液体噴出ヘッドおよび該液体噴出ヘッドを備えた液体吐出具
【課題】媒体に正しく対向していないときに不用意に液滴が吐出されるのを防止する。
【解決手段】液体吐出具（１）に搭載されるように構成された液体噴射ヘッド（５）は、基板（７）と、基板（７）上に配置された液体噴出システム（９）と、媒体（８）に物理的に接触することなく動作して液体噴出ヘッド（５）と媒体（８）との間の距離を測定する測定手段（１３）と、を有し、測定手段（１３）は制御ユニット（１０）に接続されるように構成され、測定手段（１３）は基板（７）上に配置されている。
【解決手段】液体吐出具（１）に搭載されるように構成された液体噴射ヘッド（５）は、基板（７）と、基板（７）上に配置された液体噴出システム（９）と、媒体（８）に物理的に接触することなく動作して液体噴出ヘッド（５）と媒体（８）との間の距離を測定する測定手段（１３）と、を有し、測定手段（１３）は制御ユニット（１０）に接続されるように構成され、測定手段（１３）は基板（７）上に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴出ヘッド、およびその液体噴出ヘッドを備えた液体吐出具に関する。液体吐出具は、インクジェットプリンタまたは内蔵型筆記装置によって構成することができ、それらの装置は特に、筆記媒体に非接触でインクを移す方法を使用する。また、本発明は、ユーザが手で持つように構成されている液体またはインク吐出具に関する。
【０００２】
より具体的には、そのような液体噴出ヘッドの中でも、本発明は液体吐出具に装着されるように構成されている液体噴出ヘッドに関し、その液体噴出ヘッドは、
液体吐出具に搭載するのに適した基板と、
基板上に配置された液体噴出システムであって、離れた場所にある媒体上に液体を吐出するのに適しており、媒体上に液体を吐出する液体噴出システムを作動させる働きをする制御ユニットにさらに接続されるように構成された液体噴出システムと、を有している。
【背景技術】
【０００３】
周知のこの種の液体吐出具では、液体噴出ヘッドは、基板と、基板上に直接配置された少なくとも１つまたは複数のノズルを含む液体噴出システムとを有していることがある。液体噴出ヘッドが加熱式インクヘッドの場合、インクシステムは一般に、基板の一方の面に固定された少なくとも１つの抵抗発熱素子と、基板の同じ面に搭載されたブロックとを有する。ブロックは、入口室と少なくとも１つの抵抗発熱素子に対向する出口開口部との間に延びる少なくとも１つのインク流路を有する。出口開口部は、抵抗発熱素子に接触しているインクに蒸気の泡を爆発的に発生させることで媒体上にインク滴を吐出するのに適しているノズルを形成している。
【０００４】
周知のインクジェットプリンタでは、記録媒体、すなわち紙または他の筆記面のようなインクを受ける部材がプリンタに供給され、インクジェットヘッドの動く方向に直交する方向に媒体を搬送しながら画像が形成される。このため、インクジェットシステム、特に、基板上に配置されたインクジェットシステムの少なくとも１つのノズルから、インクが不用意に吐出され得る。例えば、インクジェットシステムのノズルが媒体に正しく対向する前に、インク滴が誤って吐出され得る。
【０００５】
一方、液体吐出具が、ユーザの手で握られることを意図した筒状の部材を有するインクジェットペンで構成されている場合、筒状の部材は、触覚センサを有しており、触覚センサは、筆記中に媒体と接触する働きをする第１端と、媒体に接触している触覚センサの動きを検出する運動検出機構に接続されている第２端と、を有する。運動検出機構は、液体噴出ヘッドを作動させる制御ユニットに接続されている。従って、液体噴出ヘッドは媒体に接触する必要はないが、液体の吐出の開始を可能とするためにはペンの触覚センサが媒体と接触することが不可欠である。よって、特に媒体がある程度ザラザラしている場合、ユーザが触覚センサを媒体に接触させることが不都合となる可能性がある。
【０００６】
加えて、媒体に接している触覚センサの端は、媒体の液体噴出による衝突点に概ね近いため、液体が乾燥する前に触覚センサの端が液体に接触し、これによってインクジェットペンを普通に使用している際に液体を媒体じゅうに擦り付けてしまうという大きな危険性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、液体噴出ヘッドの信頼性が十分に高く液体噴出ヘッドが媒体に正しく対向していないときに不用意に液滴が吐出されることを防ぐことが可能な、例えばインクジェットプリンタのような液体吐出具に搭載されるように構成された液体噴出ヘッドを提供し、または液体吐出具がインクジェットペンにより構成されている場合は、信頼性が高くユーザが心地よく筆記を行なえる液体噴出ヘッドを提供することによって、上記の技術的問題を緩和する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明は、液体吐出具に搭載されるように構成された液体噴出ヘッドであって、
液体吐出具に搭載されるように構成された基板と、
基板上に配置された液体噴出システムであって、離れた場所にある媒体上に液体を吐出するのに適しており、媒体上に液体を吐出する液体噴出システムを作動させる働きをする制御ユニットにさらに接続されるように構成された液体噴出システムと、を有し、
液体噴出ヘッドは、媒体に物理的に接触することなく動作して液体噴出ヘッドと媒体との間の距離を測定する測定手段をさらに有し、測定手段は制御ユニットに接続されるように構成されていることと、
測定手段は基板上に配置されていることと、
を特徴とする液体噴出ヘッドを提供する。
【０００９】
加えて、本発明の種々の実施形態は、以下のいずれの構成も含むことができる。すなわち、
制御ユニットも基板上に配置されていること；
測定手段は、液体噴出ヘッドと媒体との間の距離を測定する働きをする光学系を有すること；
測定手段は、液体噴出ヘッドと媒体との間の距離を測定する働きをする超音波音響プローブを有すること；
基板は、液体吐出具に内蔵された液体タンクに接続されるように構成された入口端と、液体噴出システムに接続された出口端と、の間に延びる供給流路を有すること；
基板は、ガラス、シリコン、セラミックおよび高分子材料からなる群に含まれる材料で作られていること；
液体噴出システムは、液体噴出システム中にある液体に蒸気の泡を爆発的に発生させることで少なくとも１つの開口部から液滴を吐出するに適した加熱式液体噴出システムを有すること；
基板は、媒体に対向ように構成された第１の面と、第１の面の反対側の第２の面と、を有する板により構成され、
加熱式液体噴出システムは、基板の第１の面上に固定された少なくとも１つの抵抗発熱素子と、
基板の第１の面上に搭載されたブロックとを具備しており、ブロックは、入口室と、媒体上にインク滴を吐出するために少なくとも１つの抵抗発熱素子に対向する出口開口部とを有する少なくとも１つの液体流路を有すること；
運動検出手段がさらに基板上に配置され、運動検出手段は、液体噴出ヘッドの動きを検出するに適しており、運動検出手段は、制御ユニットに接続されるように構成されていることである。
【００１０】
さらに本発明は、第１端と第２端との間に延びている、ユーザが手で持つように構成されている実質的に管状の部材を有する液体吐出具であって、管状の部材は、
液体タンクと、
電源と、
上記に規定した液体噴出ヘッドと、を有しており、液体噴出ヘッドは、管状の部材の第１端に搭載され、電源に接続されている液体吐出具をも提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
添付の図面を参照として本発明の非限定的な例を示す目的で与える実施形態に関する以下の記載を読むに従い、本発明の他の特徴および利点が明らかとなる。
