく、図４においては大きい。これは噴
出口、圧電トランスジューサー、及び反射面（壁）の三
者の位置関係に起因するものである。図３に示された場
合では（つまり図１９に示された構造では）、噴出口１
１９と圧電トランスジューサー１２０とが反射面１１１
に関して同じ側に存在するため、反射面１１１が断面で
呈する放物線は、その焦点１２０よりもその頂点に近い
側を用いる必要がある。これに対して図４に示された場
合では（つまり図１に示された構造では）、噴出口１９
と圧電トランスジューサー２０とが反射壁１１に関して
反対側に存在するため、反射面１１１が断面で呈する放
物線は、その焦点２０よりもその頂点から遠い側を用い
ることになる。

【００４０】図５は放物線Ｌ、並びにその焦点Ｑ及び頂
点Ｐの関係を示すグラフである。領域Ａ１１１に存在す
る放物線Ｌは、反射面１１１がその断面において呈する
ものであり、領域Ａ１１に存在する放物線Ｌは、反射壁
１１がその断面において呈するものである。

【００４１】このような、角度θが９０度よりも大きい
か小さいかという差異は、音波が反射される際の音響エ
ネルギーの損失の量を左右する。液体中を進行する音波
は縦振動であるので、角度θが９０度よりも小さい場合
には、図３において波線矢印で示されるようにインクタ
ンク１１０へと漏れる音響エネルギーが大きい。これに
対して角度θが９０度よりも大きい場合には、インクタ
ンク１０へと漏れる音響エネルギーは小さい。即ち、図
１に示される構造の方が、図１９に示される構造に対し
てエネルギーの損失が少ないという利点を有している。

【００４２】なお、本願発明において、圧電振動体２９
の材料としては、厚み縦振動を生じる際に、これと直交
する平面（図２に則って言えばｙｚ平面）における伸縮
が小さいものを採用することが望ましい。圧電振動体２
９の周辺部がインクタンク１０の底面によって固定され
るので、かかる伸縮が許されず、これが大きい材料では
厚み縦振動を効率よく励起できないためである。

【００４３】実施の形態２．図６はこの発明の実施の形
態２にかかる、インクジェット式のプリンタに用いられ
るヘッドの断面図である。圧電トランスジューサー２０
は電極２１とインクタンク１０との間に介在して設けら
れた振動板２８を更に有している点で、実施の形態１と
異なる。

【００４４】このように振動板２８を設ければ、電極２
１が直接にインク３０に触れないので、インク３０によ
って電極２１が腐食することを回避できる。またインク
タンク１０は空洞近辺でその強度が低下する恐れがある
が、これを補強するという機能も有する。

【００４５】しかも、この振動板２８は、その音響イン
ピーダンスをインク３０の音響インピーダンスと電極２
１、圧電振動体２９の音響インピーダンスとの間の値に
設定することができる。これにより、圧電振動体２９と
インク３０との音響インピーダンスの整合を図ることが
でき、効率よく音波２６をインク３０へと導入すること
ができる。

【００４６】実施の形態３．図７はこの発明の実施の形
態３にかかる、インクジェット式のプリンタに用いられ
るヘッドの断面図である。インクタンク１０の上面に、
噴出口１９上に開口部を有するノズルプレート１４が更
に備えられた点で、実施の形態１と異なる。

【００４７】噴出口１９は反射壁１１が断面で呈する放
物線の焦点１２において設ける必要があるので、その大
きさはこの放物線の形状によって左右されてしまう場合
がある。また音波２６の集束径によっても左右されう
る。しかしこのようにノズルプレート１４を設ければこ
れらの寸法とは別にインク滴３１のサイズを制御するこ
とができ、霧状にインク３０を噴出することもできる。

【００４８】実際上、この実施の形態が効果的となるの
は、ノズルプレート１４の開口部の径が噴出口１９より
も小さい場合であると考えられる。勿論、ノズルプレー
ト１４とインクタンク１０とを一体として形成してもよ
い。

【００４９】実施の形態４．実施の形態１乃至実施の形
態３で示された構造は、単一のインクタンク１０に対し
て複数の噴出口１９を有する構造のヘッドに適用するこ
とができる。

【００５０】図８は単一のインクタンク１０に対して複
数の噴出口１９ａ〜１９ｅを一行に並べた構造を示す平
面図である。噴出口１９ａ〜１９ｅに対応して、それぞ
れ独立して駆動される圧電トランスジューサー２０ａ〜
２０ｅ（図面の煩雑を避けるために配線２３，２４や交
流電源２５は略記している）が設けられる。

