JPH038946B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH038946B2
JPH038946B2 JP10484083A JP10484083A JPH038946B2 JP H038946 B2 JPH038946 B2 JP H038946B2 JP 10484083 A JP10484083 A JP 10484083A JP 10484083 A JP10484083 A JP 10484083A JP H038946 B2 JPH038946 B2 JP H038946B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
printing head
jet printing
fluid
fluid jet
head according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP10484083A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS595071A (en
Inventor
Buraun Hirarion
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eastman Kodak Co filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of JPS595071A publication Critical patent/JPS595071A/en
Publication of JPH038946B2 publication Critical patent/JPH038946B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18Ink recirculation systems
    • B41J2/185Ink-collectors; Ink-catchers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/02Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet
    • B41J2/025Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet by vibration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/02Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet
    • B41J2/03Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet by pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/105Ink jet characterised by jet control for binary-valued deflection

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の背景) この発明は流体ジエツト印刷装置に、更に詳し
くは、少なくとも一つの点滴流を発生するための
印刷ヘツド及び方法であつて印刷ヘツドの構成及
び動作が簡単化されているものに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fluid jet printing apparatus, and more particularly to a print head and method for generating at least one drip stream, the print head being simple in construction and operation. Concerning what is being expressed.

ジエツト点滴プリンタ及び塗装装置は、インク
又は塗料流体の小点滴の流れを発生し、この点滴
の印刷受止め媒体への付着を制御することによつ
て動作する。典型的には、点滴は荷電されてから
電界によつて偏向させられる。点滴は小オリフイ
スから出て来る流体フイラメントから形成され
る。このオリフイスは流体が圧力下で維持されて
いる流体タンクと連通している。各流体フイラメ
ントはその先端部で切れて点滴の流れを形成する
傾向がある。点滴を電界によつて正確に偏向させ
て点滴の印刷受止め媒体上に選択的に付着させる
ためには、点滴の寸法及び各点滴流体内の点滴間
の間隔を実質上一様にすることが必要である。フ
イラメントの点滴流への破断は、「刺激」と呼ば
れる過程において印刷ヘツド構造部のある部分又
は全部を機械的に振動させることによつて容易に
行われる。
Jet drop printers and coating devices operate by generating a stream of small droplets of ink or paint fluid and controlling the deposition of the droplets onto a print-receiving medium. Typically, the drops are electrically charged and then deflected by an electric field. The drip is formed from a fluid filament emerging from a small orifice. This orifice communicates with a fluid tank in which fluid is maintained under pressure. Each fluid filament tends to break at its tip to form a drip stream. In order for the drops to be accurately deflected by the electric field and selectively deposited on the print receiving medium of the drops, the size of the drops and the spacing between drops within each drip fluid should be substantially uniform. is necessary. Breaking the filament into a drip stream is facilitated by mechanically vibrating some or all of the print head structure in a process called "stimulation".

一つの従来の刺激法は、1973年6月12日はライ
アン(Lyon)外に発行された米国特許第3739393
号に示されているように、流体タンクの代表的薄
いたわみ性の壁板に流体オリフイスを設けて、
「オリフイス板」として知られているこの壁板を、
一連の曲げ波動をこの板に沿つて移動させること
によつて刺激するものである。この方法はほぼ一
様な点滴寸法及び間隔を生じるが、流体フイラメ
ントの破断の時期がオリフイス板の長さに沿つて
変化する。
One conventional stimulation method is U.S. Patent No. 3,739,393 issued June 12, 1973 to Lyon et al.
As shown in the issue, a fluid orifice is provided in a typical thin flexible wall plate of a fluid tank.
This wall board, known as "orifice board",
It is stimulated by moving a series of bending waves along the plate. This method produces approximately uniform drop size and spacing, but the timing of fluid filament breakage varies along the length of the orifice plate.

別の方法は、インクマニホルド構造部及びオリ
フイス板構造部を含む印刷ヘツド全体を一緒に振
動させることである。これは1971年6月22日ビー
ム(Beam)外に発行された米国特許第3586907
号に示されている。この種の構成は、印刷ヘツド
取付構造部がマニホルド及びオリフイス板に加え
られるのと同じ振動を受けるので、この取付構造
部が必然的に疲労する。更に、振動運動の振幅及
び位相はジエツト点滴プリンタ動作に一般に使用
される周波数で制御することが困難である。
Another method is to vibrate the entire print head, including the ink manifold structure and orifice plate structure, together. This is US Patent No. 3,586,907 issued June 22, 1971 to Beam et al.
No. This type of arrangement inevitably fatigues the print head mounting structure since it is subject to the same vibrations that are applied to the manifold and orifice plates. Furthermore, the amplitude and phase of the vibratory motion is difficult to control at the frequencies commonly used in jet drop printer operation.

フイラメント刺激に関する別の方法は、1978年
6月13日チヤ(Cha)に発行された米国特許第
4095232号に開示されている。この特許に開示さ
れた技法を用いれば、流体タンクの上方部分に取
り付けられた刺激装置が圧力波を発生し、これが
流体中を下方に伝搬する。各刺激装置には同相で
振動し、且つ節平面と一致する取付板の両側に取
り付けられている一対の圧電結晶素子がある。流
体に結合さている刺激部材とは反対の各刺激装置
の端部には反作用質量が配置されている。この反
作用質量は節平面が適当に配置されることを確実
にするものである。
Another method for filament stimulation is described in U.S. Patent No. 1, issued June 13, 1978 to Cha.
It is disclosed in No. 4095232. Using the technique disclosed in this patent, a stimulator attached to the upper portion of the fluid tank generates pressure waves that propagate downward through the fluid. Each stimulator has a pair of piezoelectric crystal elements that vibrate in phase and are mounted on opposite sides of a mounting plate that is aligned with the nodal plane. A reaction mass is disposed at the end of each stimulator opposite the stimulator member that is coupled to the fluid. This reaction mass ensures that the nodal planes are properly positioned.

英国特許明細書第1422388号には、圧電結晶素
子が単一ジエツト式インクジエツト印刷ヘツドの
一つの壁面を形成している印刷ヘツドが開示され
ている。点滴がオリフイスから放出されるべきと
きには、圧電変換器が電気的に動作させられてひ
ずみを生じ、これによつて点滴をオリフイスから
押し出す。
GB 1422388 discloses a printing head in which a piezoelectric crystal element forms one wall of a single jet inkjet printing head. When a droplet is to be expelled from the orifice, the piezoelectric transducer is electrically actuated to create a strain that forces the droplet out of the orifice.

1972年10月25日発行の英国特許明細書第
1293980号、及び1980年4月15日チヤ(Cha)外
に発行された米国特許第4198643号には、一対の
圧電結晶素子が支持板の両側に接着されている印
刷ヘツドが開示されている。印刷ヘツドマニホル
ド構造部が圧電結晶素子の一方に接着され且つ釣
合い重りが結晶素子の他方に接着されている。釣
合い重りの重量は印刷ヘツドマニホルドの重量を
相殺するように選定されている。この釣合い構成
によつて、支持板は二つの圧電変換器が同期して
励振されたときの節平面に配置されている。しか
しながら、察知されることであろうが、そのよう
な印刷ヘツドの構成は比較的複雑であり且つ又そ
のような印刷ヘツドを所望の周波数で共振するよ
うに設計することは困難である。それゆえ、この
印刷ヘツドは構成後に調整して、その共振周波数
が所望の動作周波数に等しくなるようにしなけれ
ばならない。
British Patent Specification No. 25 October 1972
No. 1,293,980, and U.S. Pat. No. 4,198,643 issued to Cha et al. on April 15, 1980, a printing head is disclosed in which a pair of piezoelectric crystal elements is bonded to opposite sides of a support plate. A print head manifold structure is bonded to one of the piezoelectric crystal elements and a counterweight is bonded to the other of the crystal elements. The weight of the counterweight is selected to offset the weight of the print head manifold. Due to this balanced configuration, the support plate is located in the nodal plane when the two piezoelectric transducers are excited synchronously. However, as will be appreciated, the construction of such printheads is relatively complex and it is also difficult to design such printheads to resonate at a desired frequency. Therefore, after construction, the printhead must be adjusted so that its resonant frequency is equal to the desired operating frequency.

