JPH0323347B2 - - Google Patents
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- JPH0323347B2 JPH0323347B2 JP59075277A JP7527784A JPH0323347B2 JP H0323347 B2 JPH0323347 B2 JP H0323347B2 JP 59075277 A JP59075277 A JP 59075277A JP 7527784 A JP7527784 A JP 7527784A JP H0323347 B2 JPH0323347 B2 JP H0323347B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
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- B41J2/17526—Electrical contacts to the cartridge
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-
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01D15/00—Component parts of recorders for measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
- G01D15/16—Recording elements transferring recording material, e.g. ink, to the recording surface
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非同期的な定容積型小滴インク噴出
プリンタに関し、特にかかるインク噴出プリンタ
用の交換可能なプリントヘツド及びインク供給装
置に関する。
プリンタに関し、特にかかるインク噴出プリンタ
用の交換可能なプリントヘツド及びインク供給装
置に関する。
定容積型のインク噴出プリンタは、“定流量”
型インク噴出プリンタの必要条件とは別に又これ
に加えて、特別のインク供給条件を有する。放出
されたインクを補充する再供給機構が単に毛管作
用だけなので、インク供給圧力は、プリントヘツ
ドノズルで生じさせることのできる毛管作用の範
囲内でなければならない。好ましい供給圧力は、
僅かに負であり、多分水柱1〜2センチメーター
ぐらいである。この型のインク供給装置は、米国
特許第3708798号:第3747120号:第3832597号:
及び第3852773号に論じられている。
型インク噴出プリンタの必要条件とは別に又これ
に加えて、特別のインク供給条件を有する。放出
されたインクを補充する再供給機構が単に毛管作
用だけなので、インク供給圧力は、プリントヘツ
ドノズルで生じさせることのできる毛管作用の範
囲内でなければならない。好ましい供給圧力は、
僅かに負であり、多分水柱1〜2センチメーター
ぐらいである。この型のインク供給装置は、米国
特許第3708798号:第3747120号:第3832597号:
及び第3852773号に論じられている。
かかるインク噴出プリンタに対する他の重要な
基準は、上述した低圧条件に帰因する。低い静水
供給圧力をもたらすためインク溜めは、代表的に
はプリントヘツドに直接接続されているので、こ
の装置は、慣性力によりプリントヘツドあるいは
供給管路の運動で生じた、圧力サージ(pressure
surges)を受けやすい。又定容積型インク噴出プ
リンタの通常の構成は、同一のインク供給体に接
続された多数の小滴噴出装置を有しなければなら
ない。従つて個々の噴出装置を独立して作動させ
ることができるようにこれらを互いに隔離するこ
とが必要になる。これは、或る先行技術の装置に
おいては、供給管路の中の圧力サージを吸収しプ
リントヘツドにおいて個々の噴出装置を融離する
ために部分的に空気で満たされたパルストラツプ
室の使用によつて成されている。例えば米国特許
第3708798号参照。或いは先行技術の装置におい
ては、積極的に作動されるバルブが使用されてバ
ルブに対する作動力をもたらす圧力サージそれ自
体を有することによつて、圧力サージの影響を最
小にする。例えば米国特許3852773号参照。更に
他の先行技術の装置においては、圧力吸収機構が
単一のインク噴出エゼクタのめに使用され、その
結果自己発生の共振が最小になり装置の有用な範
囲がより高い小滴噴出速度まで広がる。例えば米
国特許第3832579号参照。
基準は、上述した低圧条件に帰因する。低い静水
供給圧力をもたらすためインク溜めは、代表的に
はプリントヘツドに直接接続されているので、こ
の装置は、慣性力によりプリントヘツドあるいは
供給管路の運動で生じた、圧力サージ(pressure
surges)を受けやすい。又定容積型インク噴出プ
リンタの通常の構成は、同一のインク供給体に接
続された多数の小滴噴出装置を有しなければなら
ない。従つて個々の噴出装置を独立して作動させ
ることができるようにこれらを互いに隔離するこ
とが必要になる。これは、或る先行技術の装置に
おいては、供給管路の中の圧力サージを吸収しプ
リントヘツドにおいて個々の噴出装置を融離する
ために部分的に空気で満たされたパルストラツプ
室の使用によつて成されている。例えば米国特許
第3708798号参照。或いは先行技術の装置におい
ては、積極的に作動されるバルブが使用されてバ
ルブに対する作動力をもたらす圧力サージそれ自
体を有することによつて、圧力サージの影響を最
小にする。例えば米国特許3852773号参照。更に
他の先行技術の装置においては、圧力吸収機構が
単一のインク噴出エゼクタのめに使用され、その
結果自己発生の共振が最小になり装置の有用な範
囲がより高い小滴噴出速度まで広がる。例えば米
国特許第3832579号参照。
実質的にすべてのインク噴出プリンタ装置は、
インク供給装置あるいはプリントヘツドの中に空
気あるいはガスがないとき、最も良く機能する。
この条件は、気泡が流体の非圧縮特性を妨害し、
定容積機構の適正な働きを妨げるので、定容積型
のプリンタには特にきびしい。いくつかの装置で
は、気泡がプリントヘツドに到達する前に、気泡
をためるための室が設けられている。例えば、米
国特許第3708798号及び第3805276号参照。或る装
置では、空気及びガスが、インク供給体を使用す
る前に、インク供給体から除去される。米国特許
第3346869号参照。
インク供給装置あるいはプリントヘツドの中に空
気あるいはガスがないとき、最も良く機能する。
この条件は、気泡が流体の非圧縮特性を妨害し、
定容積機構の適正な働きを妨げるので、定容積型
のプリンタには特にきびしい。いくつかの装置で
は、気泡がプリントヘツドに到達する前に、気泡
をためるための室が設けられている。例えば、米
国特許第3708798号及び第3805276号参照。或る装
置では、空気及びガスが、インク供給体を使用す
る前に、インク供給体から除去される。米国特許
第3346869号参照。
多くの先行技術のインク噴出プリンタ装置が有
する他の問題は、インク噴出プリンタ装置を、
各々プリントヘツドについて独自に調製すること
である。これは欠陥のあるプリントヘツドを素早
く取り替えることを困難にし且つ高価にする。イ
ンク噴出プリントヘツドを取り替えるたびに、装
置を再調整するだけではなく、取り替え工程中に
装置に侵入してたまつた空気をすべてインク供給
管路から流し出さねばならない。
する他の問題は、インク噴出プリンタ装置を、
各々プリントヘツドについて独自に調製すること
である。これは欠陥のあるプリントヘツドを素早
く取り替えることを困難にし且つ高価にする。イ
ンク噴出プリントヘツドを取り替えるたびに、装
置を再調整するだけではなく、取り替え工程中に
装置に侵入してたまつた空気をすべてインク供給
管路から流し出さねばならない。
上記の問題、即ちインク供給体の中に適正な圧
力を維持すること、種々のプリントヘツドノズル
に対してインク供給体を隔離すること、気泡を除
去すること、そして更にプリントヘツドを交換可
能にすることは、インク供給体と、インク供給体
と連通する非同時的な定容積型小滴噴出プリント
ヘツドとを有し、プリントヘツドがプリントヘツ
ドと記録媒体との間に相対運動を行うキヤリジに
取り付けられる型式の本発明の改良されたインク
噴出プリンタにより解決される。
力を維持すること、種々のプリントヘツドノズル
に対してインク供給体を隔離すること、気泡を除
去すること、そして更にプリントヘツドを交換可
能にすることは、インク供給体と、インク供給体
と連通する非同時的な定容積型小滴噴出プリント
ヘツドとを有し、プリントヘツドがプリントヘツ
ドと記録媒体との間に相対運動を行うキヤリジに
取り付けられる型式の本発明の改良されたインク
噴出プリンタにより解決される。
本発明は、ピエゾ電気結晶体に電気信号パルス
を印加して圧力室の容積を変化させ、ノズルから
インク滴を噴射する方式のインクジエツトプリン
タのプリントヘツドにおいて、前記ピエゾ結晶体
を絶縁材で被覆したことを特徴とするインクジエ
ツトプリンタのプリントヘツドを有する。
を印加して圧力室の容積を変化させ、ノズルから
インク滴を噴射する方式のインクジエツトプリン
タのプリントヘツドにおいて、前記ピエゾ結晶体
を絶縁材で被覆したことを特徴とするインクジエ
ツトプリンタのプリントヘツドを有する。
好ましい態様のプリントヘツドは、インク小滴
の噴出を生ぜしめるため駆動結晶体を含んでい
る。プリントヘツドは、プリントヘツドを損傷か
ら保護する殻形の容器の中に収容されている。駆
動結晶体は、絶縁材料の薄い層で被覆されてお
り、そして防音材の比較的厚い層が、絶縁材料の
薄い層の上に付けてある。殻形のハウジング構造
体は2つに半分に分けられており、そしてこの2
つの半部は、プリントヘツドの両側面上に互いに
圧接されて防音材とともにプリントヘツドを囲
む。防音材は、駆動結晶体、プリントヘツド及び
殻形構造体と物理的な密着をするが、駆動結晶体
の作動を妨げない。
の噴出を生ぜしめるため駆動結晶体を含んでい
る。プリントヘツドは、プリントヘツドを損傷か
ら保護する殻形の容器の中に収容されている。駆
動結晶体は、絶縁材料の薄い層で被覆されてお
り、そして防音材の比較的厚い層が、絶縁材料の
薄い層の上に付けてある。殻形のハウジング構造
体は2つに半分に分けられており、そしてこの2
つの半部は、プリントヘツドの両側面上に互いに
圧接されて防音材とともにプリントヘツドを囲
む。防音材は、駆動結晶体、プリントヘツド及び
殻形構造体と物理的な密着をするが、駆動結晶体
の作動を妨げない。
好ましい態様では、プリントヘツドのインクの
流量を計量するために、圧力感知器及びバルブが
プリントヘツドの中に一体に組み込れている。圧
力感知器は、パルストラツプ室の中の流体圧力の
変化を検出し、そして圧力が、プリントヘツドの
ノズルで発生させることのできる最大毛管圧力よ
り小さい、所定レベル以下に減少するとき、バル
ブを作動してインクをパルストラツプ室へ流れさ
せる。このバルブは、プリントヘツドの個々の小
滴噴出室へインクを供給する、プリントヘツドの
パルストラツプ室の中の流体圧力を実質的に一定
に維持する。インク源それ自身はより高い圧力で
あり、そして外部のポンプあるいはばねを必要と
せずに、それ自身の圧力を弾力作用で供給する収
縮可能な弾力性の袋を含んでいる。インク供給装
