JPS58179659A - インクジエツト記録装置 - Google Patents
インクジエツト記録装置Info
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- JPS58179659A JPS58179659A JP58032665A JP3266583A JPS58179659A JP S58179659 A JPS58179659 A JP S58179659A JP 58032665 A JP58032665 A JP 58032665A JP 3266583 A JP3266583 A JP 3266583A JP S58179659 A JPS58179659 A JP S58179659A
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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
【発明の詳細な説明】
本発明はノンインパクト記録装置、特に圧力室の容積変
化によって印字ヘッドのオリフウスからインク小滴を噴
射するインクジェット記録装置に関するものである。
化によって印字ヘッドのオリフウスからインク小滴を噴
射するインクジェット記録装置に関するものである。
インクジェット記録装置は極めて低騒音で高速印字が可
能なほか、安価な普通紙が使え、現像・定着等の処理を
必要とせず、文字記録のほか漢字・図形等の記録の拡大
機能をそなえているという利点をもっている。
能なほか、安価な普通紙が使え、現像・定着等の処理を
必要とせず、文字記録のほか漢字・図形等の記録の拡大
機能をそなえているという利点をもっている。
このインクジェット記録装置には、従来電界制御方式(
%公昭36−13768号公報)と荷電制御方式(%公
昭42−4381号公報、特公昭42−8350号公報
)とが早くがら知られているが、これらの方式では特に
インク小滴を形成する手段と、文字形成のだめの噴射方
向制御(偏向)手段とにおいて、複雑で高精度な構造を
必要とする。
%公昭36−13768号公報)と荷電制御方式(%公
昭42−4381号公報、特公昭42−8350号公報
)とが早くがら知られているが、これらの方式では特に
インク小滴を形成する手段と、文字形成のだめの噴射方
向制御(偏向)手段とにおいて、複雑で高精度な構造を
必要とする。
そのため構造のより簡単な方式が近年開発され、注目さ
れている。それは特開昭47−2006号公報に示され
るように、印字のための電気信号に応答して、電気ノf
ルスが印字ヘッドに印加される都度、圧力室の容積変化
によってオリフィスからインク小滴を噴射する方式(以
下インク・オンデマンド方式という)のインクジェット
記録装置であるが、このインク・オンデマンド方式にお
いて□は、インク回収の必要がないからフィルターやイ
ンク用ポンプなどの複雑なインク供給系が不要であり、
ために当然インク消費量も少く、またインク小滴を偏向
制御させるための高電圧電源も必要ないという大きな利
点をもっている。
れている。それは特開昭47−2006号公報に示され
るように、印字のための電気信号に応答して、電気ノf
ルスが印字ヘッドに印加される都度、圧力室の容積変化
によってオリフィスからインク小滴を噴射する方式(以
下インク・オンデマンド方式という)のインクジェット
記録装置であるが、このインク・オンデマンド方式にお
いて□は、インク回収の必要がないからフィルターやイ
ンク用ポンプなどの複雑なインク供給系が不要であり、
ために当然インク消費量も少く、またインク小滴を偏向
制御させるための高電圧電源も必要ないという大きな利
点をもっている。
従来のこの種のインク・オンデマンド方式(例えば前記
特開昭47−2006号公報に記載の方式)の印字ヘッ
ドの構造は、第1図に示すように、1つの印字ヘッドか
ら1つのインク小滴を噴射するものである。この従来の
印字ヘッドの構造においては、英数字等の文字または図
形を効率的に記録紙に印字するためには、例えば特開昭
47−2006号公報の第9図または第10図に示す如
く、複数の印字ヘッド(印字ヘッド)が並#されねばな
らない。複数の印字ヘッドを並置することは製造コスト
を高め、小型化を阻げ、さらにまたインク小滴間の間隔
を小さくするのに限度がある等の欠点を有している。
特開昭47−2006号公報に記載の方式)の印字ヘッ
ドの構造は、第1図に示すように、1つの印字ヘッドか
ら1つのインク小滴を噴射するものである。この従来の
印字ヘッドの構造においては、英数字等の文字または図
形を効率的に記録紙に印字するためには、例えば特開昭
47−2006号公報の第9図または第10図に示す如
く、複数の印字ヘッド(印字ヘッド)が並#されねばな
らない。複数の印字ヘッドを並置することは製造コスト
を高め、小型化を阻げ、さらにまたインク小滴間の間隔
を小さくするのに限度がある等の欠点を有している。
本発明は上述の欠点を解消したインクオンデマンド方式
によるインクジェット記録装置を提供するものでるる。
によるインクジェット記録装置を提供するものでるる。
本発明によれば、印字のための電気信号パルスが印加さ
れる都度、印字ヘッドの圧力室の容積を電気機様変換素
子によって変化させて、オリスイスからインク小滴を噴
射する方式のインクジェット記録装置において、複数の
ノズルと、該ノズルに連通ずる複数の圧力室と、該圧力
室内にインク溜りからのインクを分配供給し得一部が可
撓性部材で榎われた共通のAIルストラップ室と、を有
する印字ヘッドを備えたインクジェット記録装置が提供
される。
れる都度、印字ヘッドの圧力室の容積を電気機様変換素
子によって変化させて、オリスイスからインク小滴を噴
射する方式のインクジェット記録装置において、複数の
ノズルと、該ノズルに連通ずる複数の圧力室と、該圧力
室内にインク溜りからのインクを分配供給し得一部が可
撓性部材で榎われた共通のAIルストラップ室と、を有
する印字ヘッドを備えたインクジェット記録装置が提供
される。
前述の如く、本発明のインクジェット記録装置において
は、複数の圧力室に連通ずる1つの共通のノfルストラ
ップ室が設けられている。この共通のパルストラップ室
は、インクを噴射した際の圧力室から戻る圧力パルスを
吸収して、他の圧力室に対して影響を及ぼさないバッフ
ァーとして働く。
は、複数の圧力室に連通ずる1つの共通のノfルストラ
ップ室が設けられている。この共通のパルストラップ室
は、インクを噴射した際の圧力室から戻る圧力パルスを
吸収して、他の圧力室に対して影響を及ぼさないバッフ
