JPH04296563A - 音響インク滴下プリンタ - Google Patents
音響インク滴下プリンタInfo
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- JPH04296563A JPH04296563A JP3335032A JP33503291A JPH04296563A JP H04296563 A JPH04296563 A JP H04296563A JP 3335032 A JP3335032 A JP 3335032A JP 33503291 A JP33503291 A JP 33503291A JP H04296563 A JPH04296563 A JP H04296563A
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- Japan
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- ink
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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
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14008—Structure of acoustic ink jet print heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2002/14322—Print head without nozzle
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、音響インク滴下プリン
タに関し、更に詳しくは、かかるプリンタのプリント・
ヘッドのインクのレベルを精巧に制御する方法と装置に
関する。
タに関し、更に詳しくは、かかるプリンタのプリント・
ヘッドのインクのレベルを精巧に制御する方法と装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】音響的インク印刷は、プリンターを製造
するための有望な技術であると考えられている。この技
術はまだ揺籃期にあるが、インク・ジェット・プリンタ
で経験されている信頼性と正確性の問題の多くを引き起
すノズルと小さな吐出用のオリフィスを使用しないため
、このインク・ジェット印刷に対する重要な代替技術に
なる可能性がある。この技術の基本的な原理は、ラブレ
ディー他による米国特許第4,308,547号の「液
体滴下エミッタ」、エルロッド他による米国特許第4,
751,5309号の「インク印刷用音響レンズ・アレ
イ」、エルロッド他による米国特許第4,751,52
9号の「音響印刷用マイクロレンズ」、およびエルロッ
ド他による米国特許第4,751,534号の「音響印
刷用の平坦化されたプリントヘッド」を含む一連の米国
特許で開示されている。
するための有望な技術であると考えられている。この技
術はまだ揺籃期にあるが、インク・ジェット・プリンタ
で経験されている信頼性と正確性の問題の多くを引き起
すノズルと小さな吐出用のオリフィスを使用しないため
、このインク・ジェット印刷に対する重要な代替技術に
なる可能性がある。この技術の基本的な原理は、ラブレ
ディー他による米国特許第4,308,547号の「液
体滴下エミッタ」、エルロッド他による米国特許第4,
751,5309号の「インク印刷用音響レンズ・アレ
イ」、エルロッド他による米国特許第4,751,52
9号の「音響印刷用マイクロレンズ」、およびエルロッ
ド他による米国特許第4,751,534号の「音響印
刷用の平坦化されたプリントヘッド」を含む一連の米国
特許で開示されている。
【0003】音響インク・プリンタのプリント・ヘッド
は、インクの溜まり、一連の空間的に位置合わせされた
小滴吐出器、およびインクの表面を所望のレベルに保持
する機構によって構成される。適当な電気信号によって
励起されると、小滴の吐出器は合焦した音響放射ビーム
をインクの表面に放射し、従ってインクの小滴をこのイ
ンクの表面から強制的に吐出する。これらの小滴は次に
近くの記録媒体によって捕捉される。
は、インクの溜まり、一連の空間的に位置合わせされた
小滴吐出器、およびインクの表面を所望のレベルに保持
する機構によって構成される。適当な電気信号によって
励起されると、小滴の吐出器は合焦した音響放射ビーム
をインクの表面に放射し、従ってインクの小滴をこのイ
ンクの表面から強制的に吐出する。これらの小滴は次に
近くの記録媒体によって捕捉される。
【0004】このインク小滴吐出プロセスを成功させる
には、インクの表面の位置が重要であることが実験によ
って示されている。インクの表面は、小滴吐出器の有効
焦点深度内になければならない。もしインクのレベルが
音響放射線の焦点距離の1/2以上変化すれば、印刷の
有効性が非常に削減されることが分かっている。インク
の表面を制御する方法に多大な努力が払われてきた。 「合焦感度の低下した音響インク・プリンタ」に対する
エルロッド他による米国特許出願第07/287791
号は、共振的音響キャビティ内の半波共振 (half
wave resonances) を抑制する技術
を開示している。
には、インクの表面の位置が重要であることが実験によ
って示されている。インクの表面は、小滴吐出器の有効
焦点深度内になければならない。もしインクのレベルが
音響放射線の焦点距離の1/2以上変化すれば、印刷の
有効性が非常に削減されることが分かっている。インク
の表面を制御する方法に多大な努力が払われてきた。 「合焦感度の低下した音響インク・プリンタ」に対する