【００５１】このように、インク滴３１を独立して複数
の位置から噴出させたい場合には、独立して制御される
複数の圧電トランスジューサー２０が必要である。この
ような場合には、実施の形態２で述べたような振動板２
８を全ての噴出口１９ａ〜１９ｅに共通して一枚設けれ
ば、インク３０が漏れることを容易に防止できる。勿
論、噴出口１９ａ〜１９ｅにそれぞれ対応する反射壁１
１ａ〜１１ｅは互いに連結していないので、振動板２８
は隣接する圧電トランスジューサー２０の間でインクタ
ンク１０の底面で固定されており、隣接する圧電トラン
スジューサー２０の振動が干渉することは抑制される。

【００５２】図９は単一のインクタンク１０に対して複
数の噴出口１９ｉを行列状に並べた構造を示す平面図で
ある。このような場合、導入路１３は列毎にまとめて配
設された部分１３ａ、部分１３ａのそれぞれにインク３
０を供給する供給口１３ｂとで構成することができる。

【００５３】このように単一のインクタンク１０に対し
て複数の噴出口１９ｉを形成すれば、製造工程が容易と
なるばかりでなく、インク３０を供給する機構も簡略化
することができる。

【００５４】実施の形態５．図１０はこの発明の実施の
形態５にかかる、インクジェット式のプリンタに用いら
れるヘッドの斜視図である。但し、反射壁の形状を明瞭
に示すため、容器１０の外形は２点鎖線で示し、空洞の
形状を実線及び破線で示している。本来ならば同図にお
いて容器１０に関して２点鎖線で示された箇所は実線
で、容器１０に関して実線及び破線で示された箇所はい
ずれも破線で示されるべきである。しかし同図において
示された実線及び破線の示す関係、即ち空洞のどの部分
が図面の手前側にあり、あるいは後ろ側にあるかを明瞭
にすべく、このような線種を採用した。また、簡単の
為、振動板２８は実線で示したが、圧電振動体及びその
電極は略記した。

【００５５】図１１及び図１２は図１０のそれぞれ位置
XI-XI，XII-XIIにおける断面図である。但し、これらの
断面図では圧電振動体及びその電極をも示している。但
しこれらを電気的に駆動するための機構である配線や交
流電源は略記した。

【００５６】インクタンク１０には複数の噴出口１９ａ
〜１９ｃが一列に並んで設けられており、それぞれに対
応して圧電振動体２９ａ〜２９ｃ及び電極２１ａ〜２１
ｃが振動板２８を介して設けられている。このように複
数の噴出口１９ａ〜１９ｃが設けられた場合に振動板２
８を設けることの利点は既に実施の形態４において説明
された通りである。

【００５７】反射壁１１ａはｘ方向、即ち圧電振動体２
９ａによって音波が導入される方向と平行な方向を回転
軸とする回転放物面の一部である。そして噴出口１９ａ
はこの回転放物面の焦点１２ａにおいて設けられてい
る。但し、噴出口１９ａに対する空洞は反射壁１１ａに
よってのみ構成されているのではなく、いずれもｘｚ平
面に平行な仕切面１５ａ，１５ｂによっても構成されて
いる。同様にして、反射壁１１ｂ，１１ｃはｘ方向を回
転軸とする回転放物面の一部であり、噴出口１９ｂ，１
９ｃはそれぞれの回転放物面の焦点１２ａ，１２ｂにお
いて設けられている。そして噴出口１９ｂに対する空洞
は反射壁１１ｂ及び仕切面１５ｂ，１５ｃによって構成
されている。

【００５８】このようにｙ方向において対峙する一対の
仕切面を有する空洞は、これをｙ方向において隣接させ
ることにより、ｙ方向の噴出口の密度を高めることがで
きる。そしてかかる噴出口の配置密度の向上は、このヘ
ッドを用いたプリンタの描画の精密度を向上させること
になって望ましい。勿論、反射壁は実施の形態１と同様
にして音波を焦点に、つまり噴出口へ集束させる。

【００５９】かかる実施の形態において仕切面１５ａ〜
１５ｃは、音波を吸収する材料で構成することが望まし
い。隣接する圧電トランスジューサー２０が発生する音
波の干渉を回避するためである。勿論、理想的に音波が
ｘ方向のみに導入するので有れば、仕切面自体は不要と
なる。

【００６０】なお、配列されるべき列の端部に位置する
噴出口１９ｃは、その列の端部側において仕切面を有す
る必要はない。つまり噴出口１９ｃに対応する空洞は、
反射壁１１ｃ及び単一の仕切面１５ｃによって構成され
ればよい。勿論、噴出口１９ａのように配列されるべき
列の端部に位置するものであっても、一対の仕切面１５
ａ，１５ｂを採用することができる。

