JPH0957963A - 液滴噴射装置および液滴噴射方法 - Google Patents
液滴噴射装置および液滴噴射方法Info
- Publication number
- JPH0957963A JPH0957963A JP7213442A JP21344295A JPH0957963A JP H0957963 A JPH0957963 A JP H0957963A JP 7213442 A JP7213442 A JP 7213442A JP 21344295 A JP21344295 A JP 21344295A JP H0957963 A JPH0957963 A JP H0957963A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- droplet
- liquid
- chamber
- droplet ejecting
- droplets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/1404—Geometrical characteristics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14274—Structure of print heads with piezoelectric elements of stacked structure type, deformed by compression/extension and disposed on a diaphragm
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14322—Print head without nozzle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14387—Front shooter
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 液滴が吐出される開口部よりも遥かに小さな
液滴を１滴ずつ所望の着弾位置に飛翔でき、しかも液滴
の大きさを容易に可変できる液滴吐出装置を提供する。 【構成】 開口部１３を有する液滴噴射室１０と液滴噴
射室１０内に充填された液体の自由表面１５上に液滴噴
射点１７方向に進行する表面波１６を発生させる。表面
波は、液滴噴射室１０、振動板１１およびピエゾアクチ
ュエータ１２から構成される表面波発生手段２１により
発生させる。表面波発生手段２１により液滴噴射点１７
から概略等距離の位置に表面波１６を発生させると、干
渉により表面波１６の波高は徐々に増幅され高くなり、
液滴噴射点１７で液滴（図示せず）を分離し吐出する。
液滴を１滴ずつ所望の着弾位置に飛翔でき、しかも液滴
の大きさを容易に可変できる液滴吐出装置を提供する。 【構成】 開口部１３を有する液滴噴射室１０と液滴噴
射室１０内に充填された液体の自由表面１５上に液滴噴
射点１７方向に進行する表面波１６を発生させる。表面
波は、液滴噴射室１０、振動板１１およびピエゾアクチ
ュエータ１２から構成される表面波発生手段２１により
発生させる。表面波発生手段２１により液滴噴射点１７
から概略等距離の位置に表面波１６を発生させると、干
渉により表面波１６の波高は徐々に増幅され高くなり、
液滴噴射点１７で液滴（図示せず）を分離し吐出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液滴を噴射する装置
に関し、さらに詳しくは微小な液滴を被記録媒体へ飛翔
させ画像記録を行うインクジェット用記録ヘッドに関す
る。また、本発明は液滴を噴射する装置に関し、さらに
詳しくは常温では固体であり加熱により溶融する導電性
材料を液滴の状態で回路基板等に飛翔させ、回路基板上
にＬＳＩ等との接続で用いるバンプを形成する装置に関
する。
に関し、さらに詳しくは微小な液滴を被記録媒体へ飛翔
させ画像記録を行うインクジェット用記録ヘッドに関す
る。また、本発明は液滴を噴射する装置に関し、さらに
詳しくは常温では固体であり加熱により溶融する導電性
材料を液滴の状態で回路基板等に飛翔させ、回路基板上
にＬＳＩ等との接続で用いるバンプを形成する装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、インクジェットプリンタ等で用い
られる液滴噴射装置として、図１３（ａ）に示すよう
に、ピエゾ素子１２を振動させてインク室３０の容積を
膨張させインクタンク（図示せず）からインク等の液体
１４を吸引し、その後、図１３（ｂ）に示すようにイン
ク室３０の容積を収縮させ液体１４に圧力を加えてノズ
ル３１から液滴２０を紙などの記録媒体に飛翔させるも
の（米国特許第３９４６３９８号）がある。また、特公
昭６１−５９９１１号公報に記載されているようにイン
ク室に発熱素子を内蔵させ、熱エネルギにより瞬間的に
インク中に気泡を生じさせ、気泡の膨張力によりインク
を吐出させるものである。従来は、以上のようなポンプ
の原理を利用した液滴の吐出装置が数多く提案されてい
る。
られる液滴噴射装置として、図１３（ａ）に示すよう
に、ピエゾ素子１２を振動させてインク室３０の容積を
膨張させインクタンク（図示せず）からインク等の液体
１４を吸引し、その後、図１３（ｂ）に示すようにイン
ク室３０の容積を収縮させ液体１４に圧力を加えてノズ
ル３１から液滴２０を紙などの記録媒体に飛翔させるも
の（米国特許第３９４６３９８号）がある。また、特公
昭６１−５９９１１号公報に記載されているようにイン
ク室に発熱素子を内蔵させ、熱エネルギにより瞬間的に
インク中に気泡を生じさせ、気泡の膨張力によりインク
を吐出させるものである。従来は、以上のようなポンプ
の原理を利用した液滴の吐出装置が数多く提案されてい
る。
【０００３】また、インクを霧状にして飛翔させる液滴
噴射装置として、特開平４−１４４５５号公報、特開平
４−２９９１４８号公報、特開平５−３８８１０号公報
等が知られている。特開平４−１４４５５号公報では、
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように圧電性を有する伝搬
板３２の伝搬面３３の一端に複数の対をなす櫛形電極Ｉ
ＤＴ３４を形成しこれを駆動手段として用い、該駆動手
段に約２０ＭＨｚ程度の高周波交流電圧３５を印加し、
伝搬面３３の表面を励振し表面弾性波Ａを発生させる。
発生した表面弾性波Ａは矢印方向に進行し、伝播面３３
がインク１４と接する部分に至ると、そこからインク１
４へ漏洩し縦波弾性波（音響波）となり、この弾性波に
よりスリット３６で露出しているインクの表面３７を励
振させ、霧状に液滴２０を飛翔させる。
噴射装置として、特開平４−１４４５５号公報、特開平
４−２９９１４８号公報、特開平５−３８８１０号公報
等が知られている。特開平４−１４４５５号公報では、
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように圧電性を有する伝搬
板３２の伝搬面３３の一端に複数の対をなす櫛形電極Ｉ
ＤＴ３４を形成しこれを駆動手段として用い、該駆動手
段に約２０ＭＨｚ程度の高周波交流電圧３５を印加し、
伝搬面３３の表面を励振し表面弾性波Ａを発生させる。
発生した表面弾性波Ａは矢印方向に進行し、伝播面３３
がインク１４と接する部分に至ると、そこからインク１
４へ漏洩し縦波弾性波（音響波）となり、この弾性波に
よりスリット３６で露出しているインクの表面３７を励
振させ、霧状に液滴２０を飛翔させる。
【０００４】特開平４−２９９１４８号公報では、図１
５に示すようにスリット部材３８と共振子３９の間に間
隙を形成しインク室３０を形成する。インク室３０内に
は毛細管現象によりインク１４を満たし、共振子３９に
厚さ方向の共振振動を加え、その振動エネルギをインク
に伝搬させ、最終的にインク吐出口４０のインク界面４
１にランダムな表面波を形成し、表面波の干渉により共
振子の振動周波数に応じたインク粒子を霧状に噴射す
る。
５に示すようにスリット部材３８と共振子３９の間に間
隙を形成しインク室３０を形成する。インク室３０内に
は毛細管現象によりインク１４を満たし、共振子３９に
厚さ方向の共振振動を加え、その振動エネルギをインク
に伝搬させ、最終的にインク吐出口４０のインク界面４
１にランダムな表面波を形成し、表面波の干渉により共
振子の振動周波数に応じたインク粒子を霧状に噴射す
る。
【０００５】特開平５−３８８１０号公報では、図１６
に示すように圧電体基板４２の表裏に一対の電極４３が
形成されており、圧電体基板４２はギャップ支持材４４
を介してノズルプレート４５が接合されており、そのギ
ャップ空間には毛細管力によりインク１４が満たされて
いる。この電極４３により形成される交差領域４６に圧
電体基板４２の厚さで決まる共振周波数で変位する電圧
を印加すると、圧電体基板４２は共振し、インク１４中
に超音波を発生させる。超音波はインク１４中を伝搬
し、交差領域４６の真上のノズル３１に満たされたイン
ク表面３７に表面波を発生させる。この表面波が一定以
上の振幅を越えて大きくなると、ノズル３１からインク
滴２０が霧状に吐出する。
に示すように圧電体基板４２の表裏に一対の電極４３が
形成されており、圧電体基板４２はギャップ支持材４４
を介してノズルプレート４５が接合されており、そのギ
ャップ空間には毛細管力によりインク１４が満たされて
いる。この電極４３により形成される交差領域４６に圧
電体基板４２の厚さで決まる共振周波数で変位する電圧
を印加すると、圧電体基板４２は共振し、インク１４中
に超音波を発生させる。超音波はインク１４中を伝搬
し、交差領域４６の真上のノズル３１に満たされたイン
ク表面３７に表面波を発生させる。この表面波が一定以
上の振幅を越えて大きくなると、ノズル３１からインク
滴２０が霧状に吐出する。
【０００６】上記の特開平４−１４４５５号公報、特開
平４−２９９１４８号公報、特開平５−３８８１０号公
報は、それぞれインク液面に表面波を発生させる手段は
異なるが、何れの装置においても超音波加湿器の噴射原
理と同様にして、液体の自由表面にランダムに表面波を
発生させ、該表面波の干渉により不特定多数の噴射点か
ら液体を霧状にして噴射を行う。
平４−２９９１４８号公報、特開平５−３８８１０号公
報は、それぞれインク液面に表面波を発生させる手段は
異なるが、何れの装置においても超音波加湿器の噴射原
理と同様にして、液体の自由表面にランダムに表面波を
発生させ、該表面波の干渉により不特定多数の噴射点か
ら液体を霧状にして噴射を行う。
【０００７】また、アコースティックストリーミングに
よる音響圧力を利用した液滴吐出装置が、特開昭６３−
１６２２５３号公報で開示されている。特開昭６３−１
６２２５３号公報記載の発明では、図１７に示すように
圧電トランスデューサ４７の振動により超音波音響波を
発生させ、これを球面状音響レンズ４８により液体１４
の自由表面上１５の１点に収束させ、音響波が液体１４
の自由表面１５に衝突する際に生じる放射圧により、液
滴２０を液体の自由表面から分離し噴射させる。
よる音響圧力を利用した液滴吐出装置が、特開昭６３−
１６２２５３号公報で開示されている。特開昭６３−１
６２２５３号公報記載の発明では、図１７に示すように
圧電トランスデューサ４７の振動により超音波音響波を
発生させ、これを球面状音響レンズ４８により液体１４
の自由表面上１５の１点に収束させ、音響波が液体１４
の自由表面１５に衝突する際に生じる放射圧により、液
滴２０を液体の自由表面から分離し噴射させる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】インクジェット方式を
はじめとする各種プリンタには、ピクトリアルなカラー
画像出力への要望が高まっている。これを実現するため
には、ハイライト側からシャドー側に至るまでの連続し
た滑らかな濃度階調記録特性が必要となる。このような
階調記録特性をインクジェット方式で実現するために
は、１画素毎に吐出するインク滴量を変化させ濃度変調
を行うか、あるいは画素サイズよりも微細な複数のイン
ク滴で１画素を構成し、インク滴数により濃度変調を行
うことが必要となる。何れの方法においても、トーンジ
ャンプのない滑らかな階調表現を実現するためには、画
素サイズに比べ十分に微細な液滴を形成する、微小液滴
の形成技術が必須となる。ところが上記した従来の液滴
吐出装置では、以下に示すような理由により、このよう
な微小な液滴形成が困難であった。
はじめとする各種プリンタには、ピクトリアルなカラー
画像出力への要望が高まっている。これを実現するため
には、ハイライト側からシャドー側に至るまでの連続し
た滑らかな濃度階調記録特性が必要となる。このような
階調記録特性をインクジェット方式で実現するために
は、１画素毎に吐出するインク滴量を変化させ濃度変調