エルロッド他による米国特許出願第07/287791
号は、共振的音響キャビティ内の半波共振 (half
wave resonances) を抑制する技術
を開示している。
【0005】「可変スポット・サイズの音響印刷」とい
う名称の1986年12月19日に出願された他の米国
特許出願で、エルロッド他は、分割された光検出器上半
分と下半分からの出力電圧を比較することによって発生
されるエラー信号を使用することによってインク表面の
レベルを増減させるクローズド・ループ・サーボ・シス
テムを示唆している。このエラー信号の大きさと感度は
、インクの表面から反射したレーザ・ビームを介してイ
ンクの自由面のレベルと関連づけられる。これは問題に
対して実行可能な解決法であるが実行するのが高価であ
り、光検出器とレーザ・ビームが光学的に正確に一致し
なければならない。
う名称の1986年12月19日に出願された他の米国
特許出願で、エルロッド他は、分割された光検出器上半
分と下半分からの出力電圧を比較することによって発生
されるエラー信号を使用することによってインク表面の
レベルを増減させるクローズド・ループ・サーボ・シス
テムを示唆している。このエラー信号の大きさと感度は
、インクの表面から反射したレーザ・ビームを介してイ
ンクの自由面のレベルと関連づけられる。これは問題に
対して実行可能な解決法であるが実行するのが高価であ
り、光検出器とレーザ・ビームが光学的に正確に一致し
なければならない。
【0006】クエートによる米国特許第4,801,9
53 号の「音響インク印刷用の孔を開けたインクの搬
送」とクエートによる米国特許第4,797,693
号の「多色音響インク印刷」でインクの搬送機構がまた
提案されている。しかし、これらの搬送機構によって行
われる自由面のレベルの制御は、リモート・インキング
・プロセスの均一性に依存すると共にインク搬送プロセ
スの動的均一性に依存する。
53 号の「音響インク印刷用の孔を開けたインクの搬
送」とクエートによる米国特許第4,797,693
号の「多色音響インク印刷」でインクの搬送機構がまた
提案されている。しかし、これらの搬送機構によって行
われる自由面のレベルの制御は、リモート・インキング
・プロセスの均一性に依存すると共にインク搬送プロセ
スの動的均一性に依存する。
【0007】最後に、孔の開いた膜が考案され、これは
インクを基本的に一定のバイアス圧力に加圧する手段と
組み合わされてインクの表面を音響ビームの有効焦点深
度内のより近くに保持する。この膜の詳細は、クーリ−
ヤコブ他による米国特許出願第07/358,752号
の「音響インク印刷における液体レベルの制御用の孔の
開いた膜」で明らかにされている。
インクを基本的に一定のバイアス圧力に加圧する手段と
組み合わされてインクの表面を音響ビームの有効焦点深
度内のより近くに保持する。この膜の詳細は、クーリ−
ヤコブ他による米国特許出願第07/358,752号
の「音響インク印刷における液体レベルの制御用の孔の
開いた膜」で明らかにされている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、インクの小滴
をインクの自由面から近くの記録媒体上に画像の形状で
堆積するのに十分な速度で要求に応じて吐出するために
、合焦した音響放射線を使用することに関して従来行わ
れた開発に基礎を置いている。本発明は音響インク・プ
リンタである。このプリンタは自由な面を有するインク
の溜まりを有している。インクの下部にはプリント・ヘ
ッドがあり、このプリント・ヘッドは、凹部すなわち合
焦された音響放射線をインクの溜まりの自由面に放射す
るための小滴吐出器を有している。インクの溜まりの表
面上には小滴吐出器と位置合わせされ、インクの溜まり
の自由面と密着した1つ以上の孔を有する膜がある。 これらの孔は合焦した音響放射線の腰部直径よりも実質
的に大きい。動作中インクのメニスカスは、外部の圧力
源によって、合焦した音響放射線の焦点面内に実質的に
保持される。圧電水晶がインクの溜まりと密着している
。小滴吐出器の動作中要求に応じてインクに圧力信号を
加えるため、圧電水晶が電気信号源によって付勢される
。
をインクの自由面から近くの記録媒体上に画像の形状で
堆積するのに十分な速度で要求に応じて吐出するために
、合焦した音響放射線を使用することに関して従来行わ
れた開発に基礎を置いている。本発明は音響インク・プ
リンタである。このプリンタは自由な面を有するインク
の溜まりを有している。インクの下部にはプリント・ヘ
ッドがあり、このプリント・ヘッドは、凹部すなわち合
焦された音響放射線をインクの溜まりの自由面に放射す
るための小滴吐出器を有している。インクの溜まりの表
面上には小滴吐出器と位置合わせされ、インクの溜まり
の自由面と密着した1つ以上の孔を有する膜がある。 これらの孔は合焦した音響放射線の腰部直径よりも実質
的に大きい。動作中インクのメニスカスは、外部の圧力
源によって、合焦した音響放射線の焦点面内に実質的に
保持される。圧電水晶がインクの溜まりと密着している
。小滴吐出器の動作中要求に応じてインクに圧力信号を
加えるため、圧電水晶が電気信号源によって付勢される
。
【0009】圧電水晶に異なった電気信号を加える結果
得られる異なった圧力信号を使用して要求に応じてイン
クの自由面から個々のインクの小滴を吐出する、かまた
は外部の圧力源自身によって可能であるよりもより精巧
にインクの自由面を制御することが可能である。好適な
実施例の以下の説明を検討しかつ添付図を参照すること
によって、本発明の目標と目的を理解し、本発明をより
完全かつ十分に理解することができる。
得られる異なった圧力信号を使用して要求に応じてイン