ァーとして働く。
また、各圧力室を直接インク溜りに連通ずるような場合
には、各圧力室内の液圧をある範囲内で等しく保つこと
が困難であるが、i!ルストラップ室 1を設ける
ことにより、各圧力室内の液圧をある範囲内で尋しく保
って、インク小滴の寸法、噴射速度等の制御を容易に行
なうことができる構造が与えられる。
には、各圧力室内の液圧をある範囲内で等しく保つこと
が困難であるが、i!ルストラップ室 1を設ける
ことにより、各圧力室内の液圧をある範囲内で尋しく保
って、インク小滴の寸法、噴射速度等の制御を容易に行
なうことができる構造が与えられる。
以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。
第1図は従来のインク・オンデマンド方式記録装置(%
開昭47−2006号公報)の概略を示す図である。図
中、11は記録用媒体12上に情報を記録するように設
けた装置を示す。12は前記装置11に関連する記録用
媒体で、送りローラ13および巻取ローラ14との間に
張架されており、矢印の如く移動するように構成されて
いる。
開昭47−2006号公報)の概略を示す図である。図
中、11は記録用媒体12上に情報を記録するように設
けた装置を示す。12は前記装置11に関連する記録用
媒体で、送りローラ13および巻取ローラ14との間に
張架されており、矢印の如く移動するように構成されて
いる。
ここで、前記装置11と記録用媒体12との相対的な運
動は、装置11または記録用媒体12のいずれか一方を
苦しくはその両方を移動せしめる等適宜の方法により行
うことが出来る。
動は、装置11または記録用媒体12のいずれか一方を
苦しくはその両方を移動せしめる等適宜の方法により行
うことが出来る。
16は使用される特定の記録液を貯蔵するためのインク
溜りであり、連通管17を介して、小滴を噴射する装置
、すなわち印字ヘッド18に通じている。19はワイヤ
のような通商な電気接続手段21を介して印字ヘッド1
8にパルスを供給するための電子パルス発生器である。
溜りであり、連通管17を介して、小滴を噴射する装置
、すなわち印字ヘッド18に通じている。19はワイヤ
のような通商な電気接続手段21を介して印字ヘッド1
8にパルスを供給するための電子パルス発生器である。
該発生器19は共振周波数では作動せず、むしろ印字さ
れるべき予定したパターンに従って小滴を呼び出す。
れるべき予定したパターンに従って小滴を呼び出す。
27は、前記発生器19から電気信号を受けると圧力室
26の内側へ撓むことの出来る通商な可撓板27で、ピ
エゾ電気クリスタル29.30から成り、それらは互い
に導電性薄膜によって接着されてアセンブリーになって
いる。すなわち、パルス発生器19から電気接続手段2
1を介して度板27の両面に適尚な電圧を印加すると、
上側のクリスタル29が収縮すると共に下側のクリスタ
ル30が膨張して、それによって可撓板27全体が圧力
室26の内側へ撓む。
26の内側へ撓むことの出来る通商な可撓板27で、ピ
エゾ電気クリスタル29.30から成り、それらは互い
に導電性薄膜によって接着されてアセンブリーになって
いる。すなわち、パルス発生器19から電気接続手段2
1を介して度板27の両面に適尚な電圧を印加すると、
上側のクリスタル29が収縮すると共に下側のクリスタ
ル30が膨張して、それによって可撓板27全体が圧力
室26の内側へ撓む。
可撓板27の内側への撓みは第1図において二点鎖線で
示しである。
示しである。
この方法において、装置11に対する記録用媒体12あ
るいは逆に記録用媒体に対する装置の正確な位置決めは
、記録される情報で決定されるところの電子i4ルス発
生器19により発生される信号に従って予定のノfター
ンに小滴を記録用媒体に衝突させることによって行われ
るが、この詳細については前記特開昭47−2006号
公報を参照されたい。
るいは逆に記録用媒体に対する装置の正確な位置決めは
、記録される情報で決定されるところの電子i4ルス発
生器19により発生される信号に従って予定のノfター
ンに小滴を記録用媒体に衝突させることによって行われ
るが、この詳細については前記特開昭47−2006号
公報を参照されたい。
情報を最良に配録するためには、小滴は正確かつ所定の
形状および量にすべきである。すなわち、各小滴は・平
ルス発生器19からの電気信号に厳密に従い、等間隔の
信号は等間隔で均一な小滴を作る。
形状および量にすべきである。すなわち、各小滴は・平
ルス発生器19からの電気信号に厳密に従い、等間隔の
信号は等間隔で均一な小滴を作る。
さて、小滴22は圧力室26の容積の急激な減少により
印字ヘッド18から射出されるものであり、従ってこの
容積の急激な減少は、小滴22を形成するに充分なイン
クを変位する壕で圧力室26内に可撓板27を撓塘せる
ことによって達成される。
印字ヘッド18から射出されるものであり、従ってこの
容積の急激な減少は、小滴22を形成するに充分なイン
クを変位する壕で圧力室26内に可撓板27を撓塘せる
ことによって達成される。
該撓みはノズル28の中のインクに充分な運動エネルギ
ーを与え、その一部分が脱出速度を越えるように加速す
るために充分急激でなければならない。脱出最小速度と
は、ノズルから突出するインク柱を該ノズルから分断し
1分離した1個の小滴を形成し得る最小速度である。該
脱出最小速度は、小滴の表面を形成するのに必要なエネ
ルギーと小滴の運動エネルギーとを等しくすることによ
ここでσはインクの表面張力定数 μはインクの密度(density) Dは小滴の直径である。
ーを与え、その一部分が脱出速度を越えるように加速す
るために充分急激でなければならない。脱出最小速度と
は、ノズルから突出するインク柱を該ノズルから分断し
1分離した1個の小滴を形成し得る最小速度である。該
脱出最小速度は、小滴の表面を形成するのに必要なエネ
ルギーと小滴の運動エネルギーとを等しくすることによ
ここでσはインクの表面張力定数 μはインクの密度(density) Dは小滴の直径である。
一例として、直径0,0/、!;cxの水滴の脱出最小
速度は/A7cln/seeである。これを達成せしめ
るためには、可撓板はインクがオリフィスから一小滴の
直径にtlは等しいインク柱を突出するように液体の移
動終了時点までに、ノズル中のインクを休止から脱出最
小速度を越える速度にまで加速するようにインク中に圧
力を発生させねばならない。この最低圧力は次式によっ
て得られる。
速度は/A7cln/seeである。これを達成せしめ
るためには、可撓板はインクがオリフィスから一小滴の
