JPS6016350B2 - インクジェット式記録装置の記録ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、図形担体に向けられた流出口で終わる多数の
インク室を備え、この各インク室に対応して一つの圧電
気的変換素子が設けられ、この変換素子の作用で圧電気
的変形によってインク点滴が前記流出口から射出される
ようにされたインクジェット式記録装置の圧電気的に動
作する記録ヘッドに二関する。

記録ノズルが圧電気的駆動装置によって機械的振動に力
）けられ、その場合に記録液体が点滴状に射出されるよ
うな電気的に駆動される記録装置は米国特許第３２９８
０３び号１こよって知られている。

上記点滴は電気的場の作用を受けて図形発生装置の刻時
に於いて図形と関連的に制御される。このような記録装
置を用いて、図面的に表われた記号のインクが充分に飽
和しているときに充分に高い速度を達するためには、個
々の点滴の適正高度の分解頻度が必要である。

このように分解頻度を高くすれば、装置全体に比較的大
なる故障の機会を生ずる。その他にも、各個の点滴を所
属制御電圧と同期化する同期ユニットも附加的に必要と
されるが故障を生ずる原因となる。このような欠点を回
避するためドイツ連邦共和国特許公開公報第２２６２１
０６号に於いては、数個の記録ヘッドが一つの記録へッ
ド‘ことりまとめられ、この記録ヘッドがモザイク記録
ヘッドの方式で図形担体により行に沿って運動させられ
、そして各々の網目点には圧電気的に動作する記録ノズ
ルが所属させられる。

即ちこの場合には、膜体に作用し、そのため圧縮室の中
にインクの点滴の釈放に必要な圧力を作る圧電気的結晶
変換器が設けられるので、そのために構造的に種々の難
点が生ずる。これ等の難点は、個々に圧電気的に動作す
るノズルの空間的寸法と描画網目の大さに対応して集中
させられる必要のある該制御装置とから由来する。その
他にも、記録動作中（例えば、起動、停止動作中）の加
速相と制動相との転換には記録ヘッド全体の質量をでき
るだけづ・さくする必要がある。そこで本発明の目的は
、できるだけ小なる外形寸法及び僅小なる重量で多数の
記録ノズルが配置されている、インクモザイク記録装置
に対する圧電気的に動作する記録ヘッドを提供すること
である。

記録ヘッドは全体として簡単且つ低費用で製作可能であ
り、動作快適にして、特にインク給与装置内の圧力の変
動に対して過敏でないことが求められる。この目的は本
発明によれば、記録液体を収容する各インク室が管状の
インク導溝として形成され、このインク導溝は、インク
供給部品とインク導溝の流出口との間で記録ヘッドの内
部を直線的に曲りなく案内されており、しかもその際こ
のインク導溝はその流出口の方向に収れんして延びてお
り、この流出口とは反対側のインク導溝の織部がその全
長の一部を圧電気的駆動素子によって円筒的に包囲され
ており、図形担体に対向した記録ヘッドの前方端部に一
つの板が備えられ、この板は前記インク導溝の流出口の
数に対応した数の平行に延びたノズル孔を有することに
よって達成される。

本発明の特に有利な実施態様においては、記録ノズルを
収容する記録ヘッドの本体が、同時にインク導溝をも形
成しつつ駆動素子を鋳込むことに依って製作される。

尚、本発明の措置によれば、信号形成のために望ましい
狭い流出ノズルの網目を有する記録ノズルを形成し、そ
して鋳造法で簡単に製作することが可能となる。

これによれば、記録ヘッドは機械的作用に対して特に抗
力を持つことになる。何ぜならば、個々の記録ノズル間
に関連運動が生ずると、描画の品質劣化が著しくなるが
、このような関係運動が起り得なくなるからである。尚
、記録ヘッドの全体的重量が甚だ小で、極めて故障を起
し難く、且つ劣化に対しても多大の耐力がある。更に本
発明の有利な実施態様においては、図形担体に対抗する
インク導溝の関口が、インク導溝の数に対応する平行な
ノズル孔を有する板を以て締め切られている。この板は
記録ヘッドに取外し得るように固定され、従って必要時
には、極めて急速に交換され或は清掃を施すことができ
る。従って記録される図形担体への適合も同時に施すこ
とができる。インク供給系統の圧力の変動に対して記録
ヘッドを特に過敏ならしめないようにするため、本発明
の更に有利な実施態様においては、総てのインク導溝が
一つの共通の毛細管炉過装置を介してインクを供給され
る。