クの自由面から個々のインクの小滴を吐出する、かまた
は外部の圧力源自身によって可能であるよりもより精巧
にインクの自由面を制御することが可能である。好適な
実施例の以下の説明を検討しかつ添付図を参照すること
によって、本発明の目標と目的を理解し、本発明をより
完全かつ十分に理解することができる。
【0010】
【実施例】図1は、本発明によって構成されたプリント
・ヘッド10の一般的な断面を示す。プリント・ヘッド
10はその上部表面に一連の凹部14を有するベース1
2によって構成される。側部を解放した箱のような形状
の上部構造16がこのベース12の上部表面13上に固
定されている。この上部構造は、上部部材19と4個の
側部部材23によって構成される。好適な実施例では、
上部構造16は接着剤18によってベース12に接着さ
れる。しかし、液体をタイトにシールする他の固定方法
を使用することも可能である。上部構造16とベース1
2の間のキャビティ31には、インク33が充填される
。上部構造16の上部部材19内には、1つ以上の孔2
0がある。これらの孔20はベース12内の凹部14と
位置合せされている。これらの孔20は十分小さく、そ
の結果、表面張力によってインク33がキャビティ31
から逃げるのが防止される。
・ヘッド10の一般的な断面を示す。プリント・ヘッド
10はその上部表面に一連の凹部14を有するベース1
2によって構成される。側部を解放した箱のような形状
の上部構造16がこのベース12の上部表面13上に固
定されている。この上部構造は、上部部材19と4個の
側部部材23によって構成される。好適な実施例では、
上部構造16は接着剤18によってベース12に接着さ
れる。しかし、液体をタイトにシールする他の固定方法
を使用することも可能である。上部構造16とベース1
2の間のキャビティ31には、インク33が充填される
。上部構造16の上部部材19内には、1つ以上の孔2
0がある。これらの孔20はベース12内の凹部14と
位置合せされている。これらの孔20は十分小さく、そ
の結果、表面張力によってインク33がキャビティ31
から逃げるのが防止される。
【0011】一連の変換器21が、ベース12の下部表
面15に固定されている。これらの変換器21はまたベ
ース12の上部表面13内の凹部14と位置合せされて
いる。側部部材23の1つを貫通して孔22が開けられ
この孔22を通って圧電水晶24の自由端25が突出し
ている。圧電特性を有するいずれの材料を使用すること
も可能である。しかし、好適な実施例ではこの圧電水晶
24はジルコン酸チタン酸鉛(PZT)から作られる。 この水晶は可撓性の接着剤28によって開口部内にシー
ルされる。圧電水晶の他端部27は比較的重い支持部材
26に固定され、この支持部材26もまたプリント・ヘ
ッドのベース12に固定される。好適な実施例では圧電
水晶24は剛性のある接着剤28によって支持部材26
に接着される。圧電水晶24に電気的に接続されている
のは信号源32であり、この信号源32によって電圧す
なわち信号29が水晶24に送られる。
面15に固定されている。これらの変換器21はまたベ
ース12の上部表面13内の凹部14と位置合せされて
いる。側部部材23の1つを貫通して孔22が開けられ
この孔22を通って圧電水晶24の自由端25が突出し
ている。圧電特性を有するいずれの材料を使用すること
も可能である。しかし、好適な実施例ではこの圧電水晶
24はジルコン酸チタン酸鉛(PZT)から作られる。 この水晶は可撓性の接着剤28によって開口部内にシー
ルされる。圧電水晶の他端部27は比較的重い支持部材
26に固定され、この支持部材26もまたプリント・ヘ
ッドのベース12に固定される。好適な実施例では圧電
水晶24は剛性のある接着剤28によって支持部材26
に接着される。圧電水晶24に電気的に接続されている
のは信号源32であり、この信号源32によって電圧す
なわち信号29が水晶24に送られる。
【0012】上部構造16の他の側部部材23を介して
他の開口部32が形成され、この開口部を通ってパイプ
39が突出している。このパイプの他端部にはインク3
3用の圧力源50がある。圧力源50から圧力を加えら
れ、インク33は畧図1の36に示す位置を占める。こ
れをインク33の自由面36と呼ぶ。図2は、プリント
・ヘッド10の動作の幾つかの特徴をより良く示すため
にこのプリント・ヘッド10の一部分を示す。毛細管作
用のため、インク36の自由面は、図2で48aと48
bの間のメニスカス位置を占めることができる。変換器
21が約100ないし200MHz の高周波エネルギ
ーによって付勢されると、これはベース12に高周波信
号を加える。この信号はベース12を通って進み凹部1
4で音声信号に変換される。この凹部14は、音声エネ
ルギーのビーム44をインク33の自由面36に向かっ
て放射する。この音声信号がインク33の自由面36に
到達すると、これはインクの小滴38を上部構造内の孔
20を介して記録媒体40に向かって吐出する。このイ
ンクの小滴38は約1m/秒で進行する。好適な実施例
では、記録媒体40は紙である。記録媒体40は図2の
矢印42によって示すようにプリント・ヘッドを通過し
て進行することができる。
他の開口部32が形成され、この開口部を通ってパイプ
39が突出している。このパイプの他端部にはインク3
3用の圧力源50がある。圧力源50から圧力を加えら
れ、インク33は畧図1の36に示す位置を占める。こ
れをインク33の自由面36と呼ぶ。図2は、プリント
・ヘッド10の動作の幾つかの特徴をより良く示すため
にこのプリント・ヘッド10の一部分を示す。毛細管作
用のため、インク36の自由面は、図2で48aと48