【００１２】
各図において、同じ参照符号は同一または同様の要素を示す。
【００１３】
図１は、ペンを構成するため第１の端２ａと第２の端２ｂとの間に延びる実質的に管状の部材２を有する液体吐出具１を示す。管状の部材２は、中空の内部空間の輪郭を定める内壁２１と、ユーザの手で握られるように構成されている外壁２２を有している。
【００１４】
管状の部材２の内壁２１で輪郭が定められる中空の内部空間は、電源３と、液体タンク４と、管状の部材２の開口している第１の端２ａで液体噴出ヘッド５と、を収容しており、液体噴出ヘッド５は液体タンク４と液体で通じることで直接接続されている。
【００１５】
管状の部材２の中空の内部空間に内蔵されている電源３は、例えば、再充電可能でもよい１つまたは複数の電池で構成することができ、管状の部材２の第２の端２ｂに位置するスイッチ６により液体噴出ヘッド５の各種電気素子を作動することを可能とする。電源３と液体噴出ヘッド５とは、２本の電源線３１により接続されている。
【００１６】
スイッチ６は、この器具のユーザによって作動できるいかなる電源投入手段で置き換えられてもよく、特に、管状の部材２がユーザの手に握られたことを感知する手段であり、例えば、管状の部材２の外壁２２に配置され、ユーザが握ったとき圧力を感知する働きをする容量センサのようなものである。
【００１７】
例として、管状の部材２の端２ｂは、電源３を新しい電源に交換できるように、管状の部材２の中央部に取り外し可能に装着されたカップの形式であってもよい。
【００１８】
液体タンク４も、液体を使い切ったら他のタンクに交換できるように、管状の部材２の中空の内部空間に取り外し可能に装着されてもよい。どのような器具を使用するかによって、タンクに収容される液体は、インクで構成してもよいし、あるいは器具を修正具として使用する場合はインク消去用またはインク隠蔽用液体、器具を接着剤塗布具または散布具として使用する場合は接着剤であり、液体噴出ヘッド５より吐出されるのに十分な特性を有する液体で構成できる。
【００１９】
図１および図２に示されるように、ここで例として、液体噴出ヘッド５は、管状の部材２の開口した端２ａに配置されている。開口した端２ａは、管状の部材２の中央部分の内壁２２に直接取り付けられた末端部によって構成されてもよい。
【００２０】
液体噴出ヘッド５は、管状の部材２の内壁２１に搭載することができる基板７を有している。
【００２１】
基板７の外形および管状の部材の内壁２１は、円形、長方形、正方形または三角形とすることができる相補的な形状を有している。基板７の輪郭は、図２に示されているように、管状の部材２の内壁２１に形成された段部２１ａ上に直接固定されている。基板７の輪郭は、内壁２１の段部２１ａ上に、接着剤、溶接、留め具または他の固定手段によって固定することができる。基板７は、ガラスまたはシリコンまたはセラミック類または他の電気絶縁体で作製することができる。
【００２２】
図２〜５に示されているように、第１の実施形態による基板７は、円形の水平板で構成されており、媒体８または筆記面に対向するように構成された第１の面７１と、第１の面７１の反対側の第２の面７２とを有しており、第２の面７２は液体タンク４に対向している。
【００２３】
液体噴出ヘッド５は、基板７の第１の面７１上に位置している液体噴出システム９をさらに有しており、液体噴出システム９は、離れた位置から媒体の上に、媒体８と物理的に接触することなく液体を吐出するのに適している。
【００２４】
さらに、基板７はその第２の面７２に、媒体８の上に液体を吐出するために液体噴出システム９を作動させる働きをする制御ユニット１０を有することもできる。制御ユニット１０は、液体噴出システム９が離れた位置にある媒体８上に液滴を吐出することを可能とするために、電気信号（または電気パルス）発生器を含むこともできる。
【００２５】
液体噴出システム９は、液体噴出システム中にある液体に蒸気の泡を爆発的に発生させることで少なくとも１つの開口部から液滴を吐出するのに適した加熱式液体噴出システムにより構成できる。
【００２６】
図３および図４に示されているように、加熱式液体噴出システム９は、基板７の第１の面７１に固定されて制御ユニット１０の電気信号発生器に接続された少なくとも１つの抵抗発熱素子９１と、同じ第１の面７１に搭載されて抵抗発熱素子９１を覆っているブロック１１と、を有していてもよい。より詳しくは、ブロック１１は、底部を有する入口室１２ａと、基板７に固定された抵抗発熱素子９１に対向するように構成された出口開口部１２ｂと、の間に延びている少なくとも１つの液体流路１２を有している。出口開口部１２ｂは、微小な滴を吐出できるように形成され、かつ適応しており、抵抗発熱素子９１の温度を瞬時に上昇させるために電気信号発生器から電気信号が抵抗発熱素子９１に印加されると、それによって液体に蒸気の泡が形成され、その泡により媒体上に微小な滴が吐出される。
【００２７】
また、液体流路１２は、入口室１２ａを出口開口部１２ｂに繋ぐ中央部分１２ｃを有しており、それによって、液体が抵抗発熱素子９１に流れる毛管流路１２を提供する。
【００２８】
また、ブロックが基板７の第１の面７１に配置されて固定されている場合、基板７は、液体タンク４（図２）の供給路４１に接続された入口端７３ａと、ブロック１１の入口室１２ａに開口している出口端７３ｂと、の間に延びている供給流路７３を有する。
【００２９】
本実施形態では、液体の毛管流路１２は基板７とブロック１１との接合部分に位置しており、基板７の第１の面７１にブロックを固定することで密閉される。基板７に使用される典型的な材料は、ガラス、セラミック類、コーティングされた材料、またはシリコンなどの電気絶縁体であるが、ブロック１１に使用される材料は、液体の毛管流路１２の製造の容易性により一般に選ばれる。例えば、ブロック１１は、成型ガラス、エッチング加工されたシリコンまたはエッチング加工されたガラスで作製できる。また、ブロック１１は金属板によって構成することもできる。その構成において、基板７およびブロック１１は、例えば、エポキシ、陽極結合、または封止ガラスによる種々の方法で同時に密閉することができる。しかしながら、液体噴出システム９は、抵抗発熱素子９１の代わりに圧電素子を含む圧電効果噴出システムによって構成することもでき、圧電素子は、制御ユニット１０の電気信号発生器から来る電気信号を受けたときに、対応して変形する。
【００３０】
また、液体噴出システム９は、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）技術、または圧電、加熱および／またはＭＥＭＳ技術の組合せを利用して作動することもできる。
【００３１】
また、液体噴出ヘッド５は、基板７の上に直接位置している測定手段１３を有する。測定手段１３は、媒体８に物理的に接触することなく動作するのに適しており、液体噴出ヘッド５と媒体８との間の距離を測定する。より正確には、測定手段１３は、液体噴出システム９と媒体８との間の距離を測定するのに適していてもよい。
【００３２】
ここで考えている、図３および図４に示されているような例では、測定手段１３は、例えば、反射光ビームＦＲとともに媒体８上に光点を形成するために媒体８に向けて入射光ビームＦＩを出射する少なくとも１つの赤外発光ダイオード（赤外ＬＥＤ）１４を有する光学系により構成されている。光点および反射光ビームＦＲは、媒体に対する入射光ビームＦＩの傾斜角および光点の強度を測定するように、１つまたは複数の光学センサ１５によって検知される。
【００３３】