直径にtlは等しいインク柱を突出するように液体の移
動終了時点までに、ノズル中のインクを休止から脱出最
小速度を越える速度にまで加速するようにインク中に圧
力を発生させねばならない。この最低圧力は次式によっ
て得られる。
ここで、には所定の印字ヘッドのノズルの有効長を定め
る無次元定数であり、σはインクの表面張力定数、Dは
小滴の直径である。Kは通常q〜lIoの間である。0
.0/Scxの水滴かに=10でヘッドから射出される
場合、最低圧力は、2.gX/θ5Dyne /am
、 6るいは平方インチ当りほぼqポンドである。可
撓板27は、また噴射される小滴の量よりも大きい量の
インクを変位しなければならないという事は前記可撓板
によって変位されたインクの一部分は入口を通して後方
に逆流するからである。可撓板の働きは、該可撓板が休
止位置に戻るに従って、正の圧力パルスの大きさとほぼ
等しい大きさを有する負の圧カッfルスを生ぜしめる。
る無次元定数であり、σはインクの表面張力定数、Dは
小滴の直径である。Kは通常q〜lIoの間である。0
.0/Scxの水滴かに=10でヘッドから射出される
場合、最低圧力は、2.gX/θ5Dyne /am
、 6るいは平方インチ当りほぼqポンドである。可
撓板27は、また噴射される小滴の量よりも大きい量の
インクを変位しなければならないという事は前記可撓板
によって変位されたインクの一部分は入口を通して後方
に逆流するからである。可撓板の働きは、該可撓板が休
止位置に戻るに従って、正の圧力パルスの大きさとほぼ
等しい大きさを有する負の圧カッfルスを生ぜしめる。
負の圧カハルスはノズル内のインクの流れの方向を逆転
させる。それは、ノズルから突出しているインク柱の分
断を促進し、分離した小滴を発生する。ヘッドが作動し
ているときの最大圧力は、負の圧力パルスが働いている
ときに液体中に発生するキャビテーション真空部により
決定される。
させる。それは、ノズルから突出しているインク柱の分
断を促進し、分離した小滴を発生する。ヘッドが作動し
ているときの最大圧力は、負の圧力パルスが働いている
ときに液体中に発生するキャビテーション真空部により
決定される。
キャビテーションの発生は、各種ノ量うメータの中で特
に周波数およびインクの粘度に依存するので、分析的に
説明することは非常に困難である。
に周波数およびインクの粘度に依存するので、分析的に
説明することは非常に困難である。
印字ヘッド内の圧力の実際的な上限は3,5Xio6D
yne /硼または平方インチ当り略SOポンドである
。このように、ノ4ルス発生器19から1発の・(ルス
電圧を受けると、前記印字ヘッド18はオリフィス24
から不連続な一個のインク小滴22を噴射する。夫々の
供給されたパルス電圧によって、先行する信号と独立し
て制御された滴下量を有する一個の小滴22は、記録用
媒体12が印字ヘッド18を通過する時、該記録用媒体
上に正確な情報の記録を行うために、実質的に直線の軌
道を辿り、前記記録用媒体12上に線28を形成する。
yne /硼または平方インチ当り略SOポンドである
。このように、ノ4ルス発生器19から1発の・(ルス
電圧を受けると、前記印字ヘッド18はオリフィス24
から不連続な一個のインク小滴22を噴射する。夫々の
供給されたパルス電圧によって、先行する信号と独立し
て制御された滴下量を有する一個の小滴22は、記録用
媒体12が印字ヘッド18を通過する時、該記録用媒体
上に正確な情報の記録を行うために、実質的に直線の軌
道を辿り、前記記録用媒体12上に線28を形成する。
小滴が噴射された後、前記可撓板27は通常の位置に戻
り、そしてインクのメニスカスははは小滴の直径だけオ
リフィス内に引き戻される。このインクは印字ヘッドが
再び別の小滴を噴射するその作動前に元の位置にきてい
なければならないが、オリフィス内の液体の毛細管現象
が必要な力を供給する。この復帰過程中に、小滴群が噴
射される最大速度はほぼ次式で示される。
り、そしてインクのメニスカスははは小滴の直径だけオ
リフィス内に引き戻される。このインクは印字ヘッドが
再び別の小滴を噴射するその作動前に元の位置にきてい
なければならないが、オリフィス内の液体の毛細管現象
が必要な力を供給する。この復帰過程中に、小滴群が噴
射される最大速度はほぼ次式で示される。
再び直径θ、0/!ramの水滴を例にとり、K=/θ
であるような寸法の印字ヘッドによりこの小滴が噴射さ
れたとすれば、最大点滴周波数は秒尚り約1IIeo滴
である。小滴の寸法がもつと小さければ最大点滴速度は
増え、秒当りの文字での最大印字速度も増大する。もし
Kを+eにし、小滴直径が0.002KcILで印字す
るならば最大印字速度は秒当り1600文字となり、小
滴寸法がio倍(0,0コSc+n)になれば最大印字
速度は秒当りSOθ文字に減少する。この実施例におい
て最大点滴周数が最良の状態として論じているが、たと
えノズル内のインクが完全に復元さねない状態でも、よ
り速い速度の噴射操作を行なうことは可能である。
であるような寸法の印字ヘッドによりこの小滴が噴射さ
れたとすれば、最大点滴周波数は秒尚り約1IIeo滴
である。小滴の寸法がもつと小さければ最大点滴速度は
増え、秒当りの文字での最大印字速度も増大する。もし
Kを+eにし、小滴直径が0.002KcILで印字す
るならば最大印字速度は秒当り1600文字となり、小
滴寸法がio倍(0,0コSc+n)になれば最大印字
速度は秒当りSOθ文字に減少する。この実施例におい
て最大点滴周数が最良の状態として論じているが、たと
えノズル内のインクが完全に復元さねない状態でも、よ
り速い速度の噴射操作を行なうことは可能である。
換言すれば、各小滴の形状、寸法等がすべてが完全でな
いけれども、実用上ではより一層高速度の噴射が達成さ
れる。そしてまた、噴射操作中この印字ヘッド内の液体
の運動量は、ノズル内のインクをオリフィスにまで急速
に復元させる。
いけれども、実用上ではより一層高速度の噴射が達成さ
れる。そしてまた、噴射操作中この印字ヘッド内の液体
の運動量は、ノズル内のインクをオリフィスにまで急速
に復元させる。
前記実施例の一つの印字ヘッドは複数の印字ヘッド列に
よく適合しており、これを第2図に示す。
よく適合しており、これを第2図に示す。
第2図は前記第1図に類似せる一つの印字ヘッドの断面
を示す。第2図において、可撓板はカパースリツ7″(
可撓壁)31と該カバースリップに接着したピエゾ電気
クリスタル32との二つの部材より成る。前記クリスタ
ルに電圧を印加すると、クリスタルは収縮し、そしてカ