置の各構成要素、即ち高い圧力源、連結管路およ
びプリントヘツドは、モジユール設計のものであ
り、他の構成要素から容易に分離される。連結装
置は、装置の構成要素を接続あるいは分離すると
き、空気が装置に全然侵入せず、またインクを外
部に漏らさないような装置である。
流量を計量するために、圧力感知器及びバルブが
プリントヘツドの中に一体に組み込れている。圧
力感知器は、パルストラツプ室の中の流体圧力の
変化を検出し、そして圧力が、プリントヘツドの
ノズルで発生させることのできる最大毛管圧力よ
り小さい、所定レベル以下に減少するとき、バル
ブを作動してインクをパルストラツプ室へ流れさ
せる。このバルブは、プリントヘツドの個々の小
滴噴出室へインクを供給する、プリントヘツドの
パルストラツプ室の中の流体圧力を実質的に一定
に維持する。インク源それ自身はより高い圧力で
あり、そして外部のポンプあるいはばねを必要と
せずに、それ自身の圧力を弾力作用で供給する収
縮可能な弾力性の袋を含んでいる。インク供給装
置の各構成要素、即ち高い圧力源、連結管路およ
びプリントヘツドは、モジユール設計のものであ
り、他の構成要素から容易に分離される。連結装
置は、装置の構成要素を接続あるいは分離すると
き、空気が装置に全然侵入せず、またインクを外
部に漏らさないような装置である。
圧力感知器及びバルブ制御装置は、インクの容
積が可成り取り出されるのに伴つて弾性力が小さ
くなると、高い圧力源の圧力の変化を自動的に補
償する。高い圧力源が空になつたとき、制御装置
は、プリンターを止める信号を発し、それによつ
て空気が、不充分なインク供給のために、ノズル
に侵入するのを阻止する。
積が可成り取り出されるのに伴つて弾性力が小さ
くなると、高い圧力源の圧力の変化を自動的に補
償する。高い圧力源が空になつたとき、制御装置
は、プリンターを止める信号を発し、それによつ
て空気が、不充分なインク供給のために、ノズル
に侵入するのを阻止する。
本発明は、プリントヘツドを確実にかつ安定に
作動させることを目的とする。
作動させることを目的とする。
本発明の前述の及び他の目的、特徴及び利点
は、添付図面に関連した、本発明の或る好ましい
態様についての以下の詳細な説明を参照すれば、
一層容易に理解されるだろう。
は、添付図面に関連した、本発明の或る好ましい
態様についての以下の詳細な説明を参照すれば、
一層容易に理解されるだろう。
今、特に第1A図及び第1B図を参照すると、
これらの図には本発明のプリントヘツド装置のイ
ンク供給カートリツジが示してある。インク供給
装置はインクカートリツジ受け10およびインク
を収容している使い捨てインクカートリツジ12
を有する。インクカートリツジ12は、しばし
ば、おそらくプリント装置の寿命までに300回取
り換えられるだろうから、インクカートリツジ受
け10は、インクの漏れ又は気泡の侵入を阻止し
且つインクの濾過をするように構成されなければ
ならない。カートリツジ受け10その基本構造と
して、インクカートリツジ12を受け入れるため
の外側に開口端をもつた円筒型受け口14を備え
ている。受け口14の閉鎖端をもつた頚部15に
は、円筒形の栓16があり、その中心に、中空針
18の針先が設けられ、注射針18は、受け口1
4の長さ方向軸線と一線をなして受け口14の中
へ延びている。中空針18は針先において栓16
の下の中空空間20を通じ、この空間は、フイル
タ22で半分に分割されている。フイルタ22の
他の側における空間20の一部は出口管24と連
通している。
これらの図には本発明のプリントヘツド装置のイ
ンク供給カートリツジが示してある。インク供給
装置はインクカートリツジ受け10およびインク
を収容している使い捨てインクカートリツジ12
を有する。インクカートリツジ12は、しばし
ば、おそらくプリント装置の寿命までに300回取
り換えられるだろうから、インクカートリツジ受
け10は、インクの漏れ又は気泡の侵入を阻止し
且つインクの濾過をするように構成されなければ
ならない。カートリツジ受け10その基本構造と
して、インクカートリツジ12を受け入れるため
の外側に開口端をもつた円筒型受け口14を備え
ている。受け口14の閉鎖端をもつた頚部15に
は、円筒形の栓16があり、その中心に、中空針
18の針先が設けられ、注射針18は、受け口1
4の長さ方向軸線と一線をなして受け口14の中
へ延びている。中空針18は針先において栓16
の下の中空空間20を通じ、この空間は、フイル
タ22で半分に分割されている。フイルタ22の
他の側における空間20の一部は出口管24と連
通している。
栓16を囲む受け口14の頚部は中空であり、
そして、この頚部には、栓16より上に円筒形の
栓26が摺動自在に嵌めてある。圧縮ばね28は
固定の栓16と摺動可能な栓26との間の空間に
位置していて栓26を、第1A図でみて上方に付
勢している。ばね28は、栓16の上面にある円
形肩部30のまわりに位置している。注射針18
は栓16から上方に廷びる隆起部32にしつかり
と装置されている。摺動可能な栓26には弾性体
シール34が同軸的に設けられ、その結果、針1
8がこれを貫通するようになつている。栓26
は、受け口14の内部において、受け口14がイ
ンクカートリツジ12の外径部を受け入れるよう
に外方に拡がる個所に設けられた突出肩38と合
う上部環状凹部36を有している。環状凹部86
と肩部88は、ばね28が摺動可能な栓26を受
け口の頚部15の頂から押し出すのを阻止するス
トツプとして働く。
そして、この頚部には、栓16より上に円筒形の
栓26が摺動自在に嵌めてある。圧縮ばね28は
固定の栓16と摺動可能な栓26との間の空間に
位置していて栓26を、第1A図でみて上方に付
勢している。ばね28は、栓16の上面にある円
形肩部30のまわりに位置している。注射針18
は栓16から上方に廷びる隆起部32にしつかり
と装置されている。摺動可能な栓26には弾性体
シール34が同軸的に設けられ、その結果、針1
8がこれを貫通するようになつている。栓26
は、受け口14の内部において、受け口14がイ
ンクカートリツジ12の外径部を受け入れるよう
に外方に拡がる個所に設けられた突出肩38と合
う上部環状凹部36を有している。環状凹部86
と肩部88は、ばね28が摺動可能な栓26を受
け口の頚部15の頂から押し出すのを阻止するス
トツプとして働く。
操作に際し、インクカートリツジを第1B図に
示すごとく取り外すとき栓26はばね28で押し
あげられ、その結果シール34が中空針18の端
をおおいこれによつて中空針18をふさいで出口
管24に連結されたプリントヘツドからのインク
の損失を阻止し、且つプリントヘツドへの空気の
浸入を阻止する。
示すごとく取り外すとき栓26はばね28で押し
あげられ、その結果シール34が中空針18の端
をおおいこれによつて中空針18をふさいで出口
管24に連結されたプリントヘツドからのインク
の損失を阻止し、且つプリントヘツドへの空気の
浸入を阻止する。
インクカートリツジ12は、出張つた環状の断
続形(途切れ途切れの)肩部42を有する下部頚
部40を備えている。受け口14の突出した肩部
38もその円周において断続即ち途切れ途切れに
なつており、その結果、インクカートリツジ12
はず頚部40でもつてカートリツジ受け10の中
に差し込み、次にインクカートリツジの肩部42
が受け口の肩部38と係合するまでねじり、それ
によつてインクカートリツジを受け口の中に固定
する。
続形(途切れ途切れの)肩部42を有する下部頚
部40を備えている。受け口14の突出した肩部
38もその円周において断続即ち途切れ途切れに
なつており、その結果、インクカートリツジ12
はず頚部40でもつてカートリツジ受け10の中
に差し込み、次にインクカートリツジの肩部42
が受け口の肩部38と係合するまでねじり、それ
によつてインクカートリツジを受け口の中に固定
する。
インクカートリツジ12は2つの機能をもつて
いる。即ち、これらの機能は、インクを大気から
完全に隔離して貯えることと、プリント中パルス
トラツプ圧力をその所定値に維持することができ
るように、インクを十分な圧力の下にインク供給
装置からプリントヘツドのパルストラツプ室68
へ送り出すことである。
いる。即ち、これらの機能は、インクを大気から
完全に隔離して貯えることと、プリント中パルス
トラツプ圧力をその所定値に維持することができ
るように、インクを十分な圧力の下にインク供給
装置からプリントヘツドのパルストラツプ室68
へ送り出すことである。
第1A図に最も良く示してあるように、インク
カートリツジの下部頚部40は、弾力性のインク
収容袋(bladder)48の内部に通じている通路
46の喉部に装着された弾性体隔壁(セプタム)
44を包含する。インクカートリツジ12を受け
口14に差し込んで固定するとき、頚部40の下
面が栓26をばね28の作用に抗して押し上げ、
これによつてシール34を注射針18に沿つて下
方へ摺動させる。同時に注射針18の針先が隔壁
44につきささつてこれを貫通し中空空間20と
袋48の内部とを連通させる。
カートリツジの下部頚部40は、弾力性のインク
収容袋(bladder)48の内部に通じている通路
46の喉部に装着された弾性体隔壁(セプタム)
44を包含する。インクカートリツジ12を受け
口14に差し込んで固定するとき、頚部40の下
面が栓26をばね28の作用に抗して押し上げ、
これによつてシール34を注射針18に沿つて下
方へ摺動させる。同時に注射針18の針先が隔壁
44につきささつてこれを貫通し中空空間20と
袋48の内部とを連通させる。
インクカートリツジ12を受け口14から取り
外すときにシール34および隔壁44によつてイ
ンクがインク収容袋48から漏れ出すのを阻止
し、同時に針18をシール34でおおうことによ
り、装置への空気の導入及び針からのインクの漏
れを阻止する。フイルタ22はインク中の異物の
通過を阻止するばかりでなく、装置の中へ気泡が
通るのを阻止する。フイルタ22は、例えば、気
孔の大きさ5ミクロンの直径2cmのものが良い。
外すときにシール34および隔壁44によつてイ
ンクがインク収容袋48から漏れ出すのを阻止
し、同時に針18をシール34でおおうことによ
り、装置への空気の導入及び針からのインクの漏
れを阻止する。フイルタ22はインク中の異物の
通過を阻止するばかりでなく、装置の中へ気泡が
通るのを阻止する。フイルタ22は、例えば、気
孔の大きさ5ミクロンの直径2cmのものが良い。
フイルタ22と栓16とにより形成される中空
空間20の内径、及びフイルタ22のメツシユの
有効開口面積は第1図に示すごとく、出口管24
及びインクカートリツジ12内の通路46よりも
大きい。故に、フイルタ22による流路抵抗は少
なく、インク収容袋48のインクは安定して導出
される。
空間20の内径、及びフイルタ22のメツシユの
有効開口面積は第1図に示すごとく、出口管24
及びインクカートリツジ12内の通路46よりも
大きい。故に、フイルタ22による流路抵抗は少
なく、インク収容袋48のインクは安定して導出
される。
インクが空のとき、インク収容袋48は、該袋
48の中に位置し頚部40から上方に突出するサ
ンシヨンロツド50によつて緊張状態に保持され
ている。取り扱いを容易にするために、インク収
容袋48は中空シエル52の中に入れられてい
る。インク収容袋48は、代表的には、例えばブ
チルゴムで作られる。というのは、ブチルゴムは
低いガス及び蒸気伝達特性を持つているからであ
る。隔壁44は、例えばシリコンゴムで作られ
る。というのはかかるゴムがすぐれた密閉特性を
有しているためである。
