JPH07242015A - Ultrasonic vibration applying device of printing head - Google Patents
Ultrasonic vibration applying device of printing headInfo
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- JPH07242015A JPH07242015A JP3215694A JP3215694A JPH07242015A JP H07242015 A JPH07242015 A JP H07242015A JP 3215694 A JP3215694 A JP 3215694A JP 3215694 A JP3215694 A JP 3215694A JP H07242015 A JPH07242015 A JP H07242015A
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- shaped
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、パウダージェット画
像形成装置の印字ヘッドに超音波振動を付与する印字ヘ
ッドへの超音波振動付与装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a print head ultrasonic vibration imparting device for imparting ultrasonic vibration to a print head of a powder jet image forming apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】本出願人は、図5に示すようなパウダー
ジェット画像形成装置を既に開発している。このパウダ
ージェット画像形成装置は、所定の極性、たとえば負極
性に帯電されたトナーの通過を制御する印字ヘッド2
と、トナーを印字ヘッド2に供給するためのトナー供給
ローラ1と、記録紙Pを印字ヘッド2がわに導くための
記録紙搬送ローラ3と、記録紙Pに転写されたトナーを
記録紙Pに定着させるための定着ローラ4とを備えてい
る。2. Description of the Related Art The present applicant has already developed a powder jet image forming apparatus as shown in FIG. This powder jet image forming apparatus has a print head 2 that controls passage of toner charged with a predetermined polarity, for example, negative polarity.
A toner supply roller 1 for supplying toner to the print head 2, a recording paper transport roller 3 for guiding the recording paper P to the print head 2, and a toner transferred onto the recording paper P. And a fixing roller 4 for fixing.
【0003】印字ヘッド2は、図6に示すように、絶縁
基板20、絶縁基板20の記録紙搬送方向(矢印Aで示
す方向)の前後両端部に設けられた枠部材31、32
と、絶縁基板20の記録紙搬送方向後半部に形成された
マトリクス状電極部40と、絶縁基板20上の記録紙搬
送方向前半部に設けられた超音波振動発生源50とから
構成されている。As shown in FIG. 6, the print head 2 includes an insulating substrate 20, and frame members 31 and 32 provided at both front and rear ends of the insulating substrate 20 in the recording paper conveying direction (direction indicated by arrow A).
And a matrix-shaped electrode portion 40 formed on the rear half of the insulating substrate 20 in the recording paper conveyance direction, and an ultrasonic vibration source 50 provided on the first half of the insulating substrate 20 in the recording paper conveyance direction. .
【0004】マトリクス状電極部40は、図7および図
8に示すように、絶縁基板20のトナー供給ローラ1が
わの表面に形成された複数の第1電極21と、絶縁基板
20の記録紙搬送ローラ3がわの表面に形成された複数
の第2電極22とを備えている。複数の第1電極21お
よび複数の第2電極22によって、マトリクス状電極部
が構成されている。各第1電極21と各第2電極22と
の各交点位置には、印字ヘッド2を貫通するトナー通過
孔23が開けられている。As shown in FIGS. 7 and 8, the matrix-shaped electrode section 40 includes a plurality of first electrodes 21 formed on the surface of the toner supply roller 1 of the insulating substrate 20 and recording paper of the insulating substrate 20. The transport roller 3 is provided with a plurality of second electrodes 22 formed on the surface of the cotton. The plurality of first electrodes 21 and the plurality of second electrodes 22 form a matrix electrode portion. A toner passage hole 23 penetrating the print head 2 is formed at each intersection of each first electrode 21 and each second electrode 22.
【0005】各第1電極21には、オン電圧(たとえば
−100V)およびオフ電圧(たとえば+300V)と
が選択的に印加される。各第2電極22には、オン電圧
(たとえば0V)およびオフ電圧(たとえば−200
V)とが選択的に印加される。図9は、各第1電極21
の印加電圧V1−0〜V1−7の変化を示している。図
9に示すように、各第1電極21はダイミックスキャン
制御され、所定単位時間間隔で印加電圧が順次オンされ
る。そして、第1電極21および第2電極22の両方の
印加電圧がオン電圧のときのみ、それらの交点にあるト
ナー挿通孔23をトナーが通過しドット印字が行われ
る。An on-voltage (for example -100V) and an off-voltage (for example + 300V) are selectively applied to each first electrode 21. Each second electrode 22 has an on-voltage (for example, 0 V) and an off-voltage (for example, -200 V).
V) and are selectively applied. FIG. 9 shows each first electrode 21.
Of the applied voltage V1-0 to V1-7. As shown in FIG. 9, each of the first electrodes 21 is subjected to the dimic scan control, and the applied voltage is sequentially turned on at predetermined unit time intervals. Then, only when the applied voltage to both the first electrode 21 and the second electrode 22 is the on-voltage, the toner passes through the toner insertion hole 23 at the intersection thereof, and the dot printing is performed.
【0006】記録紙Pは、記録紙搬送ローラ3によっ
て、第1電極21と直角方向にかつ第1電極21のダイ
ナミックスキャンによる制御が進む方向(図6および図
7に矢印Aで示す方向)に搬送される。記録紙搬送ロー
ラ3には、+500Vの電圧が印加されている。トナー
供給ローラ1は接地されており、その表面電位は0Vで
ある。The recording paper P is moved in the direction perpendicular to the first electrode 21 by the recording paper conveying roller 3 and in the direction in which control by dynamic scanning of the first electrode 21 proceeds (direction shown by arrow A in FIGS. 6 and 7). Be transported. A voltage of +500 V is applied to the recording paper carrying roller 3. The toner supply roller 1 is grounded and its surface potential is 0V.
【0007】超音波振動発生源50は、トナー挿通孔2
3にトナーが目詰まりするのを防止したり、トナー挿通
孔23にトナーをスムーズに通過させるために、印字ヘ
ッド2に超音波振動を与えるものである。超音波振動発
生源50は、4つの超音波振動子50aから構成されて
いる。各超音波振動子50aの振動周波数は、約300
〜500KHz程度である。The ultrasonic vibration generating source 50 includes a toner insertion hole 2
Ultrasonic vibration is applied to the print head 2 in order to prevent the toner from being clogged in 3 and to allow the toner to smoothly pass through the toner insertion hole 23. The ultrasonic vibration generation source 50 is composed of four ultrasonic vibrators 50a. The vibration frequency of each ultrasonic transducer 50a is about 300.
