インクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法
【課題】インク液滴の安定吐出を実現できるインクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法を提供する。
【解決手段】液体を保持する保持手段２１と、保持手段２１に保持された液体の液面に対して液体を介して対向して設けられ、液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段とを備え、音響波集束手段により各音響波を個別に集束させて液体の液面から液滴を飛翔させる。
【解決手段】液体を保持する保持手段２１と、保持手段２１に保持された液体の液面に対して液体を介して対向して設けられ、液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段とを備え、音響波集束手段により各音響波を個別に集束させて液体の液面から液滴を飛翔させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法に関し、特に音波発生装置から音波を発生させて、この音波を集束させてインク液滴を飛翔させるインクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体インクを液滴として記録媒体上に飛翔させて画像等を記録するインクジェット記録装置においては、普通紙等に直接記録することができ、インク等の材料消費が少なく、騒音が少なく、現像や定着等の処理が不要であるといった多くの利点がある。これにより、ＯＡ用途だけではなく、液状電子材料の塗布やダイレクトパターニング等の工業分野へも利用範囲を広げつつある。
【０００３】
インクジェット記録装置としては、多くの方式が提案されており、例えば、発熱体の熱により発生するバブルの圧力を利用して液滴を飛翔させる方式や、圧電体の変位による圧力パルスによって液滴を飛翔させる方式がある。
【０００４】
これらのインクジェット記録装置は、液体インクの溶媒の蒸発や揮発によってインクの濃縮が生じやすく、径の小さなノズルを用いると目詰まりが発生し、インク液滴の飛翔に支障が生じる問題があった。そのため、ノズルを洗浄する等の付加手段を設けることによってノズルの目詰まりを防止したり、また、目詰まりの発生が少ないインク材料を選定して使用する必要があった。
【０００５】
これに対して、振動子から発生する音波を集束させてその音圧によってインク液面からインク液滴を吐出させる超音波方式のインクジェット記録装置が提案されている。この方式は、ノズルを必要とせず、非常に小さな径の液滴を飛翔させることができ、使用し得るインク材料の制約も少ないといった利点がある。
【特許文献１】特開２００２−１２０３６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の超音波方式のインクジェット記録装置では、インク液面近傍に音波を集束させてその音圧によってインク液面にメニスカスを形成して液滴を飛翔させるようになされていることにより、メニスカスの隆起及び減衰に起因して液面が変動するため、高速に繰り返しインク液滴を安定して吐出させることが困難であった。
【０００７】
インクの液滴を繰り返し吐出させる場合、その吐出周波数としておよそ１KHz以上の高速駆動領域において、液面がフラットな定常状態から液滴を吐出させる場合と、連続して液滴を吐出させる場合とで、液面の挙動に差が生じて、吐出状態が変動するため、不安定な吐出を起こす問題がある。
【０００８】
このような技術的課題を解決するためになされた本発明の目的は、インク液滴の安定吐出を実現できるインクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェットヘッドにおいて、液体を保持する保持手段と、保持手段に保持された液体の液面に対して液体を介して対向して設けられ、液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段とを備え、音響波集束手段により各音響波を個別に集束させて液体の液面から液滴を飛翔させることである。
【００１０】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出装置において、液体を保持する保持手段と、保持手段に保持された液体の液面に対して液体を介して対向して設けられ、液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と、音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号を音響波発生手段に供給して複数の集束位置に対応した各音響波を個別に発生させる駆動手段とを備え、音響波集束手段により各音響波を個別に集束させて液体の液面から液滴を飛翔させることである。
【００１１】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット記録装置において、液体を保持する保持手段と、保持手段に保持された液体の液面に対して液体を介して対向して設けられ、液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と、音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号を音響波発生手段に供給して複数の集束位置に対応した各音響波を個別に発生させる駆動手段と、液面に対して液面上の空間を介して対向して設けられ、音響波の集束により液面から飛翔する液滴を着弾させる塗布対象を支持する支持手段と、液体の保持手段と塗布対象とを相対的に移動させる移動手段とを備えることである。
【００１２】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の保持手段に保持された液体の液面に対して、液体を介して対向する位置に設けられた音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が短い近焦点位置に音響波を集束させて液体の液面を盛り上げるステップと、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて液体の盛り上がった液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【００１３】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の保持手段に保持された液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、液面に対して液体を介して対向する音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【００１４】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の保持手段に保持された液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、液面に対して液体を介して対向する音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させた後、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【００１５】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の液面に対して液体を介して対向する音響波発生手段から、予め決められたタイミングごとに、液面から液滴を吐出させるための音響波を送出するか否かを決定するステップと、予め決められたタイミングごとの音響波の送出の有無を記憶するステップと、予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける音響波の送出がない場合に、音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける音響波の送出がある場合に、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【００１６】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の液面に対して液体を介して対向する音響波発生手段から、予め決められたタイミングごとに、液面から液滴を吐出させるための音響波を送出するか否かを決定するステップと、予め決められたタイミングごとの音響波の送出の有無を記憶するステップと、予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける音響波の送出がない場合に、音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させた後、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける音響波の送出がある場合に、遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、インク液滴の安定吐出を実現できるインクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付し、重複する記載は省略する。また、図面は模式的なものであり、各部の寸法等は現実のものと異なる。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット記録装置１０は、図２や図３等に詳細を示すインクジェットヘッド２０を備えており、液体を保持する保持手段（インク室２１）と、保持手段に保持された液体２４の液面２４ａに対して液体２４を介して対向して設けられ、液体２４に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段（圧電体３２）と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段（音響レンズ３１）と、音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号Ｓ１、Ｓ２を音響波発生手段に供給して複数の集束位置に対応した各音響波を個別に発生させる駆動手段（駆動回路３５）と、液面２４ａに対して液面上の空間を介して対向して設けられ、音響波の集束により液面２４ａから飛翔する液滴２４ｃを着弾させる塗布対象（シート１２）を支持する支持手段（プラテンローラ１１）と、液体２４の保持手段と塗布対象とを相対的に移動させる移動手段（駆動部１３、２２）とを備える。
【００２０】
すなわち、図１に示すように、インクジェット記録装置１０において、ゴムローラ等からなるプラテンローラ１１は、回転軸１１ａを回転中心として回転可能に軸支されており、液滴の塗布対象であるカット紙、ロール紙又は樹脂フィルム等からなるシート１２の一部を巻き付けるようになされ、駆動部１３によって回転駆動される。駆動部１３は、モータ等の駆動源を有し、制御部１５からの駆動信号によって駆動源を駆動させることにより、プラテンローラ１１を回転させる。これにより、プラテンローラ１１に巻き付けられたシート１２を矢印ａで示す方向に移動させることができる。
【００２１】
一方、インクジェットヘッド２０は、インク液滴の吐出方向がプラテンローラ１１に向くように配置されており、ヘッド全体が駆動部２２によって移動可能となっている。駆動部２２は、モータ等の駆動源を有し、制御部１５からの駆動信号によって駆動源を駆動させることにより、インクジェットヘッド２０をプラテンローラ１１の回転軸に沿った方向に移動させる。これにより、プラテンローラ１１の回転によって移動するシート１２の移動方向ａに直交する方向ｂにインクジェットヘッド２０を移動させることができる。
【００２２】
これらにより、プラテンローラ１１に巻き付けられたシート１２に対して、その表面の所望の位置に対向するようにインクジェットヘッド２０を位置決めすることができる。なお、この実施の形態の場合、インクジェットヘッド２０をプラテンローラ１１の下方に配置し、インクの液滴を上方に吐出させる構成とするが、本発明はこれに限られるものではなく、インクジェットヘッド２０の位置（すなわち液滴の吐出方向）は種々の形態を適用することができる。
【００２３】
制御部１５は、ネットワーク回線、メモリ又は外部機器等から送られてくる画像データＤ１１を画像処理部２３に供給する。画像処理部２３は、画像データＤ１１を、インクジェットヘッド２０によりシート１２にインク液滴を塗布して画像を記録するための画像記録データＤ１２に変換し、これをインクジェットヘッド２０の駆動回路（後述）に出力する。
【００２４】
インクジェットヘッド２０は、音波発生源（圧電体）において発生する音波によってインク液を飛翔させるヘッドと、音波発生源に対してその駆動信号を供給する駆動回路とを有している。駆動回路は、画像処理部２３から出力される画像記録データＤ１２に基づいて駆動信号を生成し、これを音波発生源に供給することにより、音波発生源から音波を発生させる。
【００２５】
図２に示すように、インクジェットヘッド２０において、インク保持手段であるインク室２１は、内部にインク２４を貯留するための筐体２５によって形成され、その筐体２５の一部に筐体内部と外部とを連通させる開口部２６が形成されている。
【００２６】
インク室２１において、開口部２６に対向する内側面部には、音波発生部３０が設けられている。この音波発生部３０は、平凹形状の音響レンズ３１と、この音響レンズ３１の平面部側に設けられた音波発生源である圧電体３２及びその電極（後述）と、画像処理部２３（図１）から供給される画像記録データＤ１２に基づいて圧電体３２の電極に駆動信号を供給する駆動回路（後述）とを備えている。
【００２７】
音響レンズ３１は、その凹形状部が筐体２５の開口部２６に対向するように配置されており、圧電体３２から発生される音波を凹形状部によって開口部２６付近に集束させるようになされている。この集束された音波ビームの圧力により、開口部２６のインク２４の液面２４ａを盛り上げてメニスカス２４ｂを形成し、その先端から液滴２４ｃを分離させて、開口部２６から外部に飛翔させるようになされている。開口部２６に対向する位置には、上述したプラテンローラ１１に巻き付けられたシート１２が配置されることにより、開口部２６から飛翔した液滴２４ｃを、シート１２の表面に着弾させることができる。なお、インクジェットヘッド２０の開口部２６が設けられた部分（インク吐出部と呼ぶ）とシート１２との間隙は、圧電体３２に加える電力を少なく抑えるために３ｍｍ以下とすることが望ましい。但し、３ｍｍ以下に限られるものではない。
【００２８】
音響レンズ３１は、例えばガラス等の無機系材料やエポキシ樹脂等を用いることができ、使用するインク液に対する耐久性を重視した材料を用いることが望ましい。また、ガラスや樹脂の表面に、金属膜や金属系酸化膜、窒化膜、ポリオレフィン系樹脂膜等の表面処理を施してインク液に対する耐久性を向上させてもよい。
【００２９】
図３は音響レンズ３１の構成を示す断面図である。この図３においては、音響レンズ３１の凹形状部を単純な曲率を有した曲面として図示しているが、実際には屈折による球面収差を補正して所定の位置に音波が集束するように設計された非球面レンズを使用する。
【００３０】
この音響レンズ３１は、その凹形状部の中心領域３１ａとその周辺領域３１ｂとでは、それぞれの曲率が異なるように形成されている。すなわち、中心領域３１ａによる焦点Ｆ１は、周辺領域３１ｂによる焦点Ｆ２よりも音響レンズ３１から離れた位置（すなわち、インクの液滴２４ｃの吐出に際して形成されるメニスカス２４ｂの盛り上がり方向に沿って音響レンズ３１から離れた位置）に設定されている。なお、本実施の形態の場合、インクの液滴２４ｃを上方に吐出する構成となっていることにより、焦点Ｆ１は焦点Ｆ２よりも上方に設定されるが、例えば、図２に示したインクジェットヘッド２０を上下逆に設けて液滴２４ｃを下方に吐出するようにした他の実施の形態に係る構成においては、焦点Ｆ１は焦点Ｆ２よりも下方に設定されることになる。
【００３１】
ここで、液滴２４ｃを上方に吐出する本実施の形態に係る構成においては、音響レンズ３１の中心領域３１ａによる焦点Ｆ１は、メニスカス２４ｂが形成される前のフラットな液面２４ａに対して、該液面２４ａよりも上方に位置するように設定されており、また周辺領域３１ｂによる焦点Ｆ２は、メニスカス２４ｂが形成される前のフラットな液面２４ａよりも下方に位置するように設定されている。通常、レンズの中心から周辺に向かうほど音波の屈折が大きくなり焦点位置は近焦点側にシフトする。そのため、本実施の形態に用いられる音響レンズ３１は、その特性も利用して音響レンズ３１の凹部の曲率を部分的に補正している。なお、音響レンズ３１の中心領域３１ａとその周辺領域３１ｂとの境界部分では、音波の集束位置が滑らかに変化するようなレンズ形状としてもよい。
【００３２】
因みに、本実施の形態に係る音響レンズ３１の場合、焦点Ｆ１とＦ２との間の距離が１０〜２０μｍとなっているが、本発明はこれに限られるものではない。
【００３３】
なお、音響レンズ３１の音響インピーダンスは、圧電体３２の音響インピーダンス（ＺＰ）とインク液の音響インピーダンス（ＺＬ）の中間値であり、その幾何平均（ＺＰ・ＺＬ）１／２に近いことが音波の効率的な伝播のために望ましい。
【００３４】
音響レンズ３１の平面部側には、この音響レンズ３１の凹部（凹レンズ部）の形成領域に対応する円形の領域に円形の圧電体３２が設けられている。この圧電体３２は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛、チタン酸バリウム等の圧電セラミックスや、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電単結晶や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の高分子圧電体や、酸化亜鉛等の圧電半導体等を使用することができる。
【００３５】
圧電体３２の一方の面には、円形形状でなり圧電体３２を含み圧電体３２とほぼ同じ大きさの共通電極３３が形成され、他方の面には、主電極３４ａ及び副電極３４ｂが形成されている。主電極３４ａ及び副電極３４ｂは、共通電極３３に対して、圧電体３２を挟んで対向する位置に形成されている。図４に示すように、主電極３４ａは、音響レンズ３１の凹部の中心領域３１ａ（図３）と同様の円形形状で形成され、中心領域３１ａに対向する領域に設けられている。また副電極３４ｂは、音響レンズ３１の凹部の周辺領域３１ｂ（図３）と同様のリング形状で形成され、周辺領域３１ｂに対向する領域に設けられている。主電極３４ａ及び副電極３４ｂは、同心円状に形成され、それぞれの中心位置が音響レンズ３１の凹部の中心位置に対向するように設けられている。
【００３６】
図３において、駆動回路３５は、画像処理部２３から供給される画像記録データＤ１２に基づいて、共通電極３３、主電極３４ａ及び副電極３４ｂに駆動信号を供給する。この場合、駆動回路３５は、共通電極３３と主電極３４ａとの間に対する駆動電圧の印加、及び共通電極３３と副電極３４ｂとの間に対する駆動電圧の印加を個別に行うことにより、主電極３４ａに対向する圧電体３２の中心領域３２ａ（すなわち、音響レンズ３１の中心領域３１ａに対向する領域）及び副電極３４ｂに対向する圧電体３２の周辺領域３２ｂ（すなわち、音響レンズ３１の周辺領域３１ｂに対向する領域）をそれぞれ個別に駆動することができる。
【００３７】
かくして、主電極３４ａを介して該主電極３４ａに対向する圧電体３２の中心領域３２ａを駆動させることにより、この中心領域３２ａにおいて発生した音波を音響レンズ３１の中心領域３１ａを介してその焦点Ｆ１に集束させることができ、またこれに対して、副電極３４ｂを介して該副電極３４ｂに対向する圧電体３２の周辺領域３２ｂを駆動させることにより、この周辺領域３２ｂにおいて発生した音波を音響レンズ３１の周辺領域３１ｂを介してその焦点Ｆ２に集束させることができる。
【００３８】