赤外ＬＥＤ１４と光学センサ１５との間の距離自体は既知であり、入射光ビームＦＩの傾斜角および光点の強度が測定されるので、媒体８と赤外ＬＥＤ１４との間の距離、従って液体噴出システム９と媒体８との間の距離を測定するには、単に単純な三角法の関係を利用することだけが必要となる。また、計算された距離を測定する際に昼光が干渉する可能性を少なくするため、赤外光を調節してもよい。
【００３４】
通常、光学センサ１５は、半導体ダイオードまたはフォトトランジスタ、またはジーメンス社の商標のもとで販売されている赤外フォトダイオード ＳＦＨ２２９等のフォトダイオードで構成される。赤外発光体は、ＯＰＴＥＫ社の商標のもとで販売されているＩＲ発光体 ＯＰＥ５７９４で構成できる。
【００３５】
図３に示す実施形態では、測定手段１３は、制御ユニット１０に接続されており、リング状に配置された複数の赤外発光ダイオード１４および複数の光学センサ１５を有しており、各赤外発光ダイオード１４は両方の光学センサ１５の間に配置されており、各光学センサは両方の発光ダイオード１４の間に配置されており、発光ダイオード１４と対応する光学センサとは正反対に向き合って配置されるようになっている。
【００３６】
この実施形態では、３つの赤外発光ダイオード１４および３つの光学センサ１５がある。もちろん、測定手段は３つよりも多いダイオード１４およびセンサ１５を含むことができる。
【００３７】
図３に示される実施形態では、測定手段１３は、入射光ビームＦＩおよび反射光ビームが基板７を通過できるようにガラスでできている基板７の第２の面７２に配置されている。
【００３８】
いずれにせよ、基板７が不透明な材料でできている場合は、媒体８に直接面している基板の第１の面７１上に測定手段１３を配置することもできる。
【００３９】
他の実施形態では、測定手段１３は、光軸が管状の部材２の縦軸と実質的に一致している１つまたは複数の円錐光ビームを出射する手段を有していてもよい。その場合、測定手段１３は、媒体８上の対応する円錐光ビームにより形成された対応する光点の半径を測定するのに適した１つまたは複数の光学センサを有している。光点の半径は、媒体８と、円錐光ビームを出射する発光手段との距離に比例しているため、発光手段と媒体８との間の距離を線形または非線形な方法で測定できる。同様に、円錐光ビームの対称軸が媒体に対して傾いており、媒体上に形成された１つまたは複数の光点が円ではなく楕円の場合、媒体と発光手段の発光素子との間の対応する距離を測定するために、１つまたは複数のセンサは、対応する楕円点の短軸の長さを測定するものである。この場合、液体吐出具１の傾きに関係なく、各楕円点の短軸の長さは媒体と発光手段の対応する各発光体との間の距離にのみ比例し、各楕円点の長軸の長さのみが、対応する円錐光ビームの傾斜角に比例する。
【００４０】
他の方法によれば、少なくとも１つの光学センサを用いて、媒体８の表面で反射した赤外光の振幅を検知することで、液体噴出システム９と媒体との間の距離を計算することができる。
【００４１】
異なる実施形態（示していないが）として、基板上に直接位置した１つまたは複数の超音波音響プローブによって測定手段１３を構成することもできる。
【００４２】
図５を参照して示したとおり、測定手段、より詳しくは各赤外ＬＥＤ１４および各光学センサ１５は、測定手段１３によって得られた測定結果を保存できる制御ユニット１０に直接接続されている。また、制御ユニット１０は、決まった時間間隔で測定手段１３に繰り返し測定を実行させるものであってもよい。そのような時間間隔は、例えば、１ミリ秒（ｍｓ）から０．１秒（ｓ）の範囲とすることができる。
【００４３】
この場合、制御ユニット１０は、測定手段１３によって複数の決まった時間間隔で測定される複数の距離の関数として、媒体８に対する液体噴出ヘッド９の変位を決定することができる。上記のとおり、３つの光学センサ１５により検知される３つの反射光ビームＦＲにより媒体８上に３つの光点を形成させるように、３つの赤外発光ダイオード１４は、媒体８に向けて３つの異なる入射光ビームＦＩを放出できる。このため、少なくとも１つの光学センサ１５が、それに対応して正反対で向き合っている赤外ＬＥＤ１４との組合せにおいて距離の変化を検出すると、制御ユニット１０はその変化を液体噴出ヘッドの動きとして判断することができる。
【００４４】
そのような相対的な移動は、液体噴出ヘッド９が媒体の面に厳密に平行な平面内で移動していないときだけ検出される。しかしながら、普通のユーザが筆記のために筆記用具を使用する場合、ユーザは管状の部材２に無意識に振動を伝え、そのような振動は、測定手段１３および制御ユニットによって、動きとして自動的に検出される。
【００４５】
したがって、媒体と液体噴出システム９との間の距離が適切な範囲内であると測定手段１３が判断した場合、または、距離が適切な範囲内にあり、かつ制御ユニット１０が測定手段１３と共に液体噴出システム９の動きを検出したと測定手段が判断した場合に、制御ユニットが液体噴出システム９を作動させるものであってもよい。
【００４６】
いずれにせよ、基板７は、基板７の第１および第２の面７１、７２の一方に直接設置された運動検出手段１６（図３）を有していてもよい。運動検出手段１６は、他の場所、例えば、管状の部材２の内壁２１上に設置されもよい。運動検出手段１６は、例えば、加速度計、ジャイロスコープ、方位センサ、傾斜センサまたは振動検出器で構成できる。
【００４７】
図６および図７は、本発明の他の実施形態による液体噴出ヘッド３２を含む液体吐出具１を示す。また、液体噴出ヘッド３２は管状の部材２の開口端２ａに配置されており、その開口端は、管状の部材２の中央部分の内壁２２に直接取り付けられた末端部によって構成することができる。
【００４８】
この第２の実施形態では、液体噴出ヘッド３２は、液体タンク４に対向する上縁３３ａと、媒体に対向している下縁３３ｂと、管状の部材の開口端２ａ上の内壁に搭載された２つの側縁３３ｃとを持つ垂直板で構成された基板３３を有している。側縁３３ｃの輪郭と管状の部材２の開口端２ａの内壁とは相補的な形状を有しており、側縁３３ｃは、接着剤、溶接または任意の適切な方法によって内壁に固定することができる。また、基板３３は、管状の部材２の長手方向軸に沿って延びる二つの平行な面を有する。
【００４９】
液体噴出ヘッド３２は、基板３３の下縁３３ｂの近傍に配置された液体噴出システム３４をさらに有している。液体噴出システム３４は横発射方式で、基板３３の一方の面上に固定された少なくとも１つの抵抗発熱素子３５と、基板３３の同じ面に装着されたブロック３６とを有し、ブロック３６は、液体タンク４の供給路４１に接続された入口端と、抵抗発熱素子３５にある出口端との間に延びている少なくとも１つの液体流路３７を備えている。
【００５０】
基板３３およびブロック３６は、第１の実施形態の液体噴出ヘッド５で開示したような材料によって作製できる。
【００５１】
また、液体噴出ヘッド３２は基板３３上に配置された測定手段１３を有する。本実施形態では、測定手段１３は、光輸送手段３９に接続された１つの赤外発光ダイオード（赤外ＬＥＤ）３８と、光輸送手段４２に接続された１つの光学センサ４０とを有している。より詳しくは、基板３３の下縁３３ｂへ、および下縁３３ｂから赤外を伝えるために、光輸送手段３９および４２は、１つまたは複数の光ファイバまたは成型光導管で構成することができる。このため、ＬＥＤ３８は入射光を放出し、その光は、媒体８上に１つまたは複数の点を形成するように、光輸送手段３９によって媒体８に向けて伝えられる。そして、媒体と基板の下縁３３ｂとの間の距離を決定できるように、反射光は光輸送手段４２を経由して光学センサ４０に送られる。
【００５２】
第１の実施形態で述べた媒体と液体システムヘッドとの間の距離を計算する各種の方法は、この第２の実施形態にも適用できる。例えば、光学センサ４０を、媒体８の表面で反射した赤外光の振幅を利用した距離の計算に適応することができる。
