JPH0245985B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「背景技術」 本発明はインクの液滴ないし微粒子を噴出オリ
フイスから噴射し得るようになつたインクジエツ
ト装置に係り、より詳しくは、噴射オリフイスか
らのインク微粒子の噴射を制御するための変換器
を支持する手段に関する。

米国特許4072959は長軸に対し横断方向に電圧
を印加することにより駆動される細長い変換器セ
グメントを開示している。これ等の細長い変換器
セグメントの両端は互いに一体に結合されている
ので、変換器自体を経由して機械的な漏話
（cross―talk）が生じる可能性が極めて高い。更
に、全ての変換器セグメントはインクリザーバに
浸漬されているので、インク自体を経由して流体
的な漏話が生じる可能性がかなり高い。

前述した漏話の問題に加えて、変換器長軸に沿
つて変換器が自由に長手方向変位し得るように変
換器を支持することが極めて肝要である。前記長
手方向変位が妨げられるならば、当然、変換器を
駆動する為にはより高い電圧が必要となるのであ
り、この為電気的な漏話も生じる。又、変換器の
長手方向変位はインクジエツトチヤンバに伝えら
れてインク微粒子を噴射するのであるから、この
長手方向変位が精密に行われ得るように変換器を
支持することが極めて大切である。更に、組立て
の容易な変換器支持手段を提供することが望まし
い。

「発明の開示」 本発明の目的は細長い変換器を用いこれらの変
換器をその長軸に横断方向に励起してその長軸に
沿つた変換器の伸縮をインクジエツト装置のチヤ
ンバに伝えるようになつたインクジエツト装置に
於て、改良された変換器支持手段を提供すること
である。

本発明の他の目的はインクジエツト装置相互間
の漏話を極小にし得るような変換器支持手段を提
供することである。

本発明の更に他の目的は精度の高い変換器支持
手段を提供することである。

本発明の更に他の目的はインクジエツト装置の
組立てを容易にし得るような変換器支持手段を提
供することである。

これらの目的を達成するため、本発明の好まし
い実施態様は一以上のインクジエツト装置を備え
て成り、インクジエツト装置はインク微粒子の噴
射オリフイフイスを備えたインクジエツトチヤン
バを有する。インクジエツトチヤンバには電圧印
加に応じて長軸方向に伸縮可能に細長い変換器が
連結されている。変換器長軸に対し横断方向に電
界を印加して変換器を長軸方向に伸縮させるため
の電圧印加手段が設けてある。

本発明の特徴に従えば、改良された変換器支持
手段はインクジエツトチヤンバから離隔したとこ
ろに於て変換器に連結された変換器取付手段を含
んで成り、この変換器取付手段は該取付手段のと
ころで変換器がその長軸に沿つて長手方向運動す
るのを実質的に阻止し得るようになつている。前
記変換器支持手段は、更に、インクジエツトチヤ
ンバ近傍の変換器端部に連結された変換器軸受け
手段を含んで成り、この軸受け手段は前記変換器
端部に於て変換器がその長軸に沿つて長手方向運
動するのを実質的に制限することが無いが但し前
記変換器端部に於て変換器がその長軸に対し横断
方向に側方運動するのを実質的に阻止し得るよう
になつている。この取付手段ならびに軸受手段は
それらの間に於て変換器が実質的に支持されない
ように互いに離間されている。

本発明の好ましい実施態様に於ては、インクジ
エツトチヤンバと変換器との間には連結手段が設
けてあり、この連結手段は前記軸受け手段に係合
している。好ましくは、この連結手段は変換器に
付着された脚部を含んで成り、軸受け手段は前記
脚部を収蔵した穴を含んで成る。好ましくは、前
記脚部ならびに前記穴はいずれも円柱形断面を有
し、前記穴の内径は脚部の外径よりも僅かに大き
くしてあつて穴と脚部との間に線接触が形成され
るようになつている。好ましくは、連結手段は又
インクジエツトチヤンバと脚部との間に設けたダ
イアフラムをも備えて成り、このダイアフラムと
脚部との間には粘弾性材料が挟持してあつて前記
ダイアフラムのところに於ける変換器の側方位置
決めを支援し得るようになつている。

本発明の好ましい実施態様に於ては、変換器支
持手段は中間手段を備えて成り、この中間手段は
前記取付手段ならびに軸受手段と相俟つてＣ字形
の断面を形成している。この中間手段は変換器か
ら離間されていてもつて変換器とまつたく接触し
ないようになつている。