すなわち、主電極３４ａに駆動信号を供給することにより、インクの液面２４ａ（図３）の上方に音波を集束させることができ、また、副電極３４ｂに駆動信号を供給することにより、インクの液面２４ａの下方に音波を集束させることができる。なお、主電極３４ａ及び副電極３４ｂに対して同時に駆動信号を供給して、圧電体３２の中心領域３２ａ及び周辺領域３２ｂを同時に駆動するようにしてもよい。
【００３９】
かかる構成のインクジェットヘッド２０を備えたインクジェット記録装置１０において、制御部１５（図１）は、駆動部１３を介してプラテンローラ１１を回転制御することにより、該プラテンローラ１１に巻き付けられたシート１２を位置決めすると共に、駆動部２２を介してインクジェットヘッド２０を移動制御することにより、シート１２の所定位置にインクジェットヘッド２０を対向させることができる。
【００４０】
この状態において、制御部１５は、駆動回路３５を介してインクジェットヘッド２０に駆動信号を供給することにより、インクジェットヘッド２０からインクの液滴２４ｃを吐出させてシート１２の表面に着弾させるようになされている。この場合、インクジェットヘッド２０の駆動回路３５は、図３について上述した主電極３４ａ及び副電極３４ｂに対する駆動信号の出力タイミングを種々設定することにより、これらの電極に対応した圧電体３２の駆動領域（中心領域３２ａ及び周辺領域３２ｂ）をそれぞれ個別に任意のタイミングで駆動させることができる。すなわち、駆動回路３５によるこれらの制御により、圧電体３２から発せられる音波の集束位置を焦点Ｆ１及びＦ２に切り換えることができる。
【００４１】
以下、駆動回路３５の詳細について説明する。図５に示すように、駆動回路３５において、ラインメモリ３７は、画像処理部２３から供給される画像記録データＤ１２を１ライン分ずつ格納する。ラインメモリ３７に格納された画像記録データは、インク液滴の１回の吐出（１つの液滴）に同期させるためにタイミング発生部３８から出力されるクロックＣＫに同期して読み出される。ラッチ回路３９は、クロックＣＫに同期したクロックＬＤのタイミングにより、ラインメモリ３７からの画像記録データを格納する。クロックＬＤの出力周期は、インクジェットヘッド２０からのインクの吐出周期と同期している。なお、制御部１５（図１）は、プラテンローラ１１の回転やインクジェットヘッド２０の移動に応じてインクの液滴２４ｃを吐出させるべく、制御信号（図示せず）を駆動回路３５に出力するようになされており、駆動回路３５のタイミング発生部３８は、制御部１５からの制御信号に基づいて、クロックＣＫ、ＬＤや後述するイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２を出力するようになされている。
【００４２】
この実施の形態の場合、ラッチ回路３９に格納された１回の吐出分の画像記録データが「１」の場合には、吐出タイミングでインクを吐出し、「０」の場合には吐出タイミングでインクを吐出しないものとする。因みに、吐出タイミングとは、画像記録データの内容（「１」又は「０」）に関わらず、一定の時間間隔で設定されたタイミングであり、この吐出タイミングごとに画像記録データの内容に応じて、「１」の場合には実際に液滴２４ｃを吐出させ、「０」の場合には吐出させないような制御を行うものである。
【００４３】
実際に液滴２４ｃを吐出させる場合、タイミング発生部３８から出力される第１のイネーブル信号ＥＮ１が「１」のときに第１の論理積回路４１を介してドライバ素子４３が駆動され、これにより信号源３６から５０ＭHz程度の高周波信号ＲＦが駆動信号Ｓ１として副電極３４ｂ（図３）に出力される。この駆動信号Ｓ１により副電極３４ｂを介して圧電体３２の周辺領域３２ｂが駆動される。また同様にして、タイミング発生部３８から出力される第２のイネーブル信号ＥＮ２が「１」のときに第２の論理積回路４２を介してドライバ素子４４が駆動され、これにより信号源３６から５０ＭHz程度の高周波信号ＲＦが駆動信号Ｓ２として主電極３４ａ（図３）に出力される。この駆動信号Ｓ２により主電極３４ａを介して圧電体３２の中心領域３２ａが駆動される。
【００４４】
図６は、駆動回路３５の動作を説明する信号波形図であり、時点ｔ１においてクロックＬＤ（図６（Ａ））がタイミング発生部３８から出力されると、これに応じてラッチ回路３９に格納されている吐出１回分の画像記録データＤＡＴＡ（図６（Ｂ））が読み出されると共に、時点ｔ２において第１のイネーブル信号ＥＮ１（図６（Ｃ））が出力されることにより、この時点ｔ２において、高周波信号ＲＦが（図６（Ｅ））がバースト状の駆動信号Ｓ１としてドライバ素子４３から出力される（図６（Ｆ））。この駆動信号Ｓ１は、第１のイネーブル信号ＥＮ１が出力される間（時点ｔ２〜ｔ３）において出力される。ここで、タイミング発生部３８において、第２のイネーブル信号ＥＮ２は、第１のイネーブル信号ＥＮ１に対して出力タイミングがずれるように設定されている。すなわち、第１のイネーブル信号ＥＮ１の出力が完了する時点ｔ３において、この第１のイネーブル信号ＥＮ１に続いて第２のイネーブル信号ＥＮ２（図６（Ｄ））が出力されることにより、この時点ｔ３において、高周波信号ＲＦ（図６（Ｅ））がバースト状の駆動信号Ｓ２としてドライバ素子４４から出力される（図６（Ｆ））。この駆動信号Ｓ２は、第２のイネーブル信号ＥＮ２が出力される間（時点ｔ３〜ｔ４）において出力される。かかる駆動信号Ｓ１及びＳ２の一連の出力動作（時点ｔ２〜ｔ４）により、１つの液滴２４ｃが吐出されることになる。このように、駆動回路３５においては、インク液滴の１回の吐出に際して、バースト状の駆動信号Ｓ１及びＳ２をタイミングをずらして連続して出力することにより、メニスカス２４ｂが形成される前のフラットな液面２４ａに対して、駆動信号Ｓ１によって該液面２４ａの下方（液面２４ａに対して音響レンズ３１側）の焦点Ｆ２に音波が集束した後、これに続いて、駆動信号Ｓ１に代わる駆動信号Ｓ２により焦点Ｆ２よりも上方の焦点Ｆ１に音波が集束することになる。
【００４５】
このような制御により、図７（Ａ）に示すように、まず第１のイネーブル信号ＥＮ１に基づいて出力される駆動信号Ｓ１によって焦点Ｆ２に音波が集束する。このように液面２４ａの下方の焦点Ｆ２に音波が集束すると、図７（Ｂ）に示すように、その音波の圧力によって、インクの液面２４ａにメニスカス２４ｂが形成される。
【００４６】
そして、図８（Ａ）に示すように、第１のイネーブル信号ＥＮ１に代えて第２のイネーブル信号ＥＮ２を出力することにより、該第２のイネーブル信号ＥＮ２に基づく駆動信号Ｓ２によって上方の焦点Ｆ１に音波を集束させる。ここで、焦点Ｆ１は、メニスカス２４ｂの形成によって上昇した液面２４ａの下方であって該液面２４ａから大きく離れない位置となる。すなわち、はじめの焦点Ｆ２に音波が集束することにより液面２４ａが上昇することに応じて、焦点Ｆ２から焦点Ｆ１に音波の集束位置を変化させることで、液面２４ａとその下方の焦点位置との間隔を適切な間隔に保つことができる。
【００４７】
この結果、メニスカス２４ｂが形成された場合において、その先端部の液面２４ａと焦点位置との間隔が大きくなることを回避することができ、この結果、図８（Ｂ）に示すように、メニスカス２４ｂの先端部分から液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。なお、本実施の形態においては、インク液滴の吐出周期を１００マイクロ秒とすると、第１のイネーブル信号ＥＮ１の出力時間幅（ｔ２〜ｔ３）は２マイクロ秒程度であり、また第２のイネーブル信号ＥＮ２の出力時間幅（ｔ３〜ｔ４）は６マイクロ秒程度である。但し、これらの時間幅は、使用するインクの物性やインクの液滴を吐出させる周期等によって種々の時間幅を適用するものである。
【００４８】
図９は、駆動回路３５による液滴の吐出処理手順を示し、駆動回路３５は、制御部１５（図１）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ１においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていない等により、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路３５はこのステップＳＴ１において肯定結果が得られるまで判断を繰り返す。
【００４９】
これに対してステップＳＴ１において肯定結果が得られると、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路３５は、ステップＳＴ１からステップＳＴ２に移って、第１のイネーブル信号ＥＮ１によって駆動信号Ｓ１を出力することにより、焦点Ｆ２に音波を集束させてメニスカス２４ｂ（図２）を形成することにより液面２４ａを上昇させる（図７（Ａ）、（Ｂ））。
【００５０】
そして、駆動回路３５は、ステップＳＴ３において、第２のイネーブル信号ＥＮ２によって駆動信号Ｓ２を出力することにより、焦点Ｆ１に音波を集束させてメニスカス２４ｂの先端から液滴２４ｃを飛翔させる。これによりインクジェットヘッド２０からインクの液滴２４ｃを吐出させてシート１２（図１）の所定位置に着弾させることができる。
【００５１】
液滴２４ｃの１回の吐出が終了すると、駆動回路３５はステップＳＴ４に移って、シート１２に対するインクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路３５は、ステップＳＴ４から上述のステップＳＴ１に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出を実行する。
【００５２】
これに対してステップＳＴ４において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路３５はこの吐出処理手順を終了する。
【００５３】
このように本実施の形態のインクジェット記録装置１０は、インクジェットヘッド２０において、第１の駆動信号Ｓ１によって液面を所定の高さまで盛り上げた後、第２の駆動信号Ｓ２によってインクの液滴２４ｃを吐出させることにより、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図１０に示すように、本発明の第２の実施の形態にかかるインクジェット記録装置４０は、図１について上述したインクジェット記録装置１０と比べて、インクジェットヘッド２０に設けられる駆動回路の構成及びインクの液滴の吐出方法が異なる。従って第１の実施の形態のインクジェット記録装置１０と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００５５】
インクジェットヘッド２０においては、音波発生部３０の駆動回路５５によって圧電体を駆動することにより、インクの液滴２４ｃを吐出させてシート１２に着弾させるようになされている。
【００５６】
図５との対応部分に同一符号を付して示す図１１において、駆動回路５５は、ラッチ回路３９に加えてラッチ回路５９を備えている。このラッチ回路５９には、クロックＬＤによってラッチ回路３９から読み出されたデータが格納される。すなわち、ラッチ回路５９には、前回のクロックＬＤのタイミングでの吐出の有無を「１」又は「０」で表すデータ（画像記録データＤＡＴＡ）が格納される。そして、このラッチ回路５９に格納された画像記録データＤＡＴＡは、次のタイミングのクロックＬＤによって前回の画像記録データＤＡＴＡ´として読み出され、反転回路５６を介して第１の論理積回路４１に入力される。
【００５７】
これにより、あるタイミングのクロックＬＤによってラッチ回路３９から読み出される画像記録データＤＡＴＡが「１」であって、このときラッチ回路５９から読み出される前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「０」の場合に、第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２のタイミングで第１及び第２の論理積回路４１、４２を介してドライブ素子４３、４４から順次駆動信号Ｓ１、Ｓ２が出力される。すなわち、前回吐出がなかった場合には、第１及び第２の駆動信号Ｓ１、Ｓ２が順次出力されることにより、音響レンズ３１に近い焦点Ｆ２及び遠い焦点Ｆ１の順に音波を集束させるようになされている。これにより、前回吐出がなかった場合には、液面２４ａが初期のフラットな状態に戻ることになるが、この場合には、焦点Ｆ２に音波を集束させることで液面２４ａを盛り上げてメニスカス２４ｂを形成した後、焦点Ｆ１に音波を集束させることで液滴２４ｃを飛翔させることにより、安定に液滴２４ｃを吐出させることができる。
【００５８】
これに対して、あるタイミングのクロックＬＤによってラッチ回路３９から読み出される画像記録データＤＡＴＡが「１」であって、このときラッチ回路５９から読み出される前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「１」の場合には、第１の論理積回路４１へは反転回路５６を介してデータ「０」が入力されるので第１の論理積回路４１を介したドライブ素子４３からは駆動信号が出力されず、第２の論理積回路４２にはラッチ回路３９からデータ「１」が入力されているので、該第２の論理積回路４２を介して第２のドライブ素子４４からの駆動信号Ｓ２のみが出力される。すなわち、前回吐出があった場合には、第２の駆動信号Ｓ２のみが出力されることにより、音響レンズ３１から遠い焦点Ｆ１に音波が集束される。すなわち、前回吐出があった場合には、液面２４ａが盛り上がった状態となっており、これに応じて音響レンズ３１から遠い焦点Ｆ１に音波を集束させることにより、盛り上がった液面２４ａとの間の距離が適切な焦点Ｆ１への音波の集束により、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００５９】
図１２は、以上説明した駆動回路５５における吐出制御を示し、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、前回（直前）の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡ´が「０」であった場合（前回吐出ＯＦＦ）、上述したように音響レンズ３１に近い焦点Ｆ２に音波を集束させた後、遠い焦点Ｆ１に集束位置を移動させる（近→遠：２段階駆動）。これに対して、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、前回の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡ´が「１」であった場合（前回吐出ＯＮ）、上述したように音響レンズ３１から遠い焦点Ｆ１のみで音波を集束させる（遠焦点駆動）。因みに、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「０」である場合（現在吐出ＯＦＦ）には、前回の吐出タイミングにおける画像記録データＤＡＴＡ´が「１」、「０」のいずれであっても、駆動信号Ｓ１、Ｓ２は出力しないことになる（非駆動）。
【００６０】
駆動回路５５においては、このような制御により、図１３に示すようなタイミングで駆動信号Ｓ１、Ｓ２が出力される。すなわち、現在の画像記録データＤＡＴＡが「１」であって、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「０」である場合、時点ｔ２〜ｔ３においてイネーブル信号ＥＮ１によって駆動信号Ｓ１が第１のドライブ素子４１から出力され、さらに時点ｔ３〜ｔ４においてイネーブル信号ＥＮ２によって駆動信号Ｓ２が第２のドライブ素子４２から出力される。これにより、駆動信号Ｓ１によってフラットな液面２４ａにメニスカス２４ｂを形成した後、このメニスカス２４ｂの形成によって盛り上がった液面２４ａに対応して焦点位置を変化させるべく駆動信号Ｓ２を出力することができる。
【００６１】
これに対して、現在の画像記録データＤＡＴＡが「１」であって、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「１」である場合、時点ｔ６〜ｔ７においてイネーブル信号ＥＮ１が出力されても第１の論理積回路４１の入力段に「０」入力があることにより第１のドライブ素子４３から駆動信号Ｓ１は出力されず、時点ｔ７〜ｔ８においてイネーブル信号ＥＮ２によって駆動信号Ｓ２が第２のドライブ素子４２から出力される。
【００６２】
さらに、現在の画像記録データＤＡＴＡが「０」である場合には、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「１」、「０」のいずれであっても論理積回路４１、４２の各入力段に少なくとも１つの「０」入力があることにより、第１及び第２のドライブ素子４３、４４のいずれからも駆動信号は出力されない。
【００６３】
このように、本実施の形態においては、駆動回路５５の構成により、液面２４ａの高さに応じて音波の集束位置を焦点Ｆ２（近焦点）又はＦ１（遠焦点）に切り換えることができ、液滴２４ｃの安定した吐出を実現することができる。
【００６４】
ここで、図１４は、上述した液滴２４ｃの吐出処理をソフトウエアにより処理する場合の処理手順を示すフローチャートである。この場合、図１１に示した駆動回路５５に代えて、例えば、画像記録データＤＡＴＡの内容（吐出の有無）に応じて駆動信号Ｓ１、Ｓ２を制御可能な駆動回路を用いる。
【００６５】
図１４に示すように、この駆動回路は、制御部１５（図１０）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ１１において初期状態を表す「Flag＝Off」とした後、ステップＳＴ１２においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１０）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていないことにより、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路はこのステップＳＴ１２において否定結果を得ることにより、ステップＳＴ１３に移って、「Flag＝Off」を維持した後、ステップＳ１２を繰り返す。
【００６６】
これに対してステップＳＴ１２において肯定結果が得られると、このことは、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ１２からステップＳＴ１４に移って、「Flag＝Off」であるか否かを判断する。このステップＳＴ１４において肯定結果が得られると、このことは、直前の吐出タイミングで吐出が行われていない状態であり、液面２４ａがフラットな状態にあることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ１４からステップＳＴ１５に移って、第１の駆動信号Ｓ１（図３）を副電極３４ｂに出力することにより、焦点Ｆ２（図３）に音波を集束させて近焦点駆動を行う。そして、続くステップＳＴ１６において、駆動信号Ｓ１に代えて駆動信号Ｓ２を主電極３４ａに出力することにより、焦点Ｆ１に音波を集束させて遠焦点駆動を行う。
【００６７】
一方、ステップＳＴ１４において否定結果が得られると、このことは、「Flag＝Off」ではないこと、すなわち、直前の吐出タイミングで液滴２４ｃが吐出されて液面２４ａが音響レンズ３１から離れた方向に上昇している状態であることを意味しており、駆動回路は、このステップＳＴ１４からステップＳＴ１６に移って、近焦点駆動を行うことなく、駆動信号Ｓ２による遠焦点駆動を実行する。これにより、液面２４ａが上昇している状態においては、近焦点駆動によって液面２４ａを盛り上げる必要がないことを考慮して、直接遠焦点駆動を行うことで、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００６８】