【００５３】
各光輸送手段３９、４２は、１つまたはそれ以上の光ファイバ、または同等の、対応するＬＥＤ３８または対応する光学センサ４０に接続された第１端と、基板３３の一方の面または管状の部材２の開口端２ａの内壁に固定された第２端とを有するものを含んでいてもよい。
【００５４】
また、本発明の第１の実施形態で既に述べたように、基板３３は、運動検出手段１６および制御ユニット１０を有していてもよい。
【００５５】
また、液体噴出システム３４は、圧電噴出ヘッドまたはＭＥＭＳヘッドで構成されてもよい。
【００５６】
以上より、本発明によれば、液体噴出ヘッド５；３２を、少なくとも基板７；３３と、液体噴出システム９；３４と、測定手段１３とを有している手持ち式の組立済みユニットとして構成することができ、その組立済みユニットは、液体吐出具１に直接搭載されており、電源線３１により電源３に接続されている。
【００５７】
液体吐出具が、管状の部材を有するインクジェットペン、またはインクジェットプリンタによって構成されている場合は、制御ユニット１０は基板７；３３上にあってもなくてもよい。
【００５８】
以上より、液体吐出具が例えばインクジェットペンで構成されている場合、組立済みユニットを構成しているインクジェットヘッド５；３２によって、媒体８または筆記面に物理的に一切接触する必要なく媒体上に微小なインク滴を吐出させるために、ユーザがペンを適当な距離まで持ち上げることが可能となる。
【００５９】
同様に、液体吐出具がインクジェットプリンタで構成されている場合、インクジェットヘッドを構成している組立済みユニット；すなわち、基板と、インクジェットシステムと、測定手段と；によって、インクジェットシステムの範囲内での媒体の存在を検出でき、それによって、媒体以外の物体へのインクの不測の吐出を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態による液体噴出ヘッドを備える液体吐出具の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による液体噴出ヘッドを詳細に示す、図１の液体吐出具の一部の拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による液体噴出ヘッドの一方の面を示す斜視図である。
【図４】図３の液体噴出ヘッドの、他方の面を示す分解斜視図である。
【図５】液体噴出ヘッドに一体化することができる種々の構成要素のブロック図である。
【図６】本発明の他の実施形態による液体噴出ヘッドを備える液体吐出具の断面図である。
【図７】液体噴出ヘッドを詳細に示す、図６の液体吐出具の一部の拡大断面図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴出ヘッド、およびその液体噴出ヘッドを備えた液体吐出具に関する。液体吐出具は、インクジェットプリンタまたは内蔵型筆記装置によって構成することができ、それらの装置は特に、筆記媒体に非接触でインクを移す方法を使用する。また、本発明は、ユーザが手で持つように構成されている液体またはインク吐出具に関する。
【０００２】
より具体的には、そのような液体噴出ヘッドの中でも、本発明は液体吐出具に装着されるように構成されている液体噴出ヘッドに関し、その液体噴出ヘッドは、
液体吐出具に搭載するのに適した基板と、
基板上に配置された液体噴出システムであって、離れた場所にある媒体上に液体を吐出するのに適しており、媒体上に液体を吐出する液体噴出システムを作動させる働きをする制御ユニットにさらに接続されるように構成された液体噴出システムと、を有している。
【背景技術】
【０００３】
周知のこの種の液体吐出具では、液体噴出ヘッドは、基板と、基板上に直接配置された少なくとも１つまたは複数のノズルを含む液体噴出システムとを有していることがある。液体噴出ヘッドが加熱式インクヘッドの場合、インクシステムは一般に、基板の一方の面に固定された少なくとも１つの抵抗発熱素子と、基板の同じ面に搭載されたブロックとを有する。ブロックは、入口室と少なくとも１つの抵抗発熱素子に対向する出口開口部との間に延びる少なくとも１つのインク流路を有する。出口開口部は、抵抗発熱素子に接触しているインクに蒸気の泡を爆発的に発生させることで媒体上にインク滴を吐出するのに適しているノズルを形成している。
【０００４】
周知のインクジェットプリンタでは、記録媒体、すなわち紙または他の筆記面のようなインクを受ける部材がプリンタに供給され、インクジェットヘッドの動く方向に直交する方向に媒体を搬送しながら画像が形成される。このため、インクジェットシステム、特に、基板上に配置されたインクジェットシステムの少なくとも１つのノズルから、インクが不用意に吐出され得る。例えば、インクジェットシステムのノズルが媒体に正しく対向する前に、インク滴が誤って吐出され得る。
【０００５】
一方、液体吐出具が、ユーザの手で握られることを意図した筒状の部材を有するインクジェットペンで構成されている場合、筒状の部材は、触覚センサを有しており、触覚センサは、筆記中に媒体と接触する働きをする第１端と、媒体に接触している触覚センサの動きを検出する運動検出機構に接続されている第２端と、を有する。運動検出機構は、液体噴出ヘッドを作動させる制御ユニットに接続されている。従って、液体噴出ヘッドは媒体に接触する必要はないが、液体の吐出の開始を可能とするためにはペンの触覚センサが媒体と接触することが不可欠である。よって、特に媒体がある程度ザラザラしている場合、ユーザが触覚センサを媒体に接触させることが不都合となる可能性がある。
【０００６】
加えて、媒体に接している触覚センサの端は、媒体の液体噴出による衝突点に概ね近いため、液体が乾燥する前に触覚センサの端が液体に接触し、これによってインクジェットペンを普通に使用している際に液体を媒体じゅうに擦り付けてしまうという大きな危険性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、液体噴出ヘッドの信頼性が十分に高く液体噴出ヘッドが媒体に正しく対向していないときに不用意に液滴が吐出されることを防ぐことが可能な、例えばインクジェットプリンタのような液体吐出具に搭載されるように構成された液体噴出ヘッドを提供し、または液体吐出具がインクジェットペンにより構成されている場合は、信頼性が高くユーザが心地よく筆記を行なえる液体噴出ヘッドを提供することによって、上記の技術的問題を緩和する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明は、液体吐出具に搭載されるように構成された液体噴出ヘッドであって、
液体吐出具に搭載されるように構成された基板と、
基板上に配置された液体噴出システムであって、離れた場所にある媒体上に液体を吐出するのに適しており、媒体上に液体を吐出する液体噴出システムを作動させる働きをする制御ユニットにさらに接続されるように構成された液体噴出システムと、を有し、
液体噴出ヘッドは、媒体に物理的に接触することなく動作して液体噴出ヘッドと媒体との間の距離を測定する測定手段をさらに有し、測定手段は制御ユニットに接続されるように構成されていることと、
測定手段は基板上に配置されていることと、
を特徴とする液体噴出ヘッドを提供する。
【０００９】
加えて、本発明の種々の実施形態は、以下のいずれの構成も含むことができる。すなわち、
制御ユニットも基板上に配置されていること；
測定手段は、液体噴出ヘッドと媒体との間の距離を測定する働きをする光学系を有すること；
測定手段は、液体噴出ヘッドと媒体との間の距離を測定する働きをする超音波音響プローブを有すること；