バースリラグ31上のクリスタル32の収縮作用は、可
撓板を圧力室33の内側に撓ませ、ノズル36を通して
オリフィス34から一小滴を噴射させるに充分な容積を
減少させる。
を示す。第2図において、可撓板はカパースリツ7″(
可撓壁)31と該カバースリップに接着したピエゾ電気
クリスタル32との二つの部材より成る。前記クリスタ
ルに電圧を印加すると、クリスタルは収縮し、そしてカ
バースリラグ31上のクリスタル32の収縮作用は、可
撓板を圧力室33の内側に撓ませ、ノズル36を通して
オリフィス34から一小滴を噴射させるに充分な容積を
減少させる。
カパースリツ7°31はベースプレー)37Km着され
ている。クリスタル32とカバースリップ31とが小滴
噴射のために充分な容積変化と圧力とを供給するように
関係させねばならない以上、必ず最適に(作用)する幾
つかの明確な関係があ する。即ちクリスタル、カ
バースリップ、アセンブリーの中立軸(引張り零の点)
が、それらの中間面にあることが望ましい。この状態は
次式で満足される。
ている。クリスタル32とカバースリップ31とが小滴
噴射のために充分な容積変化と圧力とを供給するように
関係させねばならない以上、必ず最適に(作用)する幾
つかの明確な関係があ する。即ちクリスタル、カ
バースリップ、アセンブリーの中立軸(引張り零の点)
が、それらの中間面にあることが望ましい。この状態は
次式で満足される。
E、・tl ”2・t 22
但しEl、tl はクリスタルの弾性係数と板厚E2
”2 はカバースリップの弾性係数と板厚 である若しE1+E2なる材料を選んだとすると、この
式で11+12 となることは明らかである。第3図は
第2図に示された印字ヘッドの平面図および部分断面図
を示す。また第4図は第3図に示した印字ヘッドのA
−A’ 断面図である。幅においてクリスタル320
幅が圧力室33の幅より小さいことがわかるであろう。
”2 はカバースリップの弾性係数と板厚 である若しE1+E2なる材料を選んだとすると、この
式で11+12 となることは明らかである。第3図は
第2図に示された印字ヘッドの平面図および部分断面図
を示す。また第4図は第3図に示した印字ヘッドのA
−A’ 断面図である。幅においてクリスタル320
幅が圧力室33の幅より小さいことがわかるであろう。
そして両者の幅寸法の差は所定の幅で達成し得る変形量
を最大にするように選択される。我々は、前記クリスタ
ルが圧力室の幅の約5θ〜9θ優程度であれば良く、好
ましくは約70チであって、そして両側の間隙が尋しく
なるように中央におかれなければならないことを見出し
た。
を最大にするように選択される。我々は、前記クリスタ
ルが圧力室の幅の約5θ〜9θ優程度であれば良く、好
ましくは約70チであって、そして両側の間隙が尋しく
なるように中央におかれなければならないことを見出し
た。
圧力室33とクリスタル32は長い矩形の形になってい
る。この形状において、幅(矩形の短辺)は充分な圧力
を供給するように決定され、そして長さく長辺)は充分
な容積変形量を与えるように決定される。もし、その長
辺が幅の20倍よりも大きければ、前記定数Kが不都合
に大きくなり最大点滴周波数を低くし、そして必要な最
低圧力は上昇する。また一方、長辺はクリスタルの両端
部 ゛での最大撓みよりも少ない撓みをもつ面積を
最小にするために幅の二倍よりも大きくすべきである。
る。この形状において、幅(矩形の短辺)は充分な圧力
を供給するように決定され、そして長さく長辺)は充分
な容積変形量を与えるように決定される。もし、その長
辺が幅の20倍よりも大きければ、前記定数Kが不都合
に大きくなり最大点滴周波数を低くし、そして必要な最
低圧力は上昇する。また一方、長辺はクリスタルの両端
部 ゛での最大撓みよりも少ない撓みをもつ面積を
最小にするために幅の二倍よりも大きくすべきである。
よって可撓壁面に取付けるピエゾ電気クリスタルの形状
は、次の条件を満たすように決定されるべきである。
は、次の条件を満たすように決定されるべきである。
、2 a (b (コOa
ここで、1は電気機械変換素子の幅、
bは電気機械変換素子の長さ。
である。
オリフィス34の直径は、毛細管作用によって生ずるイ
ンクの復元ゝを早め且つ小滴の寸法を一定にするために
、小さいことが望ましい。ノズル36は小滴がノズルと
同一方向に向って且つノズルの中央から実質的に直線の
軌道を辿るように充分長くなければならないが定数にお
よび必要な圧力を増大することなくそして最大印字速度
を減じてしまうほどには長すぎてはならない。我々はノ
ズルの長さがオリフィス34の直径の2〜7倍の間にす
べきであることを見出した。
ンクの復元ゝを早め且つ小滴の寸法を一定にするために
、小さいことが望ましい。ノズル36は小滴がノズルと
同一方向に向って且つノズルの中央から実質的に直線の
軌道を辿るように充分長くなければならないが定数にお
よび必要な圧力を増大することなくそして最大印字速度
を減じてしまうほどには長すぎてはならない。我々はノ
ズルの長さがオリフィス34の直径の2〜7倍の間にす
べきであることを見出した。
[L我々が発見したところでは、小滴群が印字表面にぶ
つかる際、飛行中の小滴の直径のコ〜ダ倍の印字スポッ
トを生ずる。所定の面積をカバーするに必要なインクの
点からみると、小滴をより小さくする程、印字作用はよ
り効率的にカるということは明らかである。加うるに、
射出されるインク小滴が小さい時は分解能および最大印
字速度が増大する。なお、第4図には電圧印加にょシフ
リスタル32とカバースリップ31とが圧力室の内方に
変形した状態をコ点鎖線で示しである。
つかる際、飛行中の小滴の直径のコ〜ダ倍の印字スポッ
トを生ずる。所定の面積をカバーするに必要なインクの
点からみると、小滴をより小さくする程、印字作用はよ
り効率的にカるということは明らかである。加うるに、
射出されるインク小滴が小さい時は分解能および最大印
字速度が増大する。なお、第4図には電圧印加にょシフ
リスタル32とカバースリップ31とが圧力室の内方に
変形した状態をコ点鎖線で示しである。
第5図は7個のインク噴射系群から成る一組の印字ヘッ
ドの斜視図を示す。7個のインク噴射系群は&X7のド
ツトマトリクスを用いた市販の文字発生器を利用できる
。しかし乍ら、他のドツトマトリクスおよびマトリクス
の垂直成分が3個から76個の間のインク噴射系群から
成る一組の印字ヘッドを用いても、この噴射装置は良く
作動する。各インク噴射系は7個の噴射系(@a図)に
ついて詳細に説明したものと同じ要素から成る。
ドの斜視図を示す。7個のインク噴射系群は&X7のド