そしてステップＳＴ１６における遠焦点駆動が終了すると、駆動回路は、ステップＳＴ１７に移って、液滴２４ｃの吐出処理をフラグに反映させるべく、「Flag＝On」とした後、ステップＳＴ１８に移って、インクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２（図１０）に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ１８から上述のステップＳＴ１２に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出処理を実行する。
【００６９】
これに対してステップＳＴ１８において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路はこの吐出処理手順を終了する。
【００７０】
このように、本処理手順によれば、初期状態又は直前の吐出タイミングで液滴２４ｃを吐出しなかった場合を、液面２４ａがフラットな状態とみなして、この場合には近焦点駆動を行った後、遠焦点駆動を行うことにより、液面２４ａを盛り上げた後、その盛り上がった液面２４ａに対して適切な焦点位置（焦点Ｆ１）に音波を集束させることにより、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。また、初期状態ではなく、直前の吐出タイミングで液滴２４ｃを吐出した場合を、液面２４ｃが盛り上がっている状態とみなして、この場合には液面２４ａを盛り上げる必要がないことにより、近焦点駆動を行うことなく、直接遠焦点駆動を行うことにより、安定に液滴２４ｃを飛翔させることができる。
【００７１】
以上説明した液滴２４ｃの吐出処理においては、液面２４ａの位置を前回の吐出タイミングで吐出を行ったか否かによって判断する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、液面２４ａの高さに基づいて近焦点駆動及び遠焦点駆動を使い分けるようにしてもよい。
【００７２】
この場合、図１５に示すように、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、液面高さが低い（音響レンズ３１に近い）場合、音響レンズ３１に近い焦点Ｆ２に音波を集束させた後、遠い焦点Ｆ１に集束位置を移動させる（近→遠：２段階駆動）。これに対して、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、液面高さが高い（音響レンズ３１から遠い）場合、音響レンズ３１から遠い焦点Ｆ１のみで音波を集束させる（遠焦点駆動）。因みに、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「０」である場合（現在吐出ＯＦＦ）には、液面高さによらず、駆動信号Ｓ１、Ｓ２は出力しないことになる（非駆動）。
【００７３】
図１６は、液面２４ａの変位のモデルを示し、ある時刻で吐出を行うと液面２４ａの高さがＨｕｐだけ上昇し、吐出がない場合には液面２４ａの高さがＨｄｏｗｎだけ減少するモデルである。この図では、液面２４ａの高さが４段階に変位するものとしている。液面上昇に比べて液面下降は緩やかな場合を想定している。液面２４ａの高さには上限があるため、高さの上限Ｈｍａｘよりも液面２４ａは高くならない。なお、かかる液面変位のモデルから、所定の閾値Ｈｔｈよりも液面２４ａが下の場合には、液面２４ａが初期位置Ｈ０であるとし、一方、所定の閾値Ｈｔｈよりも液面２４ａが上の場合には、液面２４ａが上限位置Ｈｍａｘにあるとして簡略化した場合、すなわち、Ｈｍａｘ＝１、Ｈ０＝０、Ｈｕｐ＝１、Ｈｄｏｗｎ＝１、Ｈｔｈ＝０．５として仮定した場合は、図１４に示した処理手順となる。
【００７４】
なお、このモデルは、使用するインクの物性やインク室の形状あるいはインクの吐出周期や圧電体の駆動電圧等によって変化するものである。
【００７５】
図１７は、液面２４ａの高さに基づいて液滴２４ｃの吐出制御を行うためのフローチャートである。
【００７６】
図１７に示すように、駆動回路は、制御部１５（図１０）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ２１において液面２４ａの初期状態を表す「Ｈ＝Ｈ０」とした後、ステップＳＴ２２においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１０）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていない等により、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路はこのステップＳＴ２２において否定結果を得ることにより、ステップＳＴ２３に移って、吐出しない場合の液面２４ａの下降分Ｈｄｏｗｎを用いて「Ｈ＝Ｈ−Ｈｄｏｗｎ」とする。但し、Ｈ＜Ｈ０の場合には、Ｈ＝Ｈ０とする。そしてステップＳＴ２２に戻る。
【００７７】
これに対してステップＳＴ２２において肯定結果が得られると、このことは、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ２２からステップＳＴ２４に移って、「Ｈ＜Ｈｔｈ」であるか否かを判断する。このステップＳＴ２４において肯定結果が得られると、このことは、液面２４ａが閾値Ｈｔｈよりも低いことを意味している。従ってこの場合、駆動回路は、ステップＳＴ２４からステップＳＴ２５に移って、第１の駆動信号Ｓ１（図３）を副電極３４ｂに出力することにより、焦点Ｆ２（図３）に音波を集束させて近焦点駆動を行う。そして、続くステップＳＴ２６において、駆動信号Ｓ１に代えて駆動信号Ｓ２を主電極３４ａに出力することにより、焦点Ｆ１に音波を集束させて遠焦点駆動を行う。
【００７８】
一方、ステップＳＴ２４において否定結果が得られると、このことは、「Ｈ＜Ｈｔｈ」ではないこと、すなわち、液面２４ａが閾値Ｈｔｈよりも高いことを意味しており、駆動回路は、このステップＳＴ２４からステップＳＴ２６に移って、近焦点駆動を行うことなく、駆動信号Ｓ２による遠焦点駆動を実行する。これにより、液面２４ａが上昇している状態においては、近焦点駆動によって液面２４ａを盛り上げる必要がないことを考慮して、直接遠焦点駆動を行うことで、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００７９】
そしてステップＳＴ２６における遠焦点駆動が終了すると、駆動回路は、ステップＳＴ２７に移って、液滴２４ｃが吐出されたことに応じて、吐出による液面２４ａの上昇分Ｈｕｐを加えるべく、「Ｈ＝Ｈ＋Ｈｕｐ」とする。但し、Ｈ＞Ｈｍａｘならば、Ｈ＝Ｈｍａｘとする。
【００８０】
そして、駆動回路は、ステップＳＴ２８に移って、インクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２（図１０）に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ２８から上述のステップＳＴ２２に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出処理を実行する。
【００８１】
これに対してステップＳＴ２８において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路はこの吐出処理手順を終了する。
【００８２】
このように、本処理手順によれば、液面２４ａの高さに応じて近焦点駆動及び遠焦点駆動を使い分けることにより、液面２４ａの高さに応じた適切な位置に音波を集束させることができ、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００８３】
なお、図１７に示す処理においては、液滴２４ｃを吐出させた場合の液面２４ａの上昇分Ｈｕｐ及び、吐出しない場合の液面２４ａの下降分Ｈｄｏｗｎを予め設定しているが、これに代えて、液面２４ａの高さを直接測定し、この測定結果に基づいて上述のステップＳＴ２４における判定を行うようにしてもよい。この場合には、例えば、圧電体３２から発せられた音波が液面２４ａで反射して戻ってくることを利用して、この反射波を圧電体３２によって受け取って電気信号に変換するようにすればよい。
【００８４】
（第３の実施の形態）
図１８に示すように、本発明の第３の実施の形態にかかるインクジェット記録装置６０は、図１０について上述したインクジェット記録装置４０と比べて、インクジェットヘッド２０に設けられる駆動回路の構成及びインクの液滴の吐出方法が異なる。従って第２の実施の形態のインクジェット記録装置４０と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８５】
インクジェットヘッド２０においては、音波発生部３０の駆動回路７５によって圧電体を駆動することにより、インクの液滴２４ｃを吐出させてシート１２に着弾させるようになされている。
【００８６】
本実施の形態の駆動回路７５は、図１９に示すように、図１１について上述した駆動回路５５に対して、ラッチ回路５９からの出力が論理積回路４２にも入力されている点が異なるとともに、タイミング発生部７８による第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１及びＥＮ２の出力制御が異なり、それ以外の構成は同様となっている。
【００８７】
すなわち、図２０に示すように、タイミング発生部７８は、例えば時点ｔ２（ｔ６、ｔ１０）において第１のイネーブル信号ＥＮ１を出力した後、時点ｔ３（ｔ７、ｔ１１）において、第１のイネーブル信号ＥＮ１を出力したまま、第２のイネーブル信号ＥＮ２を出力する。これにより、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「０」であり、今回の画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合には、第１の論理積回路４１の入力段には前回の画像記録データＤＡＴＡ´である「０」が反転回路５６によって反転された「１」が入力されるのに対して、第２の論理積回路４２の入力段には、前回の画像記録データＤＡＴＡ´である「０」がそのまま入力されることにより、第１のイネーブル信号ＥＮ１に対応して駆動信号Ｓ１のみが時点ｔ２〜ｔ４の間に出力されることになる。
【００８８】
これに対して、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「１」であり、今回の画像記録データＤＡＴＡも同様に「１」である場合には、第１の論理積回路４１の入力段には前回の画像記録データＤＡＴＡ´である「１」が反転回路５６によって反転された「０」が入力されるのに対して、第２の論理積回路４２の入力段には、前回の画像記録データＤＡＴＡ´である「１」がそのまま入力されることにより、第２のイネーブル信号ＥＮ２に対応して駆動信号Ｓ２のみが時点ｔ７〜ｔ８の間に出力されることになる。
【００８９】
これにより図２１に示すように、駆動回路７５における吐出制御では、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、前回（直前）の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡ´が「０」であった場合（前回吐出ＯＦＦ）、上述したように近焦点駆動のみを行う。これに対して、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、前回の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡ´が「１」であった場合（前回吐出ＯＮ）、上述したように遠焦点駆動のみを行う。因みに、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「０」である場合（現在吐出ＯＦＦ）には、前回の吐出タイミングにおける画像記録データＤＡＴＡ´が「１」、「０」のいずれであっても、駆動信号Ｓ１、Ｓ２は出力しないことになる（非駆動）。
【００９０】
このように駆動回路７５では、前回の吐出タイミングにおける吐出の有無に応じて、遠焦点駆動又は近焦点駆動のいずれかを選択することにより、前回の吐出がなかった場合には、液面２４ａ（図３）がフラットな状態であることに応じて、音波を近焦点（焦点Ｆ２）に集束させることができ、フラットな液面２４ａに対して適切な位置から液面２４ａを盛り上げて液滴２４ｃを飛翔させることができる。これに対して、前回の吐出があった場合には、液面２４ａが盛り上がった状態であることに応じて、この盛り上がった液面２４ａに対して適切な位置（遠焦点（焦点Ｆ１））に音波を集束させることができ、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態にかかる駆動回路７５のタイミング発生部７８においては、図２０に示すように、第１のイネーブル信号ＥＮ１を第２のイネーブル信号ＥＮ２よりも長い時間出力するようになされている。このような出力制御を行うことにより、図２０に示すように、近焦点駆動のみを行う場合（時点ｔ２〜ｔ４）には、遠焦点駆動のみを行う場合（時点ｔ７〜ｔ８）に比べて、長い時間駆動する駆動信号Ｓ１を出力することができる。これにより、前回の吐出タイミングで吐出が行われなかった場合には、液面２４ａがフラットな状態に応じてこの液面２４ａを盛り上げた後にさらに液滴２４ｃを確実に飛翔させることができる。
【００９２】
このように、本実施の形態においては、駆動回路７５の構成により、液面２４ａの高さに応じて音波の集束位置を焦点Ｆ２（近焦点）又はＦ１（遠焦点）に切り換えることができ、液滴２４ｃの安定した吐出を実現することができる。
【００９３】
なお、図２０においては、第１のイネーブル信号ＥＮ１を第２のイネーブル信号ＥＮ２よりも長い時間出力する場合について述べたが、これらの出力時間を同じにしてもよい。このようにすれば、１つのイネーブル信号を生成するだけでよく、この分ハード構成を簡単にすることができる。
【００９４】
また、第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２の出力時間の長さが異なるようにする場合には、液滴２４ｃの吐出タイミングを一致させるために、図２０に示したように第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２の終了時刻を一致させることが望ましい。
【００９５】
ここで、図２２は、上述した液滴２４ｃの吐出処理をソフトウエアにより処理する場合の処理手順を示すフローチャートである。この場合、図１９に示した駆動回路７５に代えて、例えば、画像記録データＤＡＴＡの内容（吐出の有無）に応じて駆動信号Ｓ１、Ｓ２を制御可能な駆動回路を用いる。
【００９６】
図２２に示すように、この駆動回路は、制御部１５（図１８）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ３１において初期状態を表す「Flag＝Off」とした後、ステップＳＴ３２においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１８）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていない等により、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路はこのステップＳＴ３２において否定結果を得ることにより、ステップＳＴ３３に移って、「Flag＝Off」を維持した後、ステップＳＴ３２を繰り返す。
【００９７】
これに対してステップＳＴ３２において肯定結果が得られると、このことは、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ３２からステップＳＴ３４に移って、「Flag＝Off」であるか否かを判断する。このステップＳＴ３４において肯定結果が得られると、このことは、直前の吐出タイミングで吐出が行われていない状態であり、液面２４ａがフラットな状態にあることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ３４からステップＳＴ３５に移って、第１の駆動信号Ｓ１（図３）を副電極３４ｂに出力することにより、焦点Ｆ２（図３）に音波を集束させて近焦点駆動を行う。
【００９８】
一方、ステップＳＴ３４において否定結果が得られると、このことは、「Flag＝Off」ではないこと、すなわち、直前の吐出タイミングで液滴２４ｃが吐出されて液面２４ａが音響レンズ３１から離れた方向に上昇している状態であることを意味しており、駆動回路は、このステップＳＴ３４からステップＳＴ３６に移って、駆動信号Ｓ２による遠焦点駆動を実行する。これにより、液面２４ａが上昇している状態においては、近焦点駆動によって液面２４ａを盛り上げる必要がないことを考慮して、直接遠焦点駆動を行うことで、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００９９】
そして、ステップＳＴ３５における近焦点駆動又はステップＳＴ３６における遠焦点駆動が終了すると、駆動回路は、ステップＳＴ３７に移って、液滴２４ｃの吐出処理をフラグに反映させるべく、「Flag＝On」とした後、ステップＳＴ３８に移って、インクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２（図１８）に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ３８から上述のステップＳＴ３２に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出処理を実行する。
【０１００】
これに対してステップＳＴ３８において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路はこの吐出処理手順を終了する。
【０１０１】
このように、本処理手順によれば、初期状態又は直前の吐出タイミングで液滴２４ｃを吐出しなかった場合を、液面２４ａがフラットな状態とみなして、この場合には近焦点駆動を行うことにより、液面２４ａを盛り上げた後、液滴２４ｃを飛翔させることができる。また、初期状態ではなく、直前の吐出タイミングで液滴２４ｃを吐出した場合を、液面２４ｃが盛り上がっている状態とみなして、この場合には液面２４ａを盛り上げる必要がないことにより、近焦点駆動を行うことなく、遠焦点駆動を行うことにより、安定に液滴２４ｃを飛翔させることができる。
【０１０２】
以上説明した液滴２４ｃの吐出処理においては、液面２４ａの位置を前回の吐出タイミングで吐出を行ったか否かによって判断する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、液面２４ａの高さに基づいて近焦点駆動及び遠焦点駆動を使い分けるようにしてもよい。
【０１０３】
すなわち、図２３に示すように、駆動回路は、制御部１５（図１８）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ４１において液面２４ａの初期状態を表す「Ｈ＝Ｈ０」とした後、ステップＳＴ４２においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１８）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていない等により、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路はこのステップＳＴ４２において否定結果を得ることにより、ステップＳＴ４３に移って、吐出しない場合の液面２４ａの下降分Ｈｄｏｗｎを用いて「Ｈ＝Ｈ−Ｈｄｏｗｎ」とする。但し、Ｈ＜Ｈ０の場合には、Ｈ＝Ｈ０とする。そしてステップＳＴ４２に戻る。
【０１０４】
これに対してステップＳＴ４２において肯定結果が得られると、このことは、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ４２からステップＳＴ４４に移って、「Ｈ＜Ｈｔｈ」であるか否かを判断する。このステップＳＴ４４において肯定結果が得られると、このことは、液面２４ａが閾値Ｈｔｈよりも低いことを意味している。従ってこの場合、駆動回路は、ステップＳＴ４４からステップＳＴ４５に移って、第１の駆動信号Ｓ１（図３）を副電極３４ｂに出力することにより、焦点Ｆ２（図３）に音波を集束させて近焦点駆動を行う。