を行うか、あるいは画素サイズよりも微細な複数のイン
ク滴で１画素を構成し、インク滴数により濃度変調を行
うことが必要となる。何れの方法においても、トーンジ
ャンプのない滑らかな階調表現を実現するためには、画
素サイズに比べ十分に微細な液滴を形成する、微小液滴
の形成技術が必須となる。ところが上記した従来の液滴
吐出装置では、以下に示すような理由により、このよう
な微小な液滴形成が困難であった。
【０００９】図１１に示した米国特許第３９４６３９８
号に記載されている液滴吐出装置、および特公昭６１−
５９９１１号公報に記載の液滴噴射装置は、何れもポン
プの原理を利用した液滴吐出方法のため、吐出可能な最
小液滴径はノズル径と同程度であり、例えば、ノズル径
の１／１０の直径の液滴を吐出することは極めて困難で
あった。したがって、これらの液滴吐出装置で微小液滴
吐出を実現するためには、所望とする液滴径と同程度ま
でノズル径を小径化することが必要となる。ところが、
ノズルの小径化は、ノズルの目詰まりを発生させやすく
なるため信頼性の点で課題が生じる。このため、上記し
た従来のインクジェット装置で、例えば直径数μm 乃至
２０μm といった微小液滴の形成は極めて困難であっ
た。また、ノズルの小径化に伴い、より高度な精密微細
加工が要求されるため、ポンプの原理を利用した液滴吐
出装置で微小液滴を吐出する場合には、上記した信頼性
の課題に加え、生産性の点でも課題があった。
号に記載されている液滴吐出装置、および特公昭６１−
５９９１１号公報に記載の液滴噴射装置は、何れもポン
プの原理を利用した液滴吐出方法のため、吐出可能な最
小液滴径はノズル径と同程度であり、例えば、ノズル径
の１／１０の直径の液滴を吐出することは極めて困難で
あった。したがって、これらの液滴吐出装置で微小液滴
吐出を実現するためには、所望とする液滴径と同程度ま
でノズル径を小径化することが必要となる。ところが、
ノズルの小径化は、ノズルの目詰まりを発生させやすく
なるため信頼性の点で課題が生じる。このため、上記し
た従来のインクジェット装置で、例えば直径数μm 乃至
２０μm といった微小液滴の形成は極めて困難であっ
た。また、ノズルの小径化に伴い、より高度な精密微細
加工が要求されるため、ポンプの原理を利用した液滴吐
出装置で微小液滴を吐出する場合には、上記した信頼性
の課題に加え、生産性の点でも課題があった。
【００１０】次に、液体の自由表面に表面波を発生させ
霧状にして液滴を噴射する特開平４−１４４５５号公
報、特開平４−２９９１４８号公報や特開平５−３８８
１０号公報の液滴噴射装置では、直径数μm 程度の微細
な液滴を霧状に噴射することができる。また、噴射時間
を変化させることにより被記録媒体に着弾する液滴数を
制御することができる等の特徴を有す。しかし、これら
の液滴噴射装置では、液体の自由表面上にランダムに発
生させた表面波を干渉させた結果、不特定多数の液滴噴
射点から霧状に液滴を噴射させるため、吐出する液滴の
直径はバラツキがあり、また噴射方向や噴射速度も液滴
毎に異なる。このため、インクジェット用の記録ヘッド
やバンプの形成装置において要求される１滴毎の液滴の
制御性の点に課題があった。すなわち、液滴の被記録媒
体への着弾位置および着弾量を高精度に制御することが
困難であるという課題があった。
霧状にして液滴を噴射する特開平４−１４４５５号公
報、特開平４−２９９１４８号公報や特開平５−３８８
１０号公報の液滴噴射装置では、直径数μm 程度の微細
な液滴を霧状に噴射することができる。また、噴射時間
を変化させることにより被記録媒体に着弾する液滴数を
制御することができる等の特徴を有す。しかし、これら
の液滴噴射装置では、液体の自由表面上にランダムに発
生させた表面波を干渉させた結果、不特定多数の液滴噴
射点から霧状に液滴を噴射させるため、吐出する液滴の
直径はバラツキがあり、また噴射方向や噴射速度も液滴
毎に異なる。このため、インクジェット用の記録ヘッド
やバンプの形成装置において要求される１滴毎の液滴の
制御性の点に課題があった。すなわち、液滴の被記録媒
体への着弾位置および着弾量を高精度に制御することが
困難であるという課題があった。
【００１１】また、特開昭６３−１６２２５３号公報に
記載されている音響波を利用した液滴吐出装置では、振
動エネルギの利用効率が低いため、個々のインク滴を発
生させる超音波振動子にサイズの大きなものが必要とな
り装置が大型化する課題があった。また、音響レンズの
焦点深度は極めて浅いためインク自由表面位置の高精度
な制御を実現する手段を必要とし、また個々の超音波振
動子に対し音響レンズが必要とされるため装置構成が複
雑となり、さらには数ＭＨｚ乃至数百ＭＨｚの高周波信
号の発振、増幅を行う高周波電力増幅発生部、および記
録のための高周波電力スイッチ部等、数百ＭＨｚの信号
を通過させる帯域を持った回路構成が必要となるため、
装置が高価になるという課題があった。
記載されている音響波を利用した液滴吐出装置では、振
動エネルギの利用効率が低いため、個々のインク滴を発
生させる超音波振動子にサイズの大きなものが必要とな
り装置が大型化する課題があった。また、音響レンズの
焦点深度は極めて浅いためインク自由表面位置の高精度
な制御を実現する手段を必要とし、また個々の超音波振
動子に対し音響レンズが必要とされるため装置構成が複
雑となり、さらには数ＭＨｚ乃至数百ＭＨｚの高周波信
号の発振、増幅を行う高周波電力増幅発生部、および記
録のための高周波電力スイッチ部等、数百ＭＨｚの信号
を通過させる帯域を持った回路構成が必要となるため、
装置が高価になるという課題があった。
【００１２】本発明の目的はこのような従来の課題を解
決し、液滴が吐出される開口部よりも遥かに微細な液滴
を１滴ずつ所望の着弾位置に飛翔させることができ、し
かも簡易な構成で安価に実現できる液滴吐出装置を提供
することにある。さらに本発明の目的は、液滴の大きさ
を容易に可変できる液滴吐出装置を提供することにあ
る。
決し、液滴が吐出される開口部よりも遥かに微細な液滴
を１滴ずつ所望の着弾位置に飛翔させることができ、し
かも簡易な構成で安価に実現できる液滴吐出装置を提供
することにある。さらに本発明の目的は、液滴の大きさ
を容易に可変できる液滴吐出装置を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の液滴噴射装置で
は、液滴噴射点を内包する開口部を有する液滴噴射室
と、前記液滴噴射室の開口部に形成される該液滴噴射室
に充填された液体の自由表面上に、前記液滴噴射点から
概略等距離の位置に前記液滴噴射点方向に進行する表面
波を形成する表面波発生手段とを少なくとも含み構成さ
れることを特徴とする。
は、液滴噴射点を内包する開口部を有する液滴噴射室
と、前記液滴噴射室の開口部に形成される該液滴噴射室
に充填された液体の自由表面上に、前記液滴噴射点から
概略等距離の位置に前記液滴噴射点方向に進行する表面
波を形成する表面波発生手段とを少なくとも含み構成さ
れることを特徴とする。
【００１４】また本発明の液滴噴射装置では、前記表面
波は、前記液滴噴射点を中心とする円形状であることを
特徴とする。
波は、前記液滴噴射点を中心とする円形状であることを
特徴とする。
【００１５】さらに本発明の液滴噴射装置では、前記表
面波発生手段は、表面波の波高および波長を任意に制御
できる、波形制御手段を具備することを特徴とする。
面波発生手段は、表面波の波高および波長を任意に制御
できる、波形制御手段を具備することを特徴とする。
【００１６】さらに本発明の液滴噴射装置では、前記表
面波発生手段は、表面から深さ方向に徐々に口径が拡が
る円形または多角形の開口部を有す液滴噴射室と、前記
液滴噴射室の底面近傍の前記液体に対し、前記液滴噴室
の底面側から表面側に向かう間欠的な液流を発生させる
液流発生手段とを少なくとも含み、かつ前記液流の作用
により前記液体の自由表面から液滴が噴射されないよう
に構成されることを特徴とする。
面波発生手段は、表面から深さ方向に徐々に口径が拡が
る円形または多角形の開口部を有す液滴噴射室と、前記
液滴噴射室の底面近傍の前記液体に対し、前記液滴噴室
の底面側から表面側に向かう間欠的な液流を発生させる
液流発生手段とを少なくとも含み、かつ前記液流の作用
により前記液体の自由表面から液滴が噴射されないよう
に構成されることを特徴とする。
【００１７】さらに本発明の液滴噴射装置では、前記液
流発生手段は、前記液流の流速と液流の発生時間を任意
に制御できる液流制御手段を具備することを特徴とす
る。
流発生手段は、前記液流の流速と液流の発生時間を任意
に制御できる液流制御手段を具備することを特徴とす
る。
【００１８】さらに本発明の液滴噴射装置では、前記液
流発生手段は、前記液滴噴射室の底面に接続された前記
液滴噴射室の底面から表面方向に変位可能な振動板と、
該振動板に接続されたアクチュエータとを少なくとも含
み構成されることを特徴とする。
流発生手段は、前記液滴噴射室の底面に接続された前記
液滴噴射室の底面から表面方向に変位可能な振動板と、
該振動板に接続されたアクチュエータとを少なくとも含
み構成されることを特徴とする。
【００１９】さらに本発明の液滴噴射装置では、前記液
流発生手段は、前記液滴噴射室の底面近傍に発熱素子を
配置して構成されることを特徴とする。
流発生手段は、前記液滴噴射室の底面近傍に発熱素子を
配置して構成されることを特徴とする。
【００２０】さらに本発明の液滴噴射装置では、前記発
熱素子は、前記液滴噴射室の底面外周部に配置されたこ
とを特徴とする。
熱素子は、前記液滴噴射室の底面外周部に配置されたこ
とを特徴とする。
【００２１】さらに本発明の液滴噴射装置では、前記液
体は、常温では固体であり加熱により溶融するホットメ
ルト媒体であり、かつ該ホットメルト媒体を加熱する手
段を具備したことを特徴とする。
体は、常温では固体であり加熱により溶融するホットメ
ルト媒体であり、かつ該ホットメルト媒体を加熱する手
段を具備したことを特徴とする。
【００２２】さらに本発明の液滴噴射装置では、前記ホ
ットメルト媒体は、導電性を有することを特徴とする。
ットメルト媒体は、導電性を有することを特徴とする。
【００２３】さらに本発明の液滴噴射方法では、液体の
自由表面上に液滴噴射点から概略等距離の位置に前記液
滴噴射点方向に進行する表面波を形成することを特徴と
する。
自由表面上に液滴噴射点から概略等距離の位置に前記液
滴噴射点方向に進行する表面波を形成することを特徴と
する。
【００２４】
【作用】図３を参照して、本発明の作用を説明する。図
３は液滴の吐出過程を示す液滴吐出装置の断面図であ
り、同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、表面波を
発生させた状態、表面波の進行により液柱が発生した状
態、および液滴が飛翔した状態を示す。同図において１
０は液滴噴射室、１１は振動板、１２はピエゾアクチュ
エータ、２１は表面波発生手段、１３は開口部である。
３は液滴の吐出過程を示す液滴吐出装置の断面図であ
り、同図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ、表面波を
発生させた状態、表面波の進行により液柱が発生した状
態、および液滴が飛翔した状態を示す。同図において１
０は液滴噴射室、１１は振動板、１２はピエゾアクチュ
エータ、２１は表面波発生手段、１３は開口部である。
【００２５】本発明の液滴噴射装置では、図３に示すよ
うに開口部１３を有する液滴噴射室１０と液滴噴射室１
０内に充填された液体の自由表面１５上に液滴噴射点１
７方向に進行する表面波１６を発生させる表面波発生手
段２１を有す。
うに開口部１３を有する液滴噴射室１０と液滴噴射室１
０内に充填された液体の自由表面１５上に液滴噴射点１
７方向に進行する表面波１６を発生させる表面波発生手
段２１を有す。
【００２６】図３（ａ）に示すように、表面波発生手段
２１により液滴噴射点１７から概略等距離の位置に表面
波１６を発生させる。すなわち、液滴吐出点１７を中心
とした円形あるいは多角形の、全部あるいは一部の周上
に表面波１６を発生させる。このような表面波１６が液
滴吐出点１７の方向に進行するにつれ位相のそろった表
面波が干渉し、表面波１６の波高が徐々に増加する。そ
の結果、液滴噴射点１７の近傍で図３（ｂ）に示すよう
に液柱１８を形成するようになる。液滴吐出点では波高
が最大となり、ついには図３（ｃ）に示すように液柱１
８の先端から液滴２０が分離し吐出する。
２１により液滴噴射点１７から概略等距離の位置に表面
波１６を発生させる。すなわち、液滴吐出点１７を中心
とした円形あるいは多角形の、全部あるいは一部の周上
に表面波１６を発生させる。このような表面波１６が液
滴吐出点１７の方向に進行するにつれ位相のそろった表
面波が干渉し、表面波１６の波高が徐々に増加する。そ
の結果、液滴噴射点１７の近傍で図３（ｂ）に示すよう