It is about 500 KHz.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】ところで、印字ヘッド
2に、超音波振動子50aを用いて、一定の周波数の振
動を与えると、定在波が生じる。この定在波の発生メカ
ニズについて説明する。今、超音波振動の発生源(加振
点)が図10(a)に示すように、AとBの2ケ所にあ
るとすると、各加振点A、Bからの振動は点Cに伝達さ
れる。このとき、A、C間の距離と、B、C間の距離と
に差があると、両加振点A、Bにおける発振が同位相で
あったとしても、点Cに伝達された時点で、各加振点
A、Bからの振動には位相差が生じる。By the way, when the ultrasonic transducer 50a is applied to the print head 2 to apply vibration of a constant frequency, a standing wave is generated. The generation mechanism of this standing wave will be described. Assuming that the ultrasonic vibration sources (excitation points) are present at two points A and B as shown in FIG. 10A, the vibrations from the excitation points A and B are transmitted to the point C. To be done. At this time, if there is a difference in the distance between A and C and the distance between B and C, even if the oscillations at both excitation points A and B have the same phase, at the time when they are transmitted to the point C. , A phase difference occurs between the vibrations from the excitation points A and B.
【0009】この位相差が図10(b)の振動A1と振
動B2のように、180度であると、同図の振動(A1
+B2)のように、振動は互いに打ち消される。したが
って、この場合には、定在波の節の部分が点Cにあたる
ことになる。各加振点A、Bからの振動の点Cでの位相
差が、図10(b)の振動A1と振動B1のように、0
度(同位相)であると、同図の振動(A1+B1)のよ
うに、振動は互いに強められる。したがって、この場合
には、定在波の腹の部分が点Cにあたることになる。If the phase difference is 180 degrees like vibration A1 and vibration B2 in FIG. 10B, the vibration (A1 in FIG.
The vibrations cancel each other out, as in + B2). Therefore, in this case, the node portion of the standing wave corresponds to the point C. The phase difference at the point C of the vibration from each of the excitation points A and B is 0 as shown by the vibration A1 and the vibration B1 in FIG.
When the degree is the same (in phase), the vibrations are mutually strengthened like the vibration (A1 + B1) in the figure. Therefore, in this case, the antinode portion of the standing wave corresponds to the point C.
【0010】実際の印字ヘッド2上では、2つの振動の
合成ではなく、印字ヘッド2の端面での反射波も含ん
だ、多数の振動が合成されて、定在波が発生する。On the actual print head 2, not a combination of two vibrations but a large number of vibrations including a reflected wave at the end face of the print head 2 are combined to generate a standing wave.
【0011】このように、超音波振動子50aによって
印字ヘッド2に定在波が発生すると、印字ヘッド2のマ
トリクス状電極部40において、振動の強い場所と、振
動の弱い場所とが生じる。振動の強い場所では、トナー
の制御がスムーズに行われるが、振動の弱い場所では、
トナーの制御が正常に行われなくなる。この結果、振動
の弱い場所では、画像濃度が低下したり、最悪の場合、
トナーがトナー挿通孔を通過できない状態に陥ることが
ある。As described above, when a standing wave is generated in the print head 2 by the ultrasonic transducer 50a, in the matrix electrode portion 40 of the print head 2, there are places where vibration is strong and places where vibration is weak. In a place with strong vibration, toner control is performed smoothly, but in a place with weak vibration,
The toner will not be controlled normally. As a result, the image density decreases in a place where vibration is weak, or in the worst case,
The toner may fall into a state where it cannot pass through the toner insertion hole.
【0012】この発明は、印字ヘッドの全ての現像剤挿
通孔付近において振動の均一化が図れ、各現像剤挿通孔
において現像剤制御が正常に行われる印字ヘッドへの超
音波振動付与装置を提供することを目的とする。The present invention provides an ultrasonic vibration imparting device for a print head, wherein the vibration can be made uniform in the vicinity of all the developer insertion holes of the print head, and the developer is normally controlled in each developer insertion hole. The purpose is to do.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】この発明による第1の印
字ヘッドへの超音波振動付与装置は、絶縁基板の一方の
表面に形成されかつ記録紙搬送方向に直交する方向にの
びた1または複数本の第1電極と絶縁基板の他方の表面
に形成された複数本の第2電極とによってマトリクス状
電極部が形成されており、第1電極と第2電極の各交点
に現像剤挿通孔が開けられている印字ヘッドに、超音波
振動を付与する印字ヘッドへの超音波振動付与装置にお
いて、超音波振動を発生する超音波振動発生源と、超音
波振動発生源が固定されかつ超音波振動発生源から発生
した超音波振動を印字ヘッドに伝達する超音波振動伝達
板とからなり、超音波振動伝達板はマトリクス状電極部
に向かって先端がのびかつ先端部が印字ヘッドに固定さ
れる櫛歯状突起を有しており、超音波振動発生源から発
生した超音波振動が超音波振動伝達板を伝達するときの
波長をλ1とし、超音波振動伝達板の厚さをtとする
と、各櫛歯状突起の幅Wが、W<λ1/2かつW≧tの
条件を満たしていることを特徴とする。An ultrasonic vibration imparting device for a first print head according to the present invention comprises one or a plurality of ultrasonic vibrators formed on one surface of an insulating substrate and extending in a direction orthogonal to a recording paper conveying direction. Of the first electrode and a plurality of second electrodes formed on the other surface of the insulating substrate form a matrix electrode part, and a developer insertion hole is formed at each intersection of the first electrode and the second electrode. Ultrasonic vibration applying device for applying ultrasonic vibration to a print head that is provided with an ultrasonic vibration generating source that generates ultrasonic vibration, and the ultrasonic vibration generating source is fixed and generates ultrasonic vibration. The ultrasonic vibration transmission plate for transmitting the ultrasonic vibration generated from the source to the print head. The ultrasonic vibration transmission plate has comb-shaped teeth whose tip extends toward the matrix-like electrode part and whose tip is fixed to the print head. Ridges Assuming that the wavelength when the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating source is transmitted through the ultrasonic vibration transmitting plate is λ1 and the thickness of the ultrasonic vibration transmitting plate is t, It is characterized in that the width W satisfies the conditions of W <λ1 / 2 and W ≧ t.