基板は、液体吐出具に内蔵された液体タンクに接続されるように構成された入口端と、液体噴出システムに接続された出口端と、の間に延びる供給流路を有すること；
基板は、ガラス、シリコン、セラミックおよび高分子材料からなる群に含まれる材料で作られていること；
液体噴出システムは、液体噴出システム中にある液体に蒸気の泡を爆発的に発生させることで少なくとも１つの開口部から液滴を吐出するに適した加熱式液体噴出システムを有すること；
基板は、媒体に対向ように構成された第１の面と、第１の面の反対側の第２の面と、を有する板により構成され、
加熱式液体噴出システムは、基板の第１の面上に固定された少なくとも１つの抵抗発熱素子と、
基板の第１の面上に搭載されたブロックとを具備しており、ブロックは、入口室と、媒体上にインク滴を吐出するために少なくとも１つの抵抗発熱素子に対向する出口開口部とを有する少なくとも１つの液体流路を有すること；
運動検出手段がさらに基板上に配置され、運動検出手段は、液体噴出ヘッドの動きを検出するに適しており、運動検出手段は、制御ユニットに接続されるように構成されていることである。
【００１０】
さらに本発明は、第１端と第２端との間に延びている、ユーザが手で持つように構成されている実質的に管状の部材を有する液体吐出具であって、管状の部材は、
液体タンクと、
電源と、
上記に規定した液体噴出ヘッドと、を有しており、液体噴出ヘッドは、管状の部材の第１端に搭載され、電源に接続されている液体吐出具をも提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
添付の図面を参照として本発明の非限定的な例を示す目的で与える実施形態に関する以下の記載を読むに従い、本発明の他の特徴および利点が明らかとなる。
【００１２】
各図において、同じ参照符号は同一または同様の要素を示す。
【００１３】
図１は、ペンを構成するため第１の端２ａと第２の端２ｂとの間に延びる実質的に管状の部材２を有する液体吐出具１を示す。管状の部材２は、中空の内部空間の輪郭を定める内壁２１と、ユーザの手で握られるように構成されている外壁２２を有している。
【００１４】
管状の部材２の内壁２１で輪郭が定められる中空の内部空間は、電源３と、液体タンク４と、管状の部材２の開口している第１の端２ａで液体噴出ヘッド５と、を収容しており、液体噴出ヘッド５は液体タンク４と液体で通じることで直接接続されている。
【００１５】
管状の部材２の中空の内部空間に内蔵されている電源３は、例えば、再充電可能でもよい１つまたは複数の電池で構成することができ、管状の部材２の第２の端２ｂに位置するスイッチ６により液体噴出ヘッド５の各種電気素子を作動することを可能とする。電源３と液体噴出ヘッド５とは、２本の電源線３１により接続されている。
【００１６】
スイッチ６は、この器具のユーザによって作動できるいかなる電源投入手段で置き換えられてもよく、特に、管状の部材２がユーザの手に握られたことを感知する手段であり、例えば、管状の部材２の外壁２２に配置され、ユーザが握ったとき圧力を感知する働きをする容量センサのようなものである。
【００１７】
例として、管状の部材２の端２ｂは、電源３を新しい電源に交換できるように、管状の部材２の中央部に取り外し可能に装着されたカップの形式であってもよい。
【００１８】
液体タンク４も、液体を使い切ったら他のタンクに交換できるように、管状の部材２の中空の内部空間に取り外し可能に装着されてもよい。どのような器具を使用するかによって、タンクに収容される液体は、インクで構成してもよいし、あるいは器具を修正具として使用する場合はインク消去用またはインク隠蔽用液体、器具を接着剤塗布具または散布具として使用する場合は接着剤であり、液体噴出ヘッド５より吐出されるのに十分な特性を有する液体で構成できる。
【００１９】
図１および図２に示されるように、ここで例として、液体噴出ヘッド５は、管状の部材２の開口した端２ａに配置されている。開口した端２ａは、管状の部材２の中央部分の内壁２２に直接取り付けられた末端部によって構成されてもよい。
【００２０】
液体噴出ヘッド５は、管状の部材２の内壁２１に搭載することができる基板７を有している。
【００２１】
基板７の外形および管状の部材の内壁２１は、円形、長方形、正方形または三角形とすることができる相補的な形状を有している。基板７の輪郭は、図２に示されているように、管状の部材２の内壁２１に形成された段部２１ａ上に直接固定されている。基板７の輪郭は、内壁２１の段部２１ａ上に、接着剤、溶接、留め具または他の固定手段によって固定することができる。基板７は、ガラスまたはシリコンまたはセラミック類または他の電気絶縁体で作製することができる。
【００２２】
図２〜５に示されているように、第１の実施形態による基板７は、円形の水平板で構成されており、媒体８または筆記面に対向するように構成された第１の面７１と、第１の面７１の反対側の第２の面７２とを有しており、第２の面７２は液体タンク４に対向している。
【００２３】
液体噴出ヘッド５は、基板７の第１の面７１上に位置している液体噴出システム９をさらに有しており、液体噴出システム９は、離れた位置から媒体の上に、媒体８と物理的に接触することなく液体を吐出するのに適している。
【００２４】
さらに、基板７はその第２の面７２に、媒体８の上に液体を吐出するために液体噴出システム９を作動させる働きをする制御ユニット１０を有することもできる。制御ユニット１０は、液体噴出システム９が離れた位置にある媒体８上に液滴を吐出することを可能とするために、電気信号（または電気パルス）発生器を含むこともできる。
【００２５】
液体噴出システム９は、液体噴出システム中にある液体に蒸気の泡を爆発的に発生させることで少なくとも１つの開口部から液滴を吐出するのに適した加熱式液体噴出システムにより構成できる。
【００２６】
図３および図４に示されているように、加熱式液体噴出システム９は、基板７の第１の面７１に固定されて制御ユニット１０の電気信号発生器に接続された少なくとも１つの抵抗発熱素子９１と、同じ第１の面７１に搭載されて抵抗発熱素子９１を覆っているブロック１１と、を有していてもよい。より詳しくは、ブロック１１は、底部を有する入口室１２ａと、基板７に固定された抵抗発熱素子９１に対向するように構成された出口開口部１２ｂと、の間に延びている少なくとも１つの液体流路１２を有している。出口開口部１２ｂは、微小な滴を吐出できるように形成され、かつ適応しており、抵抗発熱素子９１の温度を瞬時に上昇させるために電気信号発生器から電気信号が抵抗発熱素子９１に印加されると、それによって液体に蒸気の泡が形成され、その泡により媒体上に微小な滴が吐出される。
【００２７】
また、液体流路１２は、入口室１２ａを出口開口部１２ｂに繋ぐ中央部分１２ｃを有しており、それによって、液体が抵抗発熱素子９１に流れる毛管流路１２を提供する。
【００２８】
また、ブロックが基板７の第１の面７１に配置されて固定されている場合、基板７は、液体タンク４（図２）の供給路４１に接続された入口端７３ａと、ブロック１１の入口室１２ａに開口している出口端７３ｂと、の間に延びている供給流路７３を有する。
【００２９】
本実施形態では、液体の毛管流路１２は基板７とブロック１１との接合部分に位置しており、基板７の第１の面７１にブロックを固定することで密閉される。基板７に使用される典型的な材料は、ガラス、セラミック類、コーティングされた材料、またはシリコンなどの電気絶縁体であるが、ブロック１１に使用される材料は、液体の毛管流路１２の製造の容易性により一般に選ばれる。例えば、ブロック１１は、成型ガラス、エッチング加工されたシリコンまたはエッチング加工されたガラスで作製できる。また、ブロック１１は金属板によって構成することもできる。その構成において、基板７およびブロック１１は、例えば、エポキシ、陽極結合、または封止ガラスによる種々の方法で同時に密閉することができる。しかしながら、液体噴出システム９は、抵抗発熱素子９１の代わりに圧電素子を含む圧電効果噴出システムによって構成することもでき、圧電素子は、制御ユニット１０の電気信号発生器から来る電気信号を受けたときに、対応して変形する。