bの間のメニスカス位置を占めることができる。変換器
21が約100ないし200MHz の高周波エネルギ
ーによって付勢されると、これはベース12に高周波信
号を加える。この信号はベース12を通って進み凹部1
4で音声信号に変換される。この凹部14は、音声エネ
ルギーのビーム44をインク33の自由面36に向かっ
て放射する。この音声信号がインク33の自由面36に
到達すると、これはインクの小滴38を上部構造内の孔
20を介して記録媒体40に向かって吐出する。このイ
ンクの小滴38は約1m/秒で進行する。好適な実施例
では、記録媒体40は紙である。記録媒体40は図2の
矢印42によって示すようにプリント・ヘッドを通過し
て進行することができる。
【0013】合焦した音響ビーム44の腰部直径46は
約8μであり、孔20よりもかなり小さく、従って孔2
0は吐出される小滴38のサイズに重要な影響を及ぼさ
ない。ビームのエネルギーがインク33の小滴38を効
果的に吐出するには、このインク33の自由面36は合
焦した音響ビーム44の焦点面52に接近していなけれ
ばならない。
約8μであり、孔20よりもかなり小さく、従って孔2
0は吐出される小滴38のサイズに重要な影響を及ぼさ
ない。ビームのエネルギーがインク33の小滴38を効
果的に吐出するには、このインク33の自由面36は合
焦した音響ビーム44の焦点面52に接近していなけれ
ばならない。
【0014】この発明によって表される改良は、図1と
2を併せて参照することによってより良く理解すること
ができる。電圧29が信号源32によって圧電水晶24
に印加されると、この水晶24はインク33内に膨脹す
る。この水晶は支持部材26によってキャビティ31内
のみに膨脹してインク33を変移させることができるよ
うに、支持部材26によって制約を加えられている。イ
ンク面34が上昇する高さは圧電水晶24の膨脹54に
比例し従って印加した電圧の大きさに比例する。この改
良は、スイッチング作用または精巧な液面の制御等の幾
つかの用途に使用することができる。スイッチング作用
の場合、信号源32に電圧29を印加することによって
インク33の面34が合焦した音響ビーム44の焦点面
52から高くなり、従って小滴38の吐出を停止させる
。精巧な液面の制御の場合、要求に応じて低い電圧29
を水晶24に印加すると、インク面34は合焦した音響
ビーム44の焦点面54に正確にまたはこれに非常に接
近して保持される。これによって圧力源50のみによっ
て可能な場合と比較して面34の位置決めをより綿密に
制御することが可能になる。
2を併せて参照することによってより良く理解すること
ができる。電圧29が信号源32によって圧電水晶24
に印加されると、この水晶24はインク33内に膨脹す
る。この水晶は支持部材26によってキャビティ31内
のみに膨脹してインク33を変移させることができるよ
うに、支持部材26によって制約を加えられている。イ
ンク面34が上昇する高さは圧電水晶24の膨脹54に
比例し従って印加した電圧の大きさに比例する。この改
良は、スイッチング作用または精巧な液面の制御等の幾
つかの用途に使用することができる。スイッチング作用
の場合、信号源32に電圧29を印加することによって
インク33の面34が合焦した音響ビーム44の焦点面
52から高くなり、従って小滴38の吐出を停止させる
。精巧な液面の制御の場合、要求に応じて低い電圧29
を水晶24に印加すると、インク面34は合焦した音響
ビーム44の焦点面54に正確にまたはこれに非常に接
近して保持される。これによって圧力源50のみによっ
て可能な場合と比較して面34の位置決めをより綿密に
制御することが可能になる。
【0015】表面張力波を利用してインク33の面34
の制御を助けることが可能である。もし印加した電圧2
9が正弦波であれば、その結果得られる圧力信号54も
また正弦波である。好適な実施例では、圧電水晶は励起
されて1ないし20kHzの範囲内で振動する。これに
よって表面張力波が孔20内に発生し、これは孔20の
中心部から壁部に広がりそこで反射される。印加される
電圧の周波数は、孔の中心部で最大の変位が得られるよ
うに調整することができる。この点で、圧電による圧力
のパルスの周波数は、孔の自然な周波数とマッチする。 例えば、50μの表面の移動は7μの水晶の駆動周波数
によって得られた。
の制御を助けることが可能である。もし印加した電圧2
9が正弦波であれば、その結果得られる圧力信号54も
また正弦波である。好適な実施例では、圧電水晶は励起
されて1ないし20kHzの範囲内で振動する。これに
よって表面張力波が孔20内に発生し、これは孔20の
中心部から壁部に広がりそこで反射される。印加される
電圧の周波数は、孔の中心部で最大の変位が得られるよ
うに調整することができる。この点で、圧電による圧力
のパルスの周波数は、孔の自然な周波数とマッチする。 例えば、50μの表面の移動は7μの水晶の駆動周波数
によって得られた。
【0016】この技術をスイッチング動作に適応すると
変換器21に加えられた高周波のパルスは圧電駆動信号
29の周波数と同期する。小滴38を吐出するには、音
響信号44が到達したときインク33の面34が焦点面
54内にあるように圧電駆動信号29の位相を調整する
。小滴38の吐出を停止するには、音響信号44が到達
したときインク33の面34が焦点面54の外にあるよ
うに圧電信号29の位相を変化させる。共振時には、ス
イッチングの応答が遅いが、この理由は、インク面34
がより低いレベルに崩壊する前にこの応答が数サイクル
を必要とするからである。
変換器21に加えられた高周波のパルスは圧電駆動信号
29の周波数と同期する。小滴38を吐出するには、音
響信号44が到達したときインク33の面34が焦点面