【0014】この発明による第2の印字ヘッドへの超音
波振動付与装置は、絶縁基板の一方の表面に形成されか
つ記録紙搬送方向に直交する方向にのびた1または複数
本の第1電極と絶縁基板の他方の表面に形成された複数
本の第2電極とによってマトリクス状電極部が形成され
ており、第1電極と第2電極の各交点に現像剤挿通孔が
開けられている印字ヘッドに、超音波振動を付与する印
字ヘッドへの超音波振動付与装置において、超音波振動
を発生する超音波振動発生源と、超音波振動発生源が固
定されかつ超音波振動発生源から発生した超音波振動を
印字ヘッドに伝達する超音波振動伝達板とからなり、超
音波振動伝達板はマトリクス状電極部に向かって先端が
のびかつ先端部が印字ヘッドに固定される櫛歯状突起を
有しており、超音波振動発生源から発生した超音波振動
が印字ヘッドを伝達するときの波長をλ2とし、隣合う
2つの櫛歯状突起において、一方の櫛歯状突起の先端か
らそれに最も近い現像剤挿通孔までの距離をL1、上記
一方の櫛歯状突起の先端に最も近い現像剤挿通孔から他
方の櫛歯状突起の先端までの距離をL2とすると、櫛歯
状突起のピッチをPが、(L2−L1)≦λ2/4の条
件を満足するように設定されていることを特徴とする。An ultrasonic vibration imparting device for a second print head according to the present invention is insulated from one or a plurality of first electrodes formed on one surface of an insulating substrate and extending in a direction orthogonal to the recording paper conveyance direction. A matrix-shaped electrode portion is formed by a plurality of second electrodes formed on the other surface of the substrate, and a developer insertion hole is formed at each intersection of the first electrode and the second electrode. In an apparatus for applying ultrasonic vibrations to a print head for applying ultrasonic vibrations, an ultrasonic vibration source for generating ultrasonic vibrations and ultrasonic waves generated from the ultrasonic vibration source are fixed. And an ultrasonic vibration transmission plate for transmitting vibrations to the print head.The ultrasonic vibration transmission plate has comb-shaped projections whose tips extend toward the matrix-like electrode section and whose tips are fixed to the print head. Cage, super sound The wavelength when the ultrasonic vibration generated from the vibration source is transmitted through the print head is λ2, and in two adjacent comb tooth-shaped protrusions, from the tip of one comb tooth-shaped protrusion to the developer insertion hole closest to it. If the distance is L1 and the distance from the developer insertion hole closest to the tip of the one comb tooth-shaped projection to the tip of the other comb tooth-shaped projection is L2, the pitch P of the comb tooth-shaped projections is (L2- L1) ≦ λ2 / 4 is set so as to satisfy the condition.
【0015】[0015]
【作用】この発明による第1の印字ヘッドへの超音波振
動付与装置においては、超音波振動発生源から発生した
超音波振動は、櫛歯状突起の突出方向に向かって伝達さ
れる。このため、各櫛歯状突起から出力された超音波振
動は、隣の櫛歯状突起から出力された超音波振動とは多
少干渉するが、それ以外の他の櫛歯状突起から出力され
た超音波振動と干渉することなく、マトリクス状電極部
に伝達される。この結果、定在波が発生しなくなり、マ
トリクス状電極部の全ての現像剤挿通孔付近における振
動が均一になるので、各現像剤挿通孔において現像剤制
御が正常に行われるようになる。In the ultrasonic vibration imparting device for the first print head according to the present invention, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating source is transmitted in the protruding direction of the comb-shaped projection. Therefore, the ultrasonic vibration output from each comb tooth-shaped projection slightly interferes with the ultrasonic vibration output from the adjacent comb tooth-shaped projection, but is output from the other comb tooth-shaped projections. It is transmitted to the matrix electrode portion without interfering with ultrasonic vibration. As a result, the standing wave is not generated and the vibrations in the vicinity of all the developer insertion holes of the matrix-shaped electrode portion become uniform, so that the developer control is normally performed in each developer insertion hole.
【0016】さらに、この超音波振動付与装置において
は、超音波振動発生源から発生した超音波振動が超音波
振動伝達板を伝達するときの波長をλ1とし、超音波振
動伝達板の厚さをtとすると、各櫛歯状突起の幅Wが、
W<λ1/2かつW≧tの条件を満たしているので、超
音波振動発生源から発生した超音波振動は、各櫛歯状突
起の長さ方向にのみ伝達され、各櫛歯状突起の幅方向に
は伝達されなくなる。したがって、各櫛歯状突起の内部
で定在波が発生せず、各櫛歯状突起の間での振動のばら
つきが少なくなるので、マトリクス状電極部の全ての現
像剤挿通孔付近における振動がより均一になる。Further, in this ultrasonic vibration imparting device, the wavelength at which the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating source is transmitted through the ultrasonic vibration transmitting plate is λ1, and the thickness of the ultrasonic vibration transmitting plate is Assuming t, the width W of each comb-shaped projection is
Since the conditions of W <λ1 / 2 and W ≧ t are satisfied, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating source is transmitted only in the length direction of each comb-toothed protrusion, It will not be transmitted in the width direction. Therefore, a standing wave is not generated inside each comb-toothed protrusion, and variations in vibration among the comb-toothed protrusions are reduced, so that vibrations in the vicinity of all the developer insertion holes of the matrix electrode portion are reduced. It becomes more uniform.