48の中に位置し頚部40から上方に突出するサ
ンシヨンロツド50によつて緊張状態に保持され
ている。取り扱いを容易にするために、インク収
容袋48は中空シエル52の中に入れられてい
る。インク収容袋48は、代表的には、例えばブ
チルゴムで作られる。というのは、ブチルゴムは
低いガス及び蒸気伝達特性を持つているからであ
る。隔壁44は、例えばシリコンゴムで作られ
る。というのはかかるゴムがすぐれた密閉特性を
有しているためである。
カートリツジ12にインクを入れるために、中
空針をまず隔壁44を通して差し込み、そして袋
の内部に残つている空気をすべて排出する。しか
るのち袋の中に注入すべきインクをまず、真空及
び加熱法で脱気し、それから圧力下でつぶれた袋
の中へ注入する。袋に、脱気及びガス抜き去れた
インクを容量まで満たしたとき、残つている空気
をすべて、中空の充填針で抜き出し、それから中
空の充填針を引き抜く。かくしてカートリツジ1
4を、プリンタ用の、自己加圧形の空気のない使
い捨てインク源として使うことができる。この実
施態様に適したカートリツジは、大体0.5気圧の
圧力で50〜100立方センチメートルのインクを容
れることができ、約6百万字を充分印刷すること
ができる。
空針をまず隔壁44を通して差し込み、そして袋
の内部に残つている空気をすべて排出する。しか
るのち袋の中に注入すべきインクをまず、真空及
び加熱法で脱気し、それから圧力下でつぶれた袋
の中へ注入する。袋に、脱気及びガス抜き去れた
インクを容量まで満たしたとき、残つている空気
をすべて、中空の充填針で抜き出し、それから中
空の充填針を引き抜く。かくしてカートリツジ1
4を、プリンタ用の、自己加圧形の空気のない使
い捨てインク源として使うことができる。この実
施態様に適したカートリツジは、大体0.5気圧の
圧力で50〜100立方センチメートルのインクを容
れることができ、約6百万字を充分印刷すること
ができる。
インクがカートリツジ14から出ていくにつれ
て、インクの内部圧力は、第6図の曲線54は示
されるように変わつていく。第6図に、“締切り
点”として示されている圧力曲線上の点があり、
その点を越えると容器即ちインクカートリツジ1
2は、プリントヘツドへ装置を通してインクを流
さない。その点において、カートリツジ12を取
り外し、捨てて、新しいカートリツジを取り付け
ねばならない。圧力が、以下に詳細に述べる制御
装置に予定されている、前もつて決められた最小
値以下に下がるので、少量のインク、おそらく全
容積の10%ぐらいのインクは回収されない。袋が
最初に、テンシヨンロツド50により緊張状態に
あるという事実のために、この最小値圧力におい
て袋の中にあるインクの量はわずかである。
て、インクの内部圧力は、第6図の曲線54は示
されるように変わつていく。第6図に、“締切り
点”として示されている圧力曲線上の点があり、
その点を越えると容器即ちインクカートリツジ1
2は、プリントヘツドへ装置を通してインクを流
さない。その点において、カートリツジ12を取
り外し、捨てて、新しいカートリツジを取り付け
ねばならない。圧力が、以下に詳細に述べる制御
装置に予定されている、前もつて決められた最小
値以下に下がるので、少量のインク、おそらく全
容積の10%ぐらいのインクは回収されない。袋が
最初に、テンシヨンロツド50により緊張状態に
あるという事実のために、この最小値圧力におい
て袋の中にあるインクの量はわずかである。
今、特に第2図から第4図までを参照すると、
本装置のプリントヘツド56が、詳細に描かれて
いる。プリントヘツド56は、上面にセラミツク
製のカバースリツプ60をもつたセラミツク製の
基板58を有し、このカバースリツプ60は、
別々のノズル66および頚部64と連通している
多数のインク噴出室62を閉鎖するように基板5
8に接着されている。たつた一組のインク噴出
室、頚部、及びノズルだけが、破線で示されてい
るけれども、これは残りの6組を代表しているが
理解されよう。食刻された室を有している基板5
8と違つて、カバースリツプ60は、たつた二つ
の開口部、即ちパルストラツプ室68を構成する
大きい開口部とバルブ開口部70を有する。基板
58およびカバースリツプ60の各々は感光性ガ
ラス、例えば、米国、コーニンググラス コーポ
レーシヨンの商品名である。“フオトセラム”等
で作られるのが良い。7つのピエゾ電気結晶体7
1−77が、カバースリツト60の上でこれに導
電性ペイント等を用いて接着させてある。ピエゾ
電気結晶体71−77の下面は、絶縁性のカバー
スリツプ60の面上にスクリーン印刷された導電
性電気回路パターンに接着され導通し共通のアー
ス電位を形成している。一方該結晶体71−77
の各末端の上面側は、それぞれ前記導電性電気回
路パターンの各ターミナルと公知の接続方法、例
えばワイヤボンデイング等によつて接触されてい
る。
本装置のプリントヘツド56が、詳細に描かれて
いる。プリントヘツド56は、上面にセラミツク
製のカバースリツプ60をもつたセラミツク製の
基板58を有し、このカバースリツプ60は、
別々のノズル66および頚部64と連通している
多数のインク噴出室62を閉鎖するように基板5
8に接着されている。たつた一組のインク噴出
室、頚部、及びノズルだけが、破線で示されてい
るけれども、これは残りの6組を代表しているが
理解されよう。食刻された室を有している基板5
8と違つて、カバースリツプ60は、たつた二つ
の開口部、即ちパルストラツプ室68を構成する
大きい開口部とバルブ開口部70を有する。基板
58およびカバースリツプ60の各々は感光性ガ
ラス、例えば、米国、コーニンググラス コーポ
レーシヨンの商品名である。“フオトセラム”等
で作られるのが良い。7つのピエゾ電気結晶体7
1−77が、カバースリツト60の上でこれに導
電性ペイント等を用いて接着させてある。ピエゾ
電気結晶体71−77の下面は、絶縁性のカバー
スリツプ60の面上にスクリーン印刷された導電
性電気回路パターンに接着され導通し共通のアー
ス電位を形成している。一方該結晶体71−77
の各末端の上面側は、それぞれ前記導電性電気回
路パターンの各ターミナルと公知の接続方法、例
えばワイヤボンデイング等によつて接触されてい
る。
基板58の下側にインク供給連結用受け部の取
り付け体78があり、これは基板58の開口部7
0(第3図)に着されている。チユーブ80(第
8図)の一端はインク供給体即ちカートリツジ1
2の出口管24に連結されていて、他端はプリン
トヘツド基板と一体をなす取り付け体78に連結
する。取り付け体78に連結するチユーブ80の
端は中空針18′を備え、この中空針18′はチユ
ーブ80の接続時に取り付け体78の中に収容さ
れている隔壁44′を貫通する。チユーブ80を
取り外すとき、中空針18′は、隔壁44′を通し
て引き抜かれ、そして隔壁44′は穴を再び閉じ
プリントヘツドへの空気の侵入及びプリントヘツ
ドからのインク漏れを完全に阻止する。カバース
リツプ60の上にはパルストラツプ室68の開口
部及びバルブ開口部70が開口していて、これら
開口部はダイヤフラム84によつて閉止されてい
る。ダイヤフラム84は、好ましくは、サラン
プラスチツク(ミシガン量州ミドランドのダウケ
ミカル社の商標)のような可撓性材料で作られ
る。ダイヤフラム84は、パルストラツプ室68
の上壁を形成する。好ましくはステンレススチー
ル製である圧力調製用フレーム86が、ダイヤフ
ラム84の上に横たわつている。フレーム86
は、一般的には、ダイヤフラム84の輪郭に一致
する輪郭に作られるかつ有利である。というの
は、フレーム86とダイヤフラム84の両方がバ
ルブ開口部70のみならずパルストラツプ室68
をも覆い密封するからである。フレーム86は、
基板58の開口部70に対応する部分に打抜き開
口を有し、更に長い舌状片即ちビーム88を形成
するようにU字形に切られたもう1つの開口部を
有する。ビーム88は、その両側を上向きに折つ
て、長いモーメントアームを有するチヤンネルを
作るように形成される。ビーム88の上向きの運
動は、フレーム86に取り付けられたバー89で
制限される。超過圧力保護用バー89は、ステン
レススチール合金で作られ、フレーム86に点溶
接されている。ビーム88がフレーム86に連結
しているビーム88の基部には、その点のひずみ
を測るのに役立つストレーンゲージ90がある。
該ストレーンゲージ90に近接してフレーム86
に取り付けられた第2のストレーンゲージ92
は、温度補正の基準となる。
り付け体78があり、これは基板58の開口部7
0(第3図)に着されている。チユーブ80(第
8図)の一端はインク供給体即ちカートリツジ1
2の出口管24に連結されていて、他端はプリン
トヘツド基板と一体をなす取り付け体78に連結
する。取り付け体78に連結するチユーブ80の
端は中空針18′を備え、この中空針18′はチユ
ーブ80の接続時に取り付け体78の中に収容さ
れている隔壁44′を貫通する。チユーブ80を
取り外すとき、中空針18′は、隔壁44′を通し
て引き抜かれ、そして隔壁44′は穴を再び閉じ
プリントヘツドへの空気の侵入及びプリントヘツ
ドからのインク漏れを完全に阻止する。カバース
リツプ60の上にはパルストラツプ室68の開口
部及びバルブ開口部70が開口していて、これら
開口部はダイヤフラム84によつて閉止されてい
る。ダイヤフラム84は、好ましくは、サラン
プラスチツク(ミシガン量州ミドランドのダウケ
ミカル社の商標)のような可撓性材料で作られ
る。ダイヤフラム84は、パルストラツプ室68
の上壁を形成する。好ましくはステンレススチー
ル製である圧力調製用フレーム86が、ダイヤフ
ラム84の上に横たわつている。フレーム86
は、一般的には、ダイヤフラム84の輪郭に一致
する輪郭に作られるかつ有利である。というの
は、フレーム86とダイヤフラム84の両方がバ
ルブ開口部70のみならずパルストラツプ室68
をも覆い密封するからである。フレーム86は、
基板58の開口部70に対応する部分に打抜き開
口を有し、更に長い舌状片即ちビーム88を形成
するようにU字形に切られたもう1つの開口部を
有する。ビーム88は、その両側を上向きに折つ
て、長いモーメントアームを有するチヤンネルを
作るように形成される。ビーム88の上向きの運
動は、フレーム86に取り付けられたバー89で
制限される。超過圧力保護用バー89は、ステン
レススチール合金で作られ、フレーム86に点溶
接されている。ビーム88がフレーム86に連結
しているビーム88の基部には、その点のひずみ
を測るのに役立つストレーンゲージ90がある。
該ストレーンゲージ90に近接してフレーム86
に取り付けられた第2のストレーンゲージ92
は、温度補正の基準となる。
今、説明されるように、ストレーンゲージ90
はパルストラツプ室68の中の圧力を感知する。
インクが圧力のもとにパルストラツプ室68へ流
れると、インクは、ダイヤフラム84及びその上
のビーム88を上昇させる。ビーム88が上昇す
ると、パルストラツプ室68の圧力を電気的に示
すのに役立つストレーンゲージ90に、ひずみを
生じさせる。第2のストレーンゲージ92からの
信号は、温度補正の基準信号として使われ、単に
ストレーンゲージの温度変化で生じたいかなる見
せかけの信号をも相殺する。ストレーンゲージ9
0が、圧力変化に相当するひずみを示しとき、ス
トレーンゲージ90は電気信号を発生する。この
電気信号は、以下に詳細に説明されているよう
に、感知された圧力に関係してゲートバルブを開
かせる。ゲートバルブは、開口部70を通るイン
