JPS6068963A - インク噴射記録装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はノンインパクト記録装置に関し、特に印刷ヘッ
ドのオリアイスからインクの小滴を噴皇（する形式のい
わゆるインク噴射記録装置１こ関するものである。

［従来技術］ 従来のノンインパクト記録装置にお０て１よ、情報パタ
ーン（文字、数字、記号９図形等）を作る各耳組の装置
が利用されていて、それらは静電式、電解。

式、放電式、感熱式等の各記録装置としてよく匈１られ
ている。しかしこれらは何れも特殊処理された記録用媒
材を必要とするばかりでなし中１こ１よ複雑なプロセス
及び特殊な印刷用処理媒材を要するものである。

そのため、これらの装置のもつ欠点を改善する形でイン
ク噴射記録装置が１Ｊｔ１発された。これ１よインクの
小滴を無処理の記録媒材（以下記録紙と称する）上に所
定の１１′７報パターンで（１１着させて［ｌＩ　ｅ＋
＋するというもので、商運印字、低＠音、普通紙イ史７
１による安いランニングコスト等の特徴をもち、有望な
記録装置として近年、注目されてきてνする。

然して、インク噴射記録装置にお（・で、高速且つ低＠
音をもって広範囲の１ａ報パターンを精度よく記録する
ためには、インクの噴射作用自体がそれらの目的に合致
するようになっていなければならない。そのためには、 Ｉ　情報パターンの正確性を維持するために、インク小
滴の飛行特性を全インク小滴について、あらゆる使用環
境下で常に安定化させなければならない。

■　高速度で多数の小滴を噴射するのであるからインク
の熊駄な消費を避けることが望ましい。

■　記録紙とインク噴射ヘッドとの相対移動を高速且つ
、スムーズに行わせるために、インク噴射ヘッドの溝成
をできる限りｆＩ量小型にすることが望ましい。

■　更には、長期間の使用を目的とするのであるから、
装置としての信頼性をｉｆ６　＜保つことは勿論、特に
、インク噴射ヘッドの構造は、故障１１除の意味がらも
、また保守点検のためがらも、できるだけ補遺は簡単確
実であることが望まれる。

■　当然のこととして、低価格のものであることが望ま
れる。

等の条件が装置設計上の基本的な条件として望まれるの
である。しかしながら、現在知られているインク噴射記
録装置は、その何れもが、必ずしもこれらの基本的な条
件を満たしているとは言えないものばかりである。

従来のインク噴射記録装置のうちその第１の方式は、１
１″ｉ公昭４２−８３５０号公報、特公昭４２−４３８
１号公報および特公昭４４−４５１７号公報に記載され
ているように、 ◎　予めインクに高い圧力を与えて、インクをノズル先
端から連続的に流出せしめ、 ◎　ノズルを振動子によって機械的に振動させることに
より、確実にインク小柄を形成せしめ、◎　次に、ノズ
ル前方に設置された帯電電極を利用して、噴射された各
インク小滴に情報パターンに応じた電荷を付与し、 ◎　更に高電圧電界を発生する偏向電極板をインク小滴
の飛行空間に設置して、該一定高圧電界を通過するイン
ク小滴を、各小滴の電荷量に応じて偏向させ、それによ
り、所定の情報パターンを記録紙上に形成するという方
式！ある。

しかしながら、この方式には次のような欠点がある。即
ち、 （、）インクに高い連続的圧力を与えるため、特殊な加
圧装置を必要とする。

（ｂ）ノズルを磁歪振動子または圧電振動子などを用い
て機械的に高速振動させるために、ノズル構造が極めて
複雑となる。

（Ｃ）ノズルから高圧力で噴出されたインク柱を振動子
によりインク小滴化する際に、インク小滴を規則正しい
時間間隔で、且つ、均一寸法にする必要があるｒこめ、
実際の製品化に当たっては、複雑な装置ならびに電気回
路を要する。

（ｄ）帯電電極に高電圧を要し、且つ、インク小滴を荷
電させる際に、情報パターンに応じてｆｌｉｌＪ御する
必要があるので、その制ヤ１１に精密さを要求され、そ
の装置は＋Ｘ′Ｇ価になる。

（ｅ）振動子によるインク小滴の形成と、小滴への荷電
時間とを正確に同期させる必要があるためその同期手段
が複雑になる。

（ｆ）偏向電極にも数千ボルトの高電圧を与える必要が
ある。

（ｇ）帯電電極や偏倹電極がゴミおよびインクにより汚
されやすいため、所定の性能発揮を、それらにより阻害
されやすい。従ってそれの対策を要求される。

（１１）更には、ノス゛ルと電極間に高電圧を印加する
ことにより、インクの電気分１１τを生じさせることに
よって、ノズルおよび電極に腐蝕性のある副産物を生じ
、それがノズル及び電極を着しく劣化させる原因となる
ので、その防止対策が要求されることになる。

（ｉ）ノズルから連続的にインク小滴が噴射されること
は、情報パターンの形成に関与、しない多数の小滴を噴
射するので、これら不必要なインクを回収して再使用又
は廃棄するための余計な装置を必要とする。

等である。これらの欠点を克服して、前記基本条件に基
いて、信頼上の高いインク噴射記録装置を作るためには
、尚、解決すべき多くの技術的問題点があり、精密且つ
複雑な装置ならびに電気回路を要し、製品は高価になる
。