【0017】この発明による第2の印字ヘッドへの超音
波振動付与装置においては、超音波振動発生源から発生
した超音波振動は、櫛歯状突起の突出方向に向かって伝
達される。このため、各櫛歯状突起から出力された超音
波振動は、隣の櫛歯状突起から出力された超音波振動と
は多少干渉するが、それ以外の他の櫛歯状突起から出力
された超音波振動と干渉することなく、マトリクス状電
極部に伝達される。この結果、定在波が発生しなくな
り、マトリクス状電極部の全ての現像剤挿通孔付近にお
ける振動が均一になるので、各現像剤挿通孔において現
像剤制御が正常に行われるようになる。In the ultrasonic vibration applying device for the second print head according to the present invention, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating source is transmitted in the protruding direction of the comb-shaped projection. Therefore, the ultrasonic vibration output from each comb tooth-shaped projection slightly interferes with the ultrasonic vibration output from the adjacent comb tooth-shaped projection, but is output from the other comb tooth-shaped projections. It is transmitted to the matrix electrode portion without interfering with ultrasonic vibration. As a result, the standing wave is not generated and the vibrations in the vicinity of all the developer insertion holes of the matrix-shaped electrode portion become uniform, so that the developer control is normally performed in each developer insertion hole.
【0018】さらに、この超音波振動付与装置において
は、超音波振動発生源から発生した超音波振動が印字ヘ
ッドを伝達するときの波長をλ2とし、隣合う2つの櫛
歯状突起において、一方の櫛歯状突起の先端からそれに
最も近い現像剤挿通孔までの距離をL1、上記一方の櫛
歯状突起の先端に最も近い現像剤挿通孔から他方の櫛歯
状突起の先端までの距離をL2とすると、櫛歯状突起の
ピッチPが、(L2−L1)≦λ2/4の条件を満足す
るように設定されているので、隣合う2つの櫛歯状突起
から上記現像剤挿通孔に伝達される超音波振動が互いに
弱め合うことがなくなる。このため、現像剤挿通孔付近
で、均一な振動が得られる。Further, in this ultrasonic vibration imparting device, the wavelength at which the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration source is transmitted to the print head is λ2, and one of the two adjacent comb-teeth-like protrusions is The distance from the tip of the comb tooth-shaped protrusion to the developer insertion hole closest to it is L1, and the distance from the developer insertion hole closest to the tip of one of the comb tooth-shaped protrusions to the tip of the other comb tooth-shaped protrusion is L2. Then, the pitch P of the comb-shaped projections is set so as to satisfy the condition of (L2-L1) ≦ λ2 / 4, so that the two adjacent comb-shaped projections are transmitted to the developer insertion hole. The ultrasonic vibrations generated do not weaken each other. Therefore, uniform vibration can be obtained near the developer insertion hole.
【0019】[0019]
【実施例】以下、図1〜図4を参照して、この発明の実
施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0020】図1は、印字ヘッドに超音波振動を付与す
る超音波振動付与装置を示している。FIG. 1 shows an ultrasonic vibration applying device for applying ultrasonic vibration to a print head.
【0021】図1に示されている印字ヘッド100で
は、絶縁基板20の記録紙搬送方向(矢印Aで示す方
向)の後半部にマトリクス状電極部40が形成されてい
る。マトリクス状電極部40の構成は、図6に示したも
のと同じであるので、その説明を省略する。In the print head 100 shown in FIG. 1, the matrix-shaped electrode portion 40 is formed in the rear half of the insulating substrate 20 in the recording paper conveyance direction (the direction indicated by arrow A). The structure of the matrix-shaped electrode portion 40 is the same as that shown in FIG. 6, and therefore its explanation is omitted.
【0022】超音波振動付与装置60は、超音波振動発
生源70と、超音波振動発生源70から発生した振動を
印字ヘッド100に伝達するための平面から見て矩形の
超音波振動伝達板80とからなる。超音波振動伝達板8
0の記録紙搬送方向後端部に櫛歯状突起81が形成され
ている。超音波振動伝達板80の記録紙搬送方向前端部
には上方に突出した振動反射部82が前縁全長にわたっ
て一体的に形成されている。The ultrasonic vibration imparting device 60 includes an ultrasonic vibration generating source 70 and an ultrasonic vibration transmitting plate 80 having a rectangular shape when seen from a plane for transmitting the vibration generated from the ultrasonic vibration generating source 70 to the print head 100. Consists of. Ultrasonic vibration transmission plate 8
A comb-shaped projection 81 is formed at the rear end of the recording paper conveyance direction 0. At the front end of the ultrasonic vibration transmitting plate 80 in the recording paper conveyance direction, a vibration reflecting portion 82 protruding upward is integrally formed over the entire length of the front edge.
【0023】超音波振動伝達板80上面の櫛形状突起8
1と振動反射部82との間に、超音波振動発生源70が
固定されている。超音波振動発生源70は、記録紙搬送
方向Aと直角な方向に1直線状に並べられた4つの矩形
の超音波振動子70aから構成されている。Comb-shaped projection 8 on the upper surface of ultrasonic vibration transmission plate 80
The ultrasonic vibration generation source 70 is fixed between 1 and the vibration reflection portion 82. The ultrasonic vibration generation source 70 is composed of four rectangular ultrasonic vibrators 70a arranged in a straight line in a direction perpendicular to the recording paper conveyance direction A.
【0024】超音波振動伝達板80は、櫛歯状突起81
の先端がマトリクス状電極部40を向くようにして櫛歯
状突起81の先端部が絶縁基板20の記録紙搬送方向前
端部上に載せられ、櫛歯状突起81の先端部が絶縁基板
20上面に固定されることにより、印字ヘッド100に
取り付けられている。The ultrasonic vibration transmitting plate 80 has a comb-shaped projection 81.
Is placed on the front end of the insulating substrate 20 in the recording paper conveyance direction so that the tip of the comb-shaped protrusion 81 faces the matrix electrode part 40, and the tip of the comb-shaped protrusion 81 is on the upper surface of the insulating substrate 20. It is attached to the print head 100 by being fixed to.