従って、インク導溝毎に特別の炉過装置をとりつける必
要がなく、炉過装置は一体的に作られそして一つの記録
ヘッドの中に鋳込まれる。上記毛細管炉過装置は狭い関
口を備えた合成材料製の絞り板より成り、この絞り板に
はこの板とインク導溝との間に狭い網目の格子が設けら
れている。上記絞り板の個々のインク導溝に属する狭い
関口は、起動・停止の動作において、矢張り記録ヘッド
内に一体化された分配装置内に生ずる圧力変動が記録へ
ッド‘こ影響を及ぼすことを防止する。上記狭い網目の
格子は、空気がインク導溝へ進入した場合にインク供給
系統全体が無負荷運転しないための逆流阻止装置として
も役立つている。次に、本発明の実施例を示す図面を参
照して更に具体的に説明する。

圧電気的に動作する記録ヘッドは、図示されていない或
る装置により、図形担体１に関し行に沿うて運動させら
れ、この場合図示されていない信号発生装置の刻時に従
って信号に関連的に制御される。

記録ヘッド２は譲霞的合成材料から鋳造法によって作ら
れた、唯一つの工作物より成り、その中に多数の記録液
体収容導溝が含まれている。このインク導溝３は一端で
錐状に細められ、そして２列に配置された流出関口４に
より図形担体１に向って締め切られている。今一つの端
は、細められた流入部を経てインク供給装置と連結され
ている。さて、上記インク導溝は、記録ヘッド本体２の
内部で押圧個所から放射状に曲げないこ整頓されて遠ざ
かるように配置されている。上記導溝は２つの平面を形
成し、この両面もまた互に鋭角を挟んで傾けられている
。インク導溝３を円筒状に包囲する焼物の管５より成る
圧電気的駆動素子を、互に空間的に妨げ合わなくするよ
うに、専属の流出開口４から引離すことによって、モザ
イク記録ヘッドの構成に要する配置が施され得ることに
なる。インク導溝３の流出開□４は、インク導溝３の数
に対応する平行のノズル孔７を有するノズル板６によっ
て締め切られている。

上記／ズル孔７は、この孔の形に従い流出するインクの
点滴８およびその流れの方向を決定する。ノズル板６自
体は金属より成り、上言己細いノズル孔７はしーザ光線
により或は電気的方法によって上記金属板にとりつけら
れる。その場合、特に有利な電気的方法が施される場合
にはノズル孔は、既知の仕方で先づ大目に腐蝕が施され
、これに続くニッケルメッキによって再びこれが細く狭
められる。このような方法によれば、この用途に特に適
する不規則な角のない平行な孔が作られる。板６は全体
として、ねじ９により交換可能なように記録ヘッド本体
２へ結合される。上記インク導溝３は、毛細管炉過装置
１１，１２，１３を介して記録ヘッドの中に一体化され
たインク供給装置のインク分配装置１０と連結されて居
り、上記毛細管炉過装置は個々の記録ノズル５の相互的
妨げを防止し、且つ同様に、インク系統内に生ずる圧力
の変動が記録ノズル５に影響を及ぼし得ないように世話
をもなしている。

上記毛細管炉過装置には絞り板１１が所属して居り、こ
れも矢張り合成材料から鋳造され、そしてインク導溝の
数に対応する直径約３５０山肌の孔１２を備えている。
例えば記録ヘッドに作用する加速力及び減速力によって
生ずるようなインク供給系統内の圧力の先頭部はト上記
関口１２によって和らげられる。絞り板１１とインク供
給系統内の圧力の先頭部は、上記閉口１２によって和ら
げられる。絞り板１１とインク導溝３との間には、絞り
板１１の全長面上に拡がる毛細管作用のために必要な約
３５ム肌の網目幅を有する鋼或は合成材料より成る微細
な網目格子１３が設けられている。この格子は、インク
導溝３を経てインク供聯合系統へ空気が進入することを
防止する逆止め阻止弁として作用する。起動・停止動作
の場合に供給装置の中に生ずる圧力の変動を更に附加的
に減衰させるため、分配装置１０の中には既知の仕方で
気泡１４が閉鎖されている。