本発明の一実施態様に於ては、変換器取付手段
は複数の変換器を挿通した複数のスロツトから成
り、櫛状構造を形成している。本発明の他の実施
態様に於ては、変換器取付手段は複数の変換器が
固定された複数の開口から成る。

本発明の重要な一特徴に従えば、変換器長軸に
沿つて視たときの変換器軸受手段の全長は前記長
軸方向の変換器の全長よりも基本的に小さい。好
ましくは、軸受手段の全長は変換器の最大断面寸
法の２倍よりも小さい。

「好適な実施例の説明」 第１図から第３図を参照するに、インクジエツ
ト装置は変換器２０４の励起に応じてインクの液
滴ないし微粒子を噴出する為の複数のインクジエ
ツトチヤンバ２００を有し、各チヤンバはオリフ
イスプレート２２０に設けたオリフイス２０２を
有する。変換器２０４はその長軸に垂直な断面に
於て矩形であり、第３図に矢印で示したように長
軸に沿つて伸縮する。長軸に沿つて生じた変換器
２０４の運動は連結手段２０６によつてチヤンバ
２００に伝えられる。連結手段２０６は脚部２０
７と、この脚部２０７に並列配置された粘弾性材
料２０８と、ダイアフラム２１０とを含んで成
り、このダイアフラム２１０は第３図から最もよ
くわかるような姿勢に予荷重が与えられている。

インクは絞り付きの入口を通つてリザーバ２１
２からチヤンバ２００へと流れる。この絞り付き
入口は第３図から最もよくわかるように絞り付き
開口２１４によつて構成される。開口２１４は第
２図からよくわかるように絞りプレート２１６内
に設けてある。

リザーバ２１２はチヤンバプレート２１８内に
形成された凹部によつて構成されている。チヤン
バプレート２１８は絞りプレート２１６で覆われ
ており、この絞りプレート２１６はリザーバ２１
２の片側に沿つて入口２１４へと鋭角を成してい
る。第２図に示したように、リザーバ２１２の両
端には供給管２２３と戻り管２２５が設けてあ
る。

本発明に従い、各変換器２０４はその両端に於
て支持されているが、その中間部は第１図からよ
くわかるように基本的に支持されていない。第１
図にはプレート２２６とプレート２２８とを含ん
で成る変換器支持手段が特に示してある。変換器
支持手段のこのプレート２２６は穴２２４の形の
軸受け手段を含んで成り、この穴２２４の中には
変換器２０４の端部に取り付けられた脚部２０７
が収容されている。脚部２０７は穴２２４内で長
手方向に自由に運動可能であり、従つて変換器２
０４の長軸に沿つて変換器が長手方向に運動する
ことは許容されるが変換器２０４の側方運動する
ことは実質的に防げられることに留意すべきであ
る。

変換器２０４の取付手段はプレート２２８によ
り構成されるもので、この取付手段はスロツト２
３２（第２図）とこれ等のスロツト２３２内に配
置された弾性クランプ手段２３０（第４図から第
６図）とを含んで成り、この弾性クランプ手段２
３０は変換器２０４をクランプしている。この弾
性クランプ手段２３０ならびにスロツト２３２は
チヤンバーとは反対側の変換器２０４の端部に連
結されている。この変換器取付手段は弾性クラン
プ手段２３０のところで変換器がその長軸に沿つ
て長手方向運動するのをほぼ完全に阻止するもの
で、この為変換器２０４の伸縮は変換器２０４に
沿つた並進運動を生じてプレート２２６内の軸受
穴２２４を通る脚部２０７の運動に変換される。

第１図に示したように、プレート２２８のスロ
ツト２３２によつて構成される変換器取付け手段
とプレート２２６の穴２２４により構成される軸
受手段とは互いに離間されており、その結果この
変換器２０４はその両端部間の長さの一部にわた
つて実質的に非支持状態となつている。この為漏
話が極小となるのであり、これは本発明の重要な
特徴の一つである。

第３図からわかるように、穴２２４は脚部２０
７よりもわずかに大きい。脚部２０７および穴２
２４が真円柱であるとすれば、脚部２０７と穴２
２４との間の物理的接触は最小限となることが明
らかである。即ち、脚部２０７と穴２２４との間
の接触は線接触ないし接線接触となるのであり、
この為漏話の可能性が極小となる。更に、粘弾性
材料２０８は脚部２０７を穴２２４内に位置決め
してそれ等の接触を全く排除することが出来る。
しかし、いずれにしても脚部２０７と穴２２４と
の間の接触は最小限となるのであり、第１図から
第３図に示したインクジエツト装置を組立てるに
際してはこのような接触を回避する為に何らの特
別な注意をする必要はない。