【0025】超音波振動発生源70から発生した超音波
振動は、超音波振動伝達板80の櫛歯状突起81を伝っ
て伝達される。超音波振動発生源70から発生した超音
波振動が超音波振動伝達板80を伝達するときの波長を
λ1とし、超音波振動伝達板80の振動反射部82以外
の部分の厚さをtとすると、各櫛歯状突起81の幅W
は、次の数式1および2で示される2つの条件を満足す
る長さに設定されている。The ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration source 70 is transmitted through the comb-shaped projection 81 of the ultrasonic vibration transmission plate 80. Let λ1 be the wavelength at which the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating source 70 is transmitted through the ultrasonic vibration transmitting plate 80, and t be the thickness of the portion other than the vibration reflecting portion 82 of the ultrasonic vibration transmitting plate 80. , The width W of each comb-shaped projection 81
Is set to a length that satisfies the two conditions represented by the following formulas 1 and 2.
【0026】[0026]
【数1】W<λ1/2[Equation 1] W <λ1 / 2
【0027】[0027]
【数2】W≧t(2) W ≧ t
【0028】超音波振動発生源70から発生した超音波
振動が超音波振動伝達板80を伝達するときの波長λ1
は、超音波振動伝達板80を超音波振動が伝達するとき
の伝達速度v1および振動周波数fに基づいて、次の数
式3から求められる。The wavelength λ1 when the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration source 70 is transmitted through the ultrasonic vibration transmission plate 80.
Is calculated from the following Equation 3 based on the transmission speed v1 and the vibration frequency f when the ultrasonic vibration is transmitted through the ultrasonic vibration transmission plate 80.
【0029】[0029]
【数3】λ1=v1/f## EQU3 ## λ1 = v1 / f
【0030】厚さtが1mmの超音波振動伝達板80を
用いた場合、振動周波数fが300kHzとすると、振
動伝達速度v1は1600mm/sとなり、振動波長λ
1は5.3mmとなる。このような場合に、上記数1お
よび2で示される条件を満足する櫛歯状突起81の1例
としては、櫛歯状突起81の幅Wが1.5mmで櫛歯状
突起81のピッチPが2.0mmが挙げられる。When the ultrasonic vibration transmission plate 80 having a thickness t of 1 mm is used and the vibration frequency f is 300 kHz, the vibration transmission speed v1 becomes 1600 mm / s, and the vibration wavelength λ
1 becomes 5.3 mm. In such a case, as an example of the comb-tooth-shaped protrusion 81 that satisfies the conditions expressed by the above mathematical expressions 1 and 2, the width W of the comb-tooth-shaped protrusion 81 is 1.5 mm and the pitch P of the comb-tooth-shaped protrusion 81 is P. Is 2.0 mm.
【0031】このような超音波振動付与装置60におい
ては、超音波振動発生源70から発生した超音波振動
は、櫛歯状突起81の突出方向に向かって伝達される。
このため、各櫛歯状突起81から出力された超音波振動
は、隣の櫛歯状突起81から出力された超音波振動とは
多少干渉するが、それ以外の他の櫛歯状突起81から出
力された超音波振動と干渉することなく、マトリクス状
電極部40に伝達される。この結果、定在波が発生しな
くなり、マトリクス状電極部40の全てのトナー挿通孔
23付近における振動が均一になるので、各トナー挿通
孔23においてトナー制御が正常に行われるようにな
る。In such an ultrasonic vibration imparting device 60, the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating source 70 is transmitted in the protruding direction of the comb-shaped projection 81.
Therefore, the ultrasonic vibration output from each comb-tooth-shaped projection 81 slightly interferes with the ultrasonic vibration output from the adjacent comb-tooth-shaped projection 81, but from the other comb-tooth-shaped projections 81. It is transmitted to the matrix-shaped electrode portion 40 without interfering with the output ultrasonic vibration. As a result, the standing wave is not generated and the vibrations in the vicinity of all the toner insertion holes 23 of the matrix-shaped electrode portion 40 are made uniform, so that the toner control is normally performed in each toner insertion hole 23.
【0032】さらに、上記超音波振動付与装置60にお
いては、各櫛歯状突起61aの幅Wは、上記数式1およ
び2で示された条件を満足しているので、超音波振動発
生源70から発生した超音波振動は、各櫛歯状突起81
の長さ方向にのみ伝達され、各櫛歯状突起81の幅方向
には伝達されなくなる。したがって、各櫛歯状突起81
の内部で定在波が発生せず、各櫛歯状突起81の間での
振動のばらつきが少なくなるので、マトリクス状電極部
40の全てのトナー挿通孔23付近における振動がより
均一になる。Further, in the ultrasonic vibration imparting device 60, since the width W of each comb tooth-shaped protrusion 61a satisfies the conditions shown in the above mathematical formulas 1 and 2, the ultrasonic vibration generating source 70 The generated ultrasonic vibration is applied to each comb-shaped projection 81.
Is transmitted only in the lengthwise direction of the comb tooth-shaped projections 81 and is not transmitted in the widthwise direction of each comb-tooth-shaped projection 81. Therefore, each comb-shaped protrusion 81
Since a standing wave is not generated inside and the variation in vibration among the comb-shaped projections 81 is reduced, the vibration in the vicinity of all the toner insertion holes 23 of the matrix electrode portion 40 becomes more uniform.
【0033】また、超音波振動伝達板80の櫛歯状突起
81のピッチを次のように設定することが好ましい。す
なわち、超音波振動発生源70から発生した超音波振動
が絶縁基板20を伝達するときの波長をλ2とし、図2
に示すように、櫛歯状突起81のピッチをP(=ab)
とし、隣合う2つの櫛歯状突起81において、一方の櫛
歯状突起81の先端からそれに最も近いトナー挿通孔2
3までの距離をL1(=ac)、一方の櫛歯状突起81
の先端に最も近いトナー挿通孔23から他方の櫛歯状突
起81の先端までの距離をL2(=bc)とすると、櫛
歯状突起81のピッチPは、次の数式4で示される条件
を満足するように設定される。The pitch of the comb-shaped projections 81 of the ultrasonic vibration transmitting plate 80 is preferably set as follows. That is, the wavelength when the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generation source 70 is transmitted through the insulating substrate 20 is set to λ2, and FIG.