【０１０５】
一方、ステップＳＴ４４において否定結果が得られると、このことは、「Ｈ＜Ｈｔｈ」ではないこと、すなわち、液面２４ａが閾値Ｈｔｈよりも高いことを意味しており、駆動回路は、このステップＳＴ４４からステップＳＴ４６に移って、駆動信号Ｓ２による遠焦点駆動を実行する。これにより、液面２４ａが上昇している状態においては、近焦点駆動によって液面２４ａを盛り上げる必要がないことを考慮して、遠焦点駆動を行うことで、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【０１０６】
そしてステップＳＴ４５における近焦点駆動又はステップＳＴ４６における遠焦点駆動が終了すると、駆動回路は、ステップＳＴ４７に移って、液滴２４ｃが吐出されたことに応じて、吐出による液面２４ａの上昇分Ｈｕｐを加えるべく、「Ｈ＝Ｈ＋Ｈｕｐ」とする。但し、Ｈ＞Ｈｍａｘならば、Ｈ＝Ｈｍａｘとする。
【０１０７】
そして、駆動回路は、ステップＳＴ４８に移って、インクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２（図１８）に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ４８から上述のステップＳＴ４２に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出処理を実行する。
【０１０８】
これに対してステップＳＴ４８において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路はこの吐出処理手順を終了する。
【０１０９】
このように、本処理手順によれば、液面２４ａの高さに応じて近焦点駆動及び遠焦点駆動を使い分けることにより、液面２４ａの高さに応じた適切な位置に音波を集束させることができ、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【０１１０】
なお、図２３に示す処理においては、液滴２４ｃを吐出させた場合の液面２４ａの上昇分Ｈｕｐ及び、吐出しない場合の液面２４ａの下降分Ｈｄｏｗｎを予め設定しているが、これに代えて、液面２４ａの高さを直接測定し、この測定結果に基づいて上述のステップＳＴ４４における判定を行うようにしてもよい。この場合には、例えば、圧電体３２から発せられた音波が液面２４ａで反射して戻ってくることを利用して、この反射波を圧電体３２によって受け取って電気信号に変換するようにすればよい。
【０１１１】
（他の実施の形態）
なお上述の各実施の形態においては、１種類の高周波信号ＲＦを用いる場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば図１１との対応部分に同一符号を付して示す図２４において、駆動回路９５は、５０MHz程度の高周波信号ＲＦ１、ＲＦ２を出力する第１及び第２の信号源３６ａ及び３６ｂを設け、第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２によってそれぞれの信号源３６ａ、３６ｂからの高周波信号ＲＦ１、ＲＦ２を出力制御するようになされている。このように信号源３６ａ、３６ｂを別個に設けることにより、例えば、第１の信号源３６ａの電圧を低くし、第２の信号源３６ｂの電圧を高くすることで、近焦点駆動を低い電圧で行い、遠焦点駆動を高い電圧で行うようにすることができ、焦点位置に応じて駆動信号にかかる種々の設定を行うことができる。
【０１１２】
また、上述の各実施の形態においては、一体の音響レンズ３１の中心領域３１ａと周辺領域３１ｂとで曲率を変化させて焦点位置を変える場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図２５に示すように、音響レンズ１３１として、中心領域１３１ａと周辺領域１３１ｂとを別体で構成するようにしてもよい。この場合、中心領域１３１ａと周辺領域１３１ｂの材質によって焦点位置を変えるようにすることもできる。
【０１１３】
また、上述の各実施の形態においては、一体の圧電体３２の中心領域３２ａと周辺領域３２ｂとを個別に駆動する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図２６に示すように、圧電体３２として、中心領域３２ａ及び周辺領域３２ｂを別体で形成するようにしてもよい。このようにすれば、一方の領域の振動が他方の領域に伝わることが回避して、一段と安定に液滴２４ｃを飛翔させることができる。
【０１１４】
また、上述の各実施の形態においては、液面下の液体側に音響波を集束させる場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、液面上の空間に音響波の集束位置を設定するようにしてもよい。このようにすれば、図２７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、音響波の焦点位置Ｆ３を変化させずに液面２４ａを盛り上げてメニスカス２４ｂを形成しながら、その先端部から液滴２４ｃを飛翔させることができる。このようにすれば、高速で液滴を吐出させる場合に、常に液面２４ａが盛り上がることに応じた位置（焦点Ｆ３）に音響波が集束することになるので、液滴２４ｃの安定した吐出を実現することができる。また、音響レンズ２３１としては、単一の焦点Ｆ３を有する構成とすると共に、圧電体２３２においても、音響レンズ２３１全体に対して共通の電極を持つだけの簡単な構成でインクジェットヘッドを実現することが可能となる。
【０１１５】
また、上述の各実施の形態においては、音響レンズ３１、１３１として凹レンズを用いる場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばフレネル輪帯理論に基づいたフレネルレンズを用いるようにしてもよい。
【０１１６】
また、上述の各実施の形態においては、インクの液滴２４ｃを上方に向かって吐出させる場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば図１との対応部分に同一符号を付した図２８に示すように、液滴２４ｃを下方に向けて吐出するようにしてもよい。このインクジェット記録装置３００は、ステージ３０２上にインクの塗布対象である基板３０３を載せ、この基板３０３の表面にインクの液滴２４ｃを吐出させることにより、パターン３０５を形成する。ステージ３０２は、Ｘ−Ｙ平面内を移動自在に支持されており、駆動部１３からの駆動信号によって移動される。またインクジェットヘッド２０は、駆動部２２からの駆動信号によってＸ−Ｙ平面内を移動し得るようになされている。かくして、基板３０３とインクジェットヘッド２０との相対位置を変えながら、画像処理部２３から出力される画像記録データＤ１２によってインクの液滴２４ｃを下方に吐出させることにより、基板３０３の表面の所定位置に目的とするパターン３０５を形成することができる。このように、ステージ３０２を用いることにより、図１、図１０、図１８のプラテンローラ１１を用いた場合では扱いにくい、硬さや厚みのある基板やカード等への記録に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示すブロック図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドを示す略線的断面図である。
【図３】図２のインクジェットヘッドの音波発生部の構成を示す略線図である。
【図４】図３の音波発生部の底面図である。
【図５】図２のインクジェットヘッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の駆動回路の動作の説明に供する信号波形図である。
【図７】図１のインクジェット記録装置の動作の説明に供する略線図である。
【図８】図１のインクジェット記録装置の動作の説明に供する略線図である。
【図９】図１のインクジェット記録装置の駆動動作を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示すブロック図である。
【図１１】図１０のインクジェット記録装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１０のインクジェット記録装置の液滴の吐出モードを示す図表である。
【図１３】図１１の駆動回路の動作の説明に供する信号波形図である。
【図１４】図１０のインクジェット記録装置の動作の説明に供するフローチャートである。
【図１５】図１０のインクジェット記録装置の液滴の吐出モードを示す図表である。
【図１６】液面の変位モデルを示す略線図である。
【図１７】図１０のインクジェット記録装置の他の吐出方法を示すフローチャートである。
【図１８】第３の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示すブロック図である。
【図１９】図１８のインクジェット記録装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図２０】図１９の駆動回路の動作の説明に供する信号波形図である。
【図２１】図１８のインクジェット記録装置の吐出モードを示す図表である。
【図２２】図１８のインクジェット記録装置の動作の説明に供するフローチャートである。
【図２３】図１８のインクジェット記録装置の他の吐出方法を示すフローチャートである。
【図２４】他の実施の形態に係る駆動回路を示すブロック図である。
【図２５】他の実施の形態に係る音響レンズの構成を示す断面図である。
【図２６】他の実施の形態に係る圧電体を示す断面図である。
【図２７】他の実施の形態に係る吐出動作を示す略線図である。
【図２８】他の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０、４０、６０ インクジェット記録装置
１１ プラテンローラ
１２ シート
１３、２２ 駆動部
１５ 制御部
２０ インクジェットヘッド
２１ インク室
２４ インク
２４ａ 液面
２４ｂ メニスカス
２４ｃ 液滴
３０ 音波発生部
３１、１３１、２３１ 音響レンズ
３２、２３２ 圧電体
３４ 電極
３４ａ 主電極
３４ｂ 副電極
３５、５５、７５、９５ 駆動回路
３６ 信号源
３７ ラインメモリ
３８、７８ タイミング発生部
３９、５９ ラッチ回路
４１、４２ 論理積回路
４３、４４ ドライブ素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法に関し、特に音波発生装置から音波を発生させて、この音波を集束させてインク液滴を飛翔させるインクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体インクを液滴として記録媒体上に飛翔させて画像等を記録するインクジェット記録装置においては、普通紙等に直接記録することができ、インク等の材料消費が少なく、騒音が少なく、現像や定着等の処理が不要であるといった多くの利点がある。これにより、ＯＡ用途だけではなく、液状電子材料の塗布やダイレクトパターニング等の工業分野へも利用範囲を広げつつある。
【０００３】
インクジェット記録装置としては、多くの方式が提案されており、例えば、発熱体の熱により発生するバブルの圧力を利用して液滴を飛翔させる方式や、圧電体の変位による圧力パルスによって液滴を飛翔させる方式がある。
【０００４】
これらのインクジェット記録装置は、液体インクの溶媒の蒸発や揮発によってインクの濃縮が生じやすく、径の小さなノズルを用いると目詰まりが発生し、インク液滴の飛翔に支障が生じる問題があった。そのため、ノズルを洗浄する等の付加手段を設けることによってノズルの目詰まりを防止したり、また、目詰まりの発生が少ないインク材料を選定して使用する必要があった。
【０００５】
これに対して、振動子から発生する音波を集束させてその音圧によってインク液面からインク液滴を吐出させる超音波方式のインクジェット記録装置が提案されている。この方式は、ノズルを必要とせず、非常に小さな径の液滴を飛翔させることができ、使用し得るインク材料の制約も少ないといった利点がある。
【特許文献１】特開２００２−１２０３６４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の超音波方式のインクジェット記録装置では、インク液面近傍に音波を集束させてその音圧によってインク液面にメニスカスを形成して液滴を飛翔させるようになされていることにより、メニスカスの隆起及び減衰に起因して液面が変動するため、高速に繰り返しインク液滴を安定して吐出させることが困難であった。
【０００７】
インクの液滴を繰り返し吐出させる場合、その吐出周波数としておよそ１KHz以上の高速駆動領域において、液面がフラットな定常状態から液滴を吐出させる場合と、連続して液滴を吐出させる場合とで、液面の挙動に差が生じて、吐出状態が変動するため、不安定な吐出を起こす問題がある。
【０００８】
このような技術的課題を解決するためになされた本発明の目的は、インク液滴の安定吐出を実現できるインクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェットヘッドにおいて、液体を保持する保持手段と、保持手段に保持された液体の液面に対して液体を介して対向して設けられ、液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段とを備え、音響波集束手段により各音響波を個別に集束させて液体の液面から液滴を飛翔させることである。
【００１０】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出装置において、液体を保持する保持手段と、保持手段に保持された液体の液面に対して液体を介して対向して設けられ、液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と、音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号を音響波発生手段に供給して複数の集束位置に対応した各音響波を個別に発生させる駆動手段とを備え、音響波集束手段により各音響波を個別に集束させて液体の液面から液滴を飛翔させることである。
【００１１】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット記録装置において、液体を保持する保持手段と、保持手段に保持された液体の液面に対して液体を介して対向して設けられ、液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と、音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号を音響波発生手段に供給して複数の集束位置に対応した各音響波を個別に発生させる駆動手段と、液面に対して液面上の空間を介して対向して設けられ、音響波の集束により液面から飛翔する液滴を着弾させる塗布対象を支持する支持手段と、液体の保持手段と塗布対象とを相対的に移動させる移動手段とを備えることである。
【００１２】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の保持手段に保持された液体の液面に対して、液体を介して対向する位置に設けられた音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が短い近焦点位置に音響波を集束させて液体の液面を盛り上げるステップと、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて液体の盛り上がった液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【００１３】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の保持手段に保持された液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、液面に対して液体を介して対向する音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【００１４】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の保持手段に保持された液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、液面に対して液体を介して対向する音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させた後、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【００１５】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の液面に対して液体を介して対向する音響波発生手段から、予め決められたタイミングごとに、液面から液滴を吐出させるための音響波を送出するか否かを決定するステップと、予め決められたタイミングごとの音響波の送出の有無を記憶するステップと、予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける音響波の送出がない場合に、音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける音響波の送出がある場合に、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【００１６】
また本発明の実施の形態に係る特徴は、インクジェット吐出方法において、液体の液面に対して液体を介して対向する音響波発生手段から、予め決められたタイミングごとに、液面から液滴を吐出させるための音響波を送出するか否かを決定するステップと、予め決められたタイミングごとの音響波の送出の有無を記憶するステップと、予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける音響波の送出がない場合に、音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させた後、音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける音響波の送出がある場合に、遠焦点位置に音響波を集束させて、液体の液面から液滴を飛翔させるステップとを備えることである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、インク液滴の安定吐出を実現できるインクジェットヘッド、インクジェット吐出装置、インクジェット記録装置及びインクジェット吐出方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付し、重複する記載は省略する。また、図面は模式的なものであり、各部の寸法等は現実のものと異なる。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係るインクジェット記録装置１０は、図２や図３等に詳細を示すインクジェットヘッド２０を備えており、液体を保持する保持手段（インク室２１）と、保持手段に保持された液体２４の液面２４ａに対して液体２４を介して対向して設けられ、液体２４に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段（圧電体３２）と、各音響波を、音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段（音響レンズ３１）と、音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号Ｓ１、Ｓ２を音響波発生手段に供給して複数の集束位置に対応した各音響波を個別に発生させる駆動手段（駆動回路３５）と、液面２４ａに対して液面上の空間を介して対向して設けられ、音響波の集束により液面２４ａから飛翔する液滴２４ｃを着弾させる塗布対象（シート１２）を支持する支持手段（プラテンローラ１１）と、液体２４の保持手段と塗布対象とを相対的に移動させる移動手段（駆動部１３、２２）とを備える。