54内にあるように圧電駆動信号29の位相を調整する
。小滴38の吐出を停止するには、音響信号44が到達
したときインク33の面34が焦点面54の外にあるよ
うに圧電信号29の位相を変化させる。共振時には、ス
イッチングの応答が遅いが、この理由は、インク面34
がより低いレベルに崩壊する前にこの応答が数サイクル
を必要とするからである。
【0017】留意すべきことは、共振駆動信号29の周
波数が孔の共振周波数に限定されていないことである。 もし共振周波数を離れた周波数を使用すれば、インク3
3の面34の高さが低くなる。しかし、スイッチングの
応答はより速くなるが、その理由は、共振周波数を離れ
た周波数では、インクの面34が1サイクル以内に、よ
り低いレベルに崩壊するからである。
波数が孔の共振周波数に限定されていないことである。 もし共振周波数を離れた周波数を使用すれば、インク3
3の面34の高さが低くなる。しかし、スイッチングの
応答はより速くなるが、その理由は、共振周波数を離れ
た周波数では、インクの面34が1サイクル以内に、よ
り低いレベルに崩壊するからである。
【0018】この発明によって表される改良を他の用途
に使用することができる。もしインク33の面34に圧
力信号54によって与えられる表面速度が小滴38の吐
出速度に等しいかまたはこれ以上であれば、この方法を
使用することができる。もし表面速度が吐出された小滴
38の方向と同じ方向にあれば、2つの速度は加算され
る。もし表面速度が逆の方向にあれば、2つの速度は相
殺され、いずれの小滴38も吐出されない。例えば、小
滴の吐出速度を2m/秒であると仮定する。もし水晶の
駆動周波数が20kHzであり、表面の移動が約10μ
であれば、そこで表面速度は約2m/秒であり、このこ
とは効果的に小滴の吐出を2倍にするかまたは相殺する
ことが可能であり、したがってスイッチング動作を行う
ことができる。
に使用することができる。もしインク33の面34に圧
力信号54によって与えられる表面速度が小滴38の吐
出速度に等しいかまたはこれ以上であれば、この方法を
使用することができる。もし表面速度が吐出された小滴
38の方向と同じ方向にあれば、2つの速度は加算され
る。もし表面速度が逆の方向にあれば、2つの速度は相
殺され、いずれの小滴38も吐出されない。例えば、小
滴の吐出速度を2m/秒であると仮定する。もし水晶の
駆動周波数が20kHzであり、表面の移動が約10μ
であれば、そこで表面速度は約2m/秒であり、このこ
とは効果的に小滴の吐出を2倍にするかまたは相殺する
ことが可能であり、したがってスイッチング動作を行う
ことができる。
【0019】上述したところから、本発明は音響インク
印刷の分野の実質的な改良を表すことが理解できる。こ
れによってより精巧な制御と以前使用可能であったもの
と代替するスイッチング動作の方法が可能になる。本発
明を特定の実施例を参照して説明したが、本発明の関連
する技術の当業者は、上記の請求項の精神と範囲から逸
脱することなく種々の変形と強化を行うことが可能であ
ることを理解する。
印刷の分野の実質的な改良を表すことが理解できる。こ
れによってより精巧な制御と以前使用可能であったもの
と代替するスイッチング動作の方法が可能になる。本発
明を特定の実施例を参照して説明したが、本発明の関連
する技術の当業者は、上記の請求項の精神と範囲から逸
脱することなく種々の変形と強化を行うことが可能であ
ることを理解する。
【図1】本発明のプリント・ヘッドを示す断面図である
。
。
【図2】本発明の動作を説明するためのプリント・ヘッ
ドの部分断面である。
ドの部分断面である。
10 プリント・ヘッド
12 プリント・ヘッドのベース
13 ベースの上部表面
14 小滴吐出器
15 ベースの下部表面
16 プリント・ヘッドの上部構造
17 プリント・ヘッドの上部構造の内部表面19
上部構造の上部部材 18 上部構造をベースに接着する接着剤20 イ
ンクの吐出孔 21 変換器 22 圧電水晶用の孔 23 上部構造の側部部材 24 圧電水晶 25 圧電水晶の自由端部 26 圧電ベース 27 圧電水晶の固定端部 28 圧電水晶をそのベースに接着する接着剤29
圧電電圧すなわち駆動信号 30 可撓性のシール 31 キャビティ 32 圧電水晶の信号源 33 インク 34 圧電水晶からの圧力パルスの影響を受けたイン
ク面 36 圧電水晶からの圧力パルスのかからないインク
面37 インク供給孔 38 インクの小滴 39 供給インクに通じるパイプ 40 記録媒体 42 移動方向 44 合焦した音響ビーム 46 合焦した音響ビームの腰部直径48a、b
メニスカスの位置 50 外部圧力源 52 合焦した音響ビームの焦点面 54 圧力信号
上部構造の上部部材 18 上部構造をベースに接着する接着剤20 イ
ンクの吐出孔 21 変換器 22 圧電水晶用の孔 23 上部構造の側部部材 24 圧電水晶 25 圧電水晶の自由端部 26 圧電ベース 27 圧電水晶の固定端部 28 圧電水晶をそのベースに接着する接着剤29
圧電電圧すなわち駆動信号 30 可撓性のシール 31 キャビティ 32 圧電水晶の信号源 33 インク 34 圧電水晶からの圧力パルスの影響を受けたイン
ク面 36 圧電水晶からの圧力パルスのかからないインク
面37 インク供給孔 38 インクの小滴 39 供給インクに通じるパイプ 40 記録媒体 42 移動方向 44 合焦した音響ビーム 46 合焦した音響ビームの腰部直径48a、b
メニスカスの位置 50 外部圧力源 52 合焦した音響ビームの焦点面 54 圧力信号
Claims (1)
- 【請求項1】 自由面(36)を有するインク(33
)の溜まり、上記のインク(33)の溜まりの上記の自