に液柱１８を形成するようになる。液滴吐出点では波高
が最大となり、ついには図３（ｃ）に示すように液柱１
８の先端から液滴２０が分離し吐出する。
【００２７】吐出する液滴２０の直径は、図３（ｂ）お
よび（ｃ）から明らかなように、吐出直前の液柱１８の
太さ（直径）に比例して変化する。また液柱１８の直径
は表面波１６の波長にほぼ比例して変化する。ここで表
面波の波長とは、図３（ａ）に示すλで定義するものと
する。また、液滴２０が吐出するか否かは、液柱１８の
高さ、すなわち表面波１６の波高に依存する。このため
本発明の液滴噴射装置では、液滴の直径は開口部の大き
さには依存せず、表面波１６の波長により可変できるこ
とが分かる。また、液滴を吐出するか否かは表面波１６
の波高を変えることにより制御可能となる。
よび（ｃ）から明らかなように、吐出直前の液柱１８の
太さ（直径）に比例して変化する。また液柱１８の直径
は表面波１６の波長にほぼ比例して変化する。ここで表
面波の波長とは、図３（ａ）に示すλで定義するものと
する。また、液滴２０が吐出するか否かは、液柱１８の
高さ、すなわち表面波１６の波高に依存する。このため
本発明の液滴噴射装置では、液滴の直径は開口部の大き
さには依存せず、表面波１６の波長により可変できるこ
とが分かる。また、液滴を吐出するか否かは表面波１６
の波高を変えることにより制御可能となる。
【００２８】このような表面波は、図３（ａ）に示すよ
うな表面から底面に向けて開口部が徐々に拡がる液滴噴
射室１０の底面側から表面側に間欠的な液流２２を作用
させることにより形成することができる。液滴噴射室１
０の底面側から表面側に向かう液流２２は、表面に近づ
くにつれ液滴噴射室１０の開口径が小さくなるため液滴
噴射室１０の壁面近傍の圧力が増加し壁面近傍の流速が
高まるため、液体自由表面１５上において開口部１３の
形状に従った表面波１６が発生する。したがって、円形
の開口部を用いた場合には円形状の表面波を形成するこ
とができ、多角形の開口部を用いた場合には多角形状の
表面波を形成することができる。ここで、形成する表面
波１６の波長λは主に液流２２の発生時間を変化させる
ことで任意に制御でき、形成する表面波１６の波高は主
に液流２２の流速を変化させることで任意に制御できる
ことを実験により確認した。なお本発明で扱う“液流”
という言葉は、非圧縮的な液体の流れと液体の圧縮によ
る音響流の両者の総称として定義する。
うな表面から底面に向けて開口部が徐々に拡がる液滴噴
射室１０の底面側から表面側に間欠的な液流２２を作用
させることにより形成することができる。液滴噴射室１
０の底面側から表面側に向かう液流２２は、表面に近づ
くにつれ液滴噴射室１０の開口径が小さくなるため液滴
噴射室１０の壁面近傍の圧力が増加し壁面近傍の流速が
高まるため、液体自由表面１５上において開口部１３の
形状に従った表面波１６が発生する。したがって、円形
の開口部を用いた場合には円形状の表面波を形成するこ
とができ、多角形の開口部を用いた場合には多角形状の
表面波を形成することができる。ここで、形成する表面
波１６の波長λは主に液流２２の発生時間を変化させる
ことで任意に制御でき、形成する表面波１６の波高は主
に液流２２の流速を変化させることで任意に制御できる
ことを実験により確認した。なお本発明で扱う“液流”
という言葉は、非圧縮的な液体の流れと液体の圧縮によ
る音響流の両者の総称として定義する。
【００２９】表面波１６は、円形状に形成した場合に干
渉による表面波の波高の増幅率が最も大きく、また完全
に位相のそろった表面波が干渉しながら液滴吐出点方向
に進行するため、最も効率的にかつ安定した信頼性の高
い液滴の吐出が可能となる。
渉による表面波の波高の増幅率が最も大きく、また完全
に位相のそろった表面波が干渉しながら液滴吐出点方向
に進行するため、最も効率的にかつ安定した信頼性の高
い液滴の吐出が可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を参照して詳細に説明する。
面を参照して詳細に説明する。
【００３１】（実施例１）図１（ａ）、（ｂ）はそれぞ
れ、本発明の第一の実施例の液滴噴射装置の上面図、お
よび断面図を示す。図１（ａ）に示すように、実施例１
では液滴噴射装置を複数個並列に並べ、インクジェット
用記録ヘッドに応用した。一つ一つの液滴噴射装置は、
図１（ｂ）に示すように、深さ方向に徐々に開口径が拡
がる液滴噴射室１０と液滴噴射室１０の底面に接続され
た振動板１１と、振動板１１に接続されたピエゾアクチ
ュエータ１２から構成される。液滴噴射室１０内には液
体インク１４が充填されており、液滴噴射室１０はイン
ク供給路２６を通じてインクタンク１９と連通してい
る。ここで、開口部１３および液滴噴射室１０の底面
は、それぞれ直径８０μm 、および直径２４０μm の円
形とし、液滴噴射室の深さは１００μm とした。また、
隣り合う開口の中心間隔は２５４μm とした。
れ、本発明の第一の実施例の液滴噴射装置の上面図、お
よび断面図を示す。図１（ａ）に示すように、実施例１
では液滴噴射装置を複数個並列に並べ、インクジェット
用記録ヘッドに応用した。一つ一つの液滴噴射装置は、
図１（ｂ）に示すように、深さ方向に徐々に開口径が拡
がる液滴噴射室１０と液滴噴射室１０の底面に接続され
た振動板１１と、振動板１１に接続されたピエゾアクチ
ュエータ１２から構成される。液滴噴射室１０内には液
体インク１４が充填されており、液滴噴射室１０はイン
ク供給路２６を通じてインクタンク１９と連通してい
る。ここで、開口部１３および液滴噴射室１０の底面
は、それぞれ直径８０μm 、および直径２４０μm の円
形とし、液滴噴射室の深さは１００μm とした。また、
隣り合う開口の中心間隔は２５４μm とした。
【００３２】まず、液滴噴射装置の液滴噴射特性につい
て調べた。ピエゾアクチュエータ１２に図２に示すよう
な、時間幅が３μｓ、変位幅が０．２μm の単一の三角
波状の時間応答の変位を与えたところ、開口部１３の中
心部から直径約１５μm のインク滴が安定して吐出する
ことを確認した。この液滴２０の吐出過程をストロボ観
察した。その結果、ピエゾアクチュエータ１２を駆動し
て振動板１１に変位を与えると、まず図３（ａ）に示す
ような円形の表面波１６が形成される様子が観察され
た。この円形状の表面波１６は中心方向、すなわち液滴
噴射点１７方向に進行しながら徐々に波高が増幅され、
液滴噴射点近傍で図３（ｂ）に示すような液柱１８を形
成した。さらにその直後、図３（ｃ）に示すように液柱
１８から約直径１５μm のインク滴２０が分離し、上方
に飛翔した。以上のように本発明の液滴吐出装置では、
表面波の干渉を利用して液滴を吐出するため、開口部１
３の大きさよりも遥かに小さなインク滴２０の吐出が可
能なことを確認した。本実施例ではピエゾアクチュエー
タ１２の駆動波形は図２に示すような三角波としたが、
例えば正弦波や矩形波、あるいはこれらを合成した任意
の波形でも、液体の自由表面１５に図３（ａ）に示すよ
うな表面波１６が形成できれば、実施例１と同様に開口
部１３よりも小さな直径の液滴を吐出できることを確認
した。
て調べた。ピエゾアクチュエータ１２に図２に示すよう
な、時間幅が３μｓ、変位幅が０．２μm の単一の三角
波状の時間応答の変位を与えたところ、開口部１３の中
心部から直径約１５μm のインク滴が安定して吐出する
ことを確認した。この液滴２０の吐出過程をストロボ観
察した。その結果、ピエゾアクチュエータ１２を駆動し
て振動板１１に変位を与えると、まず図３（ａ）に示す
ような円形の表面波１６が形成される様子が観察され
た。この円形状の表面波１６は中心方向、すなわち液滴
噴射点１７方向に進行しながら徐々に波高が増幅され、
液滴噴射点近傍で図３（ｂ）に示すような液柱１８を形
成した。さらにその直後、図３（ｃ）に示すように液柱
１８から約直径１５μm のインク滴２０が分離し、上方
に飛翔した。以上のように本発明の液滴吐出装置では、
表面波の干渉を利用して液滴を吐出するため、開口部１
３の大きさよりも遥かに小さなインク滴２０の吐出が可
能なことを確認した。本実施例ではピエゾアクチュエー
タ１２の駆動波形は図２に示すような三角波としたが、
例えば正弦波や矩形波、あるいはこれらを合成した任意
の波形でも、液体の自由表面１５に図３（ａ）に示すよ
うな表面波１６が形成できれば、実施例１と同様に開口
部１３よりも小さな直径の液滴を吐出できることを確認
した。
【００３３】そこで次に、このような液滴噴射装置をイ
ンクジェット記録ヘッドに適用し、印字実験を行った。
図４（ａ）は印字装置の外観を示す斜視図、（ｂ）は記
録ヘッドの記録用紙に対向した面の開口部を示す平面図
である。５１は記録用紙、５２は記録ヘッド、５３はプ
ラテンを示す。記録ヘッド５２は複数の開口部１３を有
しており、このインク吐出点となる開口部が図４（ｂ）
に示すように記録用紙を介してプラテン５３に対向する
ように記録ヘッド５２をキャリッジ５４に固定した。こ
こでインク吐出点となる開口部１３は、図４（ｂ）に示
すように１列に３２個の開口部１３が４列に千鳥状に配
置されており、全体で１２８個の開口部１３が６３．５
μm のピッチで配列された記録ヘッド構成とした。な
お、個々の液滴噴射装置は、電気的な記録信号に応じて
各々独立にインク吐出の有無を制御することができるよ
うに構成した。
ンクジェット記録ヘッドに適用し、印字実験を行った。
図４（ａ）は印字装置の外観を示す斜視図、（ｂ）は記
録ヘッドの記録用紙に対向した面の開口部を示す平面図
である。５１は記録用紙、５２は記録ヘッド、５３はプ
ラテンを示す。記録ヘッド５２は複数の開口部１３を有
しており、このインク吐出点となる開口部が図４（ｂ）
に示すように記録用紙を介してプラテン５３に対向する
ように記録ヘッド５２をキャリッジ５４に固定した。こ
こでインク吐出点となる開口部１３は、図４（ｂ）に示
すように１列に３２個の開口部１３が４列に千鳥状に配
置されており、全体で１２８個の開口部１３が６３．５
μm のピッチで配列された記録ヘッド構成とした。な
お、個々の液滴噴射装置は、電気的な記録信号に応じて
各々独立にインク吐出の有無を制御することができるよ
うに構成した。
【００３４】印字は以下のようにして行った。まず図４
（ａ）に示すように、記録ヘッド５２をキャリッジ５４
によりプラテン５３の軸方向に走査（主走査）した。１
２８個の液滴飛翔装置による液滴飛翔のタイミングを主
走査方向に１５．８７５μm毎に画像信号に応じて制御
することにより、主走査方向に１６００ｄｐｉ、副走査
方向には４００ｄｐｉの画素密度で４列分の画素を形成
した。次に、図４（ａ）に示すように記録用紙５１を副
走査方向に１５．８７５μm 送った後、１回目の走査方
向とは逆方向に記録ヘッド５２を主走査させ、１回目の
走査と同様にして４列分の画素を形成した。以上のよう
な繰り返しを合計４回行うことにより、主走査方向、副
走査方向ともに１６００ｄｐｉの画素密度で１６列分の
画素を形成した。次に、記録用紙５１を副走査方向に２
０６．３７５μm 移動させた後に、上記のようにして１
６列分の印字を行った。以上のように、１６列印字毎に
記録用紙５１を副走査方向に２０６．３７５μm 移動さ
せる動作を繰り返すことにより、Ａ４サイズの記録用紙
５１上に主走査、副走査方向ともに１６００ｄｐｉの解
像度で画像形成を行った。
（ａ）に示すように、記録ヘッド５２をキャリッジ５４
によりプラテン５３の軸方向に走査（主走査）した。１
２８個の液滴飛翔装置による液滴飛翔のタイミングを主
走査方向に１５．８７５μm毎に画像信号に応じて制御
することにより、主走査方向に１６００ｄｐｉ、副走査
方向には４００ｄｐｉの画素密度で４列分の画素を形成
した。次に、図４（ａ）に示すように記録用紙５１を副
走査方向に１５．８７５μm 送った後、１回目の走査方
向とは逆方向に記録ヘッド５２を主走査させ、１回目の
走査と同様にして４列分の画素を形成した。以上のよう
な繰り返しを合計４回行うことにより、主走査方向、副
走査方向ともに１６００ｄｐｉの画素密度で１６列分の
画素を形成した。次に、記録用紙５１を副走査方向に２
０６．３７５μm 移動させた後に、上記のようにして１
６列分の印字を行った。以上のように、１６列印字毎に
記録用紙５１を副走査方向に２０６．３７５μm 移動さ
せる動作を繰り返すことにより、Ａ４サイズの記録用紙
５１上に主走査、副走査方向ともに１６００ｄｐｉの解
像度で画像形成を行った。
【００３５】なお、ここで液滴噴射装置から吐出される
インク滴の記録用紙５１上でのドット径を測定したとこ
ろおよそ２１μm であり、１６００ｄｐｉ相当の印字を
行う場合に、ベタ印字を行っても白抜けの無い適切なイ
ンク滴径であることを確認した。このように、本発明の
液滴噴射装置では、開口部１３の間隔は４００ｄｐｉ相
当であるにも拘らず、開口部よりも遥かに小さな液滴の
噴射が可能なため、１６００ｄｐｉと極めて高解像度で