【００３０】
また、液体噴出システム９は、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）技術、または圧電、加熱および／またはＭＥＭＳ技術の組合せを利用して作動することもできる。
【００３１】
また、液体噴出ヘッド５は、基板７の上に直接位置している測定手段１３を有する。測定手段１３は、媒体８に物理的に接触することなく動作するのに適しており、液体噴出ヘッド５と媒体８との間の距離を測定する。より正確には、測定手段１３は、液体噴出システム９と媒体８との間の距離を測定するのに適していてもよい。
【００３２】
ここで考えている、図３および図４に示されているような例では、測定手段１３は、例えば、反射光ビームＦＲとともに媒体８上に光点を形成するために媒体８に向けて入射光ビームＦＩを出射する少なくとも１つの赤外発光ダイオード（赤外ＬＥＤ）１４を有する光学系により構成されている。光点および反射光ビームＦＲは、媒体に対する入射光ビームＦＩの傾斜角および光点の強度を測定するように、１つまたは複数の光学センサ１５によって検知される。
【００３３】
赤外ＬＥＤ１４と光学センサ１５との間の距離自体は既知であり、入射光ビームＦＩの傾斜角および光点の強度が測定されるので、媒体８と赤外ＬＥＤ１４との間の距離、従って液体噴出システム９と媒体８との間の距離を測定するには、単に単純な三角法の関係を利用することだけが必要となる。また、計算された距離を測定する際に昼光が干渉する可能性を少なくするため、赤外光を調節してもよい。
【００３４】
通常、光学センサ１５は、半導体ダイオードまたはフォトトランジスタ、またはジーメンス社の商標のもとで販売されている赤外フォトダイオード ＳＦＨ２２９等のフォトダイオードで構成される。赤外発光体は、ＯＰＴＥＫ社の商標のもとで販売されているＩＲ発光体 ＯＰＥ５７９４で構成できる。
【００３５】
図３に示す実施形態では、測定手段１３は、制御ユニット１０に接続されており、リング状に配置された複数の赤外発光ダイオード１４および複数の光学センサ１５を有しており、各赤外発光ダイオード１４は両方の光学センサ１５の間に配置されており、各光学センサは両方の発光ダイオード１４の間に配置されており、発光ダイオード１４と対応する光学センサとは正反対に向き合って配置されるようになっている。
【００３６】
この実施形態では、３つの赤外発光ダイオード１４および３つの光学センサ１５がある。もちろん、測定手段は３つよりも多いダイオード１４およびセンサ１５を含むことができる。
【００３７】
図３に示される実施形態では、測定手段１３は、入射光ビームＦＩおよび反射光ビームが基板７を通過できるようにガラスでできている基板７の第２の面７２に配置されている。
【００３８】
いずれにせよ、基板７が不透明な材料でできている場合は、媒体８に直接面している基板の第１の面７１上に測定手段１３を配置することもできる。
【００３９】
他の実施形態では、測定手段１３は、光軸が管状の部材２の縦軸と実質的に一致している１つまたは複数の円錐光ビームを出射する手段を有していてもよい。その場合、測定手段１３は、媒体８上の対応する円錐光ビームにより形成された対応する光点の半径を測定するのに適した１つまたは複数の光学センサを有している。光点の半径は、媒体８と、円錐光ビームを出射する発光手段との距離に比例しているため、発光手段と媒体８との間の距離を線形または非線形な方法で測定できる。同様に、円錐光ビームの対称軸が媒体に対して傾いており、媒体上に形成された１つまたは複数の光点が円ではなく楕円の場合、媒体と発光手段の発光素子との間の対応する距離を測定するために、１つまたは複数のセンサは、対応する楕円点の短軸の長さを測定するものである。この場合、液体吐出具１の傾きに関係なく、各楕円点の短軸の長さは媒体と発光手段の対応する各発光体との間の距離にのみ比例し、各楕円点の長軸の長さのみが、対応する円錐光ビームの傾斜角に比例する。
【００４０】
他の方法によれば、少なくとも１つの光学センサを用いて、媒体８の表面で反射した赤外光の振幅を検知することで、液体噴出システム９と媒体との間の距離を計算することができる。
【００４１】
異なる実施形態（示していないが）として、基板上に直接位置した１つまたは複数の超音波音響プローブによって測定手段１３を構成することもできる。
【００４２】
図５を参照して示したとおり、測定手段、より詳しくは各赤外ＬＥＤ１４および各光学センサ１５は、測定手段１３によって得られた測定結果を保存できる制御ユニット１０に直接接続されている。また、制御ユニット１０は、決まった時間間隔で測定手段１３に繰り返し測定を実行させるものであってもよい。そのような時間間隔は、例えば、１ミリ秒（ｍｓ）から０．１秒（ｓ）の範囲とすることができる。
【００４３】
この場合、制御ユニット１０は、測定手段１３によって複数の決まった時間間隔で測定される複数の距離の関数として、媒体８に対する液体噴出ヘッド９の変位を決定することができる。上記のとおり、３つの光学センサ１５により検知される３つの反射光ビームＦＲにより媒体８上に３つの光点を形成させるように、３つの赤外発光ダイオード１４は、媒体８に向けて３つの異なる入射光ビームＦＩを放出できる。このため、少なくとも１つの光学センサ１５が、それに対応して正反対で向き合っている赤外ＬＥＤ１４との組合せにおいて距離の変化を検出すると、制御ユニット１０はその変化を液体噴出ヘッドの動きとして判断することができる。
【００４４】
そのような相対的な移動は、液体噴出ヘッド９が媒体の面に厳密に平行な平面内で移動していないときだけ検出される。しかしながら、普通のユーザが筆記のために筆記用具を使用する場合、ユーザは管状の部材２に無意識に振動を伝え、そのような振動は、測定手段１３および制御ユニットによって、動きとして自動的に検出される。
【００４５】
したがって、媒体と液体噴出システム９との間の距離が適切な範囲内であると測定手段１３が判断した場合、または、距離が適切な範囲内にあり、かつ制御ユニット１０が測定手段１３と共に液体噴出システム９の動きを検出したと測定手段が判断した場合に、制御ユニットが液体噴出システム９を作動させるものであってもよい。
【００４６】
いずれにせよ、基板７は、基板７の第１および第２の面７１、７２の一方に直接設置された運動検出手段１６（図３）を有していてもよい。運動検出手段１６は、他の場所、例えば、管状の部材２の内壁２１上に設置されもよい。運動検出手段１６は、例えば、加速度計、ジャイロスコープ、方位センサ、傾斜センサまたは振動検出器で構成できる。
【００４７】
図６および図７は、本発明の他の実施形態による液体噴出ヘッド３２を含む液体吐出具１を示す。また、液体噴出ヘッド３２は管状の部材２の開口端２ａに配置されており、その開口端は、管状の部材２の中央部分の内壁２２に直接取り付けられた末端部によって構成することができる。
【００４８】
この第２の実施形態では、液体噴出ヘッド３２は、液体タンク４に対向する上縁３３ａと、媒体に対向している下縁３３ｂと、管状の部材の開口端２ａ上の内壁に搭載された２つの側縁３３ｃとを持つ垂直板で構成された基板３３を有している。側縁３３ｃの輪郭と管状の部材２の開口端２ａの内壁とは相補的な形状を有しており、側縁３３ｃは、接着剤、溶接または任意の適切な方法によって内壁に固定することができる。また、基板３３は、管状の部材２の長手方向軸に沿って延びる二つの平行な面を有する。