最後に、1976年8月3日キユア(Keur)に発
行された米国特許第3972474号には、点滴の流れ
を発生するのに振動ノズルを使用しているインク
点滴記録装置が示されている。ノズルの長さはそ
れの機械的共振周波数がそれの駆動される周波数
よりもはるかに高くなるように選ばれている。ノ
ズルは管の形態をしていて圧電リングによつて取
り囲まれており、圧電リングは電気的に駆動され
ると管の半径方向の収縮・伸長を与える。
Finally, U.S. Pat. No. 3,972,474, issued to Keur on August 3, 1976, shows an ink drop recording device that uses a vibrating nozzle to generate a stream of drops. The length of the nozzle is chosen such that its mechanical resonance frequency is much higher than its driven frequency. The nozzle is in the form of a tube and is surrounded by a piezoelectric ring which, when electrically driven, causes radial contraction and expansion of the tube.

複数のジエツト点滴流に対して一様な同相の刺
激を与えることができ、印刷ヘツドの取付が容易
に行われ、且つ印刷ヘツドの構成及び設計が簡単
化されている改良形流体ジエツト印刷ヘツドに対
する必要性が存在する。
An improved fluid jet print head capable of providing uniform in-phase stimulation to multiple jet drip streams, facilitating print head installation, and simplifying print head construction and design. The need exists.

(発明の要約) 少なくとも一つの点滴流を発生するための流体
ジエツト印刷ヘツドは細長い印刷ヘツド本体から
なつており、これの第1端面と第2端面との間の
長さはそれの他の寸法よりも相当に大きくなつて
いる。この本体はその第1端面に流体受けタンク
を備えており、且つこの流体受けタンクと連通し
た少なくとも一つのオリフイスを備えている。流
体は適当な装置によつて圧力下でタンクに供給さ
れてタンクから出て来て流体流を形成する。変換
器装置は本体の外面に取り付けられていて、支持
装置の近くから本体の第1端面と第2端面との方
へ長手方向に本体に沿つて相当の距離延びてい
る。変換器装置は電気的駆動信号に応答して本体
の長手方向の寸法を変化させ、これにより本体の
機械的振動を生じさせて、流体流を破断して点滴
の流れにする。
SUMMARY OF THE INVENTION A fluid jet printing head for generating at least one drip stream comprises an elongated printhead body, the length between a first end surface and a second end surface of the print head body being the length of the printhead body of the print head for generating at least one drip stream. It's considerably larger than that. The body has a fluid receiving tank on a first end thereof and at least one orifice communicating with the fluid receiving tank. Fluid is supplied to the tank under pressure by suitable equipment and exits the tank to form a fluid stream. The transducer device is mounted on the outer surface of the body and extends longitudinally along the body a substantial distance from proximate the support device toward the first and second end faces of the body. The transducer device changes the longitudinal dimension of the body in response to the electrical drive signal, thereby causing mechanical vibration of the body to break the fluid stream into a drip stream.

変換器装置は本体の両側面に接着されて本体の
第1端面の近くの位置から第2端面の近くの位置
まで長手方向に延びている一対の圧電変換器から
なつている。圧電変換器は細長い印刷ヘツド本体
の長手方向にこの本体の交互の伸長・収縮を与え
る。
The transducer device comprises a pair of piezoelectric transducers bonded to opposite sides of the body and extending longitudinally from a position proximate a first end face to a position proximal a second end face of the body. The piezoelectric transducer provides for alternating expansion and contraction of the elongated printhead body in its longitudinal direction.

変換器装置は更に一対の変換器を並列に電気的
に接続するための装置を備えており、このために
変換器は同相で動作して、細長い印刷ヘツド本体
の長手方向にほぼ平行な方向に振動を生じるよう
になる。印刷ヘツドに対する支持装置は印刷ヘツ
ド本体をその第1端面及び第2端面からほぼ等距
離にある中間において係止する。
The transducer arrangement further includes means for electrically connecting a pair of transducers in parallel so that the transducers operate in phase and in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of the elongated printhead body. Vibration begins to occur. A support device for the print head locks the print head body intermediately and approximately equidistant from the first and second end faces thereof.

別の場合には、変換器装置は変換器が位相外れ
で動作して曲げ波動を生じるように変換器を電気
的に接続するための装置を備えてもよい。印刷ヘ
ツドに対する支持装置は印刷ヘツド本体をこれの
両端面からそれぞれの全長の0.23に等しい距離の
所で係止する。
In other cases, the transducer arrangement may include a device for electrically connecting the transducers such that the transducers operate out of phase to produce bending waves. The support device for the printing head locks the printing head body at a distance equal to 0.23 of the respective overall length from each end face thereof.

長手方向に平行な振動の場合には、支持装置
は、それぞれ印刷ヘツド本体と一体的に形成され
た比較的薄い一対の取付フランジで構成すればよ
い。このフランジは細長い印刷ヘツド本体からそ
の両側面において延びており、且つ節平面に沿つ
て本体を支持するようにこれの第1端面及び第2
端面からほぼ等距離にある。又は、支持装置は、
印刷ヘツド本体の第1端面及び第2端面からほぼ
等距離の位置において本体の両側面で本体を係止
する一対の支持ねじで構成してもよい。
In the case of longitudinally parallel oscillations, the support device may consist of a pair of relatively thin mounting flanges, each formed integrally with the printhead body. The flange extends from the elongate printhead body on opposite sides thereof and has a first end face and a second end face thereof so as to support the body along the nodal plane.
It is approximately equidistant from the end face. Or, the support device is
The print head body may include a pair of support screws that lock the body on opposite sides of the body at positions approximately equidistant from the first and second end faces of the print head body.

印刷ヘツド本体は、その第1端面に溝穴を規定
する装置、及びこの溝穴を規定する装置に取り付
けられていてこれと共に流体受けタンクを形成し
ているオリフイス板装置を備えている。このオリ
フイス板装置は複数の点滴流を発生するための複
数のオリフイスを備えている。印刷ヘツド本体は
更に流体供給開口部及び溝穴と連通した流体出口
開口部を備えている。流体ジエツト印刷ヘツドは
更に、流体供給開口部と流体出口開口部とに連結
された流体導管路を備えている。この流体導管路
は印刷ヘツド本体とは相当に異なつた振動インピ
ーダンスを呈する材料で形成されており、従つて
実質的な動力損失を与えない。流体導管路は、例
えば重合体材料で作ればよい。
The printhead body includes a device defining a slot in a first end thereof, and an orifice plate device attached to the slot defining device and forming therewith a fluid receiving tank. The orifice plate apparatus includes multiple orifices for generating multiple drip streams. The printhead body further includes a fluid supply opening and a fluid outlet opening communicating with the slot. The fluid jet printing head further includes a fluid conduit connected to the fluid supply opening and the fluid outlet opening. The fluid conduit is formed of a material that exhibits a significantly different vibrational impedance than the printhead body and therefore does not provide substantial power losses. The fluid conduit may be made of, for example, a polymeric material.