ツトマトリクスを用いた市販の文字発生器を利用できる
。しかし乍ら、他のドツトマトリクスおよびマトリクス
の垂直成分が3個から76個の間のインク噴射系群から
成る一組の印字ヘッドを用いても、この噴射装置は良く
作動する。各インク噴射系は7個の噴射系(@a図)に
ついて詳細に説明したものと同じ要素から成る。
第5図は噴射系の要素を形成するように食刻(エツチン
グ)した空洞を有するセラミックのペースデレートロ1
から成る印字ヘッドの一部を示す。
グ)した空洞を有するセラミックのペースデレートロ1
から成る印字ヘッドの一部を示す。
このように、デレートロ1は7つのノズル62.7つの
ネック63および7つのインク圧力室64を有する。カ
バースリップ68はペースデレートロ1に接着されてい
る。また、圧力室の上であって、カバースリップの上側
部分には7つのピエゾ電気クリスタル71〜77が接着
されている。
ネック63および7つのインク圧力室64を有する。カ
バースリップ68はペースデレートロ1に接着されてい
る。また、圧力室の上であって、カバースリップの上側
部分には7つのピエゾ電気クリスタル71〜77が接着
されている。
61はまた、ノズル62と対応する夫々の圧力室と連結
するようにパルストラップ室66をその中に食刻L7で
ある。ノ4ルストラップ室66はインクが満たされた時
、該インクの戻り圧力を吸収すルヨうに作用する。印字
に際しては、クリスタル71〜77にノfルス発生器1
9からの/’Pルス電圧が印加されると、該クリスタル
とカバースリップは圧力室64の内方に撓まされ、圧力
室の容積を急激に減少せしめ、圧力室内のインクに急激
外圧カッfルスを与える。圧力室内のインクはこの圧力
パルスにより対応するノズル62がら一小滴として噴射
されるのと同時にパルストラップ室66に向ってインク
が押し戻される。このように圧力室64の内方で変位し
た容積は、−小滴として噴射したインクの量を必ず越え
なければならない。また第5図においては、インク溜り
16がらのインクを連通管17、パルプアセンブリ(図
示せず)を介してノ9ルストラッゾ室66に流入させる
ための開孔67が示されている。
するようにパルストラップ室66をその中に食刻L7で
ある。ノ4ルストラップ室66はインクが満たされた時
、該インクの戻り圧力を吸収すルヨうに作用する。印字
に際しては、クリスタル71〜77にノfルス発生器1
9からの/’Pルス電圧が印加されると、該クリスタル
とカバースリップは圧力室64の内方に撓まされ、圧力
室の容積を急激に減少せしめ、圧力室内のインクに急激
外圧カッfルスを与える。圧力室内のインクはこの圧力
パルスにより対応するノズル62がら一小滴として噴射
されるのと同時にパルストラップ室66に向ってインク
が押し戻される。このように圧力室64の内方で変位し
た容積は、−小滴として噴射したインクの量を必ず越え
なければならない。また第5図においては、インク溜り
16がらのインクを連通管17、パルプアセンブリ(図
示せず)を介してノ9ルストラッゾ室66に流入させる
ための開孔67が示されている。
なお、前言口セラミックのベースグレート61およびカ
バースリップ68は精密食刻が可能な感光性ガラス材料
が最適である。
バースリップ68は精密食刻が可能な感光性ガラス材料
が最適である。
71〜77は前記カバースリップ68と重なり、且つそ
れに接着されている七つのピエゾ電気クリスタルである
。クリスタルは電気パルスで変形し得る適当な材料で作
られる。一つの適当な材料は入手可能な鉛ジルコン酸塩
−鉛チタン酸塩七ラミックである。その他にはロッシェ
ル塩、アンモニウム−ジヒドロダン−フォスフエイト、
リチウムーザルフエイトおよびバリウムチタン酸塩があ
る。
れに接着されている七つのピエゾ電気クリスタルである
。クリスタルは電気パルスで変形し得る適当な材料で作
られる。一つの適当な材料は入手可能な鉛ジルコン酸塩
−鉛チタン酸塩七ラミックである。その他にはロッシェ
ル塩、アンモニウム−ジヒドロダン−フォスフエイト、
リチウムーザルフエイトおよびバリウムチタン酸塩があ
る。
第6図は印字ヘッドを制御するためのブロック・ダイヤ
グラムである。英数字の情報源101はデコーダ102
内に供給される。
グラムである。英数字の情報源101はデコーダ102
内に供給される。
該情報源はタイプライタ−のキー、コンピュータの読出
し、或いは他の英数字の情報源であってもよい。デコー
ダ102け6ビツトコードで英数字を形成するために必
要な情報を供給する。入手可能な種々のデコーダを使っ
てもよい。6ビツトの情報もしくはアドレスは文字発生
器108に供給される。S×7ビツトを使用し64キヤ
ラクタを有するドットマ) IJクス文字発生器が入手
可能である。文字発生器は捷たクロック104からスト
ロープ・・やルス列を供給される。該ノfルス列if文
字発生器103の7個のアウトプットを行うように駆動
回路106に達する。該駆動回路106は種々のクリス
タルに対して、英数字を形成するに必要なドイツを印字
するためにどのように噴射すべきかを指示する。駆動回
路106からの7個の出力は、圧力室上に配置されてい
るクリスタル71〜77に達する。小滴の寸法はクリス
タルに対して供給される駆動電圧の大きさを変えること
により制御し得る。
し、或いは他の英数字の情報源であってもよい。デコー
ダ102け6ビツトコードで英数字を形成するために必
要な情報を供給する。入手可能な種々のデコーダを使っ
てもよい。6ビツトの情報もしくはアドレスは文字発生
器108に供給される。S×7ビツトを使用し64キヤ
ラクタを有するドットマ) IJクス文字発生器が入手
可能である。文字発生器は捷たクロック104からスト
ロープ・・やルス列を供給される。該ノfルス列if文
字発生器103の7個のアウトプットを行うように駆動
回路106に達する。該駆動回路106は種々のクリス
タルに対して、英数字を形成するに必要なドイツを印字
するためにどのように噴射すべきかを指示する。駆動回
路106からの7個の出力は、圧力室上に配置されてい
るクリスタル71〜77に達する。小滴の寸法はクリス
タルに対して供給される駆動電圧の大きさを変えること
により制御し得る。
増大した駆動電圧はより大きな小滴を発生し、減少した
駆動電圧はより小さな小滴を生ずる。
駆動電圧はより小さな小滴を生ずる。
この方法によって印字文字の濃度が制御出来る。
−例として、直径θθ/θαのノズルから記録紙上に印
字されるか小滴の大きさは、はぼ0.θ10傭からθ、
040cm’!で変えることが出来る。噴射装置の作動
において、印字されるべき記号を決める情報は情報源1