本発明に従えば、プレート２２８には第１図に
示したようにスロツト２３２の下方に於て切欠き
部２２９が設けてあり、この切欠き部２２９は変
換器２０４から離間されている。従つて、この切
り欠き部２２９に沿つては接触が生じない。更に
プレート２２８のうちスロツト２３２ならびに切
欠き部２２９を有する部分と、プレート２２６の
うち穴２２４に向つて延びた部分、とはＣ字形断
面を形成している。第１図ではこのＣ字形断面は
文字Ｃを付した破線で示してあり、切欠き部２２
９はＣ字形の中央を形成している。切欠き部２２
９と変換器との間には空間があるので変換器の寸
法を脚部２０７の寸法よりもかなり大きくするこ
とが出来ると共にプレート２２８との接触を回避
することが出来るのである。更に、脚部２０７は
変換器２０４がプレート２２６のどの部分にも接
触することなく伸縮し得るに十分な距離にわたつ
てスロツト２３２に向つて上向きに延長してい
る。従つて、変換器２０４の断面形状を長方形に
することが出来、第１図の紙面に平行な方向の寸
法は第４図および第５図の紙面に平行な方向の寸
法よりもかなり大きくすることが出来る。

第１図に示したように、穴２２４によつて形成
された長手方向軸受面の全長（変換器２０４の長
軸方向の長さ）は前記長軸方向の変換器２０４の
全長よりも実質的に短かい。好ましくは、長軸方
向の軸受面２２４の全長は第１図に示したように
変換器の最大断面寸法の２倍よりも小さい。

第４図および第５図について説明するに、弾性
材料２３０はスロツト２３２内に於て変換器２０
４の三辺を囲繞している。弾性材料２３０として
は種々の材料を利用することができるが、特に好
ましい材料としてはシリコーンゴムがある。

変換器２０４の機械的取付手段を弾性的とした
ことに加えて変換器２０４と電極２３３Ａおよび
２３３Ｂ（第４図および第５図参照）との間の電
気接続も第２図に示したように弾性プリント回路
２３４を用いて弾性的に実施されている。第４図
に示したように、この弾性プリント回路２３４は
ハンダもしくは電気配線２３６のような適当な手
段により電気的に接続されている。第２図に示し
たように、プリント回路２３４を電気接続すれ
ば、プリント回路板２３４に設けた導電性パター
ン２３８を介して駆動用電圧を電極２３３Ａおよ
び２３３Ｂに供給することが出来る。

第６図に示したように、第５図のスロツト２３
２は穴２３２Ａとしてもよい。この場合には、弾
性材料２３０はプレート２２８から変換器２０４
を分離し得るように穴２３２Ａ内に充填する。

第４図および第５図に示した実施例ならびに第
６図の実施例に於ては、弾性材料２３０は変換器
２０４のうち弾性材料２３０に隣接する部分をほ
ぼ固定位置に保持することが可能で、その結果変
換器の長手方向変位を第４図に示すようにチヤン
バ２００に向つて下向きに生じさせ得るようなも
のでなければならない。この点に於てこの弾性材
料の選択は極めて重要である。前述したように、
この為にはシリコーンゴムが特に好適である。こ
れはシリコーンゴムによつて得られる弾性は一つ
のチヤンバから他のチヤンバへの漏話および一つ
のチヤンネルから他のチヤンネルへの漏話を最小
限にすることが出来ると共に、変換器をチヤンバ
２００のところで変位させるに必要な程度に十分
に固定的に変換器２０４を支持することが出来る
からである。

第１図および第２図に示したように、プレート
２２６はスロツト２３７の底のところに変換器２
０４を収容する為の穴２２４を備えていると共
に、ヒータサンドイツチ体２４０を収容するため
の容器２３９をも備えている。このヒータサンド
イツチ体２４０はコイル２４４をもつたヒータ素
子２４２と、押え板２４６とこの押え板２４６と
協働するばね２４８と、このヒータ２４０のすぐ
下に配置された支持プレート２５０とをから構成
される。ヒータ素子２４２の温度を制御するた
め、スロツト２５３内にはサーミスタ２５２が設
けてある。ヒータサンドイツチ体２４０の全体は
蓋２５４によつてプレート２２６内の容器内に保
持されている。