As shown in, the pitch of the comb-shaped projections 81 is set to P (= ab).
In two adjacent comb tooth-shaped projections 81, the toner insertion hole 2 closest to the tip of one comb tooth-shaped projection 81 is located.
3 is L1 (= ac), and one comb tooth-shaped protrusion 81
Is L2 (= bc), the pitch P of the comb-tooth-shaped protrusions 81 is defined by the following formula 4. Set to be satisfied.
【0034】[0034]
【数4】L2−L1≦λ2/4## EQU00004 ## L2-L1.ltoreq..lambda.2 / 4
【0035】このように、櫛歯状突起81のピッチPを
設定すると、図2に示されている隣合う2つの櫛歯状突
起81の先端(a点およびb点)からc点のトナー挿通
孔23に伝達される超音波振動の位相差が、互いに振動
を打ち消し合う位相差であるλ2/2に比べて非常に小
さくなるので、隣合う2つの櫛歯状突起81から上記ト
ナー挿通孔23に伝達される超音波振動が互いに弱め合
うことがなくなる。このため、上記トナー挿通孔23付
近で、均一な振動が得られる。When the pitch P of the comb-toothed protrusions 81 is set in this way, the toner is inserted from the tips (points a and b) of two adjacent comb-toothed protrusions 81 shown in FIG. 2 to the point c. Since the phase difference of the ultrasonic vibrations transmitted to the hole 23 is much smaller than the phase difference λ2 / 2 that cancels the vibrations of each other, the toner insertion hole 23 from the two adjacent comb tooth-shaped projections 81. The ultrasonic vibrations transmitted to each other will not weaken each other. Therefore, uniform vibration can be obtained near the toner insertion hole 23.
【0036】理論的には、隣合う2つの櫛歯状突起81
のみならず、1つの櫛歯状突起81と他の櫛歯状突起8
1との間において、トナー挿通孔23と両櫛歯状突起8
1との距離を、λ2/4以下にすることが好ましいが、
実際には、1つの櫛歯状突起81の先端から出力される
超音波振動の伝達範囲は、隣合う櫛歯状突起81の幅ま
でと考えられるので、隣合う2つの櫛歯状突起81の関
係において上記数式4の条件が満たされればよい。Theoretically, two adjacent comb-shaped projections 81
Not only one comb tooth-shaped protrusion 81 and the other comb tooth-shaped protrusion 8
1 and the toner insertion hole 23 and the comb-shaped projections 8
It is preferable to set the distance from 1 to λ2 / 4 or less,
Actually, the transmission range of the ultrasonic vibration output from the tip of one comb-tooth-shaped protrusion 81 is considered to be up to the width of the adjacent comb-tooth-shaped protrusion 81. In the relationship, the condition of the above-mentioned formula 4 should be satisfied.
【0037】また、トナー挿通孔23のうち、一方の櫛
歯状突起81の先端からそれに最も近いトナー挿通孔2
3と隣合う2つの櫛歯状突起81との距離L1、L2を
用いて条件を立てているのは、一方の櫛歯状突起81の
先端からそれに最も近いトナー挿通孔23より遠い位置
(記録上搬送方向と反対方向)にあるトナー挿通孔23
と、隣合う2つの櫛歯状突起81との距離L1’、L
2’との関係においては、(L2’−L1’)は、(L
2−L1)より小さな値となるからである。In the toner insertion hole 23, the toner insertion hole 2 closest to the tip of one comb tooth-shaped projection 81 is located.
3 is set by using the distances L1 and L2 between the two adjacent comb-teeth protrusions 81 at a position farther from the tip of one of the comb-teeth protrusions 81 than the toner insertion hole 23 closest thereto (recording). Toner insertion hole 23 in the direction opposite to the upper conveying direction)
And the distance L1 ′, L between two adjacent comb-tooth-shaped protrusions 81
In the relationship with 2 ', (L2'-L1') is (L2'-L1 ')
This is because the value is smaller than 2-L1).
【0038】超音波振動発生源70から発生した超音波
振動が絶縁基板20を伝達するときの波長λ2は、絶縁
基板20を超音波振動が伝達するときの伝達速度v2お
よび振動周波数fに基づいて、次の数式5から求められ
る。The wavelength λ2 when the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration generating source 70 is transmitted through the insulating substrate 20 is based on the transmission speed v2 and the vibration frequency f when the ultrasonic vibration is transmitted through the insulating substrate 20. , Is calculated from the following Equation 5.
【0039】[0039]
【数5】λ2=v2/f[Formula 5] λ2 = v2 / f
【0040】絶縁基板20として厚さが0.2mmのガ
ラスエポキシが用いられ、第1および第2電極として厚
さ35μmの銅が用いられている場合、振動周波数fを
300kHzとすると、振動伝達速度v2は700mm
/sとなり、振動波長λ2は2.3mmとなる。また、
図2の距離L1(=ac)を5.0mmとする。このよ
うな場合に、上記数式4で示される条件を満足する櫛形
部61の1例としては、櫛歯状突起81の幅Wが1.5
mmで櫛歯状突起81のピッチPが2.0mmが挙げら
れる。When a glass epoxy having a thickness of 0.2 mm is used as the insulating substrate 20 and copper having a thickness of 35 μm is used as the first and second electrodes, when the vibration frequency f is 300 kHz, the vibration transmission speed is v2 is 700 mm
/ S, and the vibration wavelength λ2 is 2.3 mm. Also,
The distance L1 (= ac) in FIG. 2 is 5.0 mm. In such a case, as an example of the comb-shaped portion 61 that satisfies the condition represented by the above-mentioned mathematical formula 4, the width W of the comb-teeth-shaped protrusion 81 is 1.5.
For example, the pitch P of the comb-shaped projections 81 is 2.0 mm.