【００２０】
すなわち、図１に示すように、インクジェット記録装置１０において、ゴムローラ等からなるプラテンローラ１１は、回転軸１１ａを回転中心として回転可能に軸支されており、液滴の塗布対象であるカット紙、ロール紙又は樹脂フィルム等からなるシート１２の一部を巻き付けるようになされ、駆動部１３によって回転駆動される。駆動部１３は、モータ等の駆動源を有し、制御部１５からの駆動信号によって駆動源を駆動させることにより、プラテンローラ１１を回転させる。これにより、プラテンローラ１１に巻き付けられたシート１２を矢印ａで示す方向に移動させることができる。
【００２１】
一方、インクジェットヘッド２０は、インク液滴の吐出方向がプラテンローラ１１に向くように配置されており、ヘッド全体が駆動部２２によって移動可能となっている。駆動部２２は、モータ等の駆動源を有し、制御部１５からの駆動信号によって駆動源を駆動させることにより、インクジェットヘッド２０をプラテンローラ１１の回転軸に沿った方向に移動させる。これにより、プラテンローラ１１の回転によって移動するシート１２の移動方向ａに直交する方向ｂにインクジェットヘッド２０を移動させることができる。
【００２２】
これらにより、プラテンローラ１１に巻き付けられたシート１２に対して、その表面の所望の位置に対向するようにインクジェットヘッド２０を位置決めすることができる。なお、この実施の形態の場合、インクジェットヘッド２０をプラテンローラ１１の下方に配置し、インクの液滴を上方に吐出させる構成とするが、本発明はこれに限られるものではなく、インクジェットヘッド２０の位置（すなわち液滴の吐出方向）は種々の形態を適用することができる。
【００２３】
制御部１５は、ネットワーク回線、メモリ又は外部機器等から送られてくる画像データＤ１１を画像処理部２３に供給する。画像処理部２３は、画像データＤ１１を、インクジェットヘッド２０によりシート１２にインク液滴を塗布して画像を記録するための画像記録データＤ１２に変換し、これをインクジェットヘッド２０の駆動回路（後述）に出力する。
【００２４】
インクジェットヘッド２０は、音波発生源（圧電体）において発生する音波によってインク液を飛翔させるヘッドと、音波発生源に対してその駆動信号を供給する駆動回路とを有している。駆動回路は、画像処理部２３から出力される画像記録データＤ１２に基づいて駆動信号を生成し、これを音波発生源に供給することにより、音波発生源から音波を発生させる。
【００２５】
図２に示すように、インクジェットヘッド２０において、インク保持手段であるインク室２１は、内部にインク２４を貯留するための筐体２５によって形成され、その筐体２５の一部に筐体内部と外部とを連通させる開口部２６が形成されている。
【００２６】
インク室２１において、開口部２６に対向する内側面部には、音波発生部３０が設けられている。この音波発生部３０は、平凹形状の音響レンズ３１と、この音響レンズ３１の平面部側に設けられた音波発生源である圧電体３２及びその電極（後述）と、画像処理部２３（図１）から供給される画像記録データＤ１２に基づいて圧電体３２の電極に駆動信号を供給する駆動回路（後述）とを備えている。
【００２７】
音響レンズ３１は、その凹形状部が筐体２５の開口部２６に対向するように配置されており、圧電体３２から発生される音波を凹形状部によって開口部２６付近に集束させるようになされている。この集束された音波ビームの圧力により、開口部２６のインク２４の液面２４ａを盛り上げてメニスカス２４ｂを形成し、その先端から液滴２４ｃを分離させて、開口部２６から外部に飛翔させるようになされている。開口部２６に対向する位置には、上述したプラテンローラ１１に巻き付けられたシート１２が配置されることにより、開口部２６から飛翔した液滴２４ｃを、シート１２の表面に着弾させることができる。なお、インクジェットヘッド２０の開口部２６が設けられた部分（インク吐出部と呼ぶ）とシート１２との間隙は、圧電体３２に加える電力を少なく抑えるために３ｍｍ以下とすることが望ましい。但し、３ｍｍ以下に限られるものではない。
【００２８】
音響レンズ３１は、例えばガラス等の無機系材料やエポキシ樹脂等を用いることができ、使用するインク液に対する耐久性を重視した材料を用いることが望ましい。また、ガラスや樹脂の表面に、金属膜や金属系酸化膜、窒化膜、ポリオレフィン系樹脂膜等の表面処理を施してインク液に対する耐久性を向上させてもよい。
【００２９】
図３は音響レンズ３１の構成を示す断面図である。この図３においては、音響レンズ３１の凹形状部を単純な曲率を有した曲面として図示しているが、実際には屈折による球面収差を補正して所定の位置に音波が集束するように設計された非球面レンズを使用する。
【００３０】
この音響レンズ３１は、その凹形状部の中心領域３１ａとその周辺領域３１ｂとでは、それぞれの曲率が異なるように形成されている。すなわち、中心領域３１ａによる焦点Ｆ１は、周辺領域３１ｂによる焦点Ｆ２よりも音響レンズ３１から離れた位置（すなわち、インクの液滴２４ｃの吐出に際して形成されるメニスカス２４ｂの盛り上がり方向に沿って音響レンズ３１から離れた位置）に設定されている。なお、本実施の形態の場合、インクの液滴２４ｃを上方に吐出する構成となっていることにより、焦点Ｆ１は焦点Ｆ２よりも上方に設定されるが、例えば、図２に示したインクジェットヘッド２０を上下逆に設けて液滴２４ｃを下方に吐出するようにした他の実施の形態に係る構成においては、焦点Ｆ１は焦点Ｆ２よりも下方に設定されることになる。
【００３１】
ここで、液滴２４ｃを上方に吐出する本実施の形態に係る構成においては、音響レンズ３１の中心領域３１ａによる焦点Ｆ１は、メニスカス２４ｂが形成される前のフラットな液面２４ａに対して、該液面２４ａよりも上方に位置するように設定されており、また周辺領域３１ｂによる焦点Ｆ２は、メニスカス２４ｂが形成される前のフラットな液面２４ａよりも下方に位置するように設定されている。通常、レンズの中心から周辺に向かうほど音波の屈折が大きくなり焦点位置は近焦点側にシフトする。そのため、本実施の形態に用いられる音響レンズ３１は、その特性も利用して音響レンズ３１の凹部の曲率を部分的に補正している。なお、音響レンズ３１の中心領域３１ａとその周辺領域３１ｂとの境界部分では、音波の集束位置が滑らかに変化するようなレンズ形状としてもよい。
【００３２】
因みに、本実施の形態に係る音響レンズ３１の場合、焦点Ｆ１とＦ２との間の距離が１０〜２０μｍとなっているが、本発明はこれに限られるものではない。
【００３３】
なお、音響レンズ３１の音響インピーダンスは、圧電体３２の音響インピーダンス（ＺＰ）とインク液の音響インピーダンス（ＺＬ）の中間値であり、その幾何平均（ＺＰ・ＺＬ）１／２に近いことが音波の効率的な伝播のために望ましい。
【００３４】
音響レンズ３１の平面部側には、この音響レンズ３１の凹部（凹レンズ部）の形成領域に対応する円形の領域に円形の圧電体３２が設けられている。この圧電体３２は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸鉛、チタン酸バリウム等の圧電セラミックスや、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等の圧電単結晶や、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の高分子圧電体や、酸化亜鉛等の圧電半導体等を使用することができる。
【００３５】
圧電体３２の一方の面には、円形形状でなり圧電体３２を含み圧電体３２とほぼ同じ大きさの共通電極３３が形成され、他方の面には、主電極３４ａ及び副電極３４ｂが形成されている。主電極３４ａ及び副電極３４ｂは、共通電極３３に対して、圧電体３２を挟んで対向する位置に形成されている。図４に示すように、主電極３４ａは、音響レンズ３１の凹部の中心領域３１ａ（図３）と同様の円形形状で形成され、中心領域３１ａに対向する領域に設けられている。また副電極３４ｂは、音響レンズ３１の凹部の周辺領域３１ｂ（図３）と同様のリング形状で形成され、周辺領域３１ｂに対向する領域に設けられている。主電極３４ａ及び副電極３４ｂは、同心円状に形成され、それぞれの中心位置が音響レンズ３１の凹部の中心位置に対向するように設けられている。
【００３６】
図３において、駆動回路３５は、画像処理部２３から供給される画像記録データＤ１２に基づいて、共通電極３３、主電極３４ａ及び副電極３４ｂに駆動信号を供給する。この場合、駆動回路３５は、共通電極３３と主電極３４ａとの間に対する駆動電圧の印加、及び共通電極３３と副電極３４ｂとの間に対する駆動電圧の印加を個別に行うことにより、主電極３４ａに対向する圧電体３２の中心領域３２ａ（すなわち、音響レンズ３１の中心領域３１ａに対向する領域）及び副電極３４ｂに対向する圧電体３２の周辺領域３２ｂ（すなわち、音響レンズ３１の周辺領域３１ｂに対向する領域）をそれぞれ個別に駆動することができる。
【００３７】
かくして、主電極３４ａを介して該主電極３４ａに対向する圧電体３２の中心領域３２ａを駆動させることにより、この中心領域３２ａにおいて発生した音波を音響レンズ３１の中心領域３１ａを介してその焦点Ｆ１に集束させることができ、またこれに対して、副電極３４ｂを介して該副電極３４ｂに対向する圧電体３２の周辺領域３２ｂを駆動させることにより、この周辺領域３２ｂにおいて発生した音波を音響レンズ３１の周辺領域３１ｂを介してその焦点Ｆ２に集束させることができる。
【００３８】
すなわち、主電極３４ａに駆動信号を供給することにより、インクの液面２４ａ（図３）の上方に音波を集束させることができ、また、副電極３４ｂに駆動信号を供給することにより、インクの液面２４ａの下方に音波を集束させることができる。なお、主電極３４ａ及び副電極３４ｂに対して同時に駆動信号を供給して、圧電体３２の中心領域３２ａ及び周辺領域３２ｂを同時に駆動するようにしてもよい。
【００３９】
かかる構成のインクジェットヘッド２０を備えたインクジェット記録装置１０において、制御部１５（図１）は、駆動部１３を介してプラテンローラ１１を回転制御することにより、該プラテンローラ１１に巻き付けられたシート１２を位置決めすると共に、駆動部２２を介してインクジェットヘッド２０を移動制御することにより、シート１２の所定位置にインクジェットヘッド２０を対向させることができる。
【００４０】
この状態において、制御部１５は、駆動回路３５を介してインクジェットヘッド２０に駆動信号を供給することにより、インクジェットヘッド２０からインクの液滴２４ｃを吐出させてシート１２の表面に着弾させるようになされている。この場合、インクジェットヘッド２０の駆動回路３５は、図３について上述した主電極３４ａ及び副電極３４ｂに対する駆動信号の出力タイミングを種々設定することにより、これらの電極に対応した圧電体３２の駆動領域（中心領域３２ａ及び周辺領域３２ｂ）をそれぞれ個別に任意のタイミングで駆動させることができる。すなわち、駆動回路３５によるこれらの制御により、圧電体３２から発せられる音波の集束位置を焦点Ｆ１及びＦ２に切り換えることができる。
【００４１】
以下、駆動回路３５の詳細について説明する。図５に示すように、駆動回路３５において、ラインメモリ３７は、画像処理部２３から供給される画像記録データＤ１２を１ライン分ずつ格納する。ラインメモリ３７に格納された画像記録データは、インク液滴の１回の吐出（１つの液滴）に同期させるためにタイミング発生部３８から出力されるクロックＣＫに同期して読み出される。ラッチ回路３９は、クロックＣＫに同期したクロックＬＤのタイミングにより、ラインメモリ３７からの画像記録データを格納する。クロックＬＤの出力周期は、インクジェットヘッド２０からのインクの吐出周期と同期している。なお、制御部１５（図１）は、プラテンローラ１１の回転やインクジェットヘッド２０の移動に応じてインクの液滴２４ｃを吐出させるべく、制御信号（図示せず）を駆動回路３５に出力するようになされており、駆動回路３５のタイミング発生部３８は、制御部１５からの制御信号に基づいて、クロックＣＫ、ＬＤや後述するイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２を出力するようになされている。
【００４２】
この実施の形態の場合、ラッチ回路３９に格納された１回の吐出分の画像記録データが「１」の場合には、吐出タイミングでインクを吐出し、「０」の場合には吐出タイミングでインクを吐出しないものとする。因みに、吐出タイミングとは、画像記録データの内容（「１」又は「０」）に関わらず、一定の時間間隔で設定されたタイミングであり、この吐出タイミングごとに画像記録データの内容に応じて、「１」の場合には実際に液滴２４ｃを吐出させ、「０」の場合には吐出させないような制御を行うものである。
【００４３】
実際に液滴２４ｃを吐出させる場合、タイミング発生部３８から出力される第１のイネーブル信号ＥＮ１が「１」のときに第１の論理積回路４１を介してドライバ素子４３が駆動され、これにより信号源３６から５０ＭHz程度の高周波信号ＲＦが駆動信号Ｓ１として副電極３４ｂ（図３）に出力される。この駆動信号Ｓ１により副電極３４ｂを介して圧電体３２の周辺領域３２ｂが駆動される。また同様にして、タイミング発生部３８から出力される第２のイネーブル信号ＥＮ２が「１」のときに第２の論理積回路４２を介してドライバ素子４４が駆動され、これにより信号源３６から５０ＭHz程度の高周波信号ＲＦが駆動信号Ｓ２として主電極３４ａ（図３）に出力される。この駆動信号Ｓ２により主電極３４ａを介して圧電体３２の中心領域３２ａが駆動される。
【００４４】
図６は、駆動回路３５の動作を説明する信号波形図であり、時点ｔ１においてクロックＬＤ（図６（Ａ））がタイミング発生部３８から出力されると、これに応じてラッチ回路３９に格納されている吐出１回分の画像記録データＤＡＴＡ（図６（Ｂ））が読み出されると共に、時点ｔ２において第１のイネーブル信号ＥＮ１（図６（Ｃ））が出力されることにより、この時点ｔ２において、高周波信号ＲＦが（図６（Ｅ））がバースト状の駆動信号Ｓ１としてドライバ素子４３から出力される（図６（Ｆ））。この駆動信号Ｓ１は、第１のイネーブル信号ＥＮ１が出力される間（時点ｔ２〜ｔ３）において出力される。ここで、タイミング発生部３８において、第２のイネーブル信号ＥＮ２は、第１のイネーブル信号ＥＮ１に対して出力タイミングがずれるように設定されている。すなわち、第１のイネーブル信号ＥＮ１の出力が完了する時点ｔ３において、この第１のイネーブル信号ＥＮ１に続いて第２のイネーブル信号ＥＮ２（図６（Ｄ））が出力されることにより、この時点ｔ３において、高周波信号ＲＦ（図６（Ｅ））がバースト状の駆動信号Ｓ２としてドライバ素子４４から出力される（図６（Ｆ））。この駆動信号Ｓ２は、第２のイネーブル信号ＥＮ２が出力される間（時点ｔ３〜ｔ４）において出力される。かかる駆動信号Ｓ１及びＳ２の一連の出力動作（時点ｔ２〜ｔ４）により、１つの液滴２４ｃが吐出されることになる。このように、駆動回路３５においては、インク液滴の１回の吐出に際して、バースト状の駆動信号Ｓ１及びＳ２をタイミングをずらして連続して出力することにより、メニスカス２４ｂが形成される前のフラットな液面２４ａに対して、駆動信号Ｓ１によって該液面２４ａの下方（液面２４ａに対して音響レンズ３１側）の焦点Ｆ２に音波が集束した後、これに続いて、駆動信号Ｓ１に代わる駆動信号Ｓ２により焦点Ｆ２よりも上方の焦点Ｆ１に音波が集束することになる。
【００４５】
このような制御により、図７（Ａ）に示すように、まず第１のイネーブル信号ＥＮ１に基づいて出力される駆動信号Ｓ１によって焦点Ｆ２に音波が集束する。このように液面２４ａの下方の焦点Ｆ２に音波が集束すると、図７（Ｂ）に示すように、その音波の圧力によって、インクの液面２４ａにメニスカス２４ｂが形成される。
【００４６】
そして、図８（Ａ）に示すように、第１のイネーブル信号ＥＮ１に代えて第２のイネーブル信号ＥＮ２を出力することにより、該第２のイネーブル信号ＥＮ２に基づく駆動信号Ｓ２によって上方の焦点Ｆ１に音波を集束させる。ここで、焦点Ｆ１は、メニスカス２４ｂの形成によって上昇した液面２４ａの下方であって該液面２４ａから大きく離れない位置となる。すなわち、はじめの焦点Ｆ２に音波が集束することにより液面２４ａが上昇することに応じて、焦点Ｆ２から焦点Ｆ１に音波の集束位置を変化させることで、液面２４ａとその下方の焦点位置との間隔を適切な間隔に保つことができる。
【００４７】
この結果、メニスカス２４ｂが形成された場合において、その先端部の液面２４ａと焦点位置との間隔が大きくなることを回避することができ、この結果、図８（Ｂ）に示すように、メニスカス２４ｂの先端部分から液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。なお、本実施の形態においては、インク液滴の吐出周期を１００マイクロ秒とすると、第１のイネーブル信号ＥＮ１の出力時間幅（ｔ２〜ｔ３）は２マイクロ秒程度であり、また第２のイネーブル信号ＥＮ２の出力時間幅（ｔ３〜ｔ４）は６マイクロ秒程度である。但し、これらの時間幅は、使用するインクの物性やインクの液滴を吐出させる周期等によって種々の時間幅を適用するものである。
【００４８】
図９は、駆動回路３５による液滴の吐出処理手順を示し、駆動回路３５は、制御部１５（図１）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ１においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていない等により、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路３５はこのステップＳＴ１において肯定結果が得られるまで判断を繰り返す。
【００４９】
これに対してステップＳＴ１において肯定結果が得られると、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路３５は、ステップＳＴ１からステップＳＴ２に移って、第１のイネーブル信号ＥＮ１によって駆動信号Ｓ１を出力することにより、焦点Ｆ２に音波を集束させてメニスカス２４ｂ（図２）を形成することにより液面２４ａを上昇させる（図７（Ａ）、（Ｂ））。
【００５０】
そして、駆動回路３５は、ステップＳＴ３において、第２のイネーブル信号ＥＮ２によって駆動信号Ｓ２を出力することにより、焦点Ｆ１に音波を集束させてメニスカス２４ｂの先端から液滴２４ｃを飛翔させる。これによりインクジェットヘッド２０からインクの液滴２４ｃを吐出させてシート１２（図１）の所定位置に着弾させることができる。
【００５１】
液滴２４ｃの１回の吐出が終了すると、駆動回路３５はステップＳＴ４に移って、シート１２に対するインクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路３５は、ステップＳＴ４から上述のステップＳＴ１に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出を実行する。
【００５２】
これに対してステップＳＴ４において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路３５はこの吐出処理手順を終了する。
【００５３】
このように本実施の形態のインクジェット記録装置１０は、インクジェットヘッド２０において、第１の駆動信号Ｓ１によって液面を所定の高さまで盛り上げた後、第２の駆動信号Ｓ２によってインクの液滴２４ｃを吐出させることにより、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図１０に示すように、本発明の第２の実施の形態にかかるインクジェット記録装置４０は、図１について上述したインクジェット記録装置１０と比べて、インクジェットヘッド２０に設けられる駆動回路の構成及びインクの液滴の吐出方法が異なる。従って第１の実施の形態のインクジェット記録装置１０と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００５５】