クの流量を調節する。装置を適確に機能させ、最
良のインク流量制御を提供するために、プリント
ヘツドにインクを供給するゲートバルブは、いく
つかの厳しい基準を満足しなければならない。ゲ
ートバルブは、素早く作用し、そして閉じられた
とき、漏れを完全に阻止しなければならない。ゲ
ートバルブを横切る圧力降下はたいへん小さく、
そしてバルブの動きをそれ自体は極端に小さい。
第2図及び第3図に示されているバルブの構造
は、密封力を容易に調節するようなピエゾ電気作
動形片持ち梁を使用して、こられの基準を達成す
る。ゲートバルブは、バルブビーム96に取り付
けられたガラスの半球のプラグ94、ダイヤフラ
ム84およびバルブシール82から成る。シール
82の真下にバルブシート98があり、バルブオ
リフイス100は、このバルブシート98を貫通
している。バルブシート98は、インク注入口取
付け体78に含まれている。好ましくは、このシ
ートは、ルビーのような極端に堅い、耐食性材料
で作られる。バルブシール82は、好ましくはシ
リコンゴムのような比較的柔らかい材料で作ら
れ、バルブの運動に順応する可撓性ダイヤフラム
84に取り付けられている。この柔らかいバルブ
シール82は、非常に小さな力でインクの漏れを
完全に阻止する。又バルブシート98は、接触面
の小さいそしてバルブシート82を切断する恐れ
のあるシヤープなコーナをもたないように構成さ
れている。
はパルストラツプ室68の中の圧力を感知する。
インクが圧力のもとにパルストラツプ室68へ流
れると、インクは、ダイヤフラム84及びその上
のビーム88を上昇させる。ビーム88が上昇す
ると、パルストラツプ室68の圧力を電気的に示
すのに役立つストレーンゲージ90に、ひずみを
生じさせる。第2のストレーンゲージ92からの
信号は、温度補正の基準信号として使われ、単に
ストレーンゲージの温度変化で生じたいかなる見
せかけの信号をも相殺する。ストレーンゲージ9
0が、圧力変化に相当するひずみを示しとき、ス
トレーンゲージ90は電気信号を発生する。この
電気信号は、以下に詳細に説明されているよう
に、感知された圧力に関係してゲートバルブを開
かせる。ゲートバルブは、開口部70を通るイン
クの流量を調節する。装置を適確に機能させ、最
良のインク流量制御を提供するために、プリント
ヘツドにインクを供給するゲートバルブは、いく
つかの厳しい基準を満足しなければならない。ゲ
ートバルブは、素早く作用し、そして閉じられた
とき、漏れを完全に阻止しなければならない。ゲ
ートバルブを横切る圧力降下はたいへん小さく、
そしてバルブの動きをそれ自体は極端に小さい。
第2図及び第3図に示されているバルブの構造
は、密封力を容易に調節するようなピエゾ電気作
動形片持ち梁を使用して、こられの基準を達成す
る。ゲートバルブは、バルブビーム96に取り付
けられたガラスの半球のプラグ94、ダイヤフラ
ム84およびバルブシール82から成る。シール
82の真下にバルブシート98があり、バルブオ
リフイス100は、このバルブシート98を貫通
している。バルブシート98は、インク注入口取
付け体78に含まれている。好ましくは、このシ
ートは、ルビーのような極端に堅い、耐食性材料
で作られる。バルブシール82は、好ましくはシ
リコンゴムのような比較的柔らかい材料で作ら
れ、バルブの運動に順応する可撓性ダイヤフラム
84に取り付けられている。この柔らかいバルブ
シール82は、非常に小さな力でインクの漏れを
完全に阻止する。又バルブシート98は、接触面
の小さいそしてバルブシート82を切断する恐れ
のあるシヤープなコーナをもたないように構成さ
れている。
ガラス半球のプラグ94は、可撓性ダイヤフラ
ム84の頂に位置している。この半球94は、バ
ルブビーム90とバルブシート98との間の僅か
な回転不整列にも順応する。ガラス半球に及ぼさ
れる小さな上向きの力は、バルブを開き、そして
小さな下向きの力は、バルブを閉じる。シート9
8とシート82の表面が、不完全状態ではなく、
正しく整列していれば、開閉力は1グラム程度で
ある。バルブオリフイスは小さい(約0.02cm)か
ら、バルブ要素はすべて小さくかつ質量も小さく
迅速な作動を容易に達成する。
ム84の頂に位置している。この半球94は、バ
ルブビーム90とバルブシート98との間の僅か
な回転不整列にも順応する。ガラス半球に及ぼさ
れる小さな上向きの力は、バルブを開き、そして
小さな下向きの力は、バルブを閉じる。シート9
8とシート82の表面が、不完全状態ではなく、
正しく整列していれば、開閉力は1グラム程度で
ある。バルブオリフイスは小さい(約0.02cm)か
ら、バルブ要素はすべて小さくかつ質量も小さく
迅速な作動を容易に達成する。
開閉力は、金属のベースフレームの突出舌状片
102に接着されたピエゾ電気結晶体104から
成る、片持ち梁状のバルブビーム96で提供され
る。舌状片102は、ガラス半球のプラグ94を
収容するための直径の小さい穴を有している。バ
ルブが組み立てられるとき、プラグ94はエポキ
シでビームに接着されている。バルブシール82
及びダイヤフラム84が透明なので、フレーム8
6の穴を通してみることにより、バルブシート9
8を視覚で検査することができる。
102に接着されたピエゾ電気結晶体104から
成る、片持ち梁状のバルブビーム96で提供され
る。舌状片102は、ガラス半球のプラグ94を
収容するための直径の小さい穴を有している。バ
ルブが組み立てられるとき、プラグ94はエポキ
シでビームに接着されている。バルブシール82
及びダイヤフラム84が透明なので、フレーム8
6の穴を通してみることにより、バルブシート9
8を視覚で検査することができる。
電圧をピエゾ電気結晶体104にかけると、片
持ち梁状のバルブビーム96の曲りが変化し、そ
してプラグ94が取り付けられているバルブビー
ム96の端は上昇し、バルブを開く。電圧を取り
除くとバルブはその通常の閉位置にもどる。プラ
グ94をバルブシール82から上昇させると、オ
リフイス100からダイヤフラム84の下のパル
ストラツプ室68の中へインク円流すことができ
る。好ましくはバルブビーム96は、各端が基板
58に直接取り付けられているステンレススチー
ルの反動プレートである。ビーム96は、バルブ
から最も遠いバルブビームの端に、基板58に関
してばねヒンジのような作用する湾曲した弾力性
部分97を有する。バルブ調節ねじ101が、ビ
ーム96にねじ込まれていて、バルブビーム96
の反対側の端の垂直位置をバルブシール82に関
し調節できるように、カバースリツプ60を当た
つている。これにより、通常の閉位置におけるバ
ルブの密封力を調整することができる。調節ねじ
101からフレーム86の回転点までの距離は、
バルブシール82から回転点までの距離よりはる
かに大きく、調節の敏感な手段を提供する。調節
ねじ101は、1インチにつき80のねじを有し回
転点からバルブシール82までの距離の約3倍遠
くに位置しているのが有利である。従つて調節ね
じ101を一回転させる毎に、バルブは約0.01cm
動く。フレーム86の端にある湾曲したばねルー
プをなす弾力性部分97は、調節ねじ101とプ
リントヘツドの本体との接触を確実にし、フレー
ム86の要求されていない運動を阻止する。フレ
ーム86は、0.012cmの厚さのスチールで作られ
ており、そしてピエゾ電気結晶体104も同じ厚
さである。バルブビーム96の片持ち梁の長さが
0.8cmであれば、端を0.02cmたわませることがで
きる。要求される運動は、ほんの0.002cmである
ので、調節ねじ101を締め付けると、バルブビ
ーム96はその通常の閉じた位置において0.018
cmたわみ、数グラムの閉じる力を提供することが
できる。第2図に示されるように、片持ちの梁の
固定端を、バルブオリフイルスからみて回転点の
反対側に構成することによつて、バルブビーム全
体的な一層コンパクトに作られる。
持ち梁状のバルブビーム96の曲りが変化し、そ
してプラグ94が取り付けられているバルブビー
ム96の端は上昇し、バルブを開く。電圧を取り
除くとバルブはその通常の閉位置にもどる。プラ
グ94をバルブシール82から上昇させると、オ
リフイス100からダイヤフラム84の下のパル
ストラツプ室68の中へインク円流すことができ
る。好ましくはバルブビーム96は、各端が基板
58に直接取り付けられているステンレススチー
ルの反動プレートである。ビーム96は、バルブ
から最も遠いバルブビームの端に、基板58に関
してばねヒンジのような作用する湾曲した弾力性
部分97を有する。バルブ調節ねじ101が、ビ
ーム96にねじ込まれていて、バルブビーム96
の反対側の端の垂直位置をバルブシール82に関
し調節できるように、カバースリツプ60を当た
つている。これにより、通常の閉位置におけるバ
ルブの密封力を調整することができる。調節ねじ
101からフレーム86の回転点までの距離は、
バルブシール82から回転点までの距離よりはる
かに大きく、調節の敏感な手段を提供する。調節
ねじ101は、1インチにつき80のねじを有し回
転点からバルブシール82までの距離の約3倍遠
くに位置しているのが有利である。従つて調節ね
じ101を一回転させる毎に、バルブは約0.01cm
動く。フレーム86の端にある湾曲したばねルー
プをなす弾力性部分97は、調節ねじ101とプ
リントヘツドの本体との接触を確実にし、フレー
ム86の要求されていない運動を阻止する。フレ
ーム86は、0.012cmの厚さのスチールで作られ
ており、そしてピエゾ電気結晶体104も同じ厚
さである。バルブビーム96の片持ち梁の長さが
0.8cmであれば、端を0.02cmたわませることがで
きる。要求される運動は、ほんの0.002cmである
ので、調節ねじ101を締め付けると、バルブビ
ーム96はその通常の閉じた位置において0.018
cmたわみ、数グラムの閉じる力を提供することが
できる。第2図に示されるように、片持ちの梁の
固定端を、バルブオリフイルスからみて回転点の
反対側に構成することによつて、バルブビーム全
体的な一層コンパクトに作られる。
バルブ制御回路の機能は、パルストラツプ室6
8の圧力を調整することであり、その結果インク
は、印刷速度、温度、インクの粘度及び他の装置
パラメータに関係なく、一定の圧力状態で駆動結
晶体の作用で圧力室に供給される。印刷中インク
がノズル66から噴出されるとき、ノズルの毛管
力が、パルストラツプ室68からインクを引き出
して噴出されたインクに代わる。
8の圧力を調整することであり、その結果インク
は、印刷速度、温度、インクの粘度及び他の装置
パラメータに関係なく、一定の圧力状態で駆動結
晶体の作用で圧力室に供給される。印刷中インク
がノズル66から噴出されるとき、ノズルの毛管
力が、パルストラツプ室68からインクを引き出
して噴出されたインクに代わる。
パルストラツプ室68の容量のこの減少で圧力
が僅かに下がり、そして圧力感知用バルブビーム
96を下方に引き、少し抵抗を増しているストレ
ーンゲージ90のひずみを増大させる。この圧力
感知装置は、非常に敏感でまた精密であり、水柱
0.01インチあるいは大体2/100000気圧程度の圧
力変化に応答することができる。この装置は、圧
力感知用ビーム96の運動を制限する超過圧力保
護用バー89によつて、大体水柱±10cmあるい
は、約1/100気圧に相当している過剰な圧力に
よる損傷から保護される。1気圧位の過剰圧力
を、この装置を傷めることなしに短時間加えるこ
とができる。
が僅かに下がり、そして圧力感知用バルブビーム
96を下方に引き、少し抵抗を増しているストレ