【0041】すなわち、図2のL2は、(5.02 +
2.02 )1/2 =5.385となり、L2−L1=0.
385となる。一方、λ2/4=0.575となるの
で、L2−L1≦λ2/4となる。That is, L2 in FIG. 2 is (5.0 2 +
2.0 2) 1/2 = 5.385 next, L2-L1 = 0.
It becomes 385. On the other hand, since λ2 / 4 = 0.575, L2-L1 ≦ λ2 / 4.
【0042】なお、図3に示すように、櫛歯状突起81
の先端形状を曲線にすると、櫛歯状突起81から出力さ
れる超音波振動の放射範囲を変化させることができる。
すなわち、櫛歯状突起81の先端形状をに凸形の曲線に
すると、櫛歯状突起81から出力される超音波振動の放
射範囲が広がり、櫛歯状突起81の先端形状をに凹形の
曲線にすると、櫛歯状突起81から出力される超音波振
動の放射範囲が狭まる。Incidentally, as shown in FIG.
If the shape of the tip is curved, the radiation range of the ultrasonic vibration output from the comb-shaped projection 81 can be changed.
That is, if the tip shape of the comb-toothed projection 81 is a convex curve, the radiation range of the ultrasonic vibration output from the comb-toothed projection 81 is widened, and the tip shape of the comb-toothed projection 81 is concave. The curved line narrows the radiation range of the ultrasonic vibration output from the comb-shaped projection 81.
【0043】たとえば、櫛歯状突起81の先端形状が直
線である場合に振動放射角が20°であるとすると、櫛
歯状突起81の先端形状を曲率0.8mmの凸形の曲線
にすると振動放射角は約50°に広がり、櫛歯状突起8
1の先端形状を曲率0.8mmの凹形の曲線にすると振
動放射角は約10°に狭まる。For example, assuming that the tip of the comb-toothed projection 81 is straight and the vibration radiation angle is 20 °, the tip of the comb-toothed projection 81 has a convex curve with a curvature of 0.8 mm. The vibration radiation angle spreads to about 50 °, and the comb-shaped projections 8
When the tip shape of No. 1 is a concave curve having a curvature of 0.8 mm, the vibration radiation angle is narrowed to about 10 °.
【0044】そこで、各櫛歯状突起81の幅およびピッ
チに応じて、櫛歯状突起81の先端形状を凸形または凹
形の曲線にすることにより、図4に示すように、各櫛歯
状突起81の先端から出力される超音波振動の放射範囲
を最小がMINで最大がMAXとなる放射範囲に設定
し、互いに離れた櫛歯状突起81の先端から出力された
超音波振動が互いに干渉することなくかつマトリクス状
電極部40全体に隙間なく振動を印加させることが好ま
しい。図3および図4における超音波振動の放射範囲
は、振動速度が1/2となるまでの範囲を示している。Therefore, according to the width and pitch of each comb-tooth-shaped projection 81, the tip shape of the comb-tooth-shaped projection 81 is made to be a convex or concave curve so that each comb-tooth can be formed as shown in FIG. The radiation range of the ultrasonic vibrations output from the tips of the projections 81 is set to a radiation range in which the minimum is MIN and the maximum is MAX, and the ultrasonic vibrations output from the tips of the comb-shaped projections 81 separated from each other are mutually It is preferable to apply vibration to the entire matrix-shaped electrode portion 40 without any interference and without gaps. The radiation range of ultrasonic vibrations in FIGS. 3 and 4 indicates the range until the vibration velocity becomes 1/2.
【0045】上述したように、図2の距離L1(=a
c)を5.0mmとし、櫛歯状突起81の幅Wが1.5
mmで櫛歯状突起81のピッチPが2.0mmの場合に
おいては、櫛歯状突起81の先端形状としては、たとえ
ば曲率2.0mmの凸形の曲線にすると、図4に示すよ
うな好適な振動放射範囲が得られた。As described above, the distance L1 (= a in FIG.
c) is set to 5.0 mm, and the width W of the comb-shaped projection 81 is 1.5.
When the pitch P of the comb-tooth-shaped protrusions 81 is 2.0 mm and the tip shape of the comb-tooth-shaped protrusions 81 is, for example, a convex curve with a curvature of 2.0 mm, it is preferable as shown in FIG. A wide oscillating radiation range was obtained.
【0046】[0046]
【発明の効果】この発明によれば、印字ヘッド上の全て
の現像剤挿通孔付近において振動の均一化が図れ、各現
像剤挿通孔において現像剤制御が正常に行われる。According to the present invention, the vibration can be made uniform in the vicinity of all the developer insertion holes on the print head, and the developer can be normally controlled in each developer insertion hole.
【図1】印字ヘッドに取り付けられた超音波振動付与装
置を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an ultrasonic vibration applying device attached to a print head.
【図2】櫛歯状突起のピッチを設定するための条件を説
明するめの部分拡大平面図である。FIG. 2 is a partially enlarged plan view for explaining a condition for setting a pitch of comb-teeth-like protrusions.
【図3】櫛歯状突起の先端形状を曲線にした場合の振動
放射範囲を示す部分拡大平面図である。FIG. 3 is a partially enlarged plan view showing a vibration radiation range in the case where the tip shape of the comb-teeth-like projection is curved.
【図4】櫛歯状突起の先端形状を曲線にして、振動放射
範囲を好適な範囲に設定した場合の例を示す部分拡大平
面図である。FIG. 4 is a partially enlarged plan view showing an example in which the vibration emission range is set to a suitable range by making the tip shape of the comb-teeth-like protrusion into a curve.
【図5】パウダージェット画像形成装置の概略構成を示
す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a powder jet image forming apparatus.
【図6】従来の印字ヘッドを示す概略斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view showing a conventional print head.
【図7】図6のマトリクス状電極部を示す平面図であ
る。7 is a plan view showing a matrix-shaped electrode portion of FIG.
【図8】図7のVIII−VIIIに沿う断面図であ
る。8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
【図9】第1電極への印加電圧の変化を示すタイムチャ
ートである。FIG. 9 is a time chart showing changes in the voltage applied to the first electrode.