流体ジエツト印刷ヘツドは更に、Lを長手方向
における本体の寸法、Cを本体中の音の速さとし
て、f0=C/2Lに実質上等しい周波数の電気的駆
動信号を加えるための装置を備えてもよい。この
場合には流体ジエツト印刷ヘツドはその機械的共
振周波数に近い周波数で駆動される。
The fluid jet printing head further includes means for applying an electrical drive signal of a frequency substantially equal to f 0 =C/2L, where L is the dimension of the body in the longitudinal direction and C is the speed of sound in the body. It's okay. In this case, the fluid jet printing head is driven at a frequency close to its mechanical resonance frequency.

曲げ振動の場合には、変換器はF0=αCa/L2
周波数で駆動されるが、ここでaは印刷ヘツド本
体の横方向の厚さであり、又αΓ=1.7である。こ
の場合には、二つの節取付軸は、変換器の間に中
心配置された印刷ヘツド本体の長さの約0.23に等
しい距離に設定される。
In the case of bending vibrations, the transducer is driven at a frequency F 0 =αCa/L 2 , where a is the lateral thickness of the printhead body and αΓ=1.7. In this case, the two nodal attachment axes are set at a distance equal to about 0.23 of the length of the printhead body centered between the transducers.

流体ジエツト印刷ヘツドにおける流体タンクと
連通している少なくとも一つのオリフイスから発
出する流体流の破断を刺激するための方法は次の
諸段階からなつている。
A method for stimulating a rupture in a fluid stream emanating from at least one orifice communicating with a fluid reservoir in a fluid jet printing head consists of the following steps.

(a) 一端面にタンク及びオリフイスを備えた細長
い印刷ヘツドを設ける段階、 (b) 圧力下でタンクに流体を加えてオリフイスを
通る流体流を発生する段階、 (c) 細長い印刷ヘツドの両端面からほぼ等距離に
あつて印刷ヘツドの長手方向に垂直な平面内の
位置で印刷ヘツドを支持する段階、及び (d) 実質上印刷ヘツドの共振周波数において印刷
ヘツドを交互に伸長したり収縮したりして、こ
れにより印刷ヘツドが節平面内で支持され且つ
又流体流が有効に刺激されて点滴に破断される
ようにする段階。
(a) providing an elongated printing head with a tank and an orifice on one end; (b) applying fluid to the tank under pressure to produce fluid flow through the orifice; (c) opposite ends of the elongated printing head. (d) alternately extending and retracting the print head substantially at a resonant frequency of the print head; This supports the printing head in the nodal plane and also effectively stimulates the fluid flow to break into drops.

印刷ヘツドの共振周波数は流体流の共振周波数
にほぼ等しくすればよい。印刷ヘツドはその外面
に接着された圧電変換器によつて伸長・収縮させ
ることができる。
The resonant frequency of the print head may be approximately equal to the resonant frequency of the fluid stream. The printing head can be expanded and contracted by piezoelectric transducers bonded to its outer surface.

流体流は又、位相外れで変換器を動作させて印
刷ヘツドの曲げ振動を生じさせることによつて刺
激してもよい。この刺激方法の場合には、印刷ヘ
ツドは各端面からの距離が印刷ヘツドの長さの
0.23倍にほぼ等しい位置に取り付けられる。
Fluid flow may also be stimulated by operating the transducers out of phase to create bending vibrations of the print head. With this stimulation method, the print head is placed at a distance from each edge equal to the length of the print head.
It is installed at a position approximately equal to 0.23 times.

従つて、この発明の目的は、印刷ヘツドが細長
い本体からなつていてこれがその長手方向に伸
長・収縮するように駆動される一つ以上の点滴流
を発生するための流体ジエツト印刷ヘツドを与え
ることと、印刷ヘツドがその外面に接着された薄
い圧電変換器によつて駆動されるその種の印刷ヘ
ツド及び方法を与えること、並びに印刷ヘツドに
対する支持具が節平面内に設けられているその種
の印刷ヘツドを与えることである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the invention to provide a fluid jet printing head for generating one or more drip streams, the printing head comprising an elongated body which is driven to expand and contract in the longitudinal direction thereof. and to provide such a printing head and method in which the printing head is driven by a thin piezoelectric transducer glued to its outer surface, and in which the support for the printing head is provided in the nodal plane. to provide a printing head.

この発明のその他の目的及び利点は次の説明、
添付の図面、及び特許請求の範囲の記載か明らか
になるであろう。
Other objects and advantages of this invention are as follows:
It will become clear from the accompanying drawings and claims.

(採択した構成例の詳細な説明) この発明は、インクジエツト印刷、塗装、織物
染色、及びその他の用途に使用することができる
形式の流体ジエツト印刷ヘツドに関する。既知の
ように、この種の装置は典型的には、一つ以上の
ジエツト点滴流における点滴を荷電して、この点
滴のあるものの軌道を電界によつて偏向させるこ
とによつて動作する。点滴の一つ又は複数の流れ
を発生するために、流体は一般に圧力下で流体タ
ンクに加えられていて、このタンクと連通した一
つ以上のオリフイス又はノズルを通つて流れる。
この流体は流体フイラメントとしてオリフイスか
ら出て来るが、このフイラメントは動乱を与えな
ければやや不ぞろいに破断されて寸法及び間隔の
異なつた点滴となるであろう。そのような不ぞろ
いの点滴を荷電して偏向させることは不可能であ
るので、ジエツト点滴装置では一般にある種の方
法で流体フイラメントに機械的刺激を加えてフイ
ラメントが所望の点滴破断周波数で概して一様の
寸法及び間隔の点滴に破断させるようにしてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE SELECTED CONFIGURATIONS This invention relates to fluid jet printing heads of the type that can be used for inkjet printing, painting, textile dyeing, and other applications. As is known, devices of this type typically operate by electrically charging the drops in one or more jet drip streams and causing the trajectory of some of the drops to be deflected by an electric field. To generate one or more streams of drips, fluid is typically added under pressure to a fluid tank and flows through one or more orifices or nozzles in communication with the tank.
The fluid emerges from the orifice as a fluid filament that, if not perturbed, will break off in a somewhat irregular manner into drops of varying size and spacing. Since it is not possible to charge and deflect such irregular drops, jet infusion devices generally employ some method of mechanically stimulating the fluid filament so that the filament is generally uniform at the desired drop breakage frequency. It is designed to break into drips with the same dimensions and spacing.

この発明による印刷ヘツドの第1構成例は第1
図ないし第4図に示されている。印刷ヘツドは総
体的に、細長い印刷ヘツド本体10からなつてい
て、これの長さLは他の寸法a及びbよりも相当
に大きい。本体10にはオリフイス板12と素材
のブロツク14がある。本体10はその第1端部
に流体受けタンク16を備え、且つ又オリフイス
板12を横切つて1行に配列された少なくとも一
つ、望ましくは多数のオリフイス18を備えてい
る。オリフイス板12は適当な接着剤によつて、
ステンレス鋼のような素材のブロツク14に接着
されている。ブロツク14には溝穴20があつ
て、これがオリフイス板12と共にタンク16を
形成している。ブロツク14には更に流体供給開
口部22及び流体出口開口部24を備えている
が、これらは共に溝穴20と連通している。
A first configuration example of a printing head according to the present invention is a first configuration example of a printing head according to the present invention.
As shown in FIGS. The printing head generally consists of an elongated printing head body 10, the length L of which is considerably larger than the other dimensions a and b. The body 10 has an orifice plate 12 and a block 14 of material. The body 10 includes a fluid receiving tank 16 at a first end thereof, and also includes at least one, and preferably multiple, orifices 18 arranged in a row across the orifice plate 12. The orifice plate 12 is attached with a suitable adhesive.
It is glued to a block 14 of a material such as stainless steel. The block 14 has a slot 20 which together with the orifice plate 12 forms a tank 16. Block 14 further includes a fluid supply opening 22 and a fluid outlet opening 24, both of which communicate with slot 20.