ーンゲージ90のひずみを増大させる。この圧力
感知装置は、非常に敏感でまた精密であり、水柱
0.01インチあるいは大体2/100000気圧程度の圧
力変化に応答することができる。この装置は、圧
力感知用ビーム96の運動を制限する超過圧力保
護用バー89によつて、大体水柱±10cmあるい
は、約1/100気圧に相当している過剰な圧力に
よる損傷から保護される。1気圧位の過剰圧力
を、この装置を傷めることなしに短時間加えるこ
とができる。
今、特に第5図を参照すると、バルブ用の制御
システムが描けれている。大体5ボルトの基準電
圧が、ストレーンゲージに加えられており、スト
レーンゲージは、第5図に示されているブリツジ
回路106の一方の側として、直列に電気接続さ
れているブリツジ回路の他方の側は、2つの基準
抵抗108,110及び中間の調節ポテンシヨメ
ータ112の直列接続によつて作られ、このポテ
ンシヨメータ112は、パルストラツプ室68に
正味の圧力がなく従つて圧力感知用ビーム96が
たわんでいないとき、ブリツジをバランスさせる
ようにセツトされている(圧力変化による)ブリ
ツジ回路のいかなるアンバランスも、ポテンシヨ
メータ112の可動接点とストレーンゲージ90
及び92の共通の接続点との間に差信号としあら
われ、これは、増幅器114で増幅されそして高
周波数ノイズを除去するために、ローパスフイル
タ116で濾波される。
システムが描けれている。大体5ボルトの基準電
圧が、ストレーンゲージに加えられており、スト
レーンゲージは、第5図に示されているブリツジ
回路106の一方の側として、直列に電気接続さ
れているブリツジ回路の他方の側は、2つの基準
抵抗108,110及び中間の調節ポテンシヨメ
ータ112の直列接続によつて作られ、このポテ
ンシヨメータ112は、パルストラツプ室68に
正味の圧力がなく従つて圧力感知用ビーム96が
たわんでいないとき、ブリツジをバランスさせる
ようにセツトされている(圧力変化による)ブリ
ツジ回路のいかなるアンバランスも、ポテンシヨ
メータ112の可動接点とストレーンゲージ90
及び92の共通の接続点との間に差信号としあら
われ、これは、増幅器114で増幅されそして高
周波数ノイズを除去するために、ローパスフイル
タ116で濾波される。
濾波されそして増幅されたストレーンゲージ信
号(ブリツジのアンバランスによる)は、電圧コ
ンパレータ118に送られて電源120からの調
節可能な限界電圧と比較される。プリントヘツド
が小滴を噴出すると、パルストラツプ圧力は着実
に降下しそしてゲージ信号は比較的に下がる。ゲ
ージ信号が、限界電圧から電源122からのヒス
テリシス電圧をひいた電圧以下に下がるとき、電
圧コンパレータはバルブドライバ124に信号を
送り、バルブ用ピエゾ電気結晶体104に適正な
電圧を加えて、パルストラツプ室68のバルブを
開く。
号(ブリツジのアンバランスによる)は、電圧コ
ンパレータ118に送られて電源120からの調
節可能な限界電圧と比較される。プリントヘツド
が小滴を噴出すると、パルストラツプ圧力は着実
に降下しそしてゲージ信号は比較的に下がる。ゲ
ージ信号が、限界電圧から電源122からのヒス
テリシス電圧をひいた電圧以下に下がるとき、電
圧コンパレータはバルブドライバ124に信号を
送り、バルブ用ピエゾ電気結晶体104に適正な
電圧を加えて、パルストラツプ室68のバルブを
開く。
バルブが開かれると、インクは、ノズル66か
ら噴出されるより速く、インクカートリツジ12
からパルストラツプ室68の中へ流れ、圧力及び
ゲージ信号を上昇させる。ゲージ信号が限界電圧
にヒステリシス電圧を加えた電圧を越えると、電
圧コンパレータ118はバルブドライバ124に
信号を送り、バルブを閉じる。この方法で駆動用
ピエゾ電気結晶体71−77の下のインク噴射室
62には、噴出されたインクにかわる厳密に正確
な量のインクが常に補給される。限界圧力電源1
20を任意の値にセツトすることができ、従つて
パルストラツプ室68の圧力を、プリンタの物理
的拘束の範囲で任意にセツトすることができる。
同じく、制御システムの安定性で決定される下限
の範囲内で、ヒステリシス圧力電源122を任意
の値にセツトすることができる。限界圧力及びヒ
ステリシス圧力の都合のよい値は、それぞれ−5
cmH2O及び0.1cmH2Oである。
ら噴出されるより速く、インクカートリツジ12
からパルストラツプ室68の中へ流れ、圧力及び
ゲージ信号を上昇させる。ゲージ信号が限界電圧
にヒステリシス電圧を加えた電圧を越えると、電
圧コンパレータ118はバルブドライバ124に
信号を送り、バルブを閉じる。この方法で駆動用
ピエゾ電気結晶体71−77の下のインク噴射室
62には、噴出されたインクにかわる厳密に正確
な量のインクが常に補給される。限界圧力電源1
20を任意の値にセツトすることができ、従つて
パルストラツプ室68の圧力を、プリンタの物理
的拘束の範囲で任意にセツトすることができる。
同じく、制御システムの安定性で決定される下限
の範囲内で、ヒステリシス圧力電源122を任意
の値にセツトすることができる。限界圧力及びヒ
ステリシス圧力の都合のよい値は、それぞれ−5
cmH2O及び0.1cmH2Oである。
流量が非常に小さく、バルブが素早く作動しな
ければならないので、バルブオリフイス100も
また小さい(約0.002cm)。かかる小さな開口部を
通る流量は、通常粘度により制限される。即ちバ
ルブにおける流体速度は、粘性力が、インクカー
トリツジ12で生じた圧力駆動力と釣合うような
限界値に、素早く到達する。それ故バルブを通る
全流量は、インクカートリツジ12の中の圧力に
比例する。
ければならないので、バルブオリフイス100も
また小さい(約0.002cm)。かかる小さな開口部を
通る流量は、通常粘度により制限される。即ちバ
ルブにおける流体速度は、粘性力が、インクカー
トリツジ12で生じた圧力駆動力と釣合うような
限界値に、素早く到達する。それ故バルブを通る
全流量は、インクカートリツジ12の中の圧力に
比例する。
第6図の曲線126で示されるように、インク
カートリツジ12の中の圧力が減少するにつれ
て、バルブを通る流量が減少し、そしてパルスト
ラツプ室68を補充するのに必要な時間が増す。
インクの供給源であるインクカートリツジ内が空
になつた特別の場合には、バルブはずつと開かれ
たままである。もしプリントヘツドがこの状態で
作動すると、パルストラツプ室68の圧力は、ノ
ズル66の負の最大毛管圧力に等しい値に達する
までに降下し続ける。この点では、ノズル66
は、もはやパルストラツプ室68から補給され
ず、空気がノズル66に入り、小滴の噴出を妨げ
る。かかる故障は直するが困難であり、これは、
インクカートリツジを、圧力がそのような低レベ
ルまで下がる前に、取り替えれば避けることがで
きる。
カートリツジ12の中の圧力が減少するにつれ
て、バルブを通る流量が減少し、そしてパルスト
ラツプ室68を補充するのに必要な時間が増す。
インクの供給源であるインクカートリツジ内が空
になつた特別の場合には、バルブはずつと開かれ
たままである。もしプリントヘツドがこの状態で
作動すると、パルストラツプ室68の圧力は、ノ
ズル66の負の最大毛管圧力に等しい値に達する
までに降下し続ける。この点では、ノズル66
は、もはやパルストラツプ室68から補給され
ず、空気がノズル66に入り、小滴の噴出を妨げ
る。かかる故障は直するが困難であり、これは、
インクカートリツジを、圧力がそのような低レベ
ルまで下がる前に、取り替えれば避けることがで
きる。
こういう故障をおこさないために、プリンタは
インクがなくなることによるプリントヘツドの故
障を防ぐ電気回路を備えている。最大許容バルブ
パルス長さは経験的に決定され、そしこの値は、
バルブが開くたびに実際のバルブパルスと電気的
に比較される。第5図において、バルブパルスが
電圧コンパレータ118で発生するとき、ワンシ
ヨツトマルチバイブレータ128が同時にトリガ
され、コンパレータ信号もま、D型のフリツプフ
ロツプ130のD入力に供給される。ワンシヨツ
トは、最大許容パルス長さに等しい遅延時間にセ
ツトされる。この遅延の終りに、フリツプフロツ
プ記憶素子130の状態は、フリツプフロツプ出
力をCP(クロツクパルス)入力に供給するとによ
つてチエツクされ、そしてこのCP入力は、バル
ブ信号がD入力に依然として加えらているならば
正確に作動して、バルブが開かれたままかどうか
を示す。もしバルブが開かれていればエラー信号
が“ローイング”インデイケーター132に生じ
る。エラー信号はいくつかの異なつた方法で作用
させることができるが、しかし必要な条件は、最
大印刷速度を著しく減少させるべきことである。
例えば、もし印刷速度(それ故にバルブを通る流
量)が通常の値の1/3に減少したならば、バル
ブパルス長さは最大許容パルス長さ以下にまで落
ち、この遅い速度での印刷は或る時間続き、操作
者はインクカートリツジを取り替えるのに都合の
よい時間を選ぶことができる。別のやり方とし
て、もし印刷を直ちに停止させれば、インクカー
トリツジを取り替えるまで、印刷すべき情報をた
くわえなければならない。
インクがなくなることによるプリントヘツドの故
障を防ぐ電気回路を備えている。最大許容バルブ
パルス長さは経験的に決定され、そしこの値は、
バルブが開くたびに実際のバルブパルスと電気的
に比較される。第5図において、バルブパルスが
電圧コンパレータ118で発生するとき、ワンシ
ヨツトマルチバイブレータ128が同時にトリガ
され、コンパレータ信号もま、D型のフリツプフ
ロツプ130のD入力に供給される。ワンシヨツ
トは、最大許容パルス長さに等しい遅延時間にセ
ツトされる。この遅延の終りに、フリツプフロツ
プ記憶素子130の状態は、フリツプフロツプ出
力をCP(クロツクパルス)入力に供給するとによ
つてチエツクされ、そしてこのCP入力は、バル
ブ信号がD入力に依然として加えらているならば
正確に作動して、バルブが開かれたままかどうか
を示す。もしバルブが開かれていればエラー信号
が“ローイング”インデイケーター132に生じ
る。エラー信号はいくつかの異なつた方法で作用
させることができるが、しかし必要な条件は、最
大印刷速度を著しく減少させるべきことである。
例えば、もし印刷速度(それ故にバルブを通る流
量)が通常の値の1/3に減少したならば、バル
ブパルス長さは最大許容パルス長さ以下にまで落
ち、この遅い速度での印刷は或る時間続き、操作
者はインクカートリツジを取り替えるのに都合の
よい時間を選ぶことができる。別のやり方とし
て、もし印刷を直ちに停止させれば、インクカー
トリツジを取り替えるまで、印刷すべき情報をた
くわえなければならない。
本発明の一つの好ましい態様において、上記に
述べられたパラメータの代表的な値は次の通りで
ある。
述べられたパラメータの代表的な値は次の通りで
ある。
代表的なインク供給装置のパラメータインク容
器又は カートリツジ容積 100cc 最初の圧力 0.4atm “締切り”圧力 0.1atm バルブパルス長さ 10ミリセコンド 開き時間 1ミリセコンド “締切り”パルス長さ 50ミリセコンド 最大開き 0.002cm パルストラツプ圧力 −5cmH2O ヒステリシス圧力 0.1cmH2O ヒステリシス容積 0.0002cc インク粘度 6センチポイズ 表面張力 50dyne/cm ノズル毛管圧力 15cmH2O 比較的高圧のインク源と調節バルブと超過圧力
保護手段を有する圧力感知装置とからなる本発明
のインク供給装置は又、衝撃、振動あるいは他の
悪作用によりプリントヘツドに入る気泡を除去す