【図10】定在波のメカニズムを説明するための説明図
である。FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a mechanism of a standing wave.
20 絶縁基板 21 第1電極 22 第2電極 23 トナー挿通孔 40 マトリクス状電極部 60 超音波振動付与装置 70 超音波振動発生源 70a 超音波振動子 80 超音波振動伝達板 81 櫛歯状突起 100 印字ヘッド 20 Insulating Substrate 21 First Electrode 22 Second Electrode 23 Toner Insertion Hole 40 Matrix Electrode 60 Ultrasonic Vibration Giving Device 70 Ultrasonic Vibration Source 70a Ultrasonic Transducer 80 Ultrasonic Vibration Transmission Plate 81 Comb-like Protrusion 100 Printing head
Claims (2)
録紙搬送方向に直交する方向にのびた1または複数本の
第1電極と絶縁基板の他方の表面に形成された複数本の
第2電極とによってマトリクス状電極部が形成されてお
り、第1電極と第2電極の各交点に現像剤挿通孔が開け
られている印字ヘッドに、超音波振動を付与する印字ヘ
ッドへの超音波振動付与装置において、 超音波振動を発生する超音波振動発生源と、超音波振動
発生源が固定されかつ超音波振動発生源から発生した超
音波振動を印字ヘッドに伝達する超音波振動伝達板とか
らなり、 超音波振動伝達板はマトリクス状電極部に向かって先端
がのびかつ先端部が印字ヘッドに固定される櫛歯状突起
を有しており、超音波振動発生源から発生した超音波振
動が超音波振動伝達板を伝達するときの波長をλ1と
し、超音波振動伝達板の厚さをtとすると、各櫛歯状突
起の幅Wが、W<λ1/2かつW≧tの条件を満たして
いることを特徴とする印字ヘッドへの超音波振動付与装
置。1. One or a plurality of first electrodes formed on one surface of an insulating substrate and extending in a direction orthogonal to a recording paper conveyance direction, and a plurality of second electrodes formed on the other surface of the insulating substrate. The matrix-shaped electrode portion is formed by and the ultrasonic vibration is applied to the print head in which the developer insertion hole is formed at each intersection of the first electrode and the second electrode. The device consists of an ultrasonic vibration source that generates ultrasonic vibration, and an ultrasonic vibration transmission plate that is fixed to the ultrasonic vibration source and that transmits the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration source to the print head. , The ultrasonic vibration transmission plate has comb-teeth-like protrusions whose tips extend toward the matrix-like electrode section and whose tips are fixed to the print head. Sound wave vibration transmission plate When the wavelength when reaching is λ1 and the thickness of the ultrasonic vibration transmitting plate is t, the width W of each comb tooth-shaped protrusion satisfies the conditions of W <λ1 / 2 and W ≧ t. A device for applying ultrasonic vibration to the print head.
録紙搬送方向に直交する方向にのびた1または複数本の
第1電極と絶縁基板の他方の表面に形成された複数本の
第2電極とによってマトリクス状電極部が形成されてお
り、第1電極と第2電極の各交点に現像剤挿通孔が開け
られている印字ヘッドに、超音波振動を付与する印字ヘ
ッドへの超音波振動付与装置において、 超音波振動を発生する超音波振動発生源と、超音波振動
発生源が固定されかつ超音波振動発生源から発生した超
音波振動を印字ヘッドに伝達する超音波振動伝達板とか
らなり、 超音波振動伝達板はマトリクス状電極部に向かって先端
がのびかつ先端部が印字ヘッドに固定される櫛歯状突起
を有しており、超音波振動発生源から発生した超音波振
動が印字ヘッドを伝達するときの波長をλ2とし、隣合
う2つの櫛歯状突起において、一方の櫛歯状突起の先端
からそれに最も近い現像剤挿通孔までの距離をL1、上
記一方の櫛歯状突起の先端に最も近い現像剤挿通孔から
他方の櫛歯状突起の先端までの距離をL2とすると、櫛
歯状突起のピッチをPが、(L2−L1)≦λ2/4の
条件を満足するように設定されていることを特徴とする
印字ヘッドへの超音波振動付与装置。2. One or a plurality of first electrodes formed on one surface of the insulating substrate and extending in a direction orthogonal to the recording paper conveyance direction, and a plurality of second electrodes formed on the other surface of the insulating substrate. The matrix-shaped electrode portion is formed by and the ultrasonic vibration is applied to the print head in which the developer insertion hole is formed at each intersection of the first electrode and the second electrode. The device consists of an ultrasonic vibration source that generates ultrasonic vibration, and an ultrasonic vibration transmission plate that is fixed to the ultrasonic vibration source and that transmits the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration source to the print head. , The ultrasonic vibration transmission plate has comb-teeth-shaped protrusions that extend toward the matrix-shaped electrode part and are fixed to the print head, and the ultrasonic vibration generated from the ultrasonic vibration source is printed. Transmit head The wavelength at this time is λ2, and in two adjacent comb tooth-shaped projections, the distance from the tip of one comb tooth-shaped projection to the developer insertion hole closest to it is L1, and the distance between the tip of one comb tooth-shaped projection is the largest. Letting L2 be the distance from the near developer insertion hole to the tip of the other comb tooth-shaped protrusion, the pitch P of the comb tooth-shaped protrusions is set so as to satisfy the condition of (L2-L1) ≦ λ2 / 4. A device for applying ultrasonic vibration to a print head, which is characterized in that
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3215694A JPH07242015A (en) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | Ultrasonic vibration applying device of printing head |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3215694A JPH07242015A (en) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | Ultrasonic vibration applying device of printing head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07242015A true JPH07242015A (en) | 1995-09-19 |
Family
ID=12351069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3215694A Pending JPH07242015A (en) | 1994-03-02 | 1994-03-02 | Ultrasonic vibration applying device of printing head |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07242015A (en) |
-
1994
- 1994-03-02 JP JP3215694A patent/JPH07242015A/en active Pending
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