01から来る6ビツトコードに変換され、文字発生器中
でtX7マトリクスを選択する。駆動回路は印字ヘッド
が記録用媒体に相対的に移動するのに従い特定のクリス
タルを活動させる。駆動ノ母ルスが発射される都度、一
つもしくはそれ以上の圧力室内のインクの量は記録用媒
体に向けて任意的に一個の小滴となり急激に射出される
ように減少する。これは完全に要求に従うものであり、
何もない時間、つまり印字する記号と記号の間または印
字ヘッドが非作動である時には発射しない記録システム
を与える。所望の小滴は印字ヘッドが記録用媒体に関連
して進むに従って形成したり、しなかったり出来る。移
動用モータは各文字をX軸上に形成するように印字ヘッ
ドを移動すべく便利に使用される。一方発射される特定
の駆動クリスタルを選択的に作動させることによって小
滴をY軸上に形成することが出来る。
字されるか小滴の大きさは、はぼ0.θ10傭からθ、
040cm’!で変えることが出来る。噴射装置の作動
において、印字されるべき記号を決める情報は情報源1
01から来る6ビツトコードに変換され、文字発生器中
でtX7マトリクスを選択する。駆動回路は印字ヘッド
が記録用媒体に相対的に移動するのに従い特定のクリス
タルを活動させる。駆動ノ母ルスが発射される都度、一
つもしくはそれ以上の圧力室内のインクの量は記録用媒
体に向けて任意的に一個の小滴となり急激に射出される
ように減少する。これは完全に要求に従うものであり、
何もない時間、つまり印字する記号と記号の間または印
字ヘッドが非作動である時には発射しない記録システム
を与える。所望の小滴は印字ヘッドが記録用媒体に関連
して進むに従って形成したり、しなかったり出来る。移
動用モータは各文字をX軸上に形成するように印字ヘッ
ドを移動すべく便利に使用される。一方発射される特定
の駆動クリスタルを選択的に作動させることによって小
滴をY軸上に形成することが出来る。
以上の通りに、本発明に係る装置を使用すれば、例エバ
コンピュータのプリントアウトを現在使用されているイ
ンパクトプリンタが持っている高価、騒音および高電力
の必要条件なしに、高速度(毎秒当り/θ00文字以上
)で作成することが出来る。
コンピュータのプリントアウトを現在使用されているイ
ンパクトプリンタが持っている高価、騒音および高電力
の必要条件なしに、高速度(毎秒当り/θ00文字以上
)で作成することが出来る。
第7図は7個のインク噴射系を有する印字ヘラ 1
ドの他の実施例を示すものであり、そのペースプレート
61を一つの要素として結合する分解部品配列図である
。図において、61けペースプレートであり、前述した
室、ノズルおよびネックを閉じるためにペースプレート
上に接着してカバースリップ68を有する。カバースリ
ップ68は食刻された室を持つペースプレート61とは
異なり二つの開孔を有している。大きい方はパルストラ
ップ室66を形成するものであり、もう一つはパルプ用
開孔69である。ペースシレートロ1およびカバースリ
ップ68はニューヨーク、コーニングのコーニンググラ
スコーポレーションによ、す「フォトセラム」なる商品
名で製造されている。
ドの他の実施例を示すものであり、そのペースプレート
61を一つの要素として結合する分解部品配列図である
。図において、61けペースプレートであり、前述した
室、ノズルおよびネックを閉じるためにペースプレート
上に接着してカバースリップ68を有する。カバースリ
ップ68は食刻された室を持つペースプレート61とは
異なり二つの開孔を有している。大きい方はパルストラ
ップ室66を形成するものであり、もう一つはパルプ用
開孔69である。ペースシレートロ1およびカバースリ
ップ68はニューヨーク、コーニングのコーニンググラ
スコーポレーションによ、す「フォトセラム」なる商品
名で製造されている。
78は開孔67に適合するチューブフィッティングで、
ペースプレートの下部にある。チューブ(図示せず)が
インク溜りをフィッティングに結合せしめる。装置の上
部であって、パルプ用開孔69の部分には中央に開孔を
有するパルプシール79が貼着けられる。81は二つの
開孔に重なる隔壁でパルストラップ室66の土壁を形成
するようになっている。また隔壁81は後述するプラグ
が作動して該隔壁の上から前記開孔69を開閉する際そ
のフレを限定し得るように、パルプシール79と一致す
る位置であって、且つその反対側に円形の隆起部81′
を有している。
ペースプレートの下部にある。チューブ(図示せず)が
インク溜りをフィッティングに結合せしめる。装置の上
部であって、パルプ用開孔69の部分には中央に開孔を
有するパルプシール79が貼着けられる。81は二つの
開孔に重なる隔壁でパルストラップ室66の土壁を形成
するようになっている。また隔壁81は後述するプラグ
が作動して該隔壁の上から前記開孔69を開閉する際そ
のフレを限定し得るように、パルプシール79と一致す
る位置であって、且つその反対側に円形の隆起部81′
を有している。
隔壁81は例えばサランプラスチック(ダウケミカルカ
ンノ!ニー、ミドランド、ミシガン州)のような可撓性
材料で作られている。
ンノ!ニー、ミドランド、ミシガン州)のような可撓性
材料で作られている。
82は隔壁81と重々る制御フレームであり、好ましく
はスチールで作られる。該フレーム82は・9ルスト2
ツデ室66およびパルプ用開孔69の両方を蔽うように
隔壁81と実質的に相当する形状に作られている。
はスチールで作られる。該フレーム82は・9ルスト2
ツデ室66およびパルプ用開孔69の両方を蔽うように
隔壁81と実質的に相当する形状に作られている。
また、フレーム82はペースデレートロ1上の開孔69
に適合するように打ち抜いた一つの開孔と、長い舌片8
3を形成するU字形の切り込みを有している。舌片83
は、一つの長い回転偶力腕をもつチャネルを形成するよ
うに、核舌片の両側を折りたたむことによって形成され
る。
に適合するように打ち抜いた一つの開孔と、長い舌片8
3を形成するU字形の切り込みを有している。舌片83
は、一つの長い回転偶力腕をもつチャネルを形成するよ
うに、核舌片の両側を折りたたむことによって形成され
る。
84は舌片83の上方移動を制御するパーである。86
および87は舌片83の基部に設、けたストレインデー
ジで、ノ母ルストラップ室66内の圧力を感知するよう
に設計されており、一つは舌片がフレーム82の残部に
取りつ目られている点の撓みを感知し、今一つは制御指
示を行う役割りを果す。すなわち、ストレインケゞ−ノ
87が圧力の変化に対応する撓みを示すに従い、感知さ