【００６１】更に、かかる構造の空洞はｙ方向のみなら
ず、ｚ方向においても対峙する仕切面を有することがで
き、その場合にはｚ方向における噴出口の配置密度をも
高めることができる。

【００６２】実施の形態６．図１３はこの発明の実施の
形態６にかかる、インクジェット式のプリンタに用いら
れるヘッドの斜視図である。但し、反射壁の形状を明瞭
に示すため、実施の形態５と同様の線種の変更を行い、
振動板２８は実線で示したが、圧電振動体及びその電極
は略記した。

【００６３】図１４及び図１５は図１３のそれぞれ位置
XIV-XIV，XV-XVにおける断面図である。これらの断面図
においても実施の形態５と同様に、配線や交流電源は略
記した。

【００６４】インクタンク１０にはｙ方向に延設された
単一の噴出口１９が設けられており、ｙ方向に並んで圧
電振動体２９ａ〜２９ｆ及び電極２１ａ〜２１ｃが振動
板２８を介して設けられている。

【００６５】反射壁１８はｘｚ平面において放物線を呈
し、噴出口１９ａはこの放物線の焦点１２において設け
られている。この焦点１２は反射壁１８の形状を反映し
てｙ方向に延在することになる。反射壁１１ｆはｘ方向
を回転軸とする回転放物面の一部であり、その断面が呈
する放物線は反射壁１８がｘｚ平面において呈する放物
線と同一である。

【００６６】実施の形態６は、実施の形態５で示された
構造をｙ方向に極端に集積したものとして捉えることが
できる。したがって、放物線の形状はｘｚ平面において
のみ存在し、反射壁１８による音波の集束はｘｚ平面に
関してのみ行われる。これに対して実施の形態１ないし
実施の形態５に示された構造では、ｘ軸に平行な他の平
面に関しても音波が集束する。

【００６７】ｙ方向に並んで圧電振動体２９ａ〜２９ｆ
が設けられているので、これらを独立して駆動すること
により、ｙ方向の異なる位置において、例えばインク滴
３１ｂ，３１ｄを噴出することができる。

【００６８】噴出口１９の端部に関しては、仕切面１７
ａのようにｘｚ平面に平行な面を設けることもできる
し、反射壁１１ｆのように回転放物面を設けることもで
きる。反射壁１１ｆを設けた場合には、端部においては
ｘ軸に平行な種々の平面に関しての音波の集束を得るこ
とができるのは当然である。

【００６９】実施の形態７． 図１６はこの発明の実施の形態７にかかる、インクジェ
ット式のプリンタに用いられるヘッドの断面図であり、
図１４に相当する。実施の形態６に示された構造と異な
るのは、噴出口１９の両端にｘｚ平面に平行な仕切面１
７ａ，１７ｆに設けられていることと、振動板２８のイ
ンクタンク１０側の表面のｘｙ平面における断面が、圧
電振動体２９ａ〜２９ｆに応じてそれぞれ凹面２８１ａ
〜２８１ｆを呈していることである。

【００７０】凹面２８１ａ〜２８１ｆは噴出口１９に向
かって、ｘｙ平面において音波２６を集束させる効果を
有するので、実施の形態６で示された音波の集束方向に
加えて、この集束方向と直交する方向での音波を集束さ
せることができ、音響エネルギーの密度を一層高めるこ
とができる。

【００７１】このような構造においては、特に回転放物
面である反射面１１ｆを端部に設ける必要性が乏しくな
り、平面である仕切面１７ｆを設ければ足りるので、構
成が容易となる利点も生じる。

【００７２】参考例． 図１７はこの発明の参考例にかかる、インクジェット式
のプリンタに用いられるヘッドの断面図である。インク
タンク１０は断面が楕円を呈する反射壁８１を有してい
る。インクタンク１０の底部には点源として音波を発生
させる圧電振動体２９が設けられている。

【００７３】楕円はその長軸がインクタンク１０の厚み
方向に対して平行に配置され、一方の焦点８２において
噴出口１９が設けられ、他方の焦点に圧電振動体２９が
設けられている。

【００７４】本参考例のように音波を導入する機構が、
音波を放射状にインクへ与える場合、この機構と噴出口
とを楕円形の２つの焦点に配置することで音波を噴出口
に集束することができる。