画像を形成できることを確認した。
インク滴の記録用紙５１上でのドット径を測定したとこ
ろおよそ２１μm であり、１６００ｄｐｉ相当の印字を
行う場合に、ベタ印字を行っても白抜けの無い適切なイ
ンク滴径であることを確認した。このように、本発明の
液滴噴射装置では、開口部１３の間隔は４００ｄｐｉ相
当であるにも拘らず、開口部よりも遥かに小さな液滴の
噴射が可能なため、１６００ｄｐｉと極めて高解像度で
画像を形成できることを確認した。
【００３６】上記の実施例では、液流２２の直接的な作
用により液体の自由表面１５から液滴２０が噴射されな
いように、ピエゾアクチュエータ１２の駆動条件を調整
した。以下の実施例では、比較例として液流２２の直接
的な作用による液滴２０の吐出を試みた。ピエゾアクチ
ュエータ１２の変位を０．２μm から徐々に増加し変位
量を０．３５μm としたところ、図５（ａ）に示すよう
に、表面波１６の形成と同時に表面波１６の先端から複
数の微細な液滴２０がランダムに吐出した。この状態で
は、液滴２０の直径、飛翔方向ともにランダムなため、
１滴毎に液滴２０の着弾位置を制御することはできなか
った。次に、さらにピエゾアクチュエータ１２の変位を
増加して０．５μm とすると、図５（ｂ）に示すよう
に、従来のポンプの原理を利用した吐出メカニズムによ
り、開口部１３の直径にほぼ等しい大きな液滴２０が吐
出した。以上のように、開口部１３よりも小さな直径の
液滴２０を着弾位置を制御して飛翔させるためには、液
流２２の直接的な作用により液体自由表面１５から液滴
２０が噴射しないように、液流２２を発生させる必要が
あることを確認した。
用により液体の自由表面１５から液滴２０が噴射されな
いように、ピエゾアクチュエータ１２の駆動条件を調整
した。以下の実施例では、比較例として液流２２の直接
的な作用による液滴２０の吐出を試みた。ピエゾアクチ
ュエータ１２の変位を０．２μm から徐々に増加し変位
量を０．３５μm としたところ、図５（ａ）に示すよう
に、表面波１６の形成と同時に表面波１６の先端から複
数の微細な液滴２０がランダムに吐出した。この状態で
は、液滴２０の直径、飛翔方向ともにランダムなため、
１滴毎に液滴２０の着弾位置を制御することはできなか
った。次に、さらにピエゾアクチュエータ１２の変位を
増加して０．５μm とすると、図５（ｂ）に示すよう
に、従来のポンプの原理を利用した吐出メカニズムによ
り、開口部１３の直径にほぼ等しい大きな液滴２０が吐
出した。以上のように、開口部１３よりも小さな直径の
液滴２０を着弾位置を制御して飛翔させるためには、液
流２２の直接的な作用により液体自由表面１５から液滴
２０が噴射しないように、液流２２を発生させる必要が
あることを確認した。
【００３７】（実施例２、３）図６（ａ）、（ｂ）は、
本発明の実施例２、３を示す液滴噴射装置の上面図であ
る。同図（ａ）は、直径８０μm の円に外接する正十二
角形の開口部１３を有する液滴噴射装置を、同図（ｂ）
は直径８０μm の円に外接する正六角形の開口部１３を
有する液滴噴射装置の上面図を示す。開口部１３の形状
以外は、図１（ｂ）に示す液滴噴射装置と同様の構成と
した。実施例１と同様のピエゾアクチュエータの駆動条
件では、図６（ａ）、（ｂ）何れの装置においても、液
滴は噴射されなかった。この時の様子を実施例１と同様
にしてストロボ観察した。その結果、実施例１と同様に
アクチュエータの駆動により多角形状の開口部の形状に
沿って表面波が形成され、次いでこの表面波が中心に向
かうにつれ徐々に波高が増幅され、液柱を形成する様子
が観察された。しかし、実施例１と比べると、表面波の
波高の増幅率が小さいため、液滴吐出にまでは至らない
ことが分かった。また表面波の波高の増幅率は、より円
形に近い正十二角形の方が大きいことが分かった。そこ
で、ピエゾアクチュエータの変位を増加して液滴吐出を
試みた結果、図６（ａ）の装置では変位量０．２４μm
で、図６（ｂ）の装置では変位量０．２８μm で、直径
約２０μm の液滴２０の吐出が可能となった。
本発明の実施例２、３を示す液滴噴射装置の上面図であ
る。同図（ａ）は、直径８０μm の円に外接する正十二
角形の開口部１３を有する液滴噴射装置を、同図（ｂ）
は直径８０μm の円に外接する正六角形の開口部１３を
有する液滴噴射装置の上面図を示す。開口部１３の形状
以外は、図１（ｂ）に示す液滴噴射装置と同様の構成と
した。実施例１と同様のピエゾアクチュエータの駆動条
件では、図６（ａ）、（ｂ）何れの装置においても、液
滴は噴射されなかった。この時の様子を実施例１と同様
にしてストロボ観察した。その結果、実施例１と同様に
アクチュエータの駆動により多角形状の開口部の形状に
沿って表面波が形成され、次いでこの表面波が中心に向
かうにつれ徐々に波高が増幅され、液柱を形成する様子
が観察された。しかし、実施例１と比べると、表面波の
波高の増幅率が小さいため、液滴吐出にまでは至らない
ことが分かった。また表面波の波高の増幅率は、より円
形に近い正十二角形の方が大きいことが分かった。そこ
で、ピエゾアクチュエータの変位を増加して液滴吐出を
試みた結果、図６（ａ）の装置では変位量０．２４μm
で、図６（ｂ）の装置では変位量０．２８μm で、直径
約２０μm の液滴２０の吐出が可能となった。
【００３８】以上のように、開口部の形状が円形の場合
に比べ液滴吐出に必要とされる印加エネルギは若干増加
するものの、表面波の発生位置が液滴吐出点から概略等
距離となるような多角形状の開口部を有する液滴吐出装
置でも、表面波の干渉により開口部よりも小さな液滴を
吐出できることを確認した。さらには本実施例の噴射装
置も実施例１と同様に、図４に示すような記録ヘッド５
２に適用することにより、インクジェット記録方式で記
録用紙５１上に画像形成できることを確認した。ただ
し、実施例２および３では液滴径が２０μm と実施例１
の場合よりも大きいため、主走査方向、副走査方向とも
に１２００ｄｐｉの解像度で画像記録を行った。その結
果、良好な画品質の高い画像を形成できることを確認し
た。
に比べ液滴吐出に必要とされる印加エネルギは若干増加
するものの、表面波の発生位置が液滴吐出点から概略等
距離となるような多角形状の開口部を有する液滴吐出装
置でも、表面波の干渉により開口部よりも小さな液滴を
吐出できることを確認した。さらには本実施例の噴射装
置も実施例１と同様に、図４に示すような記録ヘッド５
２に適用することにより、インクジェット記録方式で記
録用紙５１上に画像形成できることを確認した。ただ
し、実施例２および３では液滴径が２０μm と実施例１
の場合よりも大きいため、主走査方向、副走査方向とも
に１２００ｄｐｉの解像度で画像記録を行った。その結
果、良好な画品質の高い画像を形成できることを確認し
た。
【００３９】（実施例４）実施例４では、円形開口部１
３の大きさを実施例１に比べて増加し直径１mmとした。
開口部以外は、図１（ｂ）と同様の構成とした。ピエゾ
アクチュエータの駆動時間をｔ＝２００μｓｅｃとし、
ピエゾアクチュエータ１２の変位量ｄを徐々に増加させ
ていくと、ｄ＝４．８μm で安定した液滴の吐出が可能
となった。この時の液滴径は約２８０μm であった。こ
のように、開口径の大きさがmmオーダであっても開口部
１３に比べ遥かに小さな液滴２０の吐出が可能なことを
確認した。
３の大きさを実施例１に比べて増加し直径１mmとした。
開口部以外は、図１（ｂ）と同様の構成とした。ピエゾ
アクチュエータの駆動時間をｔ＝２００μｓｅｃとし、
ピエゾアクチュエータ１２の変位量ｄを徐々に増加させ
ていくと、ｄ＝４．８μm で安定した液滴の吐出が可能
となった。この時の液滴径は約２８０μm であった。こ
のように、開口径の大きさがmmオーダであっても開口部
１３に比べ遥かに小さな液滴２０の吐出が可能なことを
確認した。
【００４０】次に、ピエゾアクチュエータ１２の駆動波
形と、吐出する液滴径の関係について実験を行った。上
記の２８０μm の液滴を吐出した実施例では、ピエゾア
クチュエータ１２の駆動時間をｔ＝２００μｓｅｃとし
たが、さらに駆動時間を１４５、１００、６０μｓｅｃ
と変化させて液滴吐出を試みた。ここで駆動時間を変化
に応じてピエゾアクチュエータ１２の変位量ｄも安定し
た液滴２０の吐出が可能となるように調整した。その結
果、駆動時間を短くするにつれ液滴径を小さくできるこ
とが分かった。すなわち、ｔ＝１４５μｓｅｃではｄ＝
４．０μm で液滴径約２５０μm であったのに対し、ｔ
＝１００μｓｅｃではｄ＝３．２μm で液滴径約２００
μm 、さらにｔ＝６０μｓｅｃではｄ＝２．２μm で液
滴径約１４０μm の安定した液滴吐出が可能となった
（表１参照）。
形と、吐出する液滴径の関係について実験を行った。上
記の２８０μm の液滴を吐出した実施例では、ピエゾア
クチュエータ１２の駆動時間をｔ＝２００μｓｅｃとし
たが、さらに駆動時間を１４５、１００、６０μｓｅｃ
と変化させて液滴吐出を試みた。ここで駆動時間を変化
に応じてピエゾアクチュエータ１２の変位量ｄも安定し
た液滴２０の吐出が可能となるように調整した。その結
果、駆動時間を短くするにつれ液滴径を小さくできるこ
とが分かった。すなわち、ｔ＝１４５μｓｅｃではｄ＝
４．０μm で液滴径約２５０μm であったのに対し、ｔ
＝１００μｓｅｃではｄ＝３．２μm で液滴径約２００
μm 、さらにｔ＝６０μｓｅｃではｄ＝２．２μm で液
滴径約１４０μm の安定した液滴吐出が可能となった
（表１参照）。
【００４１】
【表１】
【００４２】このように本発明の液滴噴射装置では、ア
クチュエータ１２の駆動時間と変位量により液滴２０の
直径を可変できることが分かった。アクチュエータの駆
動時間と変位量の変化は、すなわち液流の流速と液流を
発生させている時間の変化に相当する。すなわち、これ
ら液流の流速と液流の発生時間の制御により、液滴を自
由に制御できることを確認した。
クチュエータ１２の駆動時間と変位量により液滴２０の
直径を可変できることが分かった。アクチュエータの駆
動時間と変位量の変化は、すなわち液流の流速と液流を
発生させている時間の変化に相当する。すなわち、これ
ら液流の流速と液流の発生時間の制御により、液滴を自
由に制御できることを確認した。
【００４３】なお実施例４では、このような液流の流速
の制御をアクチュエータ１２の駆動波形により制御した
が、同一のアクチュエータ１２の駆動条件であっても、
開口部１３の直径や液滴噴射室１０底面の直径、あるい
は深さ等、液滴噴射室の形状を変化させることによって
も液流の流速分布を変化でき、飛翔する液滴径を変化で
きることを確認した。
の制御をアクチュエータ１２の駆動波形により制御した
が、同一のアクチュエータ１２の駆動条件であっても、
開口部１３の直径や液滴噴射室１０底面の直径、あるい
は深さ等、液滴噴射室の形状を変化させることによって
も液流の流速分布を変化でき、飛翔する液滴径を変化で
きることを確認した。
【００４４】（実施例５）上記の実施例１から実施例４
では、液流発生装置として振動板とピエゾアクチュエー
タ１２から構成される装置を使用したが、実施例５で
は、図７に示すように液流発生装置として液滴噴射室１
０の底面に配置した発熱素子２３を用いた。液流発生装
置以外については、図１に示した実施例１と同様の装置
構成とした。図７に示す液滴吐出装置では、発熱素子２
３の急速加熱により、液体１４内に気泡２４が発生す
る。この気泡２４の発生に伴う圧力変化により、液体の
自由表面１５方向に向かう液流２２が発生し、実施例１
と同様に液滴噴射点１７方向に進行する表面波１６が発
生する。ここで、発熱素子２３に印加するエネルギ量
は、気泡２４の発生に伴う液流２２の作用により、液体
１４の自由表面から直接的に液滴２０が発生しないよう
に調整した。
では、液流発生装置として振動板とピエゾアクチュエー
タ１２から構成される装置を使用したが、実施例５で
は、図７に示すように液流発生装置として液滴噴射室１
０の底面に配置した発熱素子２３を用いた。液流発生装
置以外については、図１に示した実施例１と同様の装置
構成とした。図７に示す液滴吐出装置では、発熱素子２
３の急速加熱により、液体１４内に気泡２４が発生す
る。この気泡２４の発生に伴う圧力変化により、液体の
自由表面１５方向に向かう液流２２が発生し、実施例１
と同様に液滴噴射点１７方向に進行する表面波１６が発
生する。ここで、発熱素子２３に印加するエネルギ量
は、気泡２４の発生に伴う液流２２の作用により、液体
１４の自由表面から直接的に液滴２０が発生しないよう
に調整した。
【００４５】その結果、直径１２０μm の円形の発熱素
子にパルス幅３μｓｅｃで１３５μＪのエネルギを投入
したところ、開口部１３から液滴が直接噴射することな
く開口部１３の周囲に表面波を形成することができ、直
径約２５μm の微小な液滴２０の吐出が可能となった。
ただし図７の装置では、発熱素子２３への印加エネルギ
をわずかに増加するだけで、液流２２の作用により液滴