れた圧力に関連してケ9−トパルグの解放を生ずる。8
8けバルブビーム89により規制される制御プラグテ、
該ビーム89、隔壁81およびバルブシール79により
確実に守られている。バルブビーム891−Lカバース
リップ68上に設けられており、好ましくけステンレス
鋼の反動板である。
および87は舌片83の基部に設、けたストレインデー
ジで、ノ母ルストラップ室66内の圧力を感知するよう
に設計されており、一つは舌片がフレーム82の残部に
取りつ目られている点の撓みを感知し、今一つは制御指
示を行う役割りを果す。すなわち、ストレインケゞ−ノ
87が圧力の変化に対応する撓みを示すに従い、感知さ
れた圧力に関連してケ9−トパルグの解放を生ずる。8
8けバルブビーム89により規制される制御プラグテ、
該ビーム89、隔壁81およびバルブシール79により
確実に守られている。バルブビーム891−Lカバース
リップ68上に設けられており、好ましくけステンレス
鋼の反動板である。
91け、撓みr−ジ86および87により電気的に制御
される一つのピエゾ電気クリスタルで、ビーム89に接
着されている。撓みケ゛−ノ86が舌片83の上昇ある
いは下降のために撓みの変化を知ると、ピエゾ電気クリ
スタルは示されている撓みに比例して収縮せたは膨張を
行い、その比例の様子でケ゛−トを開いたりまたは閉じ
たりする。
される一つのピエゾ電気クリスタルで、ビーム89に接
着されている。撓みケ゛−ノ86が舌片83の上昇ある
いは下降のために撓みの変化を知ると、ピエゾ電気クリ
スタルは示されている撓みに比例して収縮せたは膨張を
行い、その比例の様子でケ゛−トを開いたりまたは閉じ
たりする。
該?−)バルブは開孔69を通して流出貧を規制する。
一方、インクは隔壁81の下のノ♀ルストラツデ室66
内に、開孔69、流路69′を経て流れることが出来る
。90はセットネジで、クリスタル91に電圧が印加さ
れない場合、開孔69を通1〜でインクが流れないよう
にビーム89を調整する役目をなす。
内に、開孔69、流路69′を経て流れることが出来る
。90はセットネジで、クリスタル91に電圧が印加さ
れない場合、開孔69を通1〜でインクが流れないよう
にビーム89を調整する役目をなす。
7つのピエゾ電気クリスタル71〜77が製雪のベース
プレート61内の各々の室の上に接着されている。同様
に、回路板92からのリード線は、装置を制御するため
に撓みr−・ゾ86,87およびピエゾ電気クリスタル
に接続している。
プレート61内の各々の室の上に接着されている。同様
に、回路板92からのリード線は、装置を制御するため
に撓みr−・ゾ86,87およびピエゾ電気クリスタル
に接続している。
印刷回路板92け77個の導電性平面ケーブル93によ
り供給される。
り供給される。
該ケーブル93け印刷した抵抗回路板94に接続され、
次いで/4を個のビンディップ・ソケットに接続されて
いる。
次いで/4を個のビンディップ・ソケットに接続されて
いる。
また、当装置は簡単な構成で確実な小滴を作ることが出
来る。なお、本発明は前記実施例により限定されるべき
ものではなく、特許請求の範囲を逸脱することのない応
用、変形等を含む。
来る。なお、本発明は前記実施例により限定されるべき
ものではなく、特許請求の範囲を逸脱することのない応
用、変形等を含む。
第1図は記録装置の概略を示す図であり、断面図部は小
滴噴射手段を示す。第2図は本発明のインクジェット記
録装置において用いられる印字ヘッドの他の実施例の断
面図である。第3図は第2図に示した印字ヘッドの上面
図および部分断面図である。第4図は第3図に示した印
字ヘッドのA−A′断面図である。第5図は7個のイン
ク噴射系を有する印字ヘッドの概略を示す図である。第
6図は本発明の印字ヘッドに結合する!ロック回路図で
ある。第7図は、印字ヘッドのさらに他の実施例の分解
部品配列図である。 11は装置、 12は記録用媒体、 16はインク溜り
、 17け連通管、 18は印字ヘッド、 19は電
子パルス発生器、 21は電気接続手段、 22はイン
ク小滴、 24゜34はオリフィス、 26.33およ
び64は圧力室、 27はピエゾ電気クリスタル29
および30から成る可撓板、 28.36および62は
ノズル、 31.68はカバースリップ、32.71
〜77はピエゾ電気クリスタル、37.61fdペース
プレート(下側プレート)66はパルストラップ室、
67は17に連絡する開孔、 102はデコーダ、
103は文字発生器、 104はクロック、 106
は駆動回路。
滴噴射手段を示す。第2図は本発明のインクジェット記
録装置において用いられる印字ヘッドの他の実施例の断
面図である。第3図は第2図に示した印字ヘッドの上面
図および部分断面図である。第4図は第3図に示した印
字ヘッドのA−A′断面図である。第5図は7個のイン
ク噴射系を有する印字ヘッドの概略を示す図である。第
6図は本発明の印字ヘッドに結合する!ロック回路図で
ある。第7図は、印字ヘッドのさらに他の実施例の分解
部品配列図である。 11は装置、 12は記録用媒体、 16はインク溜り
、 17け連通管、 18は印字ヘッド、 19は電
子パルス発生器、 21は電気接続手段、 22はイン
ク小滴、 24゜34はオリフィス、 26.33およ
び64は圧力室、 27はピエゾ電気クリスタル29
および30から成る可撓板、 28.36および62は
ノズル、 31.68はカバースリップ、32.71
〜77はピエゾ電気クリスタル、37.61fdペース
プレート(下側プレート)66はパルストラップ室、
67は17に連絡する開孔、 102はデコーダ、
103は文字発生器、 104はクロック、 106
は駆動回路。
Claims (1)
- 印字のための電気信号パルスが印加される都度、印字ヘ
ッドの圧力室の容積を電気機械変換素子によって変化さ
せて、オリフィスからインク小滴を噴射する方式のイン
クジェット記録装置において、複数のノズルと、該ノズ
ルに連通ずるM数の圧力室と、該圧力室内にインク溜り
からのインクを分配供給し得一部が可撓性部材で覆われ
た共通の・マルストラップ室と、を有する印字ヘッドを
備えたインクジェット記録装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/489,985 US4189734A (en) | 1970-06-29 | 1974-07-19 | Method and apparatus for recording with writing fluids and drop projection means therefor |