印刷ヘツドは更に、流体を圧力下でタンク16
に供給して流体をオリフイス18から流体フイラ
メントとして出現させ、これを破断して点滴の流
れを生じさせるようにするための装置を備えてい
る。これは、元タンク28から流体を受けてこれ
を流体導管路30によりタンク16に供給するポ
ンプ26を備えている。導管32が流体出口24
に連結されているので、印刷ヘツドの停止時には
又はタンク16のクロスフラツシング中は流体を
タンク16から取り去ることができる。後で明ら
かになるように、導管30及び32が取り付けら
れている印刷ヘツドの端部は、印刷ヘツドの反対
の端部と同様に、流体フイラメントを破断して一
様な寸法及び間隔の点滴の流れにするための機械
的振動を受ける。導管30及び32は、ステンレ
ス鋼ブロツク14のものとは実質的に異なつた振
動インピーダンスを有する重合材料のような多数
の材料の中から選ばれている。従つて、導管30
及び32中の動力損失及びこの結果生じる振動の
減衰は最小になる。
The print head further supplies fluid under pressure to tank 16.
Apparatus is provided for supplying fluid to the orifice 18 to cause it to emerge as a fluid filament, which is broken to create a drip stream. It includes a pump 26 which receives fluid from the source tank 28 and supplies it to the tank 16 by a fluid conduit 30. Conduit 32 connects fluid outlet 24
The fluid is connected to the tank 16 so that fluid can be removed from the tank 16 when the print head is stopped or during cross-flushing of the tank 16. As will become apparent, the end of the print head to which conduits 30 and 32 are attached, as well as the opposite end of the print head, breaks the fluid filament to produce drops of uniform size and spacing. Subjected to mechanical vibration for flow. Conduits 30 and 32 are selected from a number of materials, such as polymeric materials that have a vibrational impedance substantially different than that of stainless steel block 14. Therefore, conduit 30
The power losses in and 32 and the resulting damping of vibrations are minimized.

印刷ヘツドには更に取付フランジ34のような
支持装置がある。フランジ34は比較的薄くてブ
ロツク14と一体的に形成されている。フランジ
34は細長い印刷ヘツド本体10の両側から延び
ていて本体の第1及び第2の端面からほとんど等
距離にある。その結果、このフランジを用いて本
体10を節平面で支持することができる。フラン
ジ34はそれゆえ実質的な振動を受けない。
The print head further includes support devices such as mounting flanges 34. Flange 34 is relatively thin and integrally formed with block 14. Flanges 34 extend from opposite sides of the elongate printhead body 10 and are approximately equidistant from the body's first and second end faces. As a result, the main body 10 can be supported in the nodal plane using this flange. Flange 34 is therefore not subject to substantial vibration.

印刷ヘツドには更に、薄い圧電変換器36及び
38からなる変換器装置がある。これらの変換器
はブロツク14の本体の外側に接着されていて、
支持装置の近くから本体の第1面と第2面の方へ
本体に沿つて長手方向に相当の距離延びている。
変換器36及び38は電源40によつて線42に
与えられた電気的駆動信号に応答して寸法を変
え、これによつて本体の機械的振動を生じて流体
流を破断して点滴の流れにする。
The print head further includes a transducer arrangement consisting of thin piezoelectric transducers 36 and 38. These transducers are glued to the outside of the body of block 14;
It extends longitudinally a considerable distance from near the support device toward the first and second sides of the body.
Transducers 36 and 38 change dimensions in response to an electrical drive signal applied to line 42 by power source 40, thereby causing mechanical vibration of the body to disrupt the fluid flow and cause drip flow. Make it.

圧電変換器36及び38はその外側面、すなわ
ち印刷ヘツドブロツク14から離された面に導電
性被覆を備えており、これがそれらの各変換器に
対する第1電極を形成している。一般的には接地
されている金属製印刷ヘツドブロツク14がそれ
らの各変換器に対して第2電極を与える。圧電変
換器は、交流駆動信号によつて駆動されたときに
印刷ヘツドの長手方向に交互に伸長したり収縮し
たりするように選定されている。第3図に見られ
るように、変換器36及び38は電気的に並列に
接続されている。両変換器は線42における駆動
信号のために同時に伸長したり収縮したりするよ
うに向けられている。変換器36及び38は、ブ
ロツク14に接着されているので、ブロツクをも
伸長・収縮させる。
Piezoelectric transducers 36 and 38 are provided with a conductive coating on their outer sides, ie, the side facing away from printing headblock 14, which forms the first electrode for each of them. A generally grounded metal printing headblock 14 provides a second electrode for each of these transducers. The piezoelectric transducer is selected to alternately expand and contract in the longitudinal direction of the print head when driven by an alternating current drive signal. As seen in FIG. 3, transducers 36 and 38 are electrically connected in parallel. Both transducers are oriented to expand and contract simultaneously due to the drive signal on line 42. Since transducers 36 and 38 are glued to block 14, they also expand and contract the block.

所望ならば、付加的な圧電変換器44を印刷ヘ
ツドの狭い方の側面の一つに接着して、印刷ヘツ
ドブロツク14の伸長・収縮と対応して変動する
出力電圧を線46に与えるようにしてもよい。線
46における信号の振幅はブロツク14の機械的
振動の振幅に比例する。
If desired, an additional piezoelectric transducer 44 can be glued to one of the narrow sides of the printing head to provide an output voltage on line 46 that varies in response to the expansion and contraction of the printing head block 14. Good too. The amplitude of the signal on line 46 is proportional to the amplitude of the mechanical vibration of block 14.

この発明による印刷ヘツドの第1構成例が動作
する機構は次のように説明することができる。細
長い印刷ヘツド本体は通常のコイルばねに幾分類
似している。このようなばねは、圧縮されてから
すばやく釈放されると、その基本縦方向共振周波
数と呼ばれる周波数0でその中心の周りに振動す
る。この状態では、ばねの両端がばねの中心に接
近したり離れたりして運動し且つその中心は静止
したままである。それゆえ、ばねの中心を固定し
て前述の動作を繰り返せば、ばねは同様にして周
波数F0で振動するようになる。
The mechanism by which the first embodiment of the print head according to the invention operates can be explained as follows. The elongated printhead body is somewhat similar to a conventional coil spring. When such a spring is compressed and then quickly released, it oscillates around its center at a frequency of 0 , called its fundamental longitudinal resonance frequency. In this state, the ends of the spring move toward and away from the center of the spring, and the center remains stationary. Therefore, if we repeat the above operation with the center of the spring fixed, the spring will vibrate at the frequency F 0 in the same way.