【００７５】実施の形態８（プリンタ装置への適用）．
図１８はヘッド１００を用いたプリンタ装置の構造を示
す概念図である。ヘッド１００に対向して、プリントさ
れる対象たる用紙５２が矢印の向きへと走行する。この
走行は、用紙５２に対してヘッド１００と反対側に設け
られた上部ローラー５１ａと、用紙５２に対してヘッド
１００と同じ側に設けられた下部ローラー５１ｂとで用
紙５２を挟み、ローラー５１ａ，５１ｂを回転させるこ
とによって実現できる。

【００７６】このようにして用紙５２を走行させつつ、
ヘッド１００から液滴の流れ３１０を所望の時間的間隔
で噴出させることにより、用紙５２の走行方向に対して
所望の線を描画できる。図１８に垂直な方向にｙ方向を
採って、例えば図１３に示された噴出口１９を配置すれ
ば、用紙５２の走行によって２次元的に描画される。用
紙５２を走行させる代わりにヘッド１００を走行させて
も良いことは言うまでもない。

【００７７】ヘッド１００として実施の形態１ないし実
施の形態７及び参考例に示されたものを用いることによ
り、効率的に液滴を噴出することができるので、消費電
力を低減したプリンタ装置を得ることができる。

【００７８】

【発明の効果】この発明のうち請求項１にかかる液体噴
出装置によれば、噴出口へと進む音波が集束し、高い音
響エネルギーが得られるので、噴出口から被噴出液体を
効率よく噴出することができる。しかも噴出口と音波発
生源とは隔離しているので、噴出口において集束する音
波と音波発生源とが相互を阻害することがない。

【００７９】しかも、被噴出液体中を進む音波は縦波で
あり、音波が反射壁において９０度よりも大なる角度を
以て反射されるので、効率よく反射される。このため集
束する音波によって得られる音響エネルギーは一層高め
られ、噴出口からの被噴出液体の噴出を効率よく行うこ
とができる。

【００８０】しかも、特に音波が平面状に被噴出液体に
導入される場合において、音波が効果的に噴出口に位相
を揃えて集束する。

【００８１】この発明のうち請求項２にかかる液体噴出
装置によれば、異なる平面上に行路を有する音波をも集
束させることができる。

【００８２】この発明のうち請求項３にかかる液体噴出
装置によれば、複数の容器を、前記平面同士が隣接する
ように並べて配置することができる。従って、回転放物
面のみで反射壁を構成する場合と比較して、回転放物面
の設けられた方向における寸法を大きく採って被噴出液
体の音響エネルギーを稼ぎつつ、容器同士の集積度を高
めることができる。

【００８３】この発明のうち請求項４にかかる液体噴出
装置によれば、第２の方向に垂直な断面において音波の
集束を図りつつ、第２の方向における被噴出液体が噴出
する態様に自由度を持たせることができる。

【００８４】この発明のうち請求項５にかかる液体噴出
装置によれば、凹部から導入される音波は被噴出液体中
を集束しつつ伝搬する。よって反射壁によって第３の方
向に関して、凹部によって第２の方向に関して、それぞ
れ音波の集束が行われる。

【００８５】

【００８６】この発明のうち請求項６にかかる液体噴出
装置によれば、振動子を駆動するために必要な電極が直
接に被噴出液体に触れないので、この被噴出液体によっ
て電極が腐食することを回避できる。特に液滴を独立し
て複数の位置から噴出させたい場合には独立して制御さ
れる複数の振動子が必要であり、振動子同士が隔離して
設けられても容器から被噴出液体が漏れることが無い。

【００８７】この発明のうち請求項７にかかる液体噴出
装置によれば、被噴出液体と振動子との音響インピーダ
ンスマッチングを採ることができ、効率よく音波を被噴
出液体へと導入することができる。

【００８８】噴出口は、断面において放物線を呈する反
射壁の焦点に位置するので、その寸法は当該放物線の形
状によって決定される場合もある。また音波の集束径に
よっても左右されうる。

【００８９】この発明のうち請求項８にかかる液体噴出
装置によれば、噴出口よりもノズルプレートの開口部の
径を小さくして、放物線の形状や音波の集束径に依存せ
ずに液滴の径を制御することができる。

【００９０】この発明のうち請求項９にかかる液体噴出
装置によれば、複数の噴出口を一体として容易に形成で
き、被噴出液体を導入するための機構を簡単にすること
ができる。

【００９１】この発明のうち請求項１０にかかるプリン
タ装置によれば、エネルギーを効率よく利用する液体噴
出装置を用いてプリントするので、消費エネルギーを低
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１にかかるヘッドの断
面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１にかかるヘッドの構
造を示す、一部破断斜視図である。