【００４９】
液体噴出ヘッド３２は、基板３３の下縁３３ｂの近傍に配置された液体噴出システム３４をさらに有している。液体噴出システム３４は横発射方式で、基板３３の一方の面上に固定された少なくとも１つの抵抗発熱素子３５と、基板３３の同じ面に装着されたブロック３６とを有し、ブロック３６は、液体タンク４の供給路４１に接続された入口端と、抵抗発熱素子３５にある出口端との間に延びている少なくとも１つの液体流路３７を備えている。
【００５０】
基板３３およびブロック３６は、第１の実施形態の液体噴出ヘッド５で開示したような材料によって作製できる。
【００５１】
また、液体噴出ヘッド３２は基板３３上に配置された測定手段１３を有する。本実施形態では、測定手段１３は、光輸送手段３９に接続された１つの赤外発光ダイオード（赤外ＬＥＤ）３８と、光輸送手段４２に接続された１つの光学センサ４０とを有している。より詳しくは、基板３３の下縁３３ｂへ、および下縁３３ｂから赤外を伝えるために、光輸送手段３９および４２は、１つまたは複数の光ファイバまたは成型光導管で構成することができる。このため、ＬＥＤ３８は入射光を放出し、その光は、媒体８上に１つまたは複数の点を形成するように、光輸送手段３９によって媒体８に向けて伝えられる。そして、媒体と基板の下縁３３ｂとの間の距離を決定できるように、反射光は光輸送手段４２を経由して光学センサ４０に送られる。
【００５２】
第１の実施形態で述べた媒体と液体システムヘッドとの間の距離を計算する各種の方法は、この第２の実施形態にも適用できる。例えば、光学センサ４０を、媒体８の表面で反射した赤外光の振幅を利用した距離の計算に適応することができる。
【００５３】
各光輸送手段３９、４２は、１つまたはそれ以上の光ファイバ、または同等の、対応するＬＥＤ３８または対応する光学センサ４０に接続された第１端と、基板３３の一方の面または管状の部材２の開口端２ａの内壁に固定された第２端とを有するものを含んでいてもよい。
【００５４】
また、本発明の第１の実施形態で既に述べたように、基板３３は、運動検出手段１６および制御ユニット１０を有していてもよい。
【００５５】
また、液体噴出システム３４は、圧電噴出ヘッドまたはＭＥＭＳヘッドで構成されてもよい。
【００５６】
以上より、本発明によれば、液体噴出ヘッド５；３２を、少なくとも基板７；３３と、液体噴出システム９；３４と、測定手段１３とを有している手持ち式の組立済みユニットとして構成することができ、その組立済みユニットは、液体吐出具１に直接搭載されており、電源線３１により電源３に接続されている。
【００５７】
液体吐出具が、管状の部材を有するインクジェットペン、またはインクジェットプリンタによって構成されている場合は、制御ユニット１０は基板７；３３上にあってもなくてもよい。
【００５８】
以上より、液体吐出具が例えばインクジェットペンで構成されている場合、組立済みユニットを構成しているインクジェットヘッド５；３２によって、媒体８または筆記面に物理的に一切接触する必要なく媒体上に微小なインク滴を吐出させるために、ユーザがペンを適当な距離まで持ち上げることが可能となる。
【００５９】
同様に、液体吐出具がインクジェットプリンタで構成されている場合、インクジェットヘッドを構成している組立済みユニット；すなわち、基板と、インクジェットシステムと、測定手段と；によって、インクジェットシステムの範囲内での媒体の存在を検出でき、それによって、媒体以外の物体へのインクの不測の吐出を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態による液体噴出ヘッドを備える液体吐出具の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による液体噴出ヘッドを詳細に示す、図１の液体吐出具の一部の拡大断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による液体噴出ヘッドの一方の面を示す斜視図である。
【図４】図３の液体噴出ヘッドの、他方の面を示す分解斜視図である。
【図５】液体噴出ヘッドに一体化することができる種々の構成要素のブロック図である。
【図６】本発明の他の実施形態による液体噴出ヘッドを備える液体吐出具の断面図である。
【図７】液体噴出ヘッドを詳細に示す、図６の液体吐出具の一部の拡大断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体吐出具（１）に搭載されるように構成された液体噴出ヘッド（５；３２）であって、
前記液体吐出具（１）に搭載するのに適した基板（７；３３）と、
前記基板（７；３３）上に配置された液体噴出システム（９；３４）であって、離れた場所にある媒体（８）上に液体を吐出するのに適しており、前記媒体（８）上に液体を吐出する前記液体噴出システム（９；３４）を作動させる働きをする制御ユニット（１０）にさらに接続されるように構成された前記液体噴出システム（９；３４）と、を有し、
前記液体噴出ヘッド（５；３２）は、前記媒体（８）に物理的に接触することなく動作して前記液体噴出ヘッド（５；３２）と前記媒体（８）との間の距離を測定する測定手段（１３）をさらに有し、該測定手段（１３）は前記制御ユニット（１０）に接続されるように構成されていることと、
前記測定手段（１３）は前記基板（７）上に配置されていることと、
を特徴とする液体噴出ヘッド（５；３２）。
【請求項２】
前記制御ユニット（１０）も前記基板（７）上に配置されている、請求項１に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項３】
前記測定手段（１３）は、前記液体噴出ヘッド（５；３２）と前記媒体（８）との間の距離を測定する働きをする光学系（１４，１５；３８，３９，４０，４１）を有する、請求項１または２に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項４】
前記測定手段（１３）は、前記液体噴出ヘッド（５；３２）と前記媒体（８）との間の距離を測定する働きをする超音波音響プローブを有する、請求項１または２に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項５】
前記基板（７）は、前記液体吐出具（１）に内蔵された液体タンク（４）に接続されるように構成された入口端（７３ａ）と、前記液体噴出システム（９）に接続された出口端（７３ｂ）と、の間に延びる供給流路（７３）を有する、先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項６】
前記基板（７；３３）は、ガラス、シリコン、セラミックおよび高分子材料からなる群に含まれる材料で作られている、先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項７】
前記液体噴出システム（９；３４）は、該液体噴出システム（９）中にある液体に蒸気の泡を爆発的に発生させることで少なくとも１つの開口部（１２ｂ）から液滴を吐出するのに適した加熱式液体噴出システムを有する、先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項８】
前記基板（７）は、前記媒体（８）に対向するように構成された第１の面（７１）と、該第１の面（７１）の反対側の第２の面（７２）と、を有する板によって構成され、
前記加熱式液体噴出システム（９；３４）は、