印刷ヘツド本体の一部分を形成している鋼製ブ
ロツク14は非常にこわいばねであると考えるこ
とができる。それゆえ、ブロツク14は適当に機
械的に刺激された場合フランジ34によるなどし
てその中心に保持されることができて、それの両
端は中心に近づいたり離れたりして交互に運動す
る。ブロツクの中には節平面にあるので、フラン
ジ34は実質的な振動を受けず、従つて印刷ヘツ
ドの支持具はその動作を妨げない。流体受けタン
ク16を形成している印刷ヘツド本体10の端面
が振動すると、その振動はオリフイス18から出
て行く流体フイラメントに伝達されて、実質上同
時の一様な点滴破断を生じさせる。タンク16は
ブロツク14の全寸法に比べて小さく且つブロツ
クの端面の中央に配置されていることに注意せ
よ。従つて、タンク16はブロツク14の振動を
大して妨げず、又印刷ヘツドの共振周波数にもほ
とんど影響を与えない。
The steel block 14 forming part of the printhead body can be considered a very stiff spring. Therefore, block 14 can be held in its center, such as by flange 34, when suitably mechanically stimulated, and its ends can be moved alternately toward and away from the center. Because the block is in a nodal plane, the flange 34 is not subject to substantial vibration and therefore the printhead support does not interfere with its movement. When the end face of the print head body 10 forming the fluid receiving tank 16 vibrates, the vibrations are transmitted to the fluid filament exiting the orifice 18, causing a substantially simultaneous uniform drip break. Note that tank 16 is small compared to the overall dimensions of block 14 and is centrally located on the end face of the block. Therefore, the tank 16 does not significantly impede the vibrations of the block 14 and has little effect on the resonant frequency of the print head.

ブロツク14の共振周波数は 0=C/2L=√2 によつて与えられると一般的に言うことができ
る。但し、Cは印刷ヘツドブロツク14の材料中
の音の速さ、Lは印刷ヘツドの長手方向の長さ、
Eはブロツク14を形成している材料の弾性係
数、ρはブロツク14を形成している材料の密度
である。できることなら、印刷ヘツドはその共振
周波数で又はこれの近くで動作するように設計
し、そしてこの周波数は適当な流体ジエツト刺激
周波数範囲、例えば50KHzないし100KHz内に選
択する。
It can be generally stated that the resonant frequency of block 14 is given by 0 =C/2L=√2. However, C is the speed of sound in the material of the printing head block 14, L is the length of the printing head in the longitudinal direction,
E is the elastic modulus of the material forming the block 14, and ρ is the density of the material forming the block 14. Preferably, the print head is designed to operate at or near its resonant frequency, and this frequency is selected within a suitable fluid jet stimulation frequency range, such as 50 KHz to 100 KHz.

ブロツク14の両側に一対の圧電変換器36及
び38を設けることによつて、ブロツク14は曲
げ振動を伴うことなく伸長したり収縮したりする
が、もし一つだけの圧電変換器を使用したとすれ
ばそうは行かないであろう。更に、二つの圧電変
換器を使用すると、所与の電圧について一層高い
電力を印刷ヘツドに入力すること、従つて印刷ヘ
ツド本体に一層高い最大電力を入力することがで
きるが、これは圧電変換器の破壊を伴うことなく
これに加えることのできる電圧差が限られている
ためである。
By providing a pair of piezoelectric transducers 36 and 38 on opposite sides of block 14, block 14 expands and contracts without bending vibrations, but if only one piezoelectric transducer were used. If you do, that won't happen. Additionally, the use of two piezoelectric transducers allows for higher power input into the print head for a given voltage, and thus higher maximum power input into the print head body, since the piezoelectric transducers This is because there is a limit to the voltage difference that can be applied to this without destroying it.

周知のように、E及びLは温度に関係している
ので、印刷ヘツドの共振周波数は温度の変化と共
に変わる。室温又はこれの付近における、△Tの
温度変化に対する0の変化△は、△=△0k
△T/2によつて与えられるが、ここでkはステ
ンレス鋼に対してはほぼ4×10-4/C0である。
As is well known, since E and L are related to temperature, the resonant frequency of the print head changes with changes in temperature. At or near room temperature, the change in 0 with respect to the temperature change in △T is △=△ 0 k
ΔT/2, where k is approximately 4×10 −4 /C 0 for stainless steel.

寸法a及びbがLに比べて小さいときには、印
刷ヘツドは共振外れ周波数で駆動することができ
る。第5図は、4.19×10-2cm(16.5×10-3″)の一
定公称フイラメント長に対して単一ジエツト印刷
ヘツドを駆動するために必要とされる変換器に加
えられる駆動電圧の変化を図示している。一般
に、公称フイラメントは駆動電圧と駆動周波数と
の関数である。任意所与の駆動周波数においては
公称フイラメント長は駆動電圧の増大と共に減小
する。
When dimensions a and b are small compared to L, the print head can be driven at an off-resonance frequency. Figure 5 shows the variation in drive voltage applied to the transducer required to drive a single jet print head for a constant nominal filament length of 4.19 x 10 -2 cm (16.5 x 10 -3 ''). In general, the nominal filament is a function of drive voltage and drive frequency. For any given drive frequency, the nominal filament length decreases with increasing drive voltage.

第5図から明らかなことであるが、83kHzの共
振周波数においては印刷ヘツドは約20ボルト・ピ
ーク値の駆動電圧を必要とする。共振周波数のど
ちらかの側の周波数で発振器により駆動を行う場
合には、フイラメント長を4.19×10-2cm(16.5×
10-3″)に維持するために駆動電圧を相当に増大
させなければならない。共振周波数のどちらの側
においても、所要電圧は周波数に関してほぼ直線
的に増大する。しかしながら、圧電変換器に加え
ることのできる最大電圧があり、この最大電圧を
越えない限り、変換器は第5図の曲線の正傾斜部
分又はその曲線の負傾斜部分において駆動するこ
とができる。共振周波数が一定にとどまると仮定
すれば、駆動周波数を印刷ヘツドからの点滴が付
着するべき印刷受止めの媒体の速さの変動と同期
させて変えることによりそのような変動を補償す
ることができる。そのような場合には、しかしな
がら、周波数偏移をを補償して所望の流体フイラ
メント長を維持するために駆動信号の周波数を監
視して駆動信号の電圧を適当に調整する。
As can be seen from FIG. 5, at a resonant frequency of 83 kHz, the print head requires a drive voltage of approximately 20 volts peak. When driving with an oscillator at a frequency on either side of the resonant frequency, the filament length should be 4.19×10 -2 cm (16.5×
10 -3 ''). On either side of the resonant frequency, the required voltage increases approximately linearly with frequency. However, the voltage applied to the piezoelectric transducer There is a maximum voltage that can be applied, and as long as this maximum voltage is not exceeded, the transducer can be driven in the positive slope part of the curve in Figure 5 or in the negative slope part of the curve.Assuming that the resonant frequency remains constant. For example, such variations can be compensated for by changing the drive frequency synchronously with variations in the speed of the print receiving medium on which the drops from the print head are to be deposited. , the frequency of the drive signal is monitored and the voltage of the drive signal is adjusted appropriately to compensate for frequency deviations and maintain the desired fluid filament length.

所望ならば、付加的な圧電変換器44を利用し
て駆動信号の周波数及び印刷ヘツドの振動の振幅
を監視することができる。第6図においては、
4.19×10-2cm(16.5×10-3″)の長さで約2.54×
10-3cm(約1×10-3″)の直径の単一ジエツト印
刷ヘツド公称流体フイラメントを維持するための
駆動信号の周波数に対して線46における電圧出
力がプロツトされている。印刷ヘツド又はジエツ
トの共振周波数に変化がないと仮定すれば、線4
6における出力電圧及び周波数を監視して、第6
図の曲線によつて指定された基準電圧レベルに線
46における出力電圧を維持するのに必要とされ
る駆動信号のレベルを調整することによつて所望
の長さの流体フイラメントを維持することができ
る。
If desired, additional piezoelectric transducers 44 can be utilized to monitor the frequency of the drive signal and the amplitude of the printhead vibrations. In Figure 6,
Approximately 2.54× with length of 4.19× 10-2 cm (16.5× 10-3 ″)
The voltage output at line 46 is plotted against the frequency of the drive signal to maintain a nominal fluid filament of a single jet printing head of 10 -3 cm (approximately 1 x 10 -3 '') diameter. Assuming no change in the jet's resonant frequency, line 4
6 and monitor the output voltage and frequency at the 6th
The desired length of the fluid filament can be maintained by adjusting the level of the drive signal required to maintain the output voltage on line 46 at the reference voltage level specified by the curve of the figure. can.