インクジェットヘッド２０においては、音波発生部３０の駆動回路５５によって圧電体を駆動することにより、インクの液滴２４ｃを吐出させてシート１２に着弾させるようになされている。
【００５６】
図５との対応部分に同一符号を付して示す図１１において、駆動回路５５は、ラッチ回路３９に加えてラッチ回路５９を備えている。このラッチ回路５９には、クロックＬＤによってラッチ回路３９から読み出されたデータが格納される。すなわち、ラッチ回路５９には、前回のクロックＬＤのタイミングでの吐出の有無を「１」又は「０」で表すデータ（画像記録データＤＡＴＡ）が格納される。そして、このラッチ回路５９に格納された画像記録データＤＡＴＡは、次のタイミングのクロックＬＤによって前回の画像記録データＤＡＴＡ´として読み出され、反転回路５６を介して第１の論理積回路４１に入力される。
【００５７】
これにより、あるタイミングのクロックＬＤによってラッチ回路３９から読み出される画像記録データＤＡＴＡが「１」であって、このときラッチ回路５９から読み出される前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「０」の場合に、第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２のタイミングで第１及び第２の論理積回路４１、４２を介してドライブ素子４３、４４から順次駆動信号Ｓ１、Ｓ２が出力される。すなわち、前回吐出がなかった場合には、第１及び第２の駆動信号Ｓ１、Ｓ２が順次出力されることにより、音響レンズ３１に近い焦点Ｆ２及び遠い焦点Ｆ１の順に音波を集束させるようになされている。これにより、前回吐出がなかった場合には、液面２４ａが初期のフラットな状態に戻ることになるが、この場合には、焦点Ｆ２に音波を集束させることで液面２４ａを盛り上げてメニスカス２４ｂを形成した後、焦点Ｆ１に音波を集束させることで液滴２４ｃを飛翔させることにより、安定に液滴２４ｃを吐出させることができる。
【００５８】
これに対して、あるタイミングのクロックＬＤによってラッチ回路３９から読み出される画像記録データＤＡＴＡが「１」であって、このときラッチ回路５９から読み出される前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「１」の場合には、第１の論理積回路４１へは反転回路５６を介してデータ「０」が入力されるので第１の論理積回路４１を介したドライブ素子４３からは駆動信号が出力されず、第２の論理積回路４２にはラッチ回路３９からデータ「１」が入力されているので、該第２の論理積回路４２を介して第２のドライブ素子４４からの駆動信号Ｓ２のみが出力される。すなわち、前回吐出があった場合には、第２の駆動信号Ｓ２のみが出力されることにより、音響レンズ３１から遠い焦点Ｆ１に音波が集束される。すなわち、前回吐出があった場合には、液面２４ａが盛り上がった状態となっており、これに応じて音響レンズ３１から遠い焦点Ｆ１に音波を集束させることにより、盛り上がった液面２４ａとの間の距離が適切な焦点Ｆ１への音波の集束により、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００５９】
図１２は、以上説明した駆動回路５５における吐出制御を示し、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、前回（直前）の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡ´が「０」であった場合（前回吐出ＯＦＦ）、上述したように音響レンズ３１に近い焦点Ｆ２に音波を集束させた後、遠い焦点Ｆ１に集束位置を移動させる（近→遠：２段階駆動）。これに対して、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、前回の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡ´が「１」であった場合（前回吐出ＯＮ）、上述したように音響レンズ３１から遠い焦点Ｆ１のみで音波を集束させる（遠焦点駆動）。因みに、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「０」である場合（現在吐出ＯＦＦ）には、前回の吐出タイミングにおける画像記録データＤＡＴＡ´が「１」、「０」のいずれであっても、駆動信号Ｓ１、Ｓ２は出力しないことになる（非駆動）。
【００６０】
駆動回路５５においては、このような制御により、図１３に示すようなタイミングで駆動信号Ｓ１、Ｓ２が出力される。すなわち、現在の画像記録データＤＡＴＡが「１」であって、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「０」である場合、時点ｔ２〜ｔ３においてイネーブル信号ＥＮ１によって駆動信号Ｓ１が第１のドライブ素子４１から出力され、さらに時点ｔ３〜ｔ４においてイネーブル信号ＥＮ２によって駆動信号Ｓ２が第２のドライブ素子４２から出力される。これにより、駆動信号Ｓ１によってフラットな液面２４ａにメニスカス２４ｂを形成した後、このメニスカス２４ｂの形成によって盛り上がった液面２４ａに対応して焦点位置を変化させるべく駆動信号Ｓ２を出力することができる。
【００６１】
これに対して、現在の画像記録データＤＡＴＡが「１」であって、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「１」である場合、時点ｔ６〜ｔ７においてイネーブル信号ＥＮ１が出力されても第１の論理積回路４１の入力段に「０」入力があることにより第１のドライブ素子４３から駆動信号Ｓ１は出力されず、時点ｔ７〜ｔ８においてイネーブル信号ＥＮ２によって駆動信号Ｓ２が第２のドライブ素子４２から出力される。
【００６２】
さらに、現在の画像記録データＤＡＴＡが「０」である場合には、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「１」、「０」のいずれであっても論理積回路４１、４２の各入力段に少なくとも１つの「０」入力があることにより、第１及び第２のドライブ素子４３、４４のいずれからも駆動信号は出力されない。
【００６３】
このように、本実施の形態においては、駆動回路５５の構成により、液面２４ａの高さに応じて音波の集束位置を焦点Ｆ２（近焦点）又はＦ１（遠焦点）に切り換えることができ、液滴２４ｃの安定した吐出を実現することができる。
【００６４】
ここで、図１４は、上述した液滴２４ｃの吐出処理をソフトウエアにより処理する場合の処理手順を示すフローチャートである。この場合、図１１に示した駆動回路５５に代えて、例えば、画像記録データＤＡＴＡの内容（吐出の有無）に応じて駆動信号Ｓ１、Ｓ２を制御可能な駆動回路を用いる。
【００６５】
図１４に示すように、この駆動回路は、制御部１５（図１０）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ１１において初期状態を表す「Flag＝Off」とした後、ステップＳＴ１２においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１０）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていないことにより、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路はこのステップＳＴ１２において否定結果を得ることにより、ステップＳＴ１３に移って、「Flag＝Off」を維持した後、ステップＳ１２を繰り返す。
【００６６】
これに対してステップＳＴ１２において肯定結果が得られると、このことは、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ１２からステップＳＴ１４に移って、「Flag＝Off」であるか否かを判断する。このステップＳＴ１４において肯定結果が得られると、このことは、直前の吐出タイミングで吐出が行われていない状態であり、液面２４ａがフラットな状態にあることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ１４からステップＳＴ１５に移って、第１の駆動信号Ｓ１（図３）を副電極３４ｂに出力することにより、焦点Ｆ２（図３）に音波を集束させて近焦点駆動を行う。そして、続くステップＳＴ１６において、駆動信号Ｓ１に代えて駆動信号Ｓ２を主電極３４ａに出力することにより、焦点Ｆ１に音波を集束させて遠焦点駆動を行う。
【００６７】
一方、ステップＳＴ１４において否定結果が得られると、このことは、「Flag＝Off」ではないこと、すなわち、直前の吐出タイミングで液滴２４ｃが吐出されて液面２４ａが音響レンズ３１から離れた方向に上昇している状態であることを意味しており、駆動回路は、このステップＳＴ１４からステップＳＴ１６に移って、近焦点駆動を行うことなく、駆動信号Ｓ２による遠焦点駆動を実行する。これにより、液面２４ａが上昇している状態においては、近焦点駆動によって液面２４ａを盛り上げる必要がないことを考慮して、直接遠焦点駆動を行うことで、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００６８】
そしてステップＳＴ１６における遠焦点駆動が終了すると、駆動回路は、ステップＳＴ１７に移って、液滴２４ｃの吐出処理をフラグに反映させるべく、「Flag＝On」とした後、ステップＳＴ１８に移って、インクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２（図１０）に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ１８から上述のステップＳＴ１２に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出処理を実行する。
【００６９】
これに対してステップＳＴ１８において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路はこの吐出処理手順を終了する。
【００７０】
このように、本処理手順によれば、初期状態又は直前の吐出タイミングで液滴２４ｃを吐出しなかった場合を、液面２４ａがフラットな状態とみなして、この場合には近焦点駆動を行った後、遠焦点駆動を行うことにより、液面２４ａを盛り上げた後、その盛り上がった液面２４ａに対して適切な焦点位置（焦点Ｆ１）に音波を集束させることにより、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。また、初期状態ではなく、直前の吐出タイミングで液滴２４ｃを吐出した場合を、液面２４ｃが盛り上がっている状態とみなして、この場合には液面２４ａを盛り上げる必要がないことにより、近焦点駆動を行うことなく、直接遠焦点駆動を行うことにより、安定に液滴２４ｃを飛翔させることができる。
【００７１】
以上説明した液滴２４ｃの吐出処理においては、液面２４ａの位置を前回の吐出タイミングで吐出を行ったか否かによって判断する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、液面２４ａの高さに基づいて近焦点駆動及び遠焦点駆動を使い分けるようにしてもよい。
【００７２】
この場合、図１５に示すように、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、液面高さが低い（音響レンズ３１に近い）場合、音響レンズ３１に近い焦点Ｆ２に音波を集束させた後、遠い焦点Ｆ１に集束位置を移動させる（近→遠：２段階駆動）。これに対して、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、液面高さが高い（音響レンズ３１から遠い）場合、音響レンズ３１から遠い焦点Ｆ１のみで音波を集束させる（遠焦点駆動）。因みに、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「０」である場合（現在吐出ＯＦＦ）には、液面高さによらず、駆動信号Ｓ１、Ｓ２は出力しないことになる（非駆動）。
【００７３】
図１６は、液面２４ａの変位のモデルを示し、ある時刻で吐出を行うと液面２４ａの高さがＨｕｐだけ上昇し、吐出がない場合には液面２４ａの高さがＨｄｏｗｎだけ減少するモデルである。この図では、液面２４ａの高さが４段階に変位するものとしている。液面上昇に比べて液面下降は緩やかな場合を想定している。液面２４ａの高さには上限があるため、高さの上限Ｈｍａｘよりも液面２４ａは高くならない。なお、かかる液面変位のモデルから、所定の閾値Ｈｔｈよりも液面２４ａが下の場合には、液面２４ａが初期位置Ｈ０であるとし、一方、所定の閾値Ｈｔｈよりも液面２４ａが上の場合には、液面２４ａが上限位置Ｈｍａｘにあるとして簡略化した場合、すなわち、Ｈｍａｘ＝１、Ｈ０＝０、Ｈｕｐ＝１、Ｈｄｏｗｎ＝１、Ｈｔｈ＝０．５として仮定した場合は、図１４に示した処理手順となる。
【００７４】
なお、このモデルは、使用するインクの物性やインク室の形状あるいはインクの吐出周期や圧電体の駆動電圧等によって変化するものである。
【００７５】
図１７は、液面２４ａの高さに基づいて液滴２４ｃの吐出制御を行うためのフローチャートである。
【００７６】
図１７に示すように、駆動回路は、制御部１５（図１０）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ２１において液面２４ａの初期状態を表す「Ｈ＝Ｈ０」とした後、ステップＳＴ２２においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１０）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていない等により、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路はこのステップＳＴ２２において否定結果を得ることにより、ステップＳＴ２３に移って、吐出しない場合の液面２４ａの下降分Ｈｄｏｗｎを用いて「Ｈ＝Ｈ−Ｈｄｏｗｎ」とする。但し、Ｈ＜Ｈ０の場合には、Ｈ＝Ｈ０とする。そしてステップＳＴ２２に戻る。
【００７７】
これに対してステップＳＴ２２において肯定結果が得られると、このことは、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ２２からステップＳＴ２４に移って、「Ｈ＜Ｈｔｈ」であるか否かを判断する。このステップＳＴ２４において肯定結果が得られると、このことは、液面２４ａが閾値Ｈｔｈよりも低いことを意味している。従ってこの場合、駆動回路は、ステップＳＴ２４からステップＳＴ２５に移って、第１の駆動信号Ｓ１（図３）を副電極３４ｂに出力することにより、焦点Ｆ２（図３）に音波を集束させて近焦点駆動を行う。そして、続くステップＳＴ２６において、駆動信号Ｓ１に代えて駆動信号Ｓ２を主電極３４ａに出力することにより、焦点Ｆ１に音波を集束させて遠焦点駆動を行う。
【００７８】
一方、ステップＳＴ２４において否定結果が得られると、このことは、「Ｈ＜Ｈｔｈ」ではないこと、すなわち、液面２４ａが閾値Ｈｔｈよりも高いことを意味しており、駆動回路は、このステップＳＴ２４からステップＳＴ２６に移って、近焦点駆動を行うことなく、駆動信号Ｓ２による遠焦点駆動を実行する。これにより、液面２４ａが上昇している状態においては、近焦点駆動によって液面２４ａを盛り上げる必要がないことを考慮して、直接遠焦点駆動を行うことで、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００７９】
そしてステップＳＴ２６における遠焦点駆動が終了すると、駆動回路は、ステップＳＴ２７に移って、液滴２４ｃが吐出されたことに応じて、吐出による液面２４ａの上昇分Ｈｕｐを加えるべく、「Ｈ＝Ｈ＋Ｈｕｐ」とする。但し、Ｈ＞Ｈｍａｘならば、Ｈ＝Ｈｍａｘとする。
【００８０】
そして、駆動回路は、ステップＳＴ２８に移って、インクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２（図１０）に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ２８から上述のステップＳＴ２２に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出処理を実行する。
【００８１】
これに対してステップＳＴ２８において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路はこの吐出処理手順を終了する。
【００８２】
このように、本処理手順によれば、液面２４ａの高さに応じて近焦点駆動及び遠焦点駆動を使い分けることにより、液面２４ａの高さに応じた適切な位置に音波を集束させることができ、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００８３】
なお、図１７に示す処理においては、液滴２４ｃを吐出させた場合の液面２４ａの上昇分Ｈｕｐ及び、吐出しない場合の液面２４ａの下降分Ｈｄｏｗｎを予め設定しているが、これに代えて、液面２４ａの高さを直接測定し、この測定結果に基づいて上述のステップＳＴ２４における判定を行うようにしてもよい。この場合には、例えば、圧電体３２から発せられた音波が液面２４ａで反射して戻ってくることを利用して、この反射波を圧電体３２によって受け取って電気信号に変換するようにすればよい。
【００８４】
（第３の実施の形態）
図１８に示すように、本発明の第３の実施の形態にかかるインクジェット記録装置６０は、図１０について上述したインクジェット記録装置４０と比べて、インクジェットヘッド２０に設けられる駆動回路の構成及びインクの液滴の吐出方法が異なる。従って第２の実施の形態のインクジェット記録装置４０と同一の部分には同一符号を付して、重複する説明は省略する。
【００８５】
インクジェットヘッド２０においては、音波発生部３０の駆動回路７５によって圧電体を駆動することにより、インクの液滴２４ｃを吐出させてシート１２に着弾させるようになされている。
【００８６】
本実施の形態の駆動回路７５は、図１９に示すように、図１１について上述した駆動回路５５に対して、ラッチ回路５９からの出力が論理積回路４２にも入力されている点が異なるとともに、タイミング発生部７８による第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１及びＥＮ２の出力制御が異なり、それ以外の構成は同様となっている。
【００８７】
すなわち、図２０に示すように、タイミング発生部７８は、例えば時点ｔ２（ｔ６、ｔ１０）において第１のイネーブル信号ＥＮ１を出力した後、時点ｔ３（ｔ７、ｔ１１）において、第１のイネーブル信号ＥＮ１を出力したまま、第２のイネーブル信号ＥＮ２を出力する。これにより、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「０」であり、今回の画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合には、第１の論理積回路４１の入力段には前回の画像記録データＤＡＴＡ´である「０」が反転回路５６によって反転された「１」が入力されるのに対して、第２の論理積回路４２の入力段には、前回の画像記録データＤＡＴＡ´である「０」がそのまま入力されることにより、第１のイネーブル信号ＥＮ１に対応して駆動信号Ｓ１のみが時点ｔ２〜ｔ４の間に出力されることになる。
【００８８】
これに対して、前回の画像記録データＤＡＴＡ´が「１」であり、今回の画像記録データＤＡＴＡも同様に「１」である場合には、第１の論理積回路４１の入力段には前回の画像記録データＤＡＴＡ´である「１」が反転回路５６によって反転された「０」が入力されるのに対して、第２の論理積回路４２の入力段には、前回の画像記録データＤＡＴＡ´である「１」がそのまま入力されることにより、第２のイネーブル信号ＥＮ２に対応して駆動信号Ｓ２のみが時点ｔ７〜ｔ８の間に出力されることになる。