US489985 | 1974-07-19 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50088770A Division JPS5135231A (en) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | Mushogekikirokusochi |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58179659A true JPS58179659A (ja) | 1983-10-20 |
JPH0452215B2 JPH0452215B2 (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=23946111
Family Applications (7)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50088770A Granted JPS5135231A (en) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | Mushogekikirokusochi |
JP50088769A Granted JPS5155239A (en) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | Mushogekikirokuhohoniokeru ekitaishotekishutsushasokudochosetsuhoho |
JP1975100855U Pending JPS5134435U (ja) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | |
JP50088768A Pending JPS5155238A (en) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | Mushogekikirokusochi |
JP50088767A Granted JPS5155237A (en) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | Mushogekikirokuhoho |
JP3304980A Granted JPS5664877A (en) | 1974-07-19 | 1980-03-14 | Ink jet printer |
JP58032665A Granted JPS58179659A (ja) | 1974-07-19 | 1983-02-28 | インクジエツト記録装置 |
Family Applications Before (6)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP50088770A Granted JPS5135231A (en) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | Mushogekikirokusochi |
JP50088769A Granted JPS5155239A (en) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | Mushogekikirokuhohoniokeru ekitaishotekishutsushasokudochosetsuhoho |
JP1975100855U Pending JPS5134435U (ja) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | |
JP50088768A Pending JPS5155238A (en) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | Mushogekikirokusochi |
JP50088767A Granted JPS5155237A (en) | 1974-07-19 | 1975-07-19 | Mushogekikirokuhoho |
JP3304980A Granted JPS5664877A (en) | 1974-07-19 | 1980-03-14 | Ink jet printer |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
JP (7) | JPS5135231A (ja) |
CA (1) | CA1012198A (ja) |
CH (1) | CH595992A5 (ja) |
DE (3) | DE2560574C2 (ja) |
FI (1) | FI61837C (ja) |
GB (3) | GB1519627A (ja) |
IT (1) | IT1040975B (ja) |
NL (1) | NL183019C (ja) |
SE (1) | SE408624B (ja) |
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---|---|---|---|---|
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US4074284A (en) * | 1976-06-07 | 1978-02-14 | Silonics, Inc. | Ink supply system and print head |
US4183031A (en) * | 1976-06-07 | 1980-01-08 | Silonics, Inc. | Ink supply system |
DE2628290C3 (de) * | 1976-06-24 | 1981-12-24 | Olympia Werke Ag, 2940 Wilhelmshaven | Schaltungsanordnung zum Überlastschutz eines Schalttransistors in einer Endstufe |
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JPS5581242U (ja) * | 1978-11-30 | 1980-06-04 | ||
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