前記基板（７）の第１の面（７１）上に固定された少なくとも１つの抵抗発熱素子（９１）と、
前記基板（７）の第１の面（７１）上に搭載されたブロック（１１）とを具備しており、該ブロック（１１）は、入口室（１２ａ）と、前記媒体（８）上にインク滴を吐出するために前記少なくとも１つの抵抗発熱素子（９１）に対向する出口開口部（１２ｂ）と、を有する少なくとも１つの液体流路（１２）を有する、請求項７に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項９】
運動検出手段（１６）がさらに前記基板（７；３３）上に配置され、該運動検出手段（１６）は、前記液体噴出ヘッド（５；３２）の動きを検出するのに適しており、前記運動検出手段（１６）は、前記制御ユニット（１０）に接続されるように構成されている、先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項１０】
第１端（２ａ）と第２端（２ｂ）との間に延びている、ユーザが手で持つように構成されている実質的に管状の部材（２）を有する液体吐出具（１）であって、前記管状の部材（２）は、
液体タンク（４）と、
電源（３）と、
先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド（５；３２）と、を有しており、該液体噴出ヘッド（５；３２）は、前記管状の部材（２）の第１端（２ａ）に搭載され、前記電源（３）に接続されている液体吐出具（１）。
【請求項１】
液体吐出具（１）に搭載されるように構成された液体噴出ヘッド（５；３２）であって、
前記液体吐出具（１）に搭載するのに適した基板（７；３３）と、
前記基板（７；３３）上に配置された液体噴出システム（９；３４）であって、離れた場所にある媒体（８）上に液体を吐出するのに適しており、前記媒体（８）上に液体を吐出する前記液体噴出システム（９；３４）を作動させる働きをする制御ユニット（１０）にさらに接続されるように構成された前記液体噴出システム（９；３４）と、を有し、
前記液体噴出ヘッド（５；３２）は、前記媒体（８）に物理的に接触することなく動作して前記液体噴出ヘッド（５；３２）と前記媒体（８）との間の距離を測定する測定手段（１３）をさらに有し、該測定手段（１３）は前記制御ユニット（１０）に接続されるように構成されていることと、
前記測定手段（１３）は前記基板（７）上に配置されていることと、
を特徴とする液体噴出ヘッド（５；３２）。
【請求項２】
前記制御ユニット（１０）も前記基板（７）上に配置されている、請求項１に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項３】
前記測定手段（１３）は、前記液体噴出ヘッド（５；３２）と前記媒体（８）との間の距離を測定する働きをする光学系（１４，１５；３８，３９，４０，４１）を有する、請求項１または２に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項４】
前記測定手段（１３）は、前記液体噴出ヘッド（５；３２）と前記媒体（８）との間の距離を測定する働きをする超音波音響プローブを有する、請求項１または２に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項５】
前記基板（７）は、前記液体吐出具（１）に内蔵された液体タンク（４）に接続されるように構成された入口端（７３ａ）と、前記液体噴出システム（９）に接続された出口端（７３ｂ）と、の間に延びる供給流路（７３）を有する、先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項６】
前記基板（７；３３）は、ガラス、シリコン、セラミックおよび高分子材料からなる群に含まれる材料で作られている、先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項７】
前記液体噴出システム（９；３４）は、該液体噴出システム（９）中にある液体に蒸気の泡を爆発的に発生させることで少なくとも１つの開口部（１２ｂ）から液滴を吐出するのに適した加熱式液体噴出システムを有する、先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項８】
前記基板（７）は、前記媒体（８）に対向するように構成された第１の面（７１）と、該第１の面（７１）の反対側の第２の面（７２）と、を有する板によって構成され、
前記加熱式液体噴出システム（９；３４）は、
前記基板（７）の第１の面（７１）上に固定された少なくとも１つの抵抗発熱素子（９１）と、
前記基板（７）の第１の面（７１）上に搭載されたブロック（１１）とを具備しており、該ブロック（１１）は、入口室（１２ａ）と、前記媒体（８）上にインク滴を吐出するために前記少なくとも１つの抵抗発熱素子（９１）に対向する出口開口部（１２ｂ）と、を有する少なくとも１つの液体流路（１２）を有する、請求項７に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項９】
運動検出手段（１６）がさらに前記基板（７；３３）上に配置され、該運動検出手段（１６）は、前記液体噴出ヘッド（５；３２）の動きを検出するのに適しており、前記運動検出手段（１６）は、前記制御ユニット（１０）に接続されるように構成されている、先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド。
【請求項１０】
第１端（２ａ）と第２端（２ｂ）との間に延びている、ユーザが手で持つように構成されている実質的に管状の部材（２）を有する液体吐出具（１）であって、前記管状の部材（２）は、
液体タンク（４）と、
電源（３）と、
先行する請求項のいずれか１項に記載の液体噴出ヘッド（５；３２）と、を有しており、該液体噴出ヘッド（５；３２）は、前記管状の部材（２）の第１端（２ａ）に搭載され、前記電源（３）に接続されている液体吐出具（１）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００７−５１６０９９（Ｐ２００７−５１６０９９Ａ）
【公表日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−５０９５８３（Ｐ２００５−５０９５８３）
【出願日】平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００３／００５２７４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３７５６２
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（５０１４３６６６５）ソシエテ ビック (73)
【氏名又は名称原語表記】ＳＯＣＩＥＴＥ ＢＩＣ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１０月１７日（２００３．１０．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００３／００５２７４
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０３７５６２
【国際公開日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（５０１４３６６６５）ソシエテ ビック (73)
【氏名又は名称原語表記】ＳＯＣＩＥＴＥ ＢＩＣ
【Ｆターム（参考）】
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