るのにうまく適合する。バルブの平均衝撃係数
は、代表的に低い圧力の締切り点においてすら極
めて小さい。従つてもしバルブが完全に開かれる
ならば、ノズル66を通る全流量は、小滴噴出過
程中よりずつと多くなり、そしてパルストラツプ
室68からノズル66に向かつて常に一方向であ
る。それ故に、気泡を除去するために、バルブを
最初に比較的長時間(数秒)完全に開き、比較的
多量のインクをプリントヘツドを通して流れさせ
て気泡を流し出す。ノズル66を通つて流れたイ
ンクを、集めて処分し、ヘツドを元の“印刷準備
の整つた”状態にもどす。
器又は カートリツジ容積 100cc 最初の圧力 0.4atm “締切り”圧力 0.1atm バルブパルス長さ 10ミリセコンド 開き時間 1ミリセコンド “締切り”パルス長さ 50ミリセコンド 最大開き 0.002cm パルストラツプ圧力 −5cmH2O ヒステリシス圧力 0.1cmH2O ヒステリシス容積 0.0002cc インク粘度 6センチポイズ 表面張力 50dyne/cm ノズル毛管圧力 15cmH2O 比較的高圧のインク源と調節バルブと超過圧力
保護手段を有する圧力感知装置とからなる本発明
のインク供給装置は又、衝撃、振動あるいは他の
悪作用によりプリントヘツドに入る気泡を除去す
るのにうまく適合する。バルブの平均衝撃係数
は、代表的に低い圧力の締切り点においてすら極
めて小さい。従つてもしバルブが完全に開かれる
ならば、ノズル66を通る全流量は、小滴噴出過
程中よりずつと多くなり、そしてパルストラツプ
室68からノズル66に向かつて常に一方向であ
る。それ故に、気泡を除去するために、バルブを
最初に比較的長時間(数秒)完全に開き、比較的
多量のインクをプリントヘツドを通して流れさせ
て気泡を流し出す。ノズル66を通つて流れたイ
ンクを、集めて処分し、ヘツドを元の“印刷準備
の整つた”状態にもどす。
今、特に第2図、第7図及び第8図を参照する
と、本発明のプリントヘツド56が論じられてい
る。電気パルス発生器(図示せず)は、電気コネ
クタ134とフラツトケーブル136を通してプ
リントヘツド56にパルスを送る。パルス発生器
から電気パルスを受けとると、プリントヘツド5
6は、米国特許第4189734号により完全に説明さ
れているように、印刷流体の単一に分離している
小滴をオリフイスから放出して、射出する。各々
の電気パルスは、先のいかなる信号にも影響され
ずに、単一小滴を作り出す。プリントヘツド56
は、7つの小滴噴出手段、即ち垂直な列に、独立
に作動させることのできる代表的には7つの噴出
口を有する。電気パルス発生器は共振周波数で作
動せず、むしろ印刷すべき所定のパターンに応じ
て小滴を要求する。
と、本発明のプリントヘツド56が論じられてい
る。電気パルス発生器(図示せず)は、電気コネ
クタ134とフラツトケーブル136を通してプ
リントヘツド56にパルスを送る。パルス発生器
から電気パルスを受けとると、プリントヘツド5
6は、米国特許第4189734号により完全に説明さ
れているように、印刷流体の単一に分離している
小滴をオリフイスから放出して、射出する。各々
の電気パルスは、先のいかなる信号にも影響され
ずに、単一小滴を作り出す。プリントヘツド56
は、7つの小滴噴出手段、即ち垂直な列に、独立
に作動させることのできる代表的には7つの噴出
口を有する。電気パルス発生器は共振周波数で作
動せず、むしろ印刷すべき所定のパターンに応じ
て小滴を要求する。
記録媒体138の上に情報を正確に記録するた
めに、インク小滴用の実質的にまつすぐな弾道が
プリントヘツド56のノズル先端から記録媒体1
38まで続いている。この方法において、装置に
関して記録媒体138を注意深く位置決めする
と、電気パルス発生器で発生され、印刷すべき情
報で決定される信号に従つて予測できるパターン
に小滴が衝突する。情報を最も良く記録するため
に、小滴は正確でかつ予測できる形状と容積のも
のでなければならない。即ち等間隔の一様な信号
が、等間隔の一様な小滴を作り出すように、各小
滴は電気パルス発生器からの電気信号に続いて厳
密に追従しなければならない。
めに、インク小滴用の実質的にまつすぐな弾道が
プリントヘツド56のノズル先端から記録媒体1
38まで続いている。この方法において、装置に
関して記録媒体138を注意深く位置決めする
と、電気パルス発生器で発生され、印刷すべき情
報で決定される信号に従つて予測できるパターン
に小滴が衝突する。情報を最も良く記録するため
に、小滴は正確でかつ予測できる形状と容積のも
のでなければならない。即ち等間隔の一様な信号
が、等間隔の一様な小滴を作り出すように、各小
滴は電気パルス発生器からの電気信号に続いて厳
密に追従しなければならない。
小滴は、インク噴出室62の中の容積の急激な
減少により、プリントヘツド56から放出され
る。この容積の急激な減少は、小滴を作る十分な
量のインクを移動させるように、室の中へプレー
ト(図示せず)をたわませることによつて達成さ
れる。プレートのたわみは、上記の米国特許第
4189734号に一層完全に説明されているように、
ピエゾ電気結晶体71−77のうちの1つの作動
で引き起こされる。たわみは、流体の一部を脱出
速度以上に加速するのに十分な運動エネルギーを
ノズル66の中の流体に及ぼすほど急激でなけれ
ばならない。脱出速度は、ノズル66から延びて
いるインクのプラグをノズルから分離させて自由
な小適を形成させる最小の速度である。
減少により、プリントヘツド56から放出され
る。この容積の急激な減少は、小滴を作る十分な
量のインクを移動させるように、室の中へプレー
ト(図示せず)をたわませることによつて達成さ
れる。プレートのたわみは、上記の米国特許第
4189734号に一層完全に説明されているように、
ピエゾ電気結晶体71−77のうちの1つの作動
で引き起こされる。たわみは、流体の一部を脱出
速度以上に加速するのに十分な運動エネルギーを
ノズル66の中の流体に及ぼすほど急激でなけれ
ばならない。脱出速度は、ノズル66から延びて
いるインクのプラグをノズルから分離させて自由
な小適を形成させる最小の速度である。
この小適噴出のプロセスは、プリントヘツド5
6が完全にインクで満たされそして気泡がプリン
トヘツド56の中に全然入つていないということ
に大いに依存する。その上気泡は、インクの入り
口からもノズルからもはいることはできない。イ
ンク供給装置は、上記で一層完全に説明されてい
るように、空気がこの装置の中へ全然入りこまな
いことの最大の保証に応ずるように設計されてい
る。
6が完全にインクで満たされそして気泡がプリン
トヘツド56の中に全然入つていないということ
に大いに依存する。その上気泡は、インクの入り
口からもノズルからもはいることはできない。イ
ンク供給装置は、上記で一層完全に説明されてい
るように、空気がこの装置の中へ全然入りこまな
いことの最大の保証に応ずるように設計されてい
る。
即ち、プリントヘツド56は、第2図に示され
るように、そのインク流路となるインク噴出室6
2、頚部64のいずれのチヤネルもノズル66に
向かつて上向きとなるよう設けられていて、ノズ
ル66はインク導入口であるバルブオリフイス1
00より高い水位を保つている。かくしてノズル
66からの気泡の進入や、ノズル66から内部の
インクの漏出等が防止される。また、ノズル66
が気泡等により目詰りを生じたとき、ノズルの外
方から吸気してインクとともに排出する(パー
ジ)場合にも、上記のインク流路傾斜は有効に作
用する。
るように、そのインク流路となるインク噴出室6
2、頚部64のいずれのチヤネルもノズル66に
向かつて上向きとなるよう設けられていて、ノズ
ル66はインク導入口であるバルブオリフイス1
00より高い水位を保つている。かくしてノズル
66からの気泡の進入や、ノズル66から内部の
インクの漏出等が防止される。また、ノズル66
が気泡等により目詰りを生じたとき、ノズルの外
方から吸気してインクとともに排出する(パー
ジ)場合にも、上記のインク流路傾斜は有効に作
用する。
上述したように、プリントヘツド56のインク
連結取付け体78は、細かいメツシユのフイルタ
99およびエラストマーの隔壁44′を有してい
る。プリントヘツド56を取り付けるとき、イン
ク供給用中空針18′は隔壁44′を貫通し、連結
取り付体78の中へインクを給送する。小さな気
泡が、取り付け中に不注意によつて入り込んで
も、細かいメツシユのフイルタ99が気泡がプリ
ントヘツド56に入るのを阻止する。フイルタ9
9に都合のよい穴の大きさは、5ミクロン(5×
10-6メーター)である。気泡がインク供給装置に
入らないことを更に確実にするために、この装置
をまず、CO2で洗浄して空気を除去する。次に
CO2を吸収するためにこの装置を苛性ソーダで浄
化する。しかる後この装置を、苛性ソーダを除去
するインク(染料を有せず)で浄化する。
連結取付け体78は、細かいメツシユのフイルタ
99およびエラストマーの隔壁44′を有してい
る。プリントヘツド56を取り付けるとき、イン
ク供給用中空針18′は隔壁44′を貫通し、連結
取り付体78の中へインクを給送する。小さな気
泡が、取り付け中に不注意によつて入り込んで
も、細かいメツシユのフイルタ99が気泡がプリ
ントヘツド56に入るのを阻止する。フイルタ9
9に都合のよい穴の大きさは、5ミクロン(5×
10-6メーター)である。気泡がインク供給装置に
入らないことを更に確実にするために、この装置
をまず、CO2で洗浄して空気を除去する。次に
CO2を吸収するためにこの装置を苛性ソーダで浄
化する。しかる後この装置を、苛性ソーダを除去
するインク(染料を有せず)で浄化する。
プリントヘツド56を容易に取り替け可能にす
ることが望まれるから、この装置は、一対のレー
ル142の上を水平に走行し且つ記録媒体138
から間隔へだてたキヤリツジ取付け体140に取
り外し自在に取り付けられる。キヤリツジ取付け
体140は、歯付きの駆動ベルト144でレール
142に亘つて動かされる。キヤリツジ取付け体
140は、プリントヘツド56が小滴を噴出し、
記録媒体の上に文字を形成するにつれて、紙面を
横切つて移動する。キヤリツジ取付け体140に
はプリントヘツド56のインク供給取付け体78
のための受け口146が取り付けられている。受
け口146は、破線で示されているような、プリ
ントヘツドの隔壁44′を貫通する小さな中空針
18′を囲む。中空針18′は、隔壁44′の損傷
を避け、しかもインクカートリツジ12からの流
体に対する抵抗を小さくするためできるだけ小さ
くするべきである。1ミリメーターの外径の針が
よいことが知られている。上述したように、取付
け体78を受け口146に差し込んでプリントヘ
ツド56をキヤリツジ取付け体140に取り付
け、中空針18′が隔壁44′を貫通した後、プリ
ントヘツド56を互いに嵌り合つた取付け体78
と受け口146を介して中空針18′のまわりに
キヤリツジ取付け体140に対して回転させて、
プリントヘツド56を記録媒体138との間の間
隔を調節する。正確な間隔が得られたら、キヤリ
ツジ取付け体140の拡大穴150を貫通して、
プリントヘツド56の穴152′にねじ込まれる
ねじ148のような機械的取付部品で、プリント
ヘツド56をキヤリツジ取付け体140に関して
正しく固定する。この方法によれば、中空針1
8′にも隔壁44′にも応力は伝わらない。
ることが望まれるから、この装置は、一対のレー
ル142の上を水平に走行し且つ記録媒体138
から間隔へだてたキヤリツジ取付け体140に取
り外し自在に取り付けられる。キヤリツジ取付け