【図３】 反射面１１１における音波１２６の反射の様
子を示す断面図である。

【図４】 反射壁１１における音波２６の反射の様子を
示す断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態１の効果を説明するグ
ラフである。

【図６】 この発明の実施の形態２にかかるヘッドの断
面図である。

【図７】 この発明の実施の形態３にかかるヘッドの断
面図である。

【図８】 この発明の実施の形態４にかかるヘッドの平
面図である。

【図９】 この発明の実施の形態４にかかるヘッドの平
面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態５にかかるヘッドの
斜視図である。

【図１１】 図１０の位置XI-XIにおける断面図であ
る。

【図１２】 図１０の位置XII-XIIにおける断面図であ
る。

【図１３】 この発明の実施の形態６にかかるヘッドの
斜視図である。

【図１４】 図１３の位置XIV-XIVにおける断面図であ
る。

【図１５】 図１３の位置XV-XVにおける断面図であ
る。

【図１６】 この発明の実施の形態７にかかるヘッドの
断面図である。

【図１７】 この発明の参考例にかかるヘッドの断面図
である。

【図１８】 ヘッド１００を用いたプリンタの構造を示
す概念図である。

【図１９】 従来のインクジェット式のプリンタのヘッ
ドの構成を示す断面斜視図である。

【図２０】 図１９のｘｚ断面を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ インクタンク、１１，１８，８１ 反射壁、１２
焦点、１３ 導入路、１５ａ〜１５ｃ 仕切面、１９
噴出口、２０ 圧電トランスジューサー、２６ 音
波、２８ 振動板、２９ 圧電振動体、３０ インク、
３１ 液滴、５１ａ，５１ｂ ローラー、５２ 用紙、
１００ ヘッド、２８１ａ〜２８１ｆ 凹面。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−251154（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−163576（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−57963（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−68769（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被噴出液体を収納し、反射壁及び前記被
   噴出液体を噴出する噴出口を有する容器と、 前記噴出口と隔離して前記容器に設けられ、前記被噴出
   液体へと音波を導入する平板音波発生源とを備え、 前記音波は前記反射壁において反射されて前記噴出口に
   集束し、 前記平板音波発生源から前記反射壁で反射されて前記噴
   出口へと前記被噴出液体中を進む前記音波は、前記反射
   壁において９０度より大なる角度を以て反射されて集束
   し、 前記反射壁は少なくともその一部の断面が、前記平板音
   波発生源から前記噴出口へと向かう第１の方向に平行な
   軸を持つ放物線を呈し、前記噴出口は前記放物線の焦点
   に位置 する液体噴出装置。
2. 【請求項２】 前記反射壁は前記第１の方向に平行な回
   転軸を持つ回転放物面を有し、前記噴出口は前記回転放
   物面の焦点に位置する、請求項１記載の液体噴出装置。
3. 【請求項３】 前記容器は、前記第１の方向に平行な平
   面を更に有する、請求項２記載の液体噴出装置。
4. 【請求項４】 前記平板音波発生源は、前記平板音波発
   生源から前記噴出口へと向かう第１の方向に対して垂直
   な第２の方向に沿って延在し、 前記反射壁は、前記第２の方向に垂直な断面において前
   記放物線を呈する、 請求項１記載の液体噴出装置。
5. 【請求項５】 前記平板音波発生源は前記第１及び第２
   の方向のいずれにも垂直な第３の方向に垂直な断面にお
   いて、前記噴出口に向かう凹部を呈する、請求項４記載
   の液体噴出装置。
6. 【請求項６】 前記平板音波発生源は振動子と、 前記振動子と前記容器との間に介在して設けられた振動
   板とを有する 、請求項１記載の液体噴出装置。
7. 【請求項７】 前記振動板の音響インピーダンスは、前
   記液体の音響インピーダンスと前記振動子の音響インピ
   ーダンスとの間の値を採る、請求項６記載の液体噴出装
   置。
8. 【請求項８】 前記噴出口よりも径が小さい開口部を有
   するノズルプレートを更に備える、請求項１記載の液体
   噴出装置。
9. 【請求項９】 前記反射壁のうち前記平板音波発生源側
   に設けられた、前記被噴出液体を供給する導入路を更に
   備え、 前記噴出口は単一の前記容器において複数配置され、前
   記導入路は前記複数の噴出口に対して共通に設けられ
   る、 請求項１記載の液体噴出装置。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし請求項９のいずれか一
    つに記載の液体噴出装置と、 前記噴出口に対向して設けられる用紙を、前記噴出口に
    対して相対的に移動させる移動機構とを備え、 前記被噴出液体を前記用紙に被着させることによって前
    記用紙にプリントするプリンタ装置。