２０が飛翔しやすく、安定吐出を実現する発熱素子２３
への印加エネルギ条件のマージンが狭いことが分かっ
た。
子にパルス幅３μｓｅｃで１３５μＪのエネルギを投入
したところ、開口部１３から液滴が直接噴射することな
く開口部１３の周囲に表面波を形成することができ、直
径約２５μm の微小な液滴２０の吐出が可能となった。
ただし図７の装置では、発熱素子２３への印加エネルギ
をわずかに増加するだけで、液流２２の作用により液滴
２０が飛翔しやすく、安定吐出を実現する発熱素子２３
への印加エネルギ条件のマージンが狭いことが分かっ
た。
【００４６】（実施例６）そこで実施例６では、図８に
示すように、発熱素子２３を液滴噴射室１０の底面外周
部にのみ配置した構成とする。すなわち、外周の直径が
２４０μm 、内周部の直径が２００μm のドーナツ状の
発熱素子とした。その結果、図８に示す構成では液滴噴
射室１０の中心部には気泡２４が発生しないため、気泡
発生による直接的なインク滴の飛翔を抑制することが可
能となり、液滴２０の吐出のための印加エネルギ条件に
関するマージン幅を大幅に増加できることが分かった。
実施例５では安定した液滴吐出を実現するために、発熱
素子へ投入するトータルのエネルギ量は１３５±７μＪ
程度の範囲に制御する必要があったが、実施例６では、
７０±２０μＪの範囲であれば安定吐出が可能であるこ
とを確認した。また、図８の構成の液滴噴射装置では、
発熱素子２３への印加エネルギを変化することにより、
液滴２０の直径を可変できることを確認した。発熱素子
２３へのエネルギ投入量を４２μＪ（パルス幅３μｓｅ
ｃ）としたところ、直径１５μm の安定した液滴吐出を
確認した。次に、７０μＪ（パルス幅５μｓｅｃ）を投
入したところ、直径１８μm の液滴吐出が可能となっ
た。さらに、９８μＪ（パルス幅７μｓｅｃ）を投入し
たところ、直径２２μm の安定した液滴吐出が可能とな
った。
示すように、発熱素子２３を液滴噴射室１０の底面外周
部にのみ配置した構成とする。すなわち、外周の直径が
２４０μm 、内周部の直径が２００μm のドーナツ状の
発熱素子とした。その結果、図８に示す構成では液滴噴
射室１０の中心部には気泡２４が発生しないため、気泡
発生による直接的なインク滴の飛翔を抑制することが可
能となり、液滴２０の吐出のための印加エネルギ条件に
関するマージン幅を大幅に増加できることが分かった。
実施例５では安定した液滴吐出を実現するために、発熱
素子へ投入するトータルのエネルギ量は１３５±７μＪ
程度の範囲に制御する必要があったが、実施例６では、
７０±２０μＪの範囲であれば安定吐出が可能であるこ
とを確認した。また、図８の構成の液滴噴射装置では、
発熱素子２３への印加エネルギを変化することにより、
液滴２０の直径を可変できることを確認した。発熱素子
２３へのエネルギ投入量を４２μＪ（パルス幅３μｓｅ
ｃ）としたところ、直径１５μm の安定した液滴吐出を
確認した。次に、７０μＪ（パルス幅５μｓｅｃ）を投
入したところ、直径１８μm の液滴吐出が可能となっ
た。さらに、９８μＪ（パルス幅７μｓｅｃ）を投入し
たところ、直径２２μm の安定した液滴吐出が可能とな
った。
【００４７】なお、実施例５および６の液滴噴射装置も
実施例１と同様に、図４に示すような装置構成の記録ヘ
ッド５２に適用することにより、記録用紙５１上にイン
クジェット方式で画像記録が可能なことを確認した。
実施例１と同様に、図４に示すような装置構成の記録ヘ
ッド５２に適用することにより、記録用紙５１上にイン
クジェット方式で画像記録が可能なことを確認した。
【００４８】（実施例７）次に実施例７では、液体とし
てワックスベースの樹脂にカーボンブラックを配合した
ホットメルト系のインク２５を用いた。液滴吐出装置に
は、図９に示すように液滴噴射室１０の内壁に沿うよう
にヒータ２７を配置し、液滴噴射室１０内のインクを溶
融状態として保持した。また、図示しないがインクタン
クにもヒータを配置し、ホットメルト系のインク２５を
溶融状態で保持する構成とした。なお、液滴噴射室１０
は図１と同様の形状とした。図９に示す装置により液滴
の吐出を試みた結果、水性のインクを用いた場合に比べ
ホットメルト系のインク２５では、インク滴吐出に必要
とされるピエゾアクチュエータ１２への印加エネルギが
増加し、変位０．４２μm 、駆動時間５μｓｅｃが必要
となったが、実施例１と同様に開口部１３よりも遥かに
小さな直径２０μm 前後のインク滴の吐出が可能なこと
を確認した。本実施例ではワックスベースにカーボンブ
ラックを配合したホットメルト系のインクを用いたが、
他のホットメルト系のインクでも同様の効果が得られ
る。さらには本実施例の噴射装置も実施例１と同様にし
て、図４に示すような印字装置の記録ヘッド５２に適用
することにより、記録用紙５１に対してインクジェット
方式で画像記録が可能であることを確認した。
てワックスベースの樹脂にカーボンブラックを配合した
ホットメルト系のインク２５を用いた。液滴吐出装置に
は、図９に示すように液滴噴射室１０の内壁に沿うよう
にヒータ２７を配置し、液滴噴射室１０内のインクを溶
融状態として保持した。また、図示しないがインクタン
クにもヒータを配置し、ホットメルト系のインク２５を
溶融状態で保持する構成とした。なお、液滴噴射室１０
は図１と同様の形状とした。図９に示す装置により液滴
の吐出を試みた結果、水性のインクを用いた場合に比べ
ホットメルト系のインク２５では、インク滴吐出に必要
とされるピエゾアクチュエータ１２への印加エネルギが
増加し、変位０．４２μm 、駆動時間５μｓｅｃが必要
となったが、実施例１と同様に開口部１３よりも遥かに
小さな直径２０μm 前後のインク滴の吐出が可能なこと
を確認した。本実施例ではワックスベースにカーボンブ
ラックを配合したホットメルト系のインクを用いたが、
他のホットメルト系のインクでも同様の効果が得られ
る。さらには本実施例の噴射装置も実施例１と同様にし
て、図４に示すような印字装置の記録ヘッド５２に適用
することにより、記録用紙５１に対してインクジェット
方式で画像記録が可能であることを確認した。
【００４９】（実施例８）次に実施例８では、本発明の
液滴噴射装置を半導体の接続等で用いる微細バンプの形
成装置に応用した例を示す。液滴噴射装置は、図９に示
した実施例７と同様の構成とした。すなわち、液滴噴射
室１０の内壁にヒータ２５を設置した構成の液滴吐出装
置を用いた。図１０を参照して実施例８を説明する。導
電性を有する液体としては融点が約１１０℃のインジウ
ムを用い、８０μm ピッチで形成されたフレキシブル基
板２８の先端接続部に直径５０μm のインジウムバンプ
２９の形成を試みた。ヒータにより液滴噴射室１０内を
約１２５℃に加熱し、アクチュエータ１２に変位量２．
４μm 、パルス幅２０μｓｅｃの変位を与え、フレキシ
ブル基板２８に向け液滴吐出を行ったところ、接続部に
直径５０μm のインジウムバンプ２９を形成することが
できた。インジウムバンプ２９が形成されたフレキシブ
ル基板２８を液晶パネルの接続に用いたところ、接続用
のバンプとしての十分な機能をはたし、信頼性の高い良
好な接続が可能なことを確認した。なお、本発明の実施
例では、バンプ材料としてインジウムを用いた例につい
て示したが、ハンダ等の低融点金属を用いても、あるい
は溶剤にＡｕ，Ａｌ，Ｃｕ等の導電性粒子を分散させた
バンプ材料を用いても良い。
液滴噴射装置を半導体の接続等で用いる微細バンプの形
成装置に応用した例を示す。液滴噴射装置は、図９に示
した実施例７と同様の構成とした。すなわち、液滴噴射
室１０の内壁にヒータ２５を設置した構成の液滴吐出装
置を用いた。図１０を参照して実施例８を説明する。導
電性を有する液体としては融点が約１１０℃のインジウ
ムを用い、８０μm ピッチで形成されたフレキシブル基
板２８の先端接続部に直径５０μm のインジウムバンプ
２９の形成を試みた。ヒータにより液滴噴射室１０内を
約１２５℃に加熱し、アクチュエータ１２に変位量２．
４μm 、パルス幅２０μｓｅｃの変位を与え、フレキシ
ブル基板２８に向け液滴吐出を行ったところ、接続部に
直径５０μm のインジウムバンプ２９を形成することが
できた。インジウムバンプ２９が形成されたフレキシブ
ル基板２８を液晶パネルの接続に用いたところ、接続用
のバンプとしての十分な機能をはたし、信頼性の高い良
好な接続が可能なことを確認した。なお、本発明の実施
例では、バンプ材料としてインジウムを用いた例につい
て示したが、ハンダ等の低融点金属を用いても、あるい
は溶剤にＡｕ，Ａｌ，Ｃｕ等の導電性粒子を分散させた
バンプ材料を用いても良い。
【００５０】なお、上記の実施例１〜８では、液滴噴射
室１０として開口径が深さ方向にテーパ状に直線的に増
加する液滴噴射室１０を用いたが、図１１（ａ）に示す
ようなラッパ状の形状でも、あるいは図１１（ｂ）に示
すように微細な段差を有しても、深さ方向に徐々に開口
径が拡がる構造であれば、液体の自由表面上に液滴噴射
点方向に進行する表面波を形成することができ、上記の
実施例と同様の効果を得られることを確認した。また、
本発明の実施例１〜４および実施例７、８では、振動板
に変位を与えるアクチュエータとしてピエゾ効果を利用
したアクチュエータを用いたが、電磁式のアクチュエー
タでも磁力を利用したアクチュエータでも、振動板に所
望の変位を与えることができるアクチュエータであれば
良い。また、本発明の実施例１〜４および実施例７、８
では、振動板を介してアクチュエータの変位を液体に伝
達させる構成としたが、振動板を除去してアクチュエー
タの端部で直接的に液体に変位を与えるような構成とし
ても上記の実施例と同様の効果が得られることを確認し
た。また、本発明の実施例では開口部の真下に振動板を
配置し表面波発生手段を構成したが、図３（ａ）に示し
たように液滴噴射室１０の底面から開口部１３方向に液
流が発生する構造であれば良く、例えば、図１２（ａ）
〜（ｃ）に示すような開口部１３に対応した底面から離
れた位置にピエゾアクチュエータ１２等を配置した構成
であっても本発明の実施例と同様の効果が得られること
を確認した。
室１０として開口径が深さ方向にテーパ状に直線的に増
加する液滴噴射室１０を用いたが、図１１（ａ）に示す
ようなラッパ状の形状でも、あるいは図１１（ｂ）に示
すように微細な段差を有しても、深さ方向に徐々に開口
径が拡がる構造であれば、液体の自由表面上に液滴噴射
点方向に進行する表面波を形成することができ、上記の
実施例と同様の効果を得られることを確認した。また、
本発明の実施例１〜４および実施例７、８では、振動板
に変位を与えるアクチュエータとしてピエゾ効果を利用
したアクチュエータを用いたが、電磁式のアクチュエー
タでも磁力を利用したアクチュエータでも、振動板に所
望の変位を与えることができるアクチュエータであれば
良い。また、本発明の実施例１〜４および実施例７、８
では、振動板を介してアクチュエータの変位を液体に伝
達させる構成としたが、振動板を除去してアクチュエー
タの端部で直接的に液体に変位を与えるような構成とし
ても上記の実施例と同様の効果が得られることを確認し
た。また、本発明の実施例では開口部の真下に振動板を
配置し表面波発生手段を構成したが、図３（ａ）に示し
たように液滴噴射室１０の底面から開口部１３方向に液
流が発生する構造であれば良く、例えば、図１２（ａ）
〜（ｃ）に示すような開口部１３に対応した底面から離
れた位置にピエゾアクチュエータ１２等を配置した構成
であっても本発明の実施例と同様の効果が得られること
を確認した。
【００５１】
【発明の効果】本発明の液滴噴射装置では、液滴噴射点
の方向に進行する表面波の干渉により液滴を噴射させる
ため、開口部よりも遥かに微細な液滴を１滴ずつ所望の
着弾位置に飛翔できる効果がある。また、本発明の液滴
噴射装置では表面波の波長と波高を制御することによ
り、容易に液滴径を可変できる効果がある。
の方向に進行する表面波の干渉により液滴を噴射させる
ため、開口部よりも遥かに微細な液滴を１滴ずつ所望の
着弾位置に飛翔できる効果がある。また、本発明の液滴
噴射装置では表面波の波長と波高を制御することによ
り、容易に液滴径を可変できる効果がある。
【図１】本発明の実施例１、４における液滴吐出装置を
示す図であり、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、液滴噴
射装置を複数個並べて構成したインクジェット用記録ヘ
ッド全体の上面図、および液滴吐出装置の断面図であ
る。
示す図であり、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、液滴噴
射装置を複数個並べて構成したインクジェット用記録ヘ
ッド全体の上面図、および液滴吐出装置の断面図であ
る。
【図２】本発明の実施例１における、ピエゾアクチュエ
ータの駆動波形を示す図である。
ータの駆動波形を示す図である。