察知されることであろうが、開示した印刷ヘツ
ド本体にはこの発明の範囲内において多数の変更
を行うことができる。例えば、フランジ34は削
除してもよい。印刷ヘツドを適当な支持構造部に
取り付けるために支持ねじのような別の装置を設
けてもよいが、そのさい取付点が印刷ヘツド本体
10の両端面の中間の節平面に実質上存在しさえ
すればよい。
As will be appreciated, many modifications may be made to the disclosed printhead body without departing from the scope of the present invention. For example, flange 34 may be deleted. Other devices, such as support screws, may be provided for attaching the print head to a suitable support structure, provided that the attachment point lies substantially in a nodal plane intermediate the end faces of the print head body 10. do it.

電気的駆動信号を供給するための装置を与える
回路を例示した第7図について述べる。固定周波
数発振器48の出力は電圧制御形減衰器回路5
0、電力増幅器52及び昇圧変圧器54を介して
変換器36及び38に供給される。線46におけ
る変換器44からの出力は回路50により与えら
れる減衰の量を制御するのに使用される。線46
における信号は増幅器56によつて増幅され、変
換器58によつて直流信号に変換され、そして加
合せ回路60によつて選択基準信号と比較されて
線62に信号を発生し、この信号が回路50によ
つて与えられる減衰を制御する。このフイードバ
ツク構成により、線42における駆動信号の振幅
及び印刷ヘツドの機械的振動の振幅は精密に制御
される。
Reference is now made to FIG. 7 illustrating a circuit providing an apparatus for providing electrical drive signals. The output of the fixed frequency oscillator 48 is connected to the voltage controlled attenuator circuit 5.
0, is supplied to converters 36 and 38 via a power amplifier 52 and a step-up transformer 54. The output from transducer 44 on line 46 is used to control the amount of attenuation provided by circuit 50. line 46
The signal at is amplified by an amplifier 56, converted to a DC signal by a converter 58, and compared with a selection reference signal by a summing circuit 60 to produce a signal on line 62, which signal is connected to the circuit. 50. With this feedback arrangement, the amplitude of the drive signal in line 42 and the amplitude of the mechanical vibrations of the print head are precisely controlled.

第8図はこの発明の第2構成例を図示した側面
図であつて、第1図の印刷ヘツドに対応する素子
には同一の符号が施されている。この構成例にお
いては変換器36及び38は、線42における正
の駆動信号により一方の変換器が伸長し且つ他方
の変換器が収縮し且つ又負の駆動信号により逆の
ことが生じるような向きに印刷ヘツド本体に取り
付けられている。従つて、交流駆動信号が線42
に供給されると、印刷ヘツドはその第1曲げモー
ドで振動させられる。この振動モードは第8図に
おいて中間の線64によつて図示されているが、
これは、明確にするために曲げが著しく誇張され
ているけれども、印刷ヘツド本体14の中心の移
動範囲を示している。注意しておくべきことであ
るが、線64は印刷ヘツド本体の各端面から内方
へ約0.23Lの点で交わつており、従つて節点を示
している。取付穴66がこの節点において本体1
4に明けられており、又第2の対応する対の取付
穴が印刷ヘツド本体の反対側に明けられている。
穴66内へ延びる取付ピンを設けることによつ
て、印刷ヘツドの曲げ運動を妨げないピボツト支
持具が与えられる。
FIG. 8 is a side view illustrating a second configuration example of the present invention, in which elements corresponding to the printing head of FIG. 1 are given the same reference numerals. In this configuration, transducers 36 and 38 are oriented such that a positive drive signal on line 42 causes one transducer to extend and the other transducer to contract, and a negative drive signal to do the opposite. attached to the print head body. Therefore, the AC drive signal is on line 42.
The print head is caused to vibrate in its first bending mode. This mode of vibration is illustrated by intermediate line 64 in FIG.
This shows the range of movement of the center of printhead body 14, although the bending has been greatly exaggerated for clarity. It should be noted that line 64 intersects at a point approximately 0.23L inwardly from each end face of the printhead body, thus representing a nodal point. The mounting hole 66 is connected to the main body 1 at this node.
4 and a second corresponding pair of mounting holes are drilled on the opposite side of the printhead body.
The provision of a mounting pin extending into hole 66 provides a pivot support that does not impede bending movement of the print head.

この曲げモードは変換器を周波数 F0=αCa/L2(但し、αは約1.76) で駆動することによつて励起することができる。
この式は次の共振周波数の方程式を簡単にしたも
のである。
This bending mode can be excited by driving the transducer at a frequency F 0 =αCa/L 2 , where α is about 1.76.
This formula is a simplified version of the following resonant frequency equation.

F0=π9CK/8L2 但し、Kは回転半径であつて、図示した印刷ヘ
ツドについてはa/2に等しい。
F 0 =π9CK/8L 2 where K is the radius of rotation and is equal to a/2 for the print head shown.