体140は、歯付きの駆動ベルト144でレール
142に亘つて動かされる。キヤリツジ取付け体
140は、プリントヘツド56が小滴を噴出し、
記録媒体の上に文字を形成するにつれて、紙面を
横切つて移動する。キヤリツジ取付け体140に
はプリントヘツド56のインク供給取付け体78
のための受け口146が取り付けられている。受
け口146は、破線で示されているような、プリ
ントヘツドの隔壁44′を貫通する小さな中空針
18′を囲む。中空針18′は、隔壁44′の損傷
を避け、しかもインクカートリツジ12からの流
体に対する抵抗を小さくするためできるだけ小さ
くするべきである。1ミリメーターの外径の針が
よいことが知られている。上述したように、取付
け体78を受け口146に差し込んでプリントヘ
ツド56をキヤリツジ取付け体140に取り付
け、中空針18′が隔壁44′を貫通した後、プリ
ントヘツド56を互いに嵌り合つた取付け体78
と受け口146を介して中空針18′のまわりに
キヤリツジ取付け体140に対して回転させて、
プリントヘツド56を記録媒体138との間の間
隔を調節する。正確な間隔が得られたら、キヤリ
ツジ取付け体140の拡大穴150を貫通して、
プリントヘツド56の穴152′にねじ込まれる
ねじ148のような機械的取付部品で、プリント
ヘツド56をキヤリツジ取付け体140に関して
正しく固定する。この方法によれば、中空針1
8′にも隔壁44′にも応力は伝わらない。
上述したように、キヤリツジ取付け体140の
受け口146は可動シール兼ばね(図示せず)を
含み、このシール兼ばねは、プリントヘツド56
が取り外されるとき中空針18′の先端に位置す
る。このシール兼ばねは、中空針18′を汚染か
ら保護し、インクの漏れを阻止し、更に空気の装
置への侵入を阻止する。シールは、隔壁44′の
エラストマー材料と類似の要求のため、多くのエ
ラストマー材料で作ることができる。ウレタンゴ
ムあるいはブチルゴムが特に適することが知られ
ている。
受け口146は可動シール兼ばね(図示せず)を
含み、このシール兼ばねは、プリントヘツド56
が取り外されるとき中空針18′の先端に位置す
る。このシール兼ばねは、中空針18′を汚染か
ら保護し、インクの漏れを阻止し、更に空気の装
置への侵入を阻止する。シールは、隔壁44′の
エラストマー材料と類似の要求のため、多くのエ
ラストマー材料で作ることができる。ウレタンゴ
ムあるいはブチルゴムが特に適することが知られ
ている。
中空針18′は、インクカートリツジ12から
プリントヘツド56までインクを導く可撓性のイ
ンク供給管路80に接続されている。管路80の
材料は、プリンタの寿命まで、最大インク供給圧
力(大体0.5気圧)に耐えなければならない。こ
の管路80または、蒸発、霧及び潜在的な気泡の
発生を最小にするため低い蒸気伝達特性を有して
いなければならない。管路80は又、固定された
インクカートリツジ12と移動するヘツド取り付
け体140との間の接続リングとなるので、可撓
性を持続しなければならない。特に大体1ミリメ
ーターの内径を有する“タイゴン”管材が良いこ
とが知られている。“タイゴン”はオハイオ州ア
クロンのノートンカンパニーの商標であり、可塑
化ポリ塩化ビニールの押し出し管材である。
プリントヘツド56までインクを導く可撓性のイ
ンク供給管路80に接続されている。管路80の
材料は、プリンタの寿命まで、最大インク供給圧
力(大体0.5気圧)に耐えなければならない。こ
の管路80または、蒸発、霧及び潜在的な気泡の
発生を最小にするため低い蒸気伝達特性を有して
いなければならない。管路80は又、固定された
インクカートリツジ12と移動するヘツド取り付
け体140との間の接続リングとなるので、可撓
性を持続しなければならない。特に大体1ミリメ
ーターの内径を有する“タイゴン”管材が良いこ
とが知られている。“タイゴン”はオハイオ州ア
クロンのノートンカンパニーの商標であり、可塑
化ポリ塩化ビニールの押し出し管材である。
プリントヘツド56に電気接続をするために、
プリントヘツド56は突出部148′を備え、こ
の突出部148′はプリントヘツド56と一体で
あつて、プリントヘツド56の一方の側の廷長部
を構成する。多数の電気トレース150′が突出
部148′の上にスクリーン印刷されており、そ
してインク噴射室62、圧力感知機構及びバルブ
の解放機構を制御する多数のピエゾ電気71−7
7,1041結晶体に、印刷回路方法で接続され
ている。突出部148′は、キヤリツジ取付け体
140で支えられる対応する電気受け口即ち電気
コネクタ134に収容されるプラグを構成する。
フラツトケーブル136が電気受け口134とプ
リントヘツド56を操作するための電気回路との
間を接続する。この方法によれば、プリントヘツ
ド56は、容易に取り外しできる機械的な流体連
結部及び電気的接続体により、キヤリツジ取り付
け体140において交換できる。
プリントヘツド56は突出部148′を備え、こ
の突出部148′はプリントヘツド56と一体で
あつて、プリントヘツド56の一方の側の廷長部
を構成する。多数の電気トレース150′が突出
部148′の上にスクリーン印刷されており、そ
してインク噴射室62、圧力感知機構及びバルブ
の解放機構を制御する多数のピエゾ電気71−7
7,1041結晶体に、印刷回路方法で接続され
ている。突出部148′は、キヤリツジ取付け体
140で支えられる対応する電気受け口即ち電気
コネクタ134に収容されるプラグを構成する。
フラツトケーブル136が電気受け口134とプ
リントヘツド56を操作するための電気回路との
間を接続する。この方法によれば、プリントヘツ
ド56は、容易に取り外しできる機械的な流体連
結部及び電気的接続体により、キヤリツジ取り付
け体140において交換できる。
この開示に従つて構成されたプリントヘツド5
6は、大体7グラムの重さであり、容易に取り付
けられ、更に確実な運転を提供する。しかしなが
らいくつかの構成要素は極めて精巧で、損傷しや
すい。更に、電気接続に大変都合の良いプリント
ヘツドの平らな形状は、ピエゾ電気結晶体の振動
に対する増幅器として作用し、騒々しい。これら
の問題は、構造上の振動を消散させ、プリントヘ
ツドを損傷から保護する容器の中に、ヘツドを入
れることで解決される。プリントヘツドの容器の
構造は、第7図、第8図、及び第9図に示されて
いる。
6は、大体7グラムの重さであり、容易に取り付
けられ、更に確実な運転を提供する。しかしなが
らいくつかの構成要素は極めて精巧で、損傷しや
すい。更に、電気接続に大変都合の良いプリント
ヘツドの平らな形状は、ピエゾ電気結晶体の振動
に対する増幅器として作用し、騒々しい。これら
の問題は、構造上の振動を消散させ、プリントヘ
ツドを損傷から保護する容器の中に、ヘツドを入
れることで解決される。プリントヘツドの容器の
構造は、第7図、第8図、及び第9図に示されて
いる。
プリントヘツド組み立て工程において、完成さ
れたプリントヘツド56の表面すなわち電気機械
変換素子の取りつけられている面にワニスの薄い
絶縁層を被覆する。次にヘツドの背面を真空グリ
ースのような非常に粘つけのある非揮発性の化合
物で、ヘツドカバーベース152に取り付けられ
る。ヘツドのインク入口である取り付け体78
を、ヘツドカバーベース152に設けられた穴1
54に挿入する。次いでプリントヘツドの駆動結
晶体領域を適正な防振材の比較的厚い層(厚さ約
0.05cm)で被覆する。
れたプリントヘツド56の表面すなわち電気機械
変換素子の取りつけられている面にワニスの薄い
絶縁層を被覆する。次にヘツドの背面を真空グリ
ースのような非常に粘つけのある非揮発性の化合
物で、ヘツドカバーベース152に取り付けられ
る。ヘツドのインク入口である取り付け体78
を、ヘツドカバーベース152に設けられた穴1
54に挿入する。次いでプリントヘツドの駆動結
晶体領域を適正な防振材の比較的厚い層(厚さ約
0.05cm)で被覆する。
次にヘツドカバー前部156を嵌めて防音材と
密着させる。ヘツドカバー前部156およびベー
ス152を、シリコン密閉材を使つて互いに密閉
する。出来上がつたプリントヘツド組み立て体
は、プリントヘツド56に取り付けられている敏
感な構成要素に対して損傷の危険なしに容易に取
り扱うことができ、そしてプリントヘツドは操作
中ほとんどノズルを出さない。プリントヘツド5
6の電気接続リツプ即ち突出部148′から電気
コネクタ134を抜き、またヘツド受け口146
およびインク入口針146かなプリントヘツド5
6を引込めることにより、プリントヘツド56を
プリンタかな容易に取り外せる。この取り付け/
取り外し過程は、保守行為において関節を必要と
せずに、繰り返し行うことができる。
密着させる。ヘツドカバー前部156およびベー
ス152を、シリコン密閉材を使つて互いに密閉
する。出来上がつたプリントヘツド組み立て体
は、プリントヘツド56に取り付けられている敏
感な構成要素に対して損傷の危険なしに容易に取
り扱うことができ、そしてプリントヘツドは操作
中ほとんどノズルを出さない。プリントヘツド5
6の電気接続リツプ即ち突出部148′から電気
コネクタ134を抜き、またヘツド受け口146
およびインク入口針146かなプリントヘツド5
6を引込めることにより、プリントヘツド56を
プリンタかな容易に取り外せる。この取り付け/
取り外し過程は、保守行為において関節を必要と
せずに、繰り返し行うことができる。
各々プリントヘツドユニツトを他のプリントヘ
ツドユニツトと完全に交換できるようにするため
に、ある電気調節をしなければならない。米国特
許第4189734号に、駆動用ピエゾ電気結晶体の
各々に対する直列電気抵抗体の適当な選択によつ
て、7つのインク噴射チヤンネルの各々からの小
滴の速度を等しくする方法が述べられている。従
つて7つの抵抗体を、小滴速度のバランスをとる
ように設けなければならない。
ツドユニツトと完全に交換できるようにするため
に、ある電気調節をしなければならない。米国特
許第4189734号に、駆動用ピエゾ電気結晶体の
各々に対する直列電気抵抗体の適当な選択によつ
て、7つのインク噴射チヤンネルの各々からの小
滴の速度を等しくする方法が述べられている。従
つて7つの抵抗体を、小滴速度のバランスをとる
ように設けなければならない。
上述したように、ストレートゲージの抵抗及び
機械的な組み立て体の公差の変化は、バルブが正
確な圧力レベルで開くようにするために、電気的
調整をなすべきであることを要求する。この調節
は、第5図に調節可能な抵抗として示してある。
一旦この抵抗の値を決めてしまつたら、バルブ圧
力の限界を固定するように別個の抵抗体を選択す
る。
機械的な組み立て体の公差の変化は、バルブが正
確な圧力レベルで開くようにするために、電気的
調整をなすべきであることを要求する。この調節
は、第5図に調節可能な抵抗として示してある。
一旦この抵抗の値を決めてしまつたら、バルブ圧
力の限界を固定するように別個の抵抗体を選択す
る。
組み立て体の公差の変化もまた、駆動結晶体へ
の駆動パルスの幅を各々のプリントヘツドに対し
て個々に選択することを要求する。典型的には任
意所定のヘツド中の結晶体の間の変化は小さいか
ら、7つの結晶体すべてを同一のパルス幅で駆動
してもよい。パルス幅は種々の手段で制御するこ
とができ、その手段のうちの大部分は、特定の抵
抗値を選ぶことにより調節できる。
の駆動パルスの幅を各々のプリントヘツドに対し
て個々に選択することを要求する。典型的には任
意所定のヘツド中の結晶体の間の変化は小さいか