【図３】本発明の実施例１による液滴の吐出過程を示す
図であり、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、表
面波を発生させた状態を示す液滴吐出装置の断面図、表
面波の進行により液柱が発生した状態を示す液滴吐出装
置の断面図、および液滴が飛翔した状態を示す液滴吐出
装置の断面図である。
図であり、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ、表
面波を発生させた状態を示す液滴吐出装置の断面図、表
面波の進行により液柱が発生した状態を示す液滴吐出装
置の断面図、および液滴が飛翔した状態を示す液滴吐出
装置の断面図である。
【図４】本発明の液滴噴射装置を記載したインクジェッ
ト記録装置の構成図であり、（ａ）および（ｂ）はそれ
ぞれ記録装置の斜視図、記録ヘッドの正面図である。
ト記録装置の構成図であり、（ａ）および（ｂ）はそれ
ぞれ記録装置の斜視図、記録ヘッドの正面図である。
【図５】本発明の実施例１による比較例を示す図であ
り、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、液流の直接的な作
用により液滴が霧状に噴射した状態を示す液滴噴射装置
の断面図、および液流の直接的な作用により開口部の直
径にほぼ等しい大きさの液滴を吐出した状態を示す液滴
噴射装置の断面図である。
り、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、液流の直接的な作
用により液滴が霧状に噴射した状態を示す液滴噴射装置
の断面図、および液流の直接的な作用により開口部の直
径にほぼ等しい大きさの液滴を吐出した状態を示す液滴
噴射装置の断面図である。
【図６】本発明の実施例２、３を示す液滴噴射装置の上
面図であり、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、十二角形
の開口部を用いた液滴吐出装置、および六角形の開口部
を用いた液滴吐出装置を示す上面図である。
面図であり、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、十二角形
の開口部を用いた液滴吐出装置、および六角形の開口部
を用いた液滴吐出装置を示す上面図である。
【図７】本発明の実施例５を示す液滴噴射装置の図であ
り、発熱素子と液滴噴射室から構成される表面波発生手
段を用いた液滴噴射装置の断面図である。
り、発熱素子と液滴噴射室から構成される表面波発生手
段を用いた液滴噴射装置の断面図である。
【図８】本発明の実施例６を示す液滴噴射装置の図であ
り、発熱素子を液滴噴射室の底面外周部にのみ配置して
表面発生手段を構成した液滴噴射装置の断面図である。
り、発熱素子を液滴噴射室の底面外周部にのみ配置して
表面発生手段を構成した液滴噴射装置の断面図である。
【図９】本発明の実施例７として、ホットメルト系イン
クを用いた場合の液滴噴射装置の断面図を示す。
クを用いた場合の液滴噴射装置の断面図を示す。
【図１０】本発明の実施例８におけるバンプ形成装置の
概略を示す側面図である。
概略を示す側面図である。
【図１１】本発明の液滴噴射装置を示す図であり、
（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、ラッパ状に開口部が深
さ方向に広がる液滴噴射室を有する液滴噴射装置の断面
図、階段状に開口部が深さ方向に広がる液滴噴射室を有
する液滴噴射装置の断面図である。
（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、ラッパ状に開口部が深
さ方向に広がる液滴噴射室を有する液滴噴射装置の断面
図、階段状に開口部が深さ方向に広がる液滴噴射室を有
する液滴噴射装置の断面図である。
【図１２】本発明の液滴噴射装置を示す断面図である。
【図１３】従来のポンプの原理を利用した液滴噴射装置
の断面図である。
の断面図である。
【図１４】表面波の干渉により霧状に液滴を噴射する、
従来の液滴噴射装置を示す図であり、（ａ）および
（ｂ）はそれぞれ、斜視図および断面図である。
従来の液滴噴射装置を示す図であり、（ａ）および
（ｂ）はそれぞれ、斜視図および断面図である。
【図１５】表面波の干渉により霧状に液滴を噴射する、
従来の液滴噴射装置の断面図である。
従来の液滴噴射装置の断面図である。
【図１６】表面波の干渉により霧状に液滴を噴射する、
従来の液滴噴射装置の断面図である。
従来の液滴噴射装置の断面図である。
【図１７】音響波の放射圧を利用して液滴を噴射させる
従来の液滴噴射装置を示す断面図である。
従来の液滴噴射装置を示す断面図である。
１０ 液滴噴射室 １１ 振動板 １２ ピエゾアクチュエータ １３ 開口部 １４ 液体（インク） １５ 液体自由表面 １６ 表面波 １７ 液滴噴射点 １８ 液柱 １９ インクタンク ２０ 液滴 ２１ 表面波発生手段 ２２ 液流 ２３ 発熱素子 ２４ 気泡 ２５ ホットメルト系インク ２６ インク供給路 ２７ ヒータ ２８ フレキシブル基板 ２９ インジウムバンプ ３０ インク室 ３１ ノズル ３２ 伝搬板 ３３ 伝搬面 ３４ 櫛形電極 ３５ 高周波交流電圧 ３６ スリット ３７ インク表面 ３８ スリット部材 ３９ 共振子 ４０ インク吐出口 ４１ インク界面 ４２ 圧電体基板 ４３ 電極 ４４ ギャップ支持材 ４５ ノズルプレート ４６ 交差領域 ４７ 圧電トランスデューサ ４８ 球面状音響レンズ ５１ 記録用紙 ５２ 記録ヘッド ５３ プラテン ５４ キャリッジ
Claims (11)
- 【請求項１】液滴を噴射する装置において、液滴噴射点
を内包する開口部を有する液滴噴射室と、前記液滴噴射
室の開口部に形成される該液滴噴射室に充填された液体
の自由表面上に、前記液滴噴射点から概略等距離の位置
に前記液滴噴射点方向に進行する表面波を形成する表面
波発生手段とを少なくとも含み構成されることを特徴と
する液滴噴射装置。 - 【請求項２】前記表面波は、前記液滴噴射点を中心とす
る円形状であることを特徴とする請求項１記載の液滴噴
射装置。 - 【請求項３】前記表面波発生手段は、表面波の波高およ
び波長を任意に制御できる、波形制御手段を具備するこ
とを特徴とする請求項１または２記載の液滴噴射装置。 - 【請求項４】前記表面波発生手段は、表面から深さ方向
に徐々に口径が拡がる円形または多角形の開口部を有す
液滴噴射室と、前記液滴噴射室の底面近傍の前記液体に
対し、前記液滴噴室の底面側から表面側に向かう間欠的
な液流を発生させる液流発生手段とを少なくとも含み、
かつ前記液流の作用により前記液体の自由表面から液滴
が噴射されないように構成されることを特徴とする請求
項１、２または３の何れかに記載の液滴噴射装置。 - 【請求項５】前記液流発生手段は、前記液流の流速と液
流の発生時間を任意に制御できる液流制御手段を具備す
ることを特徴とする請求項４記載の液滴噴射装置。 - 【請求項６】前記液流発生手段は、前記液滴噴射室の底
面に接続された前記液滴噴射室の底面から表面方向に変
位可能な振動板と、該振動板に接続されたアクチュエー
タとを少なくとも含み構成されることを特徴とする請求
項４または５記載の液滴噴射装置。 - 【請求項７】前記液流発生手段は、前記液滴噴射室の底
面近傍に発熱素子を配置して構成されることを特徴とす
る請求項４または５記載の液滴噴射装置。 - 【請求項８】前記発熱素子は、前記液滴噴射室の底面外
周部に配置されたことを特徴とする請求項７記載の液滴
噴射装置。 - 【請求項９】前記液体は、常温では固体であり加熱によ
り溶融するホットメルト媒体であり、かつ該ホットメル
ト媒体を加熱する手段を具備したことを特徴とする請求
項１、２、３、４、５、６、７または８の何れかに記載
の液滴噴射装置。 - 【請求項１０】前記ホットメルト媒体は、導電性を有す
ることを特徴とする請求項９記載の液滴噴射装置。 - 【請求項１１】液滴の噴射方法において、液体の自由表
面上に液滴噴射点から概略等距離の位置に前記液滴噴射
点方向に進行する表面波を形成することを特徴とする液
滴噴射方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7213442A JP2842320B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 液滴噴射装置および液滴噴射方法 |
| US08/699,946 US6328421B1 (en) | 1995-08-22 | 1996-08-20 | Fluid drop projecting head using taper-shaped chamber for generating a converging surface wave |
| EP96113402A EP0783965B1 (en) | 1995-08-22 | 1996-08-21 | Fluid drop projecting apparatus and fluid drop projecting method |
| DE69622521T DE69622521T2 (de) | 1995-08-22 | 1996-08-21 | Apparat zum Ausstossen von Flüssigkeitstropfen und Verfahren zum Ausstossen von Flüssigkeitstropfen |
| CN96113236A CN1093792C (zh) | 1995-08-22 | 1996-08-22 | 液滴喷射装置和液滴喷射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7213442A JP2842320B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 液滴噴射装置および液滴噴射方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0957963A true JPH0957963A (ja) | 1997-03-04 |
| JP2842320B2 JP2842320B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=16639305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7213442A Expired - Fee Related JP2842320B2 (ja) | 1995-08-22 | 1995-08-22 | 液滴噴射装置および液滴噴射方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6328421B1 (ja) |
| EP (1) | EP0783965B1 (ja) |
| JP (1) | JP2842320B2 (ja) |
| CN (1) | CN1093792C (ja) |
| DE (1) | DE69622521T2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6154228A (en) * | 1997-08-18 | 2000-11-28 | Nec Corporation | Image recording device capable of preventing deviation of ink dot on recording medium |
| US6182907B1 (en) | 1998-12-18 | 2001-02-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Liquid jet driving device and liquid jet driving method |
| US6450615B2 (en) | 1997-02-19 | 2002-09-17 | Nec Corporation | Ink jet printing apparatus and method using a pressure generating device to induce surface waves in an ink meniscus |
| KR101113606B1 (ko) * | 2010-02-24 | 2012-02-13 | 제주대학교 산학협력단 | 표면 탄성파 잉크젯 헤드 |
| WO2021125687A1 (ko) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | 한국기계연구원 | 액적 토출 장치 및 이를 이용한 액적 토출 방법 |