第２図に示したように、これ等種々のプレート
から成るインクジエツト装置の全体はボルト２５
６および２５８を用いて互いに固着されている。
ボルト２５６は開口２５７を通つて上向きに延び
ており、ボルト２５８は穴２５９を通つて下向き
に延びていてプリント回路板２３４をプレート２
２８に固定している。第２図では粘弾性層２０８
はプレート２２６の底面に接着してある。

リザーバ２１２は少くとも部分的に弾性的であ
り、より詳しくは弾性的な壁部分を有する。第１
図に示したように、ダイアフラム２１０はリザー
バ２１２を蔽う様にインクジエツト装置全体を横
切つて延びていると共に脚部２０７とチヤンバ２
００との間を延長している。従つて、ダイアフラ
ム２１０の一面はリザーバ２１２に直接に連通し
ていると共に、その他方の面は凹み２６２に隣接
している。この凹み２６２は第２図に示したチヤ
ンバプレート２２０内の最初のチヤンバ２００か
ら最後のチヤンバ２００に至る迄リザーバの全長
に沿つて延長しているもので、ダイアフラム２１
０により形成されたリザーバ２１２の壁に弾性を
与えている。従つて、異るインクジエツトチヤン
バ相互間の漏話が最小限となる。絞りプレート２
１６には前記凹み２６２と整列した開口２６４が
設けてあり、ダイアフラム２１０とリザーバとを
直接に連通させて必要な弾性を提供し得るように
なつている。第２図に示したように、この絞りプ
レート２１６には各チヤンバ毎の他の開口２６６
が設けてあり、この開口２６６は半径方向に延び
たスロツト２６８を有する。スロツト２６８は第
１図および第３図に示したチヤンバ２００への入
口２１４を構成しており、一方、開口２６６はダ
イアフラム２１０とチヤンバ２００との間を直接
に連通していてもつて脚部２０７を経てかつ軸受
２２４に沿つて伝えられた変換器２０４の運動を
チヤンバ２００へと伝えるようになつている。

次に第７図ないし第９図を参照して本発明の他
の実施例について説明する。第９図に示したよう
に、この実施例は円柱形断面の変換器３０４を備
えている。変換器３０４は一連の円柱形開口３３
０を有するプレート３２８から成る取付手段に支
持されている。開口３３０は各変換器３０４の端
部を支承している。プレート３２８ならびに開口
３３０は変換器３０４の端部を支持する為の比較
的安定したもしくは固定的な取付部材を構成する
もので、開口３３０内に装着された変換器端部の
ところに於て変換器がその長軸に沿つて長手方向
に運動するのをほぼ阻止するものである。プレー
ト３２８には変換器３０４を電気的に接続する為
の適当な手段が設けてあるのはいうまでもない。

中間構造体３３８の端部には円柱形の開口３２
４が設けてあり、これ等の開口３２４は変換器３
０４の軸受け手段を構成するもので変換器３０４
に付着された脚部３０７の長手方向運動を可能に
すると共にその側方運動を実質的に制限するもの
である。この実施例に於ても、ほぼ円柱形の脚部
３０７とほぼ円柱形の軸受面（これは開口３２４
により構成される）との間の接触は線接触であ
り、従つて各チヤンバ２００により構成される異
なるインクジエツト相互間の漏話は最小限とな
る。第９図に示したように、変換器３０４は電極
３３３Ａおよび３３３Ｂを用いて変換器３０４の
円柱壁の肉厚を横切つて電圧を印加することによ
り励起される。この実施例でも、脚部３０７と粘
弾性材料２０８とは接触しており、この粘弾性材
料２０８は脚部３０７を位置決めする作用を果た
す。従つて、変換器３０４は横方向にある程度規
制されている。

第８図に示すように、電極３３３Ｂの外周とプ
レート３３８内の開口３３９の内周との間にはか
なりの空間が保持してある。これは、勿論、チャ
ンネル相互間の漏話ないしチヤンバ相互間の漏話
を最小限にする為である。

第１図から第６図までの実施例ならびに第７図
から第９図までの実施例に於て、穴もしくは開口
２２４，２３４によつて構成された軸受手段はイ
ンクジエツト装置の組立すなわち製造を容易にす
るものである。即ち、変換器２０４，３０４に連
結された脚部２０７，３０７は穴２２４，３２４
より構成された軸受手段が有する芯出し作用もし
くはアライメント作用によつてチヤンバ２００，
３００に臨むべく簡単に位置決めすることが出来
るのである。