ら、7つの結晶体すべてを同一のパルス幅で駆動
してもよい。パルス幅は種々の手段で制御するこ
とができ、その手段のうちの大部分は、特定の抵
抗値を選ぶことにより調節できる。
従つてプリントヘツドへの電気入力を調節する
のに必要な9の別個の抵抗体がある。プリントヘ
ツド56及び9つの別個の抵抗体からなるプリン
トヘツドユニツトは、他の任意のプリントヘツド
ユニツトと完全に交換できる。この9つの抵抗体
は、都合よく電気受け口134のモジユールの中
に入れられる。この抵抗体内蔵モジユールは、そ
の要求された機能を提供するために、プリントヘ
ツド、プリントヘツド駆動エレクトロニクスある
いは接続ケーブルに、電気的にかつ取り外し可能
に接続される。
のに必要な9の別個の抵抗体がある。プリントヘ
ツド56及び9つの別個の抵抗体からなるプリン
トヘツドユニツトは、他の任意のプリントヘツド
ユニツトと完全に交換できる。この9つの抵抗体
は、都合よく電気受け口134のモジユールの中
に入れられる。この抵抗体内蔵モジユールは、そ
の要求された機能を提供するために、プリントヘ
ツド、プリントヘツド駆動エレクトロニクスある
いは接続ケーブルに、電気的にかつ取り外し可能
に接続される。
本発明は上述の構成により、
電圧印加に際して、高速で振動するピエゾ結晶
体に設けられた電極のはがれ、変形、さらには、
それに起因する結晶体の不作動、破損を防止でき
る。これによりプリントヘツドの信頼性および耐
久性を向上させることができる。
体に設けられた電極のはがれ、変形、さらには、
それに起因する結晶体の不作動、破損を防止でき
る。これによりプリントヘツドの信頼性および耐
久性を向上させることができる。
ここで使われた用語及び表現は、制限されな
い、記述のための用語として使われており、かか
る用語及び表現の使用に際し、図示されかつ本文
に記載されているいくつかの特徴又はその一部の
均等物を除外するものではなく、むしろ本発明の
特許請求の範囲内で種々の修正が可能であること
が認められる。
い、記述のための用語として使われており、かか
る用語及び表現の使用に際し、図示されかつ本文
に記載されているいくつかの特徴又はその一部の
均等物を除外するものではなく、むしろ本発明の
特許請求の範囲内で種々の修正が可能であること
が認められる。
第1A図は、本発明の1つの態様に従つて組み
立てられたインク供給装置の部分的面図である。
第1B図は、第1A図に描されたインク供給装置
を分解したときの、部分的断面図である。第2図
は、本発明の1つの態様に従うプリントヘツドの
側面図である。第3図は、大体第2図の3−3線
に沿つて切つた断面図であり、バルブ及びインク
注入口を詳細に示している。第4図は、大体第2
図の4−4線に沿つて切つた断面図であり、圧力
感知ビームの詳細を示めしている。第5図は、バ
ルブの操作を制御し、“インク切れ”の制御信号
を発生する図式的な回路図である。第6図は、イ
ンクを供給するための、圧力とバルブパルス長さ
の関係を同じに示している図である。第7図は、
キヤリツジ組み立て体に取り付けられている本発
明のプリントヘツドの、拡大斜視図である。第8
図は、第7図に描かれたプリントヘツドの第2の
拡大斜視図である。第9図は、第7図及び第8図
に描かれた、プリントヘツド及び取り付け用構造
体の、分解部品配列斜視図である。第10図は、
プリントヘツドとキヤリツジ取付け体との取り付
け状態を示す概略断面図である。 10……インクカートリツジ受け、12……イ
ンクカートリツジ又はインク供給体、18,18
……中空針、56……プリントヘツド、66……
噴射ノズル、78……取り付け体、22,99…
…フイルタ、138……記録媒体、140……キ
ヤリツジ手段又はキヤリツジ取り付け体。
立てられたインク供給装置の部分的面図である。
第1B図は、第1A図に描されたインク供給装置
を分解したときの、部分的断面図である。第2図
は、本発明の1つの態様に従うプリントヘツドの
側面図である。第3図は、大体第2図の3−3線
に沿つて切つた断面図であり、バルブ及びインク
注入口を詳細に示している。第4図は、大体第2
図の4−4線に沿つて切つた断面図であり、圧力
感知ビームの詳細を示めしている。第5図は、バ
ルブの操作を制御し、“インク切れ”の制御信号
を発生する図式的な回路図である。第6図は、イ
ンクを供給するための、圧力とバルブパルス長さ
の関係を同じに示している図である。第7図は、
キヤリツジ組み立て体に取り付けられている本発
明のプリントヘツドの、拡大斜視図である。第8
図は、第7図に描かれたプリントヘツドの第2の
拡大斜視図である。第9図は、第7図及び第8図
に描かれた、プリントヘツド及び取り付け用構造
体の、分解部品配列斜視図である。第10図は、
プリントヘツドとキヤリツジ取付け体との取り付
け状態を示す概略断面図である。 10……インクカートリツジ受け、12……イ
ンクカートリツジ又はインク供給体、18,18
……中空針、56……プリントヘツド、66……
噴射ノズル、78……取り付け体、22,99…
…フイルタ、138……記録媒体、140……キ
ヤリツジ手段又はキヤリツジ取り付け体。
Claims (1)
- 1 ピエゾ電気結晶体に電気信号パルスを印加し
て圧力室の容積を変化させ、ノズルからインク滴
を噴射する方式のインクジエツトプリンタのプリ
ントヘツドにおいて、前記ピエゾ結晶体を絶縁材
で被覆したことを特徴とするインクジエツトプリ
ンタのプリントヘツド。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US694064 | 1976-06-07 | ||
US05/694,064 US4074284A (en) | 1976-06-07 | 1976-06-07 | Ink supply system and print head |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6722777A Division JPS52150636A (en) | 1976-06-07 | 1977-06-07 | Ink feeder and printing head |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6058867A JPS6058867A (ja) | 1985-04-05 |
JPH0323347B2 true JPH0323347B2 (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=24787258
Family Applications (8)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6722877A Pending JPS52150637A (en) | 1976-06-07 | 1977-06-07 | Ink feeder and printing head |
JP6722777A Pending JPS52150636A (en) | 1976-06-07 | 1977-06-07 | Ink feeder and printing head |
JP59075278A Pending JPS6058868A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | インクジエツトプリンタのプリントヘツド |
JP59075276A Granted JPS6058861A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | インクジェット記録装置 |
JP59075275A Granted JPS6058860A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | インクジエツトプリンタ |
JP59075279A Granted JPS6058862A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | プリントヘッド組み立て体 |
JP59075277A Granted JPS6058867A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | インクジエツトプリンタのプリントヘツド |
JP59075280A Granted JPS6058863A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | インクジェットプリンタ |
Family Applications Before (6)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6722877A Pending JPS52150637A (en) | 1976-06-07 | 1977-06-07 | Ink feeder and printing head |
JP6722777A Pending JPS52150636A (en) | 1976-06-07 | 1977-06-07 | Ink feeder and printing head |
JP59075278A Pending JPS6058868A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | インクジエツトプリンタのプリントヘツド |
JP59075276A Granted JPS6058861A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | インクジェット記録装置 |
JP59075275A Granted JPS6058860A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | インクジエツトプリンタ |
JP59075279A Granted JPS6058862A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | プリントヘッド組み立て体 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59075280A Granted JPS6058863A (ja) | 1976-06-07 | 1984-04-13 | インクジェットプリンタ |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4074284A (ja) |
JP (8) | JPS52150637A (ja) |
AU (2) | AU508993B2 (ja) |
CA (2) | CA1098158A (ja) |
CH (2) | CH621518A5 (ja) |
DE (2) | DE2725270A1 (ja) |
ES (2) | ES459529A1 (ja) |
FR (1) | FR2354201A1 (ja) |
GB (2) | GB1578961A (ja) |
IT (2) | IT1126738B (ja) |
NL (2) | NL188182C (ja) |
SE (2) | SE433474B (ja) |
Families Citing this family (146)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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