更に察知されることであろうが、この発明は開
示したとおりの方法及び装置形態に限定されるも
のではなく、又このいずれにおいてもこの発明の
範囲から外れることなく種種の変更を行うことが
できる。
It will further be appreciated that this invention is not limited to the precise method and apparatus configurations disclosed, and that various changes may be made therein without departing from the scope of the invention. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明による流体ジエツト印刷ヘツ
ドの第1構成例を示す分解図である。第2図はオ
リフイス板を取り去つて示した第1図の印刷ヘツ
ドの平面図である。第3図は電気的駆動回路部を
備えた第1図の印刷ヘツドの側面図である。第4
図は第2図の線4−4にほぼ沿つて切断した拡大
部分断面図である。第5図はこの発明による印刷
ヘツドの動作を説明するのに役立つ図表である。
第6図はこの発明による印刷ヘツドの動作を説明
するのに役立つ図表である。第7図は流体ジエツ
ト印刷ヘツドに対する駆動回路部を例示する概略
図である。第8図はこの発明による流体ジエツト
印刷ヘツドの第2構成例の側面図である。 これらの図面において、10は細長い印刷ヘツ
ド本体、12はオリフイス板、14はブロツク、
16は流体受けタンク、18はオリフイス、20
は溝穴、22は流体供給開口部、24は流体出口
開口部、30は流体導管路、32は導管、34は
取付フランジ、36,38は圧電変換器、44は
監視用圧電変換器を示す。
FIG. 1 is an exploded view showing a first configuration of a fluid jet printing head according to the present invention. FIG. 2 is a plan view of the print head of FIG. 1 with the orifice plate removed. 3 is a side view of the printhead of FIG. 1 with electrical drive circuitry; FIG. Fourth
The figure is an enlarged partial cross-sectional view taken generally along line 4--4 of FIG. FIG. 5 is a diagram useful in explaining the operation of a printhead according to the invention.
FIG. 6 is a diagram useful in explaining the operation of a printhead according to the invention. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the drive circuitry for a fluid jet printing head. FIG. 8 is a side view of a second embodiment of a fluid jet printing head according to the present invention. In these drawings, 10 is an elongated printing head body, 12 is an orifice plate, 14 is a block,
16 is a fluid receiving tank, 18 is an orifice, 20
22 is a slot, 22 is a fluid supply opening, 24 is a fluid outlet opening, 30 is a fluid conduit, 32 is a conduit, 34 is a mounting flange, 36 and 38 are piezoelectric transducers, and 44 is a monitoring piezoelectric transducer. .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少なくとも一つの点滴の流れを発生するため
の流体ジエツト印刷ヘツドであつて、 (イ) 細長い印刷ヘツド本体であつて、これの第1
端面と第2端面との間の長さがそれの他の寸法
よりも実質的に大きくなつており、且つ前記の
第1端面に流体受けタンクを備え且つ又この流
体受けタンクと連通した少なくとも一つのオリ
フイスを備えている前記の本体、 (ロ) 前記のタンクに圧力下で流体を供給して、こ
れが前記のオリフイスから出て流体流を形成す
るようにするための装置、 (ハ) 前記の印刷ヘツド本体に前記の第1端面と第
2端面との中間で係合するための支持装置、及
び (ニ) 前記の本体の外面に取り付けられて前記の本
体に沿つてこれの長手方向に実質的な距離だけ
延びた変換器装置であつて、電気的駆動信号に
応答して前記の本体の長手方向における寸法を
変化させ、これにより前記の本体の機械的振動
を生じさせ、前記の流体流を破断して点滴の流
れにするための変換器装置、 を備えている流体ジエツト印刷ヘツド。 2 特許請求の範囲第1項に記載の流体ジエツト
印刷ヘツドにおいて、前記の変換器装置が、前記
の本体の両側面に接着され且つ前記の第1端面の
近くの位置から前記の第2端面の近くの位置まで
長手方向に延びている一対の圧電変換器からなつ
ている、流体ジエツト印刷ヘツド。 3 特許請求の範囲第2項に記載の流体ジエツト
印刷ヘツドにおいて、前記の一対の圧電変換器
が、前記の細長い印刷ヘツド本体の長手方向にお
ける交互の伸長・収縮を与える、流体ジエツト印
刷ヘツド。 4 特許請求の範囲第3項に記載の流体ジエツト
印刷ヘツドにおいて、前記の変換器装置が更に、
前記の一対の圧電変換器を並列に電気的に接続す
るための装置を備えている、流体ジエツト印刷ヘ
ツド。 5 特許請求の範囲第4項に記載の流体ジエツト
印刷ヘツドにおいて、前記の一対の圧電変換器
が、同相で伸長・収縮するように接続されてい
る、流体ジエツト印刷ヘツド。 6 特許請求の範囲第5項に記載の流体ジエツト
印刷ヘツドにおいて、前記の支持装置が、前記の
印刷ヘツド本体にこれの前記の第1端面及び第2
端面から実質上等距離の中間点で係合している、
流体ジエツト印刷ヘツド。 7 特許請求の範囲第4項に記載の流体ジエツト
印刷ヘツドにおいて、前記の一対の圧電変換器
が、位相外れで伸長・収縮するように接続されて
おり、これにより前記の印刷ヘツド本体の曲げが
生じるようになつている、流体ジエツト印刷ヘツ
ド。 8 特許請求の範囲第7項に記載の流体ジエツト
印刷ヘツドにおいて、前記の支持装置が前記の印
刷ヘツド本体に曲げ節点でピボツト式で係合して
いる、流体ジエツト印刷ヘツド。 9 特許請求の範囲第1項に記載の流体ジエツト
印刷ヘツドにおいて、前記の支持装置が、それぞ
れ前記の印刷ヘツド本体と一体的に形成された比
較的薄い一対の取付フランジからなつており、且
つこのフランジが、前記の細長い印刷ヘツド本体
の両側面においてこの本体の前記の第1端面及び
第2端面から実質上等距離の所から延びていて、
前記のフランジが前記の本体を節平面に沿つて支
持している、流体ジエツト印刷ヘツド。 10 特許請求の範囲第1項に記載の流体ジエツ
ト印刷ヘツドにおいて、前記の支持装置が、前記
の印刷ヘツド本体の両側面においてこの本体の前
記の第1端面及び第2端面から実質上等距離の点
で前記の本体に係合する一対の支持ねじからなつ
ている、流体ジエツト印刷ヘツド。 11 特許請求の範囲第1項に記載の流体ジエツ
ト印刷ヘツドにおいて、前記の印刷ヘツド本体
が、これの第1端面において溝穴を定める装置、
及びこの溝穴を定める装置に取り付けられていて
これと共に前記の流体受けタンクを形成するオリ
フイス板装置、を備えている、流体ジエツト印刷
ヘツド。 12 特許請求の範囲第11項に記載の流体ジエ
ツト印刷ヘツドにおいて、前記のオリフイス板装
置が、複数の点滴流を発生するための複数のオリ
フイスを備えている、流体ジエツト印刷ヘツド。 13 特許請求の範囲第11項に記載の流体ジエ
ツト印刷ヘツドにおいて、前記の印刷ヘツドが更
に前記の溝穴と連通した流体出口開口部を備えて
いる、流体ジエツト印刷ヘツド。 14 特許請求の範囲第13項に記載の流体ジエ
ツト印刷ヘツドにおいて、前記の流体供給開口部
と前記の流体出口開口部とに連結された流体導管
路を更に備えていて、この流体導管路が前記の印
刷ヘツド本体とは実質的に異なつた振動インピー
ダンスを呈する材料で形成されており、これによ
り前記の導管路が実質的な動力損失を与えないよ
うになつている、流体ジエツト印刷ヘツド。 15 特許請求の範囲第14項に記載の流体ジエ
ツト印刷ヘツドにおいて、前記の流体導管路が重
合体材料で作られている、流体ジエツト印刷ヘツ
ド。 16 特許請求の範囲第1項に記載の流体ジエツ
ト印刷ヘツドにおいて、前記の本体の外面に取り
付けられていて、前記の本体の寸法変化に応答し
て電気的監視信号を与える監視変換器装置を更に
備えている、流体ジエツト印刷ヘツド。 17 特許請求の範囲第5項に記載の流体ジエツ
ト印刷ヘツドにおいて、Lを前記の本体の長手方
向の寸法、Cを前記の本体中の音の速さとすると
き、 f0=C/2L で表されるf0に実質上等しい周波数の電気的駆動
信号を加えるための装置を更に備えており、 これにより前記の流体ジエツト印刷ヘツドが、
ほぼその機械的共振周波数に等しい周波数で駆動
されるようになつている、流体ジエツト印刷ヘツ
ド。 18 特許請求の範囲第1項に記載の流体ジエツ
ト印刷ヘツドにおいて、前記の本体の外面に取り
付けられていて前記の本体の寸法変化に応答して
電気的監視信号を与える監視変換器装置、及び 前記の監視変換器装置に応答して、前記の電気
的監視信号に依存する振幅の電気的駆動信号を前
記の変換器装置に加えるための装置、 を更に備えている、流体ジエツト印刷ヘツド。 19 特許請求の範囲第7項に記載の流体ジエツ
ト印刷ヘツドにおいて、Lを前記の本体の長手方
向の寸法、Cを前記の本体中の音の速さ、Kを前
記の本体の回転半径とするとき、 F0=9CK/8L2 で表されるF0に実質上等しい周波数の電気的駆
動信号を加えるための装置を更に備えている、流
体ジエツト印刷ヘツド。
[Scope of Claims] 1. A fluid jet printing head for generating a stream of at least one drop, comprising: (a) an elongated printing head body, the first of which;
the length between the end face and the second end face is substantially greater than other dimensions thereof, and the first end face includes a fluid receiving tank and at least one fluid receiving tank in communication with the fluid receiving tank. (b) a device for supplying fluid under pressure to said tank such that it exits said orifice and forms a fluid stream; (c) said body having two orifices; (d) a support device for engaging the print head body intermediate the first end surface and the second end surface; a transducer device that changes a longitudinal dimension of said body in response to an electrical drive signal, thereby causing mechanical vibration of said body and said transducer device extending a distance of said fluid flow; a fluid jet printing head comprising: a transducer device for breaking the fluid into a drip stream; 2. A fluid jet printing head according to claim 1, wherein said transducer device is adhered to both sides of said body and extends from a position near said first end surface to said second end surface. A fluid jet printing head consisting of a pair of piezoelectric transducers extending longitudinally to a nearby location. 3. A fluid jet printing head according to claim 2, wherein said pair of piezoelectric transducers provide alternating longitudinal expansion and contraction of said elongated printhead body. 4. A fluid jet printing head according to claim 3, wherein said transducer device further comprises:
A fluid jet printing head comprising a device for electrically connecting said pair of piezoelectric transducers in parallel. 5. A fluid jet printing head according to claim 4, wherein the pair of piezoelectric transducers are connected to expand and contract in phase. 6. A fluid jet printing head according to claim 5, wherein said support device is provided on said printing head body with said first end surface and said second end surface thereof.
engaged at a midpoint substantially equidistant from the end face;
Fluid jet printing head. 7. A fluid jet printing head according to claim 4, wherein the pair of piezoelectric transducers are connected to expand and contract out of phase, thereby preventing bending of the printing head body. A fluid jet printing head is being produced. 8. A fluid jet printing head according to claim 7, wherein said support device pivotally engages said printhead body at a bending node. 9. A fluid jet printing head according to claim 1, wherein said support device comprises a pair of relatively thin mounting flanges, each integrally formed with said printing head body; flanges extending from opposite sides of the elongate printhead body substantially equidistant from the first and second end faces of the body;
A fluid jet printing head, wherein said flange supports said body along a nodal plane. 10. A fluid jet printing head as claimed in claim 1, wherein said support device extends substantially equidistantly from said first and second end surfaces of said printing head body on opposite sides of said body. A fluid jet printing head comprising a pair of support screws engaging said body at points. 11. A fluid jet printing head according to claim 1, wherein the printing head body defines a slot at a first end face thereof;
and an orifice plate arrangement attached to said slot defining arrangement and forming therewith said fluid receiving tank. 12. A fluid jet printing head according to claim 11, wherein said orifice plate arrangement includes a plurality of orifices for producing a plurality of drip streams. 13. A fluid jet printing head according to claim 11, wherein said printing head further comprises a fluid outlet opening in communication with said slot. 14. The fluid jet printing head of claim 13, further comprising a fluid conduit connected to said fluid supply opening and said fluid outlet opening, said fluid conduit connected to said fluid supply opening and said fluid outlet opening. A fluid jet printing head, wherein the fluid jet printing head is constructed of a material exhibiting a vibrational impedance substantially different from that of the printing head body, such that the conduit does not introduce substantial power losses. 15. A fluid jet printing head according to claim 14, wherein said fluid conduit is made of a polymeric material. 16. The fluid jet printing head of claim 1 further comprising a monitoring transducer device attached to an exterior surface of said body for providing an electrical monitoring signal in response to dimensional changes in said body. Equipped with a fluid jet printing head. 17 In the fluid jet printing head according to claim 5, f 0 =C/2L, where L is the longitudinal dimension of the body and C is the speed of sound in the body. further comprising means for applying an electrical drive signal of a frequency substantially equal to f 0 to cause the fluid jet printing head to
A fluid jet printing head adapted to be driven at a frequency approximately equal to its mechanical resonant frequency. 18. A fluid jet printing head according to claim 1, including: a monitoring transducer device attached to an exterior surface of said body for providing an electrical monitoring signal in response to dimensional changes in said body; a fluid jet printing head, further comprising: a device responsive to the monitoring transducer device for applying an electrical drive signal to the transducer device with an amplitude dependent on the electrical monitoring signal. 19. A fluid jet printing head according to claim 7, where L is the longitudinal dimension of said body, C is the speed of sound in said body, and K is the radius of rotation of said body. A fluid jet printing head further comprising a device for applying an electrical drive signal of a frequency substantially equal to F 0 , where F 0 =9CK/8L 2 .
JP10484083A 1982-06-21 1983-06-11 Fluid jet printing head Granted JPS595071A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US39010582A 1982-06-21 1982-06-21
US390105 1982-06-21