由面(36)に対して合焦した音響放射線(44)を放
射し、要求に応じて上記のインク(33)の溜まりの上
記の自由面(36)から小滴(38)を吐出する小滴吐
出器(14)を有するプリント・ヘッド(10)であっ
て、上記の放射線(44)は有限の腰部直径(46)を
有して焦点面(52)内で合焦される上記のプリント・
ヘッド(10)、上記のインク(33)の溜まりの上記
の自由面(36)と密着する内部面(17)を有する膜
((16)であって、当該膜を貫通する孔(20)を有
し、上記の孔(20)は上記の小滴吐出器(14)と位
置合わせされると共に上記の合焦した音響放射線(44
)の上記の腰部直径(46)よりも実質的に大きく、上
記のインク(33)の溜まりの上記の自由面(36)は
上記の孔(20)を横切ってメニスカス(48)を形成
する上記の膜(16)、および上記の小滴吐出器(14
)の動作中上記のメニスカス(48)を実質的に上記の
焦点面(52)内に保持する外部圧力源(50)を有す
る音響的インク・プリンタの付いた装置に於いて、改善
は:上記のインク(33)の溜まりと密着する圧電水晶
(24);および上記の圧電水晶(24)に電気的に接
続された電気信号源(32);によって構成され、上記
の電気信号源(32)と上記の圧電水晶(24)は、上
記の小滴吐出器(14)の動作中、要求に応じて協働し
て圧力信号(54)を加えることができることを特徴と
する装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/634248 | 1990-12-26 | ||
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---|---|
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---|---|---|---|---|
US5450107A (en) * | 1991-12-27 | 1995-09-12 | Xerox Corporation | Surface ripple wave suppression by anti-reflection in apertured free ink surface level controllers for acoustic ink printers |
EP0549243B1 (en) * | 1991-12-27 | 1997-03-19 | Xerox Corporation | Surface ripple wave diffusion by non-retroreflective aperture configurations for acoustic ink printers |
DE69214418T2 (de) * | 1991-12-30 | 1997-03-06 | Xerox Corp | Akustischer Tintendruckkopf mit einem gelöcherten Element und einem Tintenfluss |
EP0608879B1 (en) * | 1993-01-29 | 1999-10-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet apparatus |
US5587727A (en) * | 1993-04-23 | 1996-12-24 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink jet apparatus using pressure wave intersection to eject ink droplets |
US5428381A (en) * | 1993-07-30 | 1995-06-27 | Xerox Corporation | Capping structure |
EP0692383B1 (en) * | 1994-07-11 | 2005-06-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Ink jet recording device |
GB2299548A (en) * | 1995-04-04 | 1996-10-09 | Videojet Systems Int | A droplet generator for a continuous stream ink jet print head |
US5856836A (en) * | 1995-04-12 | 1999-01-05 | Eastman Kodak Company | Coincident drop selection, drop separation printing method and system |
US5880759A (en) * | 1995-04-12 | 1999-03-09 | Eastman Kodak Company | Liquid ink printing apparatus and system |
KR970703858A (ko) * | 1995-04-12 | 1997-08-09 | 클로즈 토마스 에이치 | 동일한 드롭 선택, 드롭 분리 프린팅 방법 및 시스템(coincident drop selection, drop separation printing method and system) |
WO1996032279A1 (en) * | 1995-04-12 | 1996-10-17 | Eastman Kodak Company | A liquid ink printing apparatus and system |
JPH08309968A (ja) * | 1995-04-27 | 1996-11-26 | Xerox Corp | 音響インクプリントヘッド |
US6017117A (en) * | 1995-10-31 | 2000-01-25 | Hewlett-Packard Company | Printhead with pump driven ink circulation |
US6364454B1 (en) | 1998-09-30 | 2002-04-02 | Xerox Corporation | Acoustic ink printing method and system for improving uniformity by manipulating nonlinear characteristics in the system |
US6136210A (en) * | 1998-11-02 | 2000-10-24 | Xerox Corporation | Photoetching of acoustic lenses for acoustic ink printing |
GB9903433D0 (en) | 1999-02-15 | 1999-04-07 | The Technology Partnership Plc | Droplet generation method and device |
US6494565B1 (en) | 1999-11-05 | 2002-12-17 | Xerox Corporation | Methods and apparatuses for operating a variable impedance acoustic ink printhead |
US6309047B1 (en) | 1999-11-23 | 2001-10-30 | Xerox Corporation | Exceeding the surface settling limit in acoustic ink printing |
US6548308B2 (en) | 2000-09-25 | 2003-04-15 | Picoliter Inc. | Focused acoustic energy method and device for generating droplets of immiscible fluids |
US6808934B2 (en) | 2000-09-25 | 2004-10-26 | Picoliter Inc. | High-throughput biomolecular crystallization and biomolecular crystal screening |
US6642061B2 (en) | 2000-09-25 | 2003-11-04 | Picoliter Inc. | Use of immiscible fluids in droplet ejection through application of focused acoustic energy |
US6666541B2 (en) * | 2000-09-25 | 2003-12-23 | Picoliter Inc. | Acoustic ejection of fluids from a plurality of reservoirs |
JP4990476B2 (ja) | 2000-09-25 | 2012-08-01 | ピコリター インコーポレイテッド | コンビナトリアルライブラリの調製およびスクリーニングにおける集束された音響エネルギー |
US6746104B2 (en) * | 2000-09-25 | 2004-06-08 | Picoliter Inc. | Method for generating molecular arrays on porous surfaces |
US6623700B1 (en) * | 2000-11-22 | 2003-09-23 | Xerox Corporation | Level sense and control system for biofluid drop ejection devices |
US6740530B1 (en) | 2000-11-22 | 2004-05-25 | Xerox Corporation | Testing method and configurations for multi-ejector system |
US6861034B1 (en) | 2000-11-22 | 2005-03-01 | Xerox Corporation | Priming mechanisms for drop ejection devices |
US6713022B1 (en) | 2000-11-22 | 2004-03-30 | Xerox Corporation | Devices for biofluid drop ejection |
US6596239B2 (en) * | 2000-12-12 | 2003-07-22 | Edc Biosystems, Inc. | Acoustically mediated fluid transfer methods and uses thereof |
US6869551B2 (en) * | 2001-03-30 | 2005-03-22 | Picoliter Inc. | Precipitation of solid particles from droplets formed using focused acoustic energy |
US6416164B1 (en) * | 2001-07-20 | 2002-07-09 | Picoliter Inc. | Acoustic ejection of fluids using large F-number focusing elements |
US6976639B2 (en) | 2001-10-29 | 2005-12-20 | Edc Biosystems, Inc. | Apparatus and method for droplet steering |
US6925856B1 (en) | 2001-11-07 | 2005-08-09 | Edc Biosystems, Inc. | Non-contact techniques for measuring viscosity and surface tension information of a liquid |
US7275807B2 (en) * | 2002-11-27 | 2007-10-02 | Edc Biosystems, Inc. | Wave guide with isolated coupling interface |
US7429359B2 (en) * | 2002-12-19 | 2008-09-30 | Edc Biosystems, Inc. | Source and target management system for high throughput transfer of liquids |
WO2009073862A1 (en) * | 2007-12-07 | 2009-06-11 | Sunprint Inc. | Focused acoustic printing of patterned photovoltaic materials |
US20100184244A1 (en) * | 2009-01-20 | 2010-07-22 | SunPrint, Inc. | Systems and methods for depositing patterned materials for solar panel production |
WO2018022036A1 (en) | 2016-07-27 | 2018-02-01 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Vibrating a dispense head to move fluid |
DE102019102232A1 (de) * | 2018-01-30 | 2019-08-01 | Ford Motor Company | Ultraschallzerstäuber mit akustischer fokussiervorrichtung |
US10799905B2 (en) * | 2018-01-30 | 2020-10-13 | Ford Motor Company | Ultrasonic material applicators and methods of use thereof |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5840512B2 (ja) * | 1978-10-04 | 1983-09-06 | 株式会社リコー | インクジェット記録装置 |
US4308547A (en) * | 1978-04-13 | 1981-12-29 | Recognition Equipment Incorporated | Liquid drop emitter |
US4449134A (en) * | 1982-04-19 | 1984-05-15 | Xerox Corporation | Composite ink jet drivers |
JPS6097859A (ja) * | 1983-11-01 | 1985-05-31 | Fuji Xerox Co Ltd | インクジエツト記録用ヘツド |
US4719476A (en) * | 1986-04-17 | 1988-01-12 | Xerox Corporation | Spatially addressing capillary wave droplet ejectors and the like |
US4751530A (en) * | 1986-12-19 | 1988-06-14 | Xerox Corporation | Acoustic lens arrays for ink printing |
US4973980A (en) * | 1987-09-11 | 1990-11-27 | Dataproducts Corporation | Acoustic microstreaming in an ink jet apparatus |
US5028937A (en) * | 1989-05-30 | 1991-07-02 | Xerox Corporation | Perforated membranes for liquid contronlin acoustic ink printing |
-
1990
- 1990-12-26 US US07/634,248 patent/US5229793A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-12-18 JP JP33503291A patent/JP3189184B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1991-12-23 DE DE69118344T patent/DE69118344T2/de not_active Expired - Fee Related
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