以上には本発明の特定の実施例について説明し
たが、本発明の範囲を逸脱しない範囲に於てこれ
らの実施例に修正もしくは変形を施すことが当業
者には可能であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理に従つて構成されたイン
クジエツト装置の断面図、第２図は第１図の装置
の分解斜視図、第３図は第１図の装置の拡大断面
図、第４図は第１図の４−４線に沿つた断面図、
第５図は第４図の５−５線に沿つた断面図、第６
図は第４図の変形例を示す図、第７図は本発明の
他の実施例の断面図、第８図は第７図の８−８線
に沿つた断面図、第９図は第８図の円柱形変換器
の拡大断面図である。 ２００……インクジエツトチヤンバ、２０２…
…インクジエツトオリフイス、２０４，３０４…
…変換器、２０６……連結手段、２０７，３０７
……脚部、２０８……粘弾性材料、２１０……ダ
イアフラム、２１２……インクリザーバ、２１４
……絞り付き開口（インク入口）、２１６……絞
りプレート、２１８……チヤンバプレート、２２
０……オリフイスプレート、２２４，３２４……
穴、２２６……プレート、２２８，３２８……プ
レート、２２９……切欠き部、２３０……弾性ク
ランプ手段、２３２……スロツト、３３０……開
口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インク液滴噴出オリフイスを備えたチヤンバ
   と、電圧印加に応じてその長軸に沿つて伸縮自在
   に前記チヤンバに連結された細長い変換器であつ
   て前記チヤンバの容積を増減させるものと、前記
   変換器を支持する為の支持手段、とを備えて成る
   インクジエツト装置において、前記支持手段は、 前記チヤンバから離隔した位置に於て変換器に
   連結された変換器取付手段であつて、変換器がこ
   の取付手段のところでその長軸に沿つて長手方向
   運動するのを実質的に阻止し得るものと、 前記チヤンバ近傍の変換器端部に連結された変
   換器軸受手段であつて、前記変換器が前記取付手
   段のところでその長軸に沿つて長手方向運動する
   のを実質的に妨げることなく変換器が前記端部の
   ところでその長軸に横断方向に側方運動するのを
   実質的に阻止し得るもの、 とを備えて成り、 前記取付手段ならびに軸受け手段は互いに離間
   されているとともに、前記変換器は取付手段と軸
   受手段との間に於てその長さの一部にわたつて実
   質的に支持されていないことを特徴とするインク
   ジエツト装置。 ２ 前記チヤンバと変換器端部との間に連結手段
   を備えて成り、この連結手段は前記軸受け手段に
   係合可能である特許請求の範囲第１項記載のイン
   クジエツト装置。 ３ 前記連結手段は変換器に付着された脚部を備
   えて成り、前記軸受け手段は前記脚部を収蔵する
   穴を備えて成る特許請求の範囲第２項記載のイン
   クジエツト装置。 ４ 前記脚部ならびに前記穴はいずれも円柱形断
   面を有し、前記穴の内径は前記脚部の外径よりも
   十分に大きく成しもつて両者の間に線接触が得ら
   れるようにしたことから成る特許請求の範囲第３
   項記載のインクジエツト装置。 ５ 前記連結手段は前記チヤンバと脚部との間に
   配置されたダイアフラムから成る特許請求の範囲
   第３項記載のインクジエツト装置。 ６ 前記連結手段は前記ダイアフラムと脚部との
   間に配置された粘弾性手段を備えて成る特許請求
   の範囲第５項記載のインクジエツト装置。 ７ 前記取付手段と軸受け手段との間に中間手段
   を備えて成る第１項記載のインクジエツト装置。 ８ 前記取付手段は前記変換器を収蔵するスロツ
   トを含んで成る特許請求の範囲第１項記載のイン
   クジエツト装置。 ９ 変換器長軸に平行な方向に於ける前記軸受手
   段の全長は該長軸方向に於ける変換器の全長より
   も小さくしたことから成る特許請求の範囲第１項
   記載のインクジエツト装置。 １０ 軸受手段の前記全長は長軸横断方向に於け
   る変換器の最大断面寸法の２倍よりも小さくした
   ことから成る特許請求の範囲第９項記載のインク
   ジエツト装置。 １１ 特許請求の範囲第１項記載のインクジエツ
   ト装置を多数配列して成るインクジエツト装置。