| US12023923B2 (en) | 2019-12-20 | 2024-07-02 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Droplet ejection apparatus and droplet ejection method using the same |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3296213B2 (ja) * | 1996-10-30 | 2002-06-24 | 三菱電機株式会社 | 液体エジェクタおよび液体エジェクタを用いる印刷装置 |
| JP2861980B2 (ja) * | 1997-01-30 | 1999-02-24 | 日本電気株式会社 | インク滴噴射装置 |
| DE19856786C2 (de) * | 1997-02-19 | 2002-07-18 | Nec Corp | Tröpfchenaustoßvorrichtung |
| DE69913215T2 (de) | 1998-01-23 | 2004-09-30 | Océ-Technologies B.V. | Tintenstrahldüsenkopf |
| EP0931654B1 (en) * | 1998-01-23 | 2003-12-03 | Océ-Technologies B.V. | Ink jet nozzle head |
| JP3248486B2 (ja) * | 1998-06-02 | 2002-01-21 | 日本電気株式会社 | インクジェット記録ヘッド及びその製造方法 |
| CN1089296C (zh) * | 1998-10-30 | 2002-08-21 | 财团法人工业技术研究院 | 压力控制装置 |
| US6422684B1 (en) * | 1999-12-10 | 2002-07-23 | Sensant Corporation | Resonant cavity droplet ejector with localized ultrasonic excitation and method of making same |
| US7121275B2 (en) * | 2000-12-18 | 2006-10-17 | Xerox Corporation | Method of using focused acoustic waves to deliver a pharmaceutical product |
| US6622720B2 (en) * | 2000-12-18 | 2003-09-23 | Xerox Corporation | Using capillary wave driven droplets to deliver a pharmaceutical product |
| US8122880B2 (en) * | 2000-12-18 | 2012-02-28 | Palo Alto Research Center Incorporated | Inhaler that uses focused acoustic waves to deliver a pharmaceutical product |
| JP2003072059A (ja) * | 2001-06-21 | 2003-03-12 | Ricoh Co Ltd | インクジェット記録装置及び複写機 |
| US20030101819A1 (en) * | 2001-12-04 | 2003-06-05 | Mutz Mitchell W. | Acoustic assessment of fluids in a plurality of reservoirs |
| US7354141B2 (en) * | 2001-12-04 | 2008-04-08 | Labcyte Inc. | Acoustic assessment of characteristics of a fluid relevant to acoustic ejection |
| US7454958B2 (en) * | 2001-12-04 | 2008-11-25 | Labcyte Inc. | Acoustic determination of properties of reservoirs and of fluids contained therein |
| US7717544B2 (en) | 2004-10-01 | 2010-05-18 | Labcyte Inc. | Method for acoustically ejecting a droplet of fluid from a reservoir by an acoustic fluid ejection apparatus |
| JP4277477B2 (ja) * | 2002-04-01 | 2009-06-10 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド |
| DE10317872A1 (de) * | 2002-04-18 | 2004-01-08 | Hitachi Printing Solutions, Ltd., Ebina | Tintenstrahlkopf und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US6719405B1 (en) | 2003-03-25 | 2004-04-13 | Lexmark International, Inc. | Inkjet printhead having convex wall bubble chamber |
| US6817707B1 (en) | 2003-06-18 | 2004-11-16 | Lexmark International, Inc. | Pressure controlled ink jet printhead assembly |
| US6837577B1 (en) * | 2003-06-18 | 2005-01-04 | Lexmark International, Inc. | Ink source regulator for an inkjet printer |
| US6796644B1 (en) | 2003-06-18 | 2004-09-28 | Lexmark International, Inc. | Ink source regulator for an inkjet printer |
| US7147314B2 (en) | 2003-06-18 | 2006-12-12 | Lexmark International, Inc. | Single piece filtration for an ink jet print head |
| US6776478B1 (en) | 2003-06-18 | 2004-08-17 | Lexmark International, Inc. | Ink source regulator for an inkjet printer |
| US6786580B1 (en) | 2003-06-18 | 2004-09-07 | Lexmark International, Inc. | Submersible ink source regulator for an inkjet printer |
| US7207655B2 (en) * | 2004-06-28 | 2007-04-24 | Eastman Kodak Company | Latency stirring in fluid ejection mechanisms |
| JP5309439B2 (ja) * | 2006-02-22 | 2013-10-09 | 株式会社リコー | ヘッド用キャップ部材、ヘッドの維持回復装置、液滴を吐出する装置、画像形成装置 |
| US7611230B2 (en) * | 2006-09-27 | 2009-11-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Inkjet recording apparatus |
| US8186790B2 (en) * | 2008-03-14 | 2012-05-29 | Purdue Research Foundation | Method for producing ultra-small drops |
| US7753636B2 (en) * | 2008-03-25 | 2010-07-13 | Hennig Emmett D | Adjustable bale mover spikes |
| US8079676B2 (en) * | 2008-12-16 | 2011-12-20 | Palo Alto Research Center Incorporated | System and method for acoustic ejection of drops from a thin layer of fluid |
| US8287101B2 (en) * | 2010-04-27 | 2012-10-16 | Eastman Kodak Company | Printhead stimulator/filter device printing method |
| CN103201653B (zh) | 2010-07-27 | 2015-01-28 | 伦斯勒理工学院 | 固定接触且振荡的液体-液体镜头和成像系统 |
| US10258741B2 (en) | 2016-12-28 | 2019-04-16 | Cequr Sa | Microfluidic flow restrictor and system |
| US10821442B2 (en) | 2017-08-22 | 2020-11-03 | 10X Genomics, Inc. | Devices, systems, and kits for forming droplets |
| WO2019083852A1 (en) | 2017-10-26 | 2019-05-02 | 10X Genomics, Inc. | MICROFLUIDIC CHANNEL NETWORKS FOR PARTITIONING |
| CN112936845A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-11 | 上海大学 | 一种超声波电流体按需喷射装置及其喷射液滴的方法 |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3211088A (en) * | 1962-05-04 | 1965-10-12 | Sperry Rand Corp | Exponential horn printer |
| US3946398A (en) | 1970-06-29 | 1976-03-23 | Silonics, Inc. | Method and apparatus for recording with writing fluids and drop projection means therefor |
| US4380018A (en) * | 1980-06-20 | 1983-04-12 | Sanyo Denki Kabushiki Kaisha | Ink droplet projecting device and an ink jet printer |
| JPS57176172A (en) | 1981-04-24 | 1982-10-29 | Nec Corp | Manufacture of printed circuit board |
| JPS6159911A (ja) | 1984-08-30 | 1986-03-27 | Nec Corp | 切換スイツチ回路 |
| US4734706A (en) | 1986-03-10 | 1988-03-29 | Tektronix, Inc. | Film-protected print head for an ink jet printer or the like |
| US4719480A (en) | 1986-04-17 | 1988-01-12 | Xerox Corporation | Spatial stablization of standing capillary surface waves |
| JPS635949A (ja) | 1986-06-27 | 1988-01-11 | Ricoh Co Ltd | インクジエツトヘツド |
| US4751530A (en) | 1986-12-19 | 1988-06-14 | Xerox Corporation | Acoustic lens arrays for ink printing |
| JPH023312A (ja) | 1988-06-20 | 1990-01-08 | Canon Inc | インクジェット記録方法 |