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS595071A JPS595071A (en) 1984-01-11
JPH038946B2 true JPH038946B2 (en) 1991-02-07

Family

ID=23541082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10484083A Granted JPS595071A (en) 1982-06-21 1983-06-11 Fluid jet printing head

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0097413B1 (en)
JP (1) JPS595071A (en)
CA (1) CA1219776A (en)
DE (1) DE3364155D1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4646104A (en) * 1982-06-21 1987-02-24 Eastman Kodak Company Fluid jet print head
JPS62131779U (en) * 1986-02-07 1987-08-20
US5407136A (en) * 1992-09-18 1995-04-18 Iris Graphics, Inc. Ink-jet nozzle
US6336708B1 (en) 1992-09-18 2002-01-08 Iris Graphics, Inc. Ink jet nozzle
DE69406734T2 (en) * 1993-08-17 1998-03-12 Scitex Digital Printing Inc Assembly arrangement for resonators

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE790064A (en) * 1971-10-14 1973-02-01 Mead Corp DROP GENERATOR FOR RECORDING DEVICE.
US4095232A (en) * 1977-07-18 1978-06-13 The Mead Corporation Apparatus for producing multiple uniform fluid filaments and drops
US4245227A (en) * 1978-11-08 1981-01-13 International Business Machines Corporation Ink jet head having an outer wall of ink cavity of piezoelectric material
US4198643A (en) * 1978-12-18 1980-04-15 The Mead Corporation Jet drop printer with elements balanced about support plate in nodal plane

Also Published As

Publication number Publication date
DE3364155D1 (en) 1986-07-24
EP0097413A1 (en) 1984-01-04
EP0097413B1 (en) 1986-06-18
CA1219776A (en) 1987-03-31
JPS595071A (en) 1984-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0461238B1 (en) Synchronous stimulation for long array continuous ink jet printer
US6357866B1 (en) Droplet generator
JPS5842831B2 (en) Multiple liquid droplet stream generator
US4188635A (en) Ink jet printing head
EP1286838B1 (en) A continuous stream binary array ink jet print head
US4703330A (en) Color ink jet drop generator using a solid acoustic cavity
JPH038946B2 (en)
US4646104A (en) Fluid jet print head
US4153901A (en) Variable frequency multi-orifice IJP
JP2009113255A (en) Liquid droplet forming device and inkjet recorder using the same
EP1800866B1 (en) Droplet generator and ink-jet recording device using thereof
US6505920B1 (en) Synchronously stimulated continuous ink jet head
JPS6039028B2 (en) ink jet recording device
WO1990001997A1 (en) Electronic aerosol generator
JP2001293865A (en) Ink jet recording head and image recorder
US4827285A (en) Continuous ink jet printer having orifice plate flexure stimulation
JPH0684072B2 (en) Inkjet print head
JPH0557891A (en) Ink jet printing head
JP2658244B2 (en) Ultrasonic generator for inkjet printhead
JP3740791B2 (en) Droplet forming apparatus and image forming method
CA1250784A (en) Fluid jet print head
JP3422230B2 (en) Inkjet recording head
EP0709194A1 (en) Ink jet printhead
JPH1120163A (en) Ink-jet recording head
WO2000033972A1 (en) Switchable spray generator and method of operation