【００８９】
これにより図２１に示すように、駆動回路７５における吐出制御では、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、前回（直前）の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡ´が「０」であった場合（前回吐出ＯＦＦ）、上述したように近焦点駆動のみを行う。これに対して、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「１」である場合（現在吐出ＯＮ）であって、前回の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡ´が「１」であった場合（前回吐出ＯＮ）、上述したように遠焦点駆動のみを行う。因みに、現在の吐出タイミングにおいて画像記録データＤＡＴＡが「０」である場合（現在吐出ＯＦＦ）には、前回の吐出タイミングにおける画像記録データＤＡＴＡ´が「１」、「０」のいずれであっても、駆動信号Ｓ１、Ｓ２は出力しないことになる（非駆動）。
【００９０】
このように駆動回路７５では、前回の吐出タイミングにおける吐出の有無に応じて、遠焦点駆動又は近焦点駆動のいずれかを選択することにより、前回の吐出がなかった場合には、液面２４ａ（図３）がフラットな状態であることに応じて、音波を近焦点（焦点Ｆ２）に集束させることができ、フラットな液面２４ａに対して適切な位置から液面２４ａを盛り上げて液滴２４ｃを飛翔させることができる。これに対して、前回の吐出があった場合には、液面２４ａが盛り上がった状態であることに応じて、この盛り上がった液面２４ａに対して適切な位置（遠焦点（焦点Ｆ１））に音波を集束させることができ、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００９１】
なお、本実施の形態にかかる駆動回路７５のタイミング発生部７８においては、図２０に示すように、第１のイネーブル信号ＥＮ１を第２のイネーブル信号ＥＮ２よりも長い時間出力するようになされている。このような出力制御を行うことにより、図２０に示すように、近焦点駆動のみを行う場合（時点ｔ２〜ｔ４）には、遠焦点駆動のみを行う場合（時点ｔ７〜ｔ８）に比べて、長い時間駆動する駆動信号Ｓ１を出力することができる。これにより、前回の吐出タイミングで吐出が行われなかった場合には、液面２４ａがフラットな状態に応じてこの液面２４ａを盛り上げた後にさらに液滴２４ｃを確実に飛翔させることができる。
【００９２】
このように、本実施の形態においては、駆動回路７５の構成により、液面２４ａの高さに応じて音波の集束位置を焦点Ｆ２（近焦点）又はＦ１（遠焦点）に切り換えることができ、液滴２４ｃの安定した吐出を実現することができる。
【００９３】
なお、図２０においては、第１のイネーブル信号ＥＮ１を第２のイネーブル信号ＥＮ２よりも長い時間出力する場合について述べたが、これらの出力時間を同じにしてもよい。このようにすれば、１つのイネーブル信号を生成するだけでよく、この分ハード構成を簡単にすることができる。
【００９４】
また、第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２の出力時間の長さが異なるようにする場合には、液滴２４ｃの吐出タイミングを一致させるために、図２０に示したように第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２の終了時刻を一致させることが望ましい。
【００９５】
ここで、図２２は、上述した液滴２４ｃの吐出処理をソフトウエアにより処理する場合の処理手順を示すフローチャートである。この場合、図１９に示した駆動回路７５に代えて、例えば、画像記録データＤＡＴＡの内容（吐出の有無）に応じて駆動信号Ｓ１、Ｓ２を制御可能な駆動回路を用いる。
【００９６】
図２２に示すように、この駆動回路は、制御部１５（図１８）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ３１において初期状態を表す「Flag＝Off」とした後、ステップＳＴ３２においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１８）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていない等により、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路はこのステップＳＴ３２において否定結果を得ることにより、ステップＳＴ３３に移って、「Flag＝Off」を維持した後、ステップＳＴ３２を繰り返す。
【００９７】
これに対してステップＳＴ３２において肯定結果が得られると、このことは、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ３２からステップＳＴ３４に移って、「Flag＝Off」であるか否かを判断する。このステップＳＴ３４において肯定結果が得られると、このことは、直前の吐出タイミングで吐出が行われていない状態であり、液面２４ａがフラットな状態にあることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ３４からステップＳＴ３５に移って、第１の駆動信号Ｓ１（図３）を副電極３４ｂに出力することにより、焦点Ｆ２（図３）に音波を集束させて近焦点駆動を行う。
【００９８】
一方、ステップＳＴ３４において否定結果が得られると、このことは、「Flag＝Off」ではないこと、すなわち、直前の吐出タイミングで液滴２４ｃが吐出されて液面２４ａが音響レンズ３１から離れた方向に上昇している状態であることを意味しており、駆動回路は、このステップＳＴ３４からステップＳＴ３６に移って、駆動信号Ｓ２による遠焦点駆動を実行する。これにより、液面２４ａが上昇している状態においては、近焦点駆動によって液面２４ａを盛り上げる必要がないことを考慮して、直接遠焦点駆動を行うことで、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【００９９】
そして、ステップＳＴ３５における近焦点駆動又はステップＳＴ３６における遠焦点駆動が終了すると、駆動回路は、ステップＳＴ３７に移って、液滴２４ｃの吐出処理をフラグに反映させるべく、「Flag＝On」とした後、ステップＳＴ３８に移って、インクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２（図１８）に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ３８から上述のステップＳＴ３２に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出処理を実行する。
【０１００】
これに対してステップＳＴ３８において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路はこの吐出処理手順を終了する。
【０１０１】
このように、本処理手順によれば、初期状態又は直前の吐出タイミングで液滴２４ｃを吐出しなかった場合を、液面２４ａがフラットな状態とみなして、この場合には近焦点駆動を行うことにより、液面２４ａを盛り上げた後、液滴２４ｃを飛翔させることができる。また、初期状態ではなく、直前の吐出タイミングで液滴２４ｃを吐出した場合を、液面２４ｃが盛り上がっている状態とみなして、この場合には液面２４ａを盛り上げる必要がないことにより、近焦点駆動を行うことなく、遠焦点駆動を行うことにより、安定に液滴２４ｃを飛翔させることができる。
【０１０２】
以上説明した液滴２４ｃの吐出処理においては、液面２４ａの位置を前回の吐出タイミングで吐出を行ったか否かによって判断する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、液面２４ａの高さに基づいて近焦点駆動及び遠焦点駆動を使い分けるようにしてもよい。
【０１０３】
すなわち、図２３に示すように、駆動回路は、制御部１５（図１８）からプリント開始の指示が入力されると、ステップＳＴ４１において液面２４ａの初期状態を表す「Ｈ＝Ｈ０」とした後、ステップＳＴ４２においてインクの液滴を吐出させるか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、例えばプラテンローラ１１（図１８）とインクジェットヘッド２０との相対位置が未だ吐出位置に位置決めされていない等により、吐出タイミングではないことを意味しており、駆動回路はこのステップＳＴ４２において否定結果を得ることにより、ステップＳＴ４３に移って、吐出しない場合の液面２４ａの下降分Ｈｄｏｗｎを用いて「Ｈ＝Ｈ−Ｈｄｏｗｎ」とする。但し、Ｈ＜Ｈ０の場合には、Ｈ＝Ｈ０とする。そしてステップＳＴ４２に戻る。
【０１０４】
これに対してステップＳＴ４２において肯定結果が得られると、このことは、インクの液滴を吐出するタイミングであることを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ４２からステップＳＴ４４に移って、「Ｈ＜Ｈｔｈ」であるか否かを判断する。このステップＳＴ４４において肯定結果が得られると、このことは、液面２４ａが閾値Ｈｔｈよりも低いことを意味している。従ってこの場合、駆動回路は、ステップＳＴ４４からステップＳＴ４５に移って、第１の駆動信号Ｓ１（図３）を副電極３４ｂに出力することにより、焦点Ｆ２（図３）に音波を集束させて近焦点駆動を行う。
【０１０５】
一方、ステップＳＴ４４において否定結果が得られると、このことは、「Ｈ＜Ｈｔｈ」ではないこと、すなわち、液面２４ａが閾値Ｈｔｈよりも高いことを意味しており、駆動回路は、このステップＳＴ４４からステップＳＴ４６に移って、駆動信号Ｓ２による遠焦点駆動を実行する。これにより、液面２４ａが上昇している状態においては、近焦点駆動によって液面２４ａを盛り上げる必要がないことを考慮して、遠焦点駆動を行うことで、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【０１０６】
そしてステップＳＴ４５における近焦点駆動又はステップＳＴ４６における遠焦点駆動が終了すると、駆動回路は、ステップＳＴ４７に移って、液滴２４ｃが吐出されたことに応じて、吐出による液面２４ａの上昇分Ｈｕｐを加えるべく、「Ｈ＝Ｈ＋Ｈｕｐ」とする。但し、Ｈ＞Ｈｍａｘならば、Ｈ＝Ｈｍａｘとする。
【０１０７】
そして、駆動回路は、ステップＳＴ４８に移って、インクの塗布が終了したか否かを判断する。ここで否定結果が得られると、このことは、シート１２（図１８）に対する全ての塗布が終了していないことを意味しており、駆動回路は、ステップＳＴ４８から上述のステップＳＴ４２に戻って、次の塗布位置での液滴２４ｃの吐出処理を実行する。
【０１０８】
これに対してステップＳＴ４８において肯定結果が得られると、このことは、シート１２に対する全ての塗布が終了したことを意味しており、駆動回路はこの吐出処理手順を終了する。
【０１０９】
このように、本処理手順によれば、液面２４ａの高さに応じて近焦点駆動及び遠焦点駆動を使い分けることにより、液面２４ａの高さに応じた適切な位置に音波を集束させることができ、液滴２４ｃを安定に飛翔させることができる。
【０１１０】
なお、図２３に示す処理においては、液滴２４ｃを吐出させた場合の液面２４ａの上昇分Ｈｕｐ及び、吐出しない場合の液面２４ａの下降分Ｈｄｏｗｎを予め設定しているが、これに代えて、液面２４ａの高さを直接測定し、この測定結果に基づいて上述のステップＳＴ４４における判定を行うようにしてもよい。この場合には、例えば、圧電体３２から発せられた音波が液面２４ａで反射して戻ってくることを利用して、この反射波を圧電体３２によって受け取って電気信号に変換するようにすればよい。
【０１１１】
（他の実施の形態）
なお上述の各実施の形態においては、１種類の高周波信号ＲＦを用いる場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば図１１との対応部分に同一符号を付して示す図２４において、駆動回路９５は、５０MHz程度の高周波信号ＲＦ１、ＲＦ２を出力する第１及び第２の信号源３６ａ及び３６ｂを設け、第１及び第２のイネーブル信号ＥＮ１、ＥＮ２によってそれぞれの信号源３６ａ、３６ｂからの高周波信号ＲＦ１、ＲＦ２を出力制御するようになされている。このように信号源３６ａ、３６ｂを別個に設けることにより、例えば、第１の信号源３６ａの電圧を低くし、第２の信号源３６ｂの電圧を高くすることで、近焦点駆動を低い電圧で行い、遠焦点駆動を高い電圧で行うようにすることができ、焦点位置に応じて駆動信号にかかる種々の設定を行うことができる。
【０１１２】
また、上述の各実施の形態においては、一体の音響レンズ３１の中心領域３１ａと周辺領域３１ｂとで曲率を変化させて焦点位置を変える場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図２５に示すように、音響レンズ１３１として、中心領域１３１ａと周辺領域１３１ｂとを別体で構成するようにしてもよい。この場合、中心領域１３１ａと周辺領域１３１ｂの材質によって焦点位置を変えるようにすることもできる。
【０１１３】
また、上述の各実施の形態においては、一体の圧電体３２の中心領域３２ａと周辺領域３２ｂとを個別に駆動する場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図２６に示すように、圧電体３２として、中心領域３２ａ及び周辺領域３２ｂを別体で形成するようにしてもよい。このようにすれば、一方の領域の振動が他方の領域に伝わることが回避して、一段と安定に液滴２４ｃを飛翔させることができる。
【０１１４】
また、上述の各実施の形態においては、液面下の液体側に音響波を集束させる場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、液面上の空間に音響波の集束位置を設定するようにしてもよい。このようにすれば、図２７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、音響波の焦点位置Ｆ３を変化させずに液面２４ａを盛り上げてメニスカス２４ｂを形成しながら、その先端部から液滴２４ｃを飛翔させることができる。このようにすれば、高速で液滴を吐出させる場合に、常に液面２４ａが盛り上がることに応じた位置（焦点Ｆ３）に音響波が集束することになるので、液滴２４ｃの安定した吐出を実現することができる。また、音響レンズ２３１としては、単一の焦点Ｆ３を有する構成とすると共に、圧電体２３２においても、音響レンズ２３１全体に対して共通の電極を持つだけの簡単な構成でインクジェットヘッドを実現することが可能となる。
【０１１５】
また、上述の各実施の形態においては、音響レンズ３１、１３１として凹レンズを用いる場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばフレネル輪帯理論に基づいたフレネルレンズを用いるようにしてもよい。
【０１１６】
また、上述の各実施の形態においては、インクの液滴２４ｃを上方に向かって吐出させる場合について述べたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば図１との対応部分に同一符号を付した図２８に示すように、液滴２４ｃを下方に向けて吐出するようにしてもよい。このインクジェット記録装置３００は、ステージ３０２上にインクの塗布対象である基板３０３を載せ、この基板３０３の表面にインクの液滴２４ｃを吐出させることにより、パターン３０５を形成する。ステージ３０２は、Ｘ−Ｙ平面内を移動自在に支持されており、駆動部１３からの駆動信号によって移動される。またインクジェットヘッド２０は、駆動部２２からの駆動信号によってＸ−Ｙ平面内を移動し得るようになされている。かくして、基板３０３とインクジェットヘッド２０との相対位置を変えながら、画像処理部２３から出力される画像記録データＤ１２によってインクの液滴２４ｃを下方に吐出させることにより、基板３０３の表面の所定位置に目的とするパターン３０５を形成することができる。このように、ステージ３０２を用いることにより、図１、図１０、図１８のプラテンローラ１１を用いた場合では扱いにくい、硬さや厚みのある基板やカード等への記録に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示すブロック図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置のインクジェットヘッドを示す略線的断面図である。
【図３】図２のインクジェットヘッドの音波発生部の構成を示す略線図である。
【図４】図３の音波発生部の底面図である。
【図５】図２のインクジェットヘッドの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図６】図５の駆動回路の動作の説明に供する信号波形図である。
【図７】図１のインクジェット記録装置の動作の説明に供する略線図である。
【図８】図１のインクジェット記録装置の動作の説明に供する略線図である。
【図９】図１のインクジェット記録装置の駆動動作を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示すブロック図である。
【図１１】図１０のインクジェット記録装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１０のインクジェット記録装置の液滴の吐出モードを示す図表である。
【図１３】図１１の駆動回路の動作の説明に供する信号波形図である。
【図１４】図１０のインクジェット記録装置の動作の説明に供するフローチャートである。
【図１５】図１０のインクジェット記録装置の液滴の吐出モードを示す図表である。
【図１６】液面の変位モデルを示す略線図である。
【図１７】図１０のインクジェット記録装置の他の吐出方法を示すフローチャートである。
【図１８】第３の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示すブロック図である。
【図１９】図１８のインクジェット記録装置の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図２０】図１９の駆動回路の動作の説明に供する信号波形図である。
【図２１】図１８のインクジェット記録装置の吐出モードを示す図表である。
【図２２】図１８のインクジェット記録装置の動作の説明に供するフローチャートである。
【図２３】図１８のインクジェット記録装置の他の吐出方法を示すフローチャートである。
【図２４】他の実施の形態に係る駆動回路を示すブロック図である。
【図２５】他の実施の形態に係る音響レンズの構成を示す断面図である。
【図２６】他の実施の形態に係る圧電体を示す断面図である。
【図２７】他の実施の形態に係る吐出動作を示す略線図である。
【図２８】他の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１０、４０、６０ インクジェット記録装置
１１ プラテンローラ
１２ シート
１３、２２ 駆動部
１５ 制御部
２０ インクジェットヘッド
２１ インク室
２４ インク
２４ａ 液面
２４ｂ メニスカス
２４ｃ 液滴
３０ 音波発生部
３１、１３１、２３１ 音響レンズ
３２、２３２ 圧電体
３４ 電極
３４ａ 主電極
３４ｂ 副電極
３５、５５、７５、９５ 駆動回路
３６ 信号源
３７ ラインメモリ
３８、７８ タイミング発生部
３９、５９ ラッチ回路
４１、４２ 論理積回路