| DE69029632T2 (de) | 1989-09-18 | 1997-05-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Tintenstrahlaufzeichnungsgerät |
| US5406318A (en) | 1989-11-01 | 1995-04-11 | Tektronix, Inc. | Ink jet print head with electropolished diaphragm |
| JPH0414455A (ja) | 1990-05-08 | 1992-01-20 | Seiko Epson Corp | ノズルレスプリントヘッド |
| JPH0433862A (ja) * | 1990-05-30 | 1992-02-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 記録方法 |
| JPH04148938A (ja) | 1990-10-12 | 1992-05-21 | Fujitsu Ltd | インクジェットヘッド |
| US5194880A (en) | 1990-12-21 | 1993-03-16 | Xerox Corporation | Multi-electrode, focused capillary wave energy generator |
| JP3064455B2 (ja) | 1991-03-28 | 2000-07-12 | セイコーエプソン株式会社 | インクジェットヘッド |
| US5371527A (en) | 1991-04-25 | 1994-12-06 | Hewlett-Packard Company | Orificeless printhead for an ink jet printer |
| JPH0538810A (ja) | 1991-08-08 | 1993-02-19 | Seiko Epson Corp | インクジエツトヘツド |
| US5305016A (en) * | 1991-12-03 | 1994-04-19 | Xerox Corporation | Traveling wave ink jet printer with drop-on-demand droplets |
| US5392064A (en) | 1991-12-19 | 1995-02-21 | Xerox Corporation | Liquid level control structure |
| US5450107A (en) * | 1991-12-27 | 1995-09-12 | Xerox Corporation | Surface ripple wave suppression by anti-reflection in apertured free ink surface level controllers for acoustic ink printers |
| US5328465A (en) | 1992-10-30 | 1994-07-12 | Medtronic, Inc. | Apparatus and method for limiting access to septum |
| US5216451A (en) * | 1992-12-27 | 1993-06-01 | Xerox Corporation | Surface ripple wave diffusion in apertured free ink surface level controllers for acoustic ink printers |
| US5495270A (en) | 1993-07-30 | 1996-02-27 | Tektronix, Inc. | Method and apparatus for producing dot size modulated ink jet printing |
| DE69523815T2 (de) | 1994-05-18 | 2002-04-18 | Xerox Corp | Akustischbeschichtung von Materialschichten |
| US5415679A (en) | 1994-06-20 | 1995-05-16 | Microfab Technologies, Inc. | Methods and apparatus for forming microdroplets of liquids at elevated temperatures |
| US5821958A (en) * | 1995-11-13 | 1998-10-13 | Xerox Corporation | Acoustic ink printhead with variable size droplet ejection openings |
-
1995
- 1995-08-22 JP JP7213442A patent/JP2842320B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-08-20 US US08/699,946 patent/US6328421B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-08-21 DE DE69622521T patent/DE69622521T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-21 EP EP96113402A patent/EP0783965B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-08-22 CN CN96113236A patent/CN1093792C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6450615B2 (en) | 1997-02-19 | 2002-09-17 | Nec Corporation | Ink jet printing apparatus and method using a pressure generating device to induce surface waves in an ink meniscus |
| US6154228A (en) * | 1997-08-18 | 2000-11-28 | Nec Corporation | Image recording device capable of preventing deviation of ink dot on recording medium |
| US6347854B1 (en) | 1997-08-18 | 2002-02-19 | Nec Corporation | Image recording device capable of preventing deviation of ink dot on recording medium |
| US6182907B1 (en) | 1998-12-18 | 2001-02-06 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Liquid jet driving device and liquid jet driving method |
| KR101113606B1 (ko) * | 2010-02-24 | 2012-02-13 | 제주대학교 산학협력단 | 표면 탄성파 잉크젯 헤드 |
| WO2021125687A1 (ko) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | 한국기계연구원 | 액적 토출 장치 및 이를 이용한 액적 토출 방법 |
| US12023923B2 (en) | 2019-12-20 | 2024-07-02 | Korea Institute Of Machinery & Materials | Droplet ejection apparatus and droplet ejection method using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0783965A2 (en) | 1997-07-16 |
| JP2842320B2 (ja) | 1999-01-06 |
| DE69622521D1 (de) | 2002-08-29 |
| EP0783965B1 (en) | 2002-07-24 |
| EP0783965A3 (en) | 1997-09-03 |
| CN1150090A (zh) | 1997-05-21 |
| US6328421B1 (en) | 2001-12-11 |
| DE69622521T2 (de) | 2003-05-08 |
| CN1093792C (zh) | 2002-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2842320B2 (ja) | 液滴噴射装置および液滴噴射方法 | |
| US5170177A (en) | Method of operating an ink jet to achieve high print quality and high print rate | |
| JP6301470B2 (ja) | 液滴吐出のためのメニスカス制御を有するマルチパルス波形を提供する方法、装置及びシステム | |
| JPS62251154A (ja) | 表面張力波アドレシング装置 | |
| JP2004001472A (ja) | プリント方式 | |
| JPH0684071B2 (ja) | インクジエツトプリンタ用プリンタヘツド | |
| JP2003165220A (ja) | 液滴吐出ヘッドおよびその駆動方法並びに液滴吐出装置 | |
| CN106274056B (zh) | 液体喷射装置及打印设备 | |
| JP2861980B2 (ja) | インク滴噴射装置 | |
| JPH01242259A (ja) | 液体噴射記録ヘッド | |
| JP2004042414A (ja) | インクジェットヘッドの駆動方法およびその駆動方法を用いたインクジェット印刷装置 | |
| JP3234073B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
| JP2002127403A (ja) | インクジェットプリントヘッドの作動方法 | |
| JP3755569B2 (ja) | インクジェット記録ヘッドの駆動方法及びその回路 | |
| JPH01237152A (ja) | 液体噴射記録方法 | |
| JPS6325944B2 (ja) | ||
| JP4678158B2 (ja) | 液滴吐出ヘッドの駆動方法、液滴吐出ヘッド、及び液滴吐出装置 | |
| JP3427608B2 (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JPH01238950A (ja) | インクジェット記録装置 | |
| JPH05131621A (ja) | インクジエツト記録装置 | |
| JPH0557891A (ja) | インクジエツトプリントヘツド | |
| JP2742077B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
| JPH1058673A (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
| JP2000117999A (ja) | 記録装置および記録方法 | |
| JPH1034913A (ja) | インクジェット記録ヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980922 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071023 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081023 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091023 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091023 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101023 Year of fee payment: 12 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |