JPH05212862A - 連続インクジェットプリンタ - Google Patents
連続インクジェットプリンタInfo
- Publication number
- JPH05212862A JPH05212862A JP3023993A JP2399391A JPH05212862A JP H05212862 A JPH05212862 A JP H05212862A JP 3023993 A JP3023993 A JP 3023993A JP 2399391 A JP2399391 A JP 2399391A JP H05212862 A JPH05212862 A JP H05212862A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nozzle
- ink
- print head
- recess
- face
- 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.)
- Granted
Links
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
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/02—Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
［目的］ ノズル部の振動周波数の値に無関係に、種々
の周波数特性に対しても共振することなく使用可能なイ
ンクジェットプリンタの印字ヘッドを提供すること。 ［構成］ 印字ヘッド本体２内に凹部１０を形成し凹部
１０に圧電変換素子１１を設け、該素子に励起電圧が印
加されたときにその軸方向に伸縮可能である。 ［効果］ 圧電変換素子の伸縮により、インク室２２内
のインクの圧力変動が生じ霧状のインク滴となるので種
々の設計条件、使用条件に使用可能な印字ヘッドが提供
できる。
の周波数特性に対しても共振することなく使用可能なイ
ンクジェットプリンタの印字ヘッドを提供すること。 ［構成］ 印字ヘッド本体２内に凹部１０を形成し凹部
１０に圧電変換素子１１を設け、該素子に励起電圧が印
加されたときにその軸方向に伸縮可能である。 ［効果］ 圧電変換素子の伸縮により、インク室２２内
のインクの圧力変動が生じ霧状のインク滴となるので種
々の設計条件、使用条件に使用可能な印字ヘッドが提供
できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインクジェットプリンタ
に係り、さらに詳細には、いわゆる連続インクジェット
プリンタの印字ヘッドに関する。
に係り、さらに詳細には、いわゆる連続インクジェット
プリンタの印字ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のプリンタは、インクの供給源と
接続された１本あるいは２本以上のノズルを有する印字
ヘッドが設けられており、例えば圧電転換素子等の振動
子によって、一連のインク滴がノズルから噴射する。イ
ンク滴の列は溝へ向かって指向するが、いくつかの選択
されたインク滴は、インク滴がノズルから離れる時に帯
電させられ、そして基板に衝突するように電場中で偏向
させられる。正しい位置に印字するために、個々のイン
ク滴は適切に帯電させられる。
接続された１本あるいは２本以上のノズルを有する印字
ヘッドが設けられており、例えば圧電転換素子等の振動
子によって、一連のインク滴がノズルから噴射する。イ
ンク滴の列は溝へ向かって指向するが、いくつかの選択
されたインク滴は、インク滴がノズルから離れる時に帯
電させられ、そして基板に衝突するように電場中で偏向
させられる。正しい位置に印字するために、個々のイン
ク滴は適切に帯電させられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】圧電変換素子は通常印
字ヘッド内のインクの列（column）に作用する圧力を変
調するように配置されており、このようにして、ノズル
から排出されたインクの連続した流れを分割してノズル
出口下方のある距離においてインク滴とする。しかしな
がら、そのようなシステムは、ある特定の周波数で共振
する。そのため、従来の技術においては、各々のノズル
の寸法および対応する周波数に対応して別のインク滴生
成器が必要である。このようなシステムでは、例えば、
駆動ロッド長さ、駆動ロッドとノズルとの間のインク径
路の長さ、ガン本体などの部品が特定の周波数を配慮し
て設計されている。このような共振システムの周波数特
性は図３に示されるとおりである。
字ヘッド内のインクの列（column）に作用する圧力を変
調するように配置されており、このようにして、ノズル
から排出されたインクの連続した流れを分割してノズル
出口下方のある距離においてインク滴とする。しかしな
がら、そのようなシステムは、ある特定の周波数で共振
する。そのため、従来の技術においては、各々のノズル
の寸法および対応する周波数に対応して別のインク滴生
成器が必要である。このようなシステムでは、例えば、
駆動ロッド長さ、駆動ロッドとノズルとの間のインク径
路の長さ、ガン本体などの部品が特定の周波数を配慮し
て設計されている。このような共振システムの周波数特
性は図３に示されるとおりである。
【０００４】そこで本発明は、これらの制約、即ち、周
波数特性に応じた個別的な設計が必要とされるという制
約、のない印字ヘッドを提供することを目的とする。
波数特性に応じた個別的な設計が必要とされるという制
約、のない印字ヘッドを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による連続インク
ジェットプリンタ用の印字ヘッドは、（ａ）その端面に
円形の凹部を有する本体と、（ｂ）該円形の凹部内に配
置され、本体の端面に隣接して短小のインク室を提供
し、励起電圧が印加された時に軸方向に伸張しまたは収
縮可能な圧電変換素子と、（ｃ）インクをインク室に供
給するために凹部と接続続されているインク供給経路
と、（ｄ）本体の端面に着脱可能に装着され圧電変換素
子の動作時に加圧下でインクを吐出するように配列され
た少なくとも１個のノズルを有するノズルプレートとが
設けられている。
ジェットプリンタ用の印字ヘッドは、（ａ）その端面に
円形の凹部を有する本体と、（ｂ）該円形の凹部内に配
置され、本体の端面に隣接して短小のインク室を提供
し、励起電圧が印加された時に軸方向に伸張しまたは収
縮可能な圧電変換素子と、（ｃ）インクをインク室に供
給するために凹部と接続続されているインク供給経路
と、（ｄ）本体の端面に着脱可能に装着され圧電変換素
子の動作時に加圧下でインクを吐出するように配列され
た少なくとも１個のノズルを有するノズルプレートとが
設けられている。
【０００６】本明細書においては、「円形」という語
は、「円環状」叉は「環状」という語をも包含してい
る。しかして、本体の端面の凹部は、圧電変換素子をそ
の中に配置せしめるために円環状であってもよい。＄こ
の様な態様で印字ヘッドを構成し、ノズルに隣接して薄
い円板状のインク塊を供給することによって、インク滴
生成器は円板状の体積の厚さにわたって励起振動数にお
ける共振が発生しない。その理由は、その厚さがインク
の中の対応する音波の波長よりはるかに小さいからであ
る。
は、「円環状」叉は「環状」という語をも包含してい
る。しかして、本体の端面の凹部は、圧電変換素子をそ
の中に配置せしめるために円環状であってもよい。＄こ
の様な態様で印字ヘッドを構成し、ノズルに隣接して薄
い円板状のインク塊を供給することによって、インク滴
生成器は円板状の体積の厚さにわたって励起振動数にお
ける共振が発生しない。その理由は、その厚さがインク
の中の対応する音波の波長よりはるかに小さいからであ
る。
【０００７】本発明は、係属中のＰＣＴ出願（ＰＣＴ／
ＧＢ９０／０１０１０）に開示されている発明に利用す
ることができる。そのＰＣＴ出願に係る発明において
は、閉鎖部材をその自由端に有するプランジャーが、印
字終了時にノズルを閉鎖するために中央の穿孔内に配置
されている。この場合には、凹部が中央の穿孔を取り囲
んでおり、中央の穿孔は、放射状のインク通路によっ
て、凹部と接続されている。
ＧＢ９０／０１０１０）に開示されている発明に利用す
ることができる。そのＰＣＴ出願に係る発明において
は、閉鎖部材をその自由端に有するプランジャーが、印
字終了時にノズルを閉鎖するために中央の穿孔内に配置
されている。この場合には、凹部が中央の穿孔を取り囲
んでおり、中央の穿孔は、放射状のインク通路によっ
て、凹部と接続されている。
【０００８】
【実施例】本発明によって構成される印字ヘッドの一実
施例並びにその変形例について、添付図面を参照しつ
つ、以下に説明する。
施例並びにその変形例について、添付図面を参照しつ
つ、以下に説明する。
【０００９】図１は鋳造金属製本体２を有する印字ヘッ
ドを１を示し、本体２の端面３に対して、凹部５とイン
ク排出経路６とを有する金属製のノズルプレート４を当
接してあり、要求される開口を精密な寸法とするために
宝石ノズル７をノズルプレート４内に収容している。な
お図１は、理解を容易にするためにこれらの部品を分解
して示している。ノズルプレート４は、ボルト８によっ
て本体２に締結固定されており、また合成ゴム製のＯ−
リング９がノズルプレート４と本体２の端面３との間に
介装されて両者間を封止している。
ドを１を示し、本体２の端面３に対して、凹部５とイン
ク排出経路６とを有する金属製のノズルプレート４を当
接してあり、要求される開口を精密な寸法とするために
宝石ノズル７をノズルプレート４内に収容している。な
お図１は、理解を容易にするためにこれらの部品を分解
して示している。ノズルプレート４は、ボルト８によっ
て本体２に締結固定されており、また合成ゴム製のＯ−
リング９がノズルプレート４と本体２の端面３との間に
介装されて両者間を封止している。
【００１０】本体２内の円環状の凹部１０には、対応す
る円環状の圧電変換素子１１が収納されており、この圧
電変換素子１１は電線１２を通って供給される制御変動
電圧の励起電流によって作動される。図示のように、圧
電変換素子は、本体２の端面３より凹設されており、そ
のことによって０．５mm以下の厚さの薄い円環状のギャ
ップが形成され、しかしてインク室２２が提供される。
る円環状の圧電変換素子１１が収納されており、この圧
電変換素子１１は電線１２を通って供給される制御変動
電圧の励起電流によって作動される。図示のように、圧
電変換素子は、本体２の端面３より凹設されており、そ
のことによって０．５mm以下の厚さの薄い円環状のギャ
ップが形成され、しかしてインク室２２が提供される。
【００１１】穿孔１３が円環状の凹部１０の内側に該凹
部１０と同軸的に配置されており、この穿孔１３内に
は、プリンタの停止時にノズル７を閉鎖するための閉鎖
部材１５を有するプランジャ１４が設けられている。フ
レキシブルチューブ１８内で摺動する接続ワイヤ１７と
アマチュア１９とを介して、プランジャ１４はソレノイ
ド２０によって駆動される。プランジャ１４はコイルば
ね１６によって前方へ付勢されている。印字ヘッドの種
類によっては、閉鎖部材１５の動作のために他の形式の
アクチュエータを配置してもよい。
部１０と同軸的に配置されており、この穿孔１３内に
は、プリンタの停止時にノズル７を閉鎖するための閉鎖
部材１５を有するプランジャ１４が設けられている。フ
レキシブルチューブ１８内で摺動する接続ワイヤ１７と
アマチュア１９とを介して、プランジャ１４はソレノイ
ド２０によって駆動される。プランジャ１４はコイルば
ね１６によって前方へ付勢されている。印字ヘッドの種
類によっては、閉鎖部材１５の動作のために他の形式の
アクチュエータを配置してもよい。
【００１２】インク供給経路２１は、図示していない外
部に装着したインクリザーバから円板状のインク室２２
へとインクを供給するために形成され、、該インク室２
２より閉鎖部材１５とノズル７との間の穿孔１３の端部
へとインクが導入される。要約すると、圧電変換素子１
１は円形の凹部１０内に配置され、本体２の端面に隣接
して短小のインク室２２を提供している。また圧電変換
素子１１は励起電圧が印加された時にその軸方向に伸張
しまたは収縮可能な構成となっている。
部に装着したインクリザーバから円板状のインク室２２
へとインクを供給するために形成され、、該インク室２
２より閉鎖部材１５とノズル７との間の穿孔１３の端部
へとインクが導入される。要約すると、圧電変換素子１
１は円形の凹部１０内に配置され、本体２の端面に隣接
して短小のインク室２２を提供している。また圧電変換
素子１１は励起電圧が印加された時にその軸方向に伸張
しまたは収縮可能な構成となっている。
【００１３】圧電変換素子を励起することによって、イ
ンク室２２中の印字用インク（または他の印字用流体）
の圧力が変化する。そのためインクの圧力変動が生じ、
インクが宝石ノズル７を通過して吐出された後に、連続
したインク流は複数のインク滴に分割分散される。
ンク室２２中の印字用インク（または他の印字用流体）
の圧力が変化する。そのためインクの圧力変動が生じ、
インクが宝石ノズル７を通過して吐出された後に、連続
したインク流は複数のインク滴に分割分散される。
【００１４】図２はノズルプレート４′についての他の
構成を示しており、プレート４′は中央のインク経路
６′が形成され、また図１の宝石ノズル７に代えて剛性
の具備された薄いフォイルあるいは膜状のプレート４”
に電気的に形成された中央開口５’が形成されたノズル
部材が、ノズルプレート４’と印字ヘッド本体２の端面
３との間に介装されている。
構成を示しており、プレート４′は中央のインク経路
６′が形成され、また図１の宝石ノズル７に代えて剛性
の具備された薄いフォイルあるいは膜状のプレート４”
に電気的に形成された中央開口５’が形成されたノズル
部材が、ノズルプレート４’と印字ヘッド本体２の端面
３との間に介装されている。
【００１５】従来の印字ヘッドの圧電変換素子配列によ
る効果と、本願の圧電素子の配列による効果とを図３乃
至図６に示されるグラフによって比較する。
る効果と、本願の圧電素子の配列による効果とを図３乃
至図６に示されるグラフによって比較する。
【００１６】図３から明らかなように、従来の印字ヘッ
ドでは周波数に対する変動電圧のグラフは非直線であ
り、その結果、共振を生ずる。
ドでは周波数に対する変動電圧のグラフは非直線であ
り、その結果、共振を生ずる。
【００１７】図４，図５，図６では、本発明による種々
の異なったノズル寸法を具備した印字ヘッドを用意し、
中央駆動周波数を変化させた場合に、最大駆動変動電圧
Ｖmax および最小駆動変動電圧Ｖmin が駆動（変動）電
圧Ｖにおける周波数に対してどのように変動するかを示
している。
の異なったノズル寸法を具備した印字ヘッドを用意し、
中央駆動周波数を変化させた場合に、最大駆動変動電圧
Ｖmax および最小駆動変動電圧Ｖmin が駆動（変動）電
圧Ｖにおける周波数に対してどのように変動するかを示
している。
【００１８】これらのグラフに関係している本発明の印
字ヘッドは各々温度変化に対して感度が大幅に減少して
いることを示しており、しかして、粘度の変化および結
果的に制御されるべき補償事項を減少させている。
字ヘッドは各々温度変化に対して感度が大幅に減少して
いることを示しており、しかして、粘度の変化および結
果的に制御されるべき補償事項を減少させている。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を有してい
る。 （１）すべての周波数およびノズル寸法について共通の
印字ヘッドを使用することができること。 （２）当該印字ヘッドは、ある粘度範囲（１．３〜１５
ｃｐ）のインクの種類によっても性能が左右されない。 （３）当該印字ヘッドは、機械的許容誤差が広い。 （４）使用する部品点数を減少することができそれゆ
え、印字ヘッドのコストを低下できること。
る。 （１）すべての周波数およびノズル寸法について共通の
印字ヘッドを使用することができること。 （２）当該印字ヘッドは、ある粘度範囲（１．３〜１５
ｃｐ）のインクの種類によっても性能が左右されない。 （３）当該印字ヘッドは、機械的許容誤差が広い。 （４）使用する部品点数を減少することができそれゆ
え、印字ヘッドのコストを低下できること。
【図１】印字ヘッドを通る部分的長手方向断面図であ
る。
る。
【図２】ノズルの変形構成例を示している。
【図３】従来の印字ヘッドにおける共振システムの周波
数特性グラフを示している。
数特性グラフを示している。
【図４】本発明の１実施例に関する非共振印字ヘッドの
周波数特性グラフを示している。
周波数特性グラフを示している。
【図５】本発明の他の実施例に関する非共振印字ヘッド
の周波数特性グラフを示している。
の周波数特性グラフを示している。
【図６】本発明のその他の実施例に関する非共振印字ヘ
ッドの周波数特性グラフを示している。
ッドの周波数特性グラフを示している。
１ 印字ヘッド ２ 本体 ３ 端面 ４ ノズルプレート ５ 凹部 ６ 排出経路 ７ ノズル ８ ボルト ９ Ｏ−リング １０ 凹部 １１ 圧電変換素子 １２ 電線 １３ 穿孔 １４ プランジャ １５ 閉鎖部材 １６ コイルばね １７ 接続ワイヤ １８ フレキシブルチューブ １９ アマチュア ２０ ソレノイド ２１ インク供給経路 ２２ インク室 ２３ 通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハワード ジョン マニング イギリス国、９ジェーダブル、シービー ３、ケンブリッジ、マルローロード４
Claims (7)
- 【請求項１】その端面（３）に円形の凹部（１０）を有
する本体（２）と、該円形の凹部内に配置され、本体の
端面に隣接して短小のインク室（２２）を提供し、励起
電圧が印加された時に軸方向に伸張しまたは収縮可能な
圧電変換素子と（１１）、インクをインク室に供給する
ために凹部と接続されているインク供給経路（２１）
と、本体の端面に着脱可能に装着され圧電変換素子の動
作時に加圧下でインクを吐出するように配列された少な
くとも１個のノズルを有するノズルプレート（４）とを
設けたことを特徴とする連続インクジェットプリンタ用
印字ヘッド。 - 【請求項２】 前記凹部（１０）および前記圧電変換素
子（１１）が円環状であることを特徴とする請求項１記
載の印字ヘッド。 - 【請求項３】 前記円環状の凹部（１０）および前記ノ
ズル（７）と同軸的に配置された中央穿孔（１３）と、
該ノズルを閉鎖するために該穿孔内に設けられ穿孔内で
往復動作可能な閉鎖部材とを更に有することを特徴とす
る請求項２記載の印字ヘッド。 - 【請求項４】 放射状の通路（２３）が形成され、前記
ノズル（７）と隣接した前記穿孔（１３）の端部と前記
インク室（２２）とを接続していることを特徴とする請
求項３記載の印字ヘッド。 - 【請求項５】 前記ノズルが、前記ノズルプレート
（４）内に配置され開口が形成された宝石ノズルからな
ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記
載の印字ヘッド。 - 【請求項６】 前記ノズルが、開口（６′）を有する膜
状のプレート（４”）を有し、該膜状のプレート
（４”）がノズルプレート（４’）と印字ヘッド本体
（２）の端面（３）との間に配置されていることを特徴
とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の印字ヘッ
ド。 - 【請求項７】 凹部（１０）を取り囲むＯ−リング
（９）を更に設け、前記端面（３）をノズルプレート
（４）または膜状のプレート（４”）に対して封止する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載
の印字ヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB909001606A GB9001606D0 (en) | 1990-01-24 | 1990-01-24 | Continuous ink jet printer |
| GB9001606.4 | 1990-01-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05212862A true JPH05212862A (ja) | 1993-08-24 |
| JP2789136B2 JP2789136B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=10669814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3023993A Expired - Lifetime JP2789136B2 (ja) | 1990-01-24 | 1991-01-24 | 連続インクジェットプリンタ |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5087924A (ja) |
| EP (1) | EP0439275B1 (ja) |
| JP (1) | JP2789136B2 (ja) |
| DE (1) | DE69103435T2 (ja) |
| GB (1) | GB9001606D0 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5812163A (en) * | 1996-02-13 | 1998-09-22 | Hewlett-Packard Company | Ink jet printer firing assembly with flexible film expeller |
| US5980034A (en) * | 1996-03-11 | 1999-11-09 | Videojet Systems International, Inc. | Cross flow nozzle system for an ink jet printer |
| US6270204B1 (en) | 1998-03-13 | 2001-08-07 | Iris Graphics, Inc. | Ink pen assembly |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3965376A (en) * | 1973-02-07 | 1976-06-22 | Gould Inc. | Pulsed droplet ejecting system |
| US4007465A (en) * | 1975-11-17 | 1977-02-08 | International Business Machines Corporation | System for self-cleaning ink jet head |
| FR2445229A1 (fr) * | 1978-12-29 | 1980-07-25 | Cii Honeywell Bull | Generateur de gouttelettes d'encre pour imprimante a jet d'encre |
| DE3006726C2 (de) * | 1980-02-22 | 1982-03-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Tintenschreibeinrichtung |
| FR2488150B1 (fr) * | 1980-08-08 | 1986-04-04 | Bertin & Cie | Dispositif d'ejection de gouttelettes a la demande |
| EP0154648A4 (en) * | 1983-08-29 | 1985-12-30 | Diagraph Corp | INK SPRAY PRINTING SYSTEM. |
| US4550325A (en) * | 1984-12-26 | 1985-10-29 | Polaroid Corporation | Drop dispensing device |
| CA1309122C (en) * | 1986-08-27 | 1992-10-20 | Clem S. Mckown | Internal shut-off assembly for ultrasonic dispersion nozzle |
-
1990
- 1990-01-24 GB GB909001606A patent/GB9001606D0/en active Pending
-
1991
- 1991-01-17 DE DE69103435T patent/DE69103435T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-17 EP EP91300339A patent/EP0439275B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-23 US US07/644,507 patent/US5087924A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-24 JP JP3023993A patent/JP2789136B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69103435T2 (de) | 1994-11-24 |
| EP0439275B1 (en) | 1994-08-17 |
| DE69103435D1 (de) | 1994-09-22 |
| JP2789136B2 (ja) | 1998-08-20 |
| GB9001606D0 (en) | 1990-03-21 |
| US5087924A (en) | 1992-02-11 |
| EP0439275A1 (en) | 1991-07-31 |
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