４３、４４ ドライブ素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記液体の液面に対して前記液体を介して対向して設けられ、前記液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、
前記各音響波を、前記音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と
を備え、前記音響波集束手段により前記各音響波を個別に集束させて前記液体の液面から液滴を飛翔させることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記音響波集束手段は、
前記音響波を第１の集束位置に集束させる音響レンズの第１の領域と、
前記音響波を第２の集束位置に集束させる前記音響レンズの第２の領域と
を備え、
前記音響波発生手段は、
前記音響レンズの前記第１の領域に前記音響波を発する第１の音響波発生部と、
前記音響レンズの前記第２の領域に前記音響波を発する第２の音響波発生部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
液体を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記液体の液面に対して前記液体を介して対向して設けられ、前記液体に音響波を発する音響波発生手段と、
前記音響波を、前記液体の液面よりも該液面上の空間側に集束させる音響波集束手段と
を備え、前記音響波集束手段により前記音響波を集束させて前記液体の液面から液滴を飛翔させることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記音響波集束手段は、
前記音響波の集束位置を、前記液面上の空間側と前記液面下の前記液体側とに変化させることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
液体を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記液体の液面に対して前記液体を介して対向して設けられ、前記液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、
前記各音響波を、前記音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と、
前記音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号を前記音響波発生手段に供給して前記複数の集束位置に対応した前記各音響波を個別に発生させる駆動手段と
を備え、前記音響波集束手段により前記各音響波を個別に集束させて前記液体の液面から液滴を飛翔させることを特徴とするインクジェット吐出装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、
前記音響波発生手段からの距離が短い近焦点位置に前記音響波を集束させて前記液体の液面を盛り上げた後、
前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて前記液体の盛り上がった液面から液滴を飛翔させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項７】
前記駆動手段は、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させ、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させた後、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させ、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、前記遠焦点位置に前記音響波を集束させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項９】
予め決められたタイミングごとに前記液滴の吐出の有無を記憶する記憶手段を備え、
前記駆動手段は、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記液滴の吐出がない場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させ、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記液滴の吐出がある場合に、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項１０】
予め決められたタイミングごとに前記液滴の吐出の有無を記憶する記憶手段を備え、
前記駆動手段は、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記液滴の吐出がない場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させた後、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させ、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記液滴の吐出がある場合に、前記遠焦点位置に前記音響波を集束させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項１１】
液体を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記液体の液面に対して前記液体を介して対向して設けられ、前記液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、
前記各音響波を、前記音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と、
前記音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号を前記音響波発生手段に供給して前記複数の集束位置に対応した前記各音響波を個別に発生させる駆動手段と、
前記液面に対して前記液面上の空間を介して対向して設けられ、前記音響波の集束により前記液面から飛翔する液滴を着弾させる塗布対象を支持する支持手段と、
前記液体の保持手段と前記塗布対象とを相対的に移動させる移動手段と
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１２】
液体の保持手段に保持された前記液体の液面に対して、前記液体を介して対向する位置に設けられた音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が短い近焦点位置に音響波を集束させて前記液体の液面を盛り上げるステップと、
前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて前記液体の盛り上がった液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項１３】
液体の保持手段に保持された前記液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、前記液面に対して前記液体を介して対向する音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項１４】
液体の保持手段に保持された前記液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、前記液面に対して前記液体を介して対向する音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させた後、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、前記遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項１５】
液体の液面に対して前記液体を介して対向する音響波発生手段から、予め決められたタイミングごとに、前記液面から液滴を吐出させるための音響波を送出するか否かを決定するステップと、
前記予め決められたタイミングごとの前記音響波の送出の有無を記憶するステップと、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記音響波の送出がない場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記音響波の送出がある場合に、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項１６】
液体の液面に対して前記液体を介して対向する音響波発生手段から、予め決められたタイミングごとに、前記液面から液滴を吐出させるための音響波を送出するか否かを決定するステップと、
前記予め決められたタイミングごとの前記音響波の送出の有無を記憶するステップと、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記音響波の送出がない場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させた後、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記音響波の送出がある場合に、前記遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項１】
液体を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記液体の液面に対して前記液体を介して対向して設けられ、前記液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、
前記各音響波を、前記音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と
を備え、前記音響波集束手段により前記各音響波を個別に集束させて前記液体の液面から液滴を飛翔させることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記音響波集束手段は、
前記音響波を第１の集束位置に集束させる音響レンズの第１の領域と、
前記音響波を第２の集束位置に集束させる前記音響レンズの第２の領域と
を備え、
前記音響波発生手段は、
前記音響レンズの前記第１の領域に前記音響波を発する第１の音響波発生部と、
前記音響レンズの前記第２の領域に前記音響波を発する第２の音響波発生部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
液体を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記液体の液面に対して前記液体を介して対向して設けられ、前記液体に音響波を発する音響波発生手段と、
前記音響波を、前記液体の液面よりも該液面上の空間側に集束させる音響波集束手段と
を備え、前記音響波集束手段により前記音響波を集束させて前記液体の液面から液滴を飛翔させることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記音響波集束手段は、
前記音響波の集束位置を、前記液面上の空間側と前記液面下の前記液体側とに変化させることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
液体を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記液体の液面に対して前記液体を介して対向して設けられ、前記液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、
前記各音響波を、前記音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と、
前記音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号を前記音響波発生手段に供給して前記複数の集束位置に対応した前記各音響波を個別に発生させる駆動手段と
を備え、前記音響波集束手段により前記各音響波を個別に集束させて前記液体の液面から液滴を飛翔させることを特徴とするインクジェット吐出装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、
前記音響波発生手段からの距離が短い近焦点位置に前記音響波を集束させて前記液体の液面を盛り上げた後、
前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて前記液体の盛り上がった液面から液滴を飛翔させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項７】
前記駆動手段は、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させ、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させた後、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させ、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、前記遠焦点位置に前記音響波を集束させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項９】
予め決められたタイミングごとに前記液滴の吐出の有無を記憶する記憶手段を備え、
前記駆動手段は、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記液滴の吐出がない場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させ、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記液滴の吐出がある場合に、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項１０】
予め決められたタイミングごとに前記液滴の吐出の有無を記憶する記憶手段を備え、
前記駆動手段は、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記液滴の吐出がない場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させた後、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させ、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記液滴の吐出がある場合に、前記遠焦点位置に前記音響波を集束させる
ことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット吐出装置。
【請求項１１】
液体を保持する保持手段と、
前記保持手段に保持された前記液体の液面に対して前記液体を介して対向して設けられ、前記液体に複数の音響波を個別に発する音響波発生手段と、
前記各音響波を、前記音響波発生手段からの距離が異なる複数の位置に集束させる音響波集束手段と、
前記音響波の複数の集束位置ごとに対応した駆動信号を前記音響波発生手段に供給して前記複数の集束位置に対応した前記各音響波を個別に発生させる駆動手段と、
前記液面に対して前記液面上の空間を介して対向して設けられ、前記音響波の集束により前記液面から飛翔する液滴を着弾させる塗布対象を支持する支持手段と、
前記液体の保持手段と前記塗布対象とを相対的に移動させる移動手段と
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１２】
液体の保持手段に保持された前記液体の液面に対して、前記液体を介して対向する位置に設けられた音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が短い近焦点位置に音響波を集束させて前記液体の液面を盛り上げるステップと、
前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて前記液体の盛り上がった液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項１３】
液体の保持手段に保持された前記液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、前記液面に対して前記液体を介して対向する音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項１４】
液体の保持手段に保持された前記液体の液面の高さが基準高さよりも低い場合に、前記液面に対して前記液体を介して対向する音響波発生手段から音響波を発生させて、該音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に音響波を集束させた後、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、
前記液体の液面の高さが基準高さよりも高い場合に、前記遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項１５】
液体の液面に対して前記液体を介して対向する音響波発生手段から、予め決められたタイミングごとに、前記液面から液滴を吐出させるための音響波を送出するか否かを決定するステップと、
前記予め決められたタイミングごとの前記音響波の送出の有無を記憶するステップと、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記音響波の送出がない場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記音響波の送出がある場合に、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項１６】
液体の液面に対して前記液体を介して対向する音響波発生手段から、予め決められたタイミングごとに、前記液面から液滴を吐出させるための音響波を送出するか否かを決定するステップと、
前記予め決められたタイミングごとの前記音響波の送出の有無を記憶するステップと、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記音響波の送出がない場合に、前記音響波発生手段からの距離が近い近焦点位置に前記音響波を集束させた後、前記音響波発生手段からの距離が遠い遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと、
前記予め決められたタイミングのうち、直前のタイミングにおける前記音響波の送出がある場合に、前記遠焦点位置に前記音響波を集束させて、前記液体の液面から液滴を飛翔させるステップと
を備えることを特徴とするインクジェット吐出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００７−２４５６３２（Ｐ２００７−２４５６３２Ａ）
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７４７５７（Ｐ２００６−７４７５７）
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月２７日（２００７．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月１７日（２００６．３．１７）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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