記録動作中は、各々の圧電気素子５が記録ヘッド２の中
に鋳込まれた差込み接触部１５を介してここには図示さ
れていない信号発生装置から制御を受ける。

これが大めに、一つの提案によれば、焼物製の管５の外
側には電極として役立つ金属薄層が被覆され、その場合
の対抗電極としては焼物製の管５の中に挿入された保護
管１６が役立てられる。この保護管１６は導電性で、導
電性の貼りつけ材料によって焼物製の管５と確実に結合
され、その絶対的インクの非透過性により、インクが焼
物内へ進入してそこに短絡の原因を生ずることを防止し
ている。さて、各個の駆動素子５は、該駆動素子５の収
縮を起してインクの点滴の射出を生ずるパルスが焼物管
５の外側の電極に加えられるように制御される。この場
合内側電極として役立つ保護管１６は絶えず実質に接触
している。このような爵位の作用により内側電極として
役立つ保護管１６とインキとの間に絶縁が作られない故
、インクと焼物管５との間には上記制御作用を害する静
電容量が作用し得ないことになる。一つの提案によれば
、壁厚を平均直径で割った値が使用される焼物材料のポ
アソン数と等しくなるように寸法が与えられた焼物管５
を本発明の記録へッド‘こ使用するならば、上記駆動素
子は本発明の記録ヘッドのために供せられる鋳造方法に
適する理想的なものとなる。即ち、このように駆動素子
に寸法が与えられて圧電気的附勢を受けると、外径が一
定に保たれて内径のみが変化させられる。これは、記録
動作が長時間に亘る場合にも駆動素子５がこれを包囲す
る誘電材料から弛められないことを意味する。その外、
焼物材料の収縮時にも焼物の管５と包囲する誘電性の合
成材料との間には何等の有害な機械的張力も生じない故
、焼物管の総変形ヱネルギが完全にインク導管３の中に
含まれるインクに与えられろを以て、これが完全有効に
ノズル板６において利用される。既に説明したように、
記録へツドーは全体として鋳造によって簡単に製作する
ことができる。而も、この目的のために、鋳造以前にそ
の中へ保護管１６が差込まれている駆動素子として役立
つ焼物管５は金属の心金へ被せられ、この金属Ｄ金が駆
動素子と共に鋳型へ挿入される。誘電性の合成材料の硬
化後上記Ｄ金が取除かれる。その場合に生ずる中空室３
が駆動素子に対する圧縮室として役立てられる。上記駆
動素子５と同時に、記録ヘッドから突出する所属差込接
触１５と一緒に個々の素子の制御に要する導線も鋳込ま
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクモザイク記録装置に対する
記録ヘッドの断面図、第２図は第１図の正面図、そして
第３図はノズル板の一部拡大断面図である。 １・・・…図形担体、２・・・・・・記録ヘッド本体、
３・・・・・・記録液体収容導溝、４・・・…２列に配
置された流出閉口、５…・・・焼物管、６・・・・・・
ノズル板、７・・・…平行ノズル孔、８・・・・・・イ
ンク点滴、９・・…・ねぢ、１０・・・・・・インク分
配装置、１１・・・・・・絞り板、１２・・・・・・イ
ンク導溝の開□、１３・・・・・・網目格子、１４・・
・・・・気泡、１５・・・・・・差込み接触、１６・・
・…保護管。 Ｆｉｇ．ｌ Ｆｉｇ．２ Ｆｉ９．３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 図形担体に向けられた流出口で終わる多数のインク
   室を備え、この各インク室に対応して一つの圧電気的変
   換素子が設けられ、この変換素子の作用で圧電気的変形
   によつてインク点適が前記流出口から射出されるように
   されたインクジエツト式記録装置の圧電気的動作する記
   録ヘツドにおいて、記録液体を収容する各インク室が管
   状のインク導溝３として形成され、このインク導溝３は
   、インク供給部品１１，１２，１３とインク導溝３の流
   出口との間で記録ヘツドの内部を直線的に曲りなく案内
   されており、しかもその際このインク導溝３はその流出
   口の方向に収れんして延びており、この流出口とは反対
   側のインク導溝３の端部がその全長の一部を圧電気的駆
   動素子５によつて円筒的に包囲されており、図形担体１
   に対向した記録ヘツドの前方端部に一つの板６が備えら
   れ、この板６は前記インク導溝３の流出口の数に対応し
   た数の平行に延びたノズル孔７を有することを特徴とす
   るインクジエツト式記録装置の記録ヘツド。 ２ 板６が記録ヘツドと着脱自在に接続されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の記録ヘツド。 ３ インク導溝の総てが一つの共通の毛細管ろ過装置１
   １，１２，１３を介してインクを供給されることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の記録ヘツド。４ 毛
   細管ろ過装置１１，１２，１３が狭い開口１２を備えた
   絞り板１１と、絞り板１１及びインク導溝３の間に配置
   された狭い網目の格子１３とから成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の記録ヘツド。