その第２の方式は、特公昭３６−１３７６８号公報に示
されるように、連続して飛翔中のインク小滴を偏向電極
により、幕準の軌道（’Ｉ’ｒａ　ｊｅｃ　Ｌｏｒｙ　
）から偏向させて、情報パターンを形成するということ
に関しては、前記第１の方式と同じであるが、ただ、イ
ンク小滴を形成する点と、偏向電界の強さを変化させて
、インク小滴の飛翔方向を偏向する点においてのみ、前
記第１の方式と異なるものである。

即ち、 ◎　先づ、ノズルの前記空間中に加速電極と偏向電極と
を、それぞれ設置し、 ◎　次に、ノズル先端でインクが凸状メニスカス状態に
なるような圧力をインクに加え、且つ、ノズルから流出
しない状態に保ち、 ◎　該加速電極とノズル中のインクとの間に一定の高電
圧を印加して、この強い静電界の作用により、ノズルか
らインクを吸出し、吸出されたインクの流れは、本質的
に一定の液量および電荷を有する連続したインク小滴に
分断される。

◎　更に加速電極の外方に設けた、偏向電極番二人力信
号に応じたでの制御を行い、電界を通過すルインク小滴
を偏向せしめ、これにより所定ノ情報パターンを記Ｑ紙
上に形成Ｖるとし・う方式しかしながら、この方式にも
前記ｔ５１の方式に劣らない欠点が存在する。即ち、■
インク小滴の形成時期と高圧パルス印加時期との同期性
、■それぞれの電極にゴミやインクが（す着しやすν・
とｂ・うこと、■高電圧によるノズル、電極の劣化、お
よびインク小滴による１８報パタ一ン創成時に不必要な
インク小滴が生じるという事柄に関しては、何れも第１
の方式の場合の欠点と同しであるが、その上に （イ）　インクの静電吸出作用を利用するので小滴形成
速度に制限があり、高速印字は不可能となる。

（ロ）加速電極とノズル間に数千ボルトの高電圧を与え
る必要があるため装置が高価になる。

（ハ）更には、偏見電極にも、数千ボルトの歯型を与え
る必要があり、且つ、これをそれぞれのインク小滴毎に
、情報パターンに応じて変化させなければならないので
、その制御は困難さを伴う。

等である。これらの欠点を克服して、前記基本条件に基
いて、信頼性の高いインク噴射記録装置を完成させるに
は、尚、解決すべき多くの技術的問題点があり、精密且
つ、複雑な装置ならびに電気回路を要す。また第１の方
式に比し、高速印字ができないという基本的欠点が存在
する。

尚、極めて特殊な例であるが、もう１つの方式も知られ
ている。それは、米国特許第２，５１２，７４３号明細
書に示されている。この開示によれば、インクを満たし
たホーン状のノズル内に、機械的共振周波数で超音波衝
撃波を連続的に発生させ、衝撃波がノズルの内部傾斜面
に沿って大径部から小径部まで移動していく過程で、衝
撃波の強さが増太し、この超音波衝撃波によってインク
に生ずるキャビテーションの気泡作用により、ノズルの
端部からインクの噴霧を噴射させるものである。しかし
、この方式には次の欠点がある。

（＋１）この装置は、機械的共振によって定まる一定速
度で動作する。

（１〕）噴射系は、−滴の噴射後に平衡常態に復元しな
いから、−個の電気的信号に応答して、−個のインク小
滴を形成することはできなり）。多数の信号の複合した
共振効果がインク噴射に必要である。

（ｃ）インクは噴霧状に噴射されるので、高精度の情報
パターンを得るために制御することは困難である。

これがため、この方式はこのままでは汎用のインク噴射
記録として用いることが小米ず、その改善策が望まれて
いるものである。

従って、この方式は現段階では、あくまで特殊目的に用
いられる方式という認識の場を出なし・ものであり、加
えて前記基本条件の大部分にも合致しないものと言うこ
とができる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、これらのインク噴射記録装置において
、印字のための電気パルスが印加される度に、印字に必
要なインク小滴の噴射が行なわれるように改良された印
字ヘッドを有するインク噴射記録装置を提供することに
ある。

［発明の構成１ 即ち本発明は、インクを満たした圧力室に対応して設け
られた電気機械変換手段によって、圧力室内部容積を変
形せしめてインク滴を噴射させるインク噴射記録装置の
印字ヘッドであって、かつ前記電気機械変換手段が円形
板状であることを特徴とするものである。

本発明の目的は、例えば下記の如きインク噴射記録装置
においても有効に達成される。即ち、（ａ）オリアイス
とインク溜りに絶えず連通している圧力室をインク溜り
からのインクで渦たし、圧力室は、その壁の少なくとも
一部を電気機械変換手段により変形せしめ得るように構
成され、（１，）非記録時にはインク溜り内のインクの
静圧力とオリフィスにおけるインクの表面張力とにより
、インクを平衡状態に保ち、 （ｃ）電気パルスが印加去れる時、電気機械変換手段の
作動により前記圧力室の壁を内方に変位させて、該圧力
室のインクの量の一部を１個のインク滴としてオリフィ
スから記録媒体方向に噴射させ、 （ｄ）１個のインクの噴射後に、圧力室の容積を復元さ
せて、最初のインクの平衡状態に復元せしめるようにし
たことを特徴とするインク噴射記録装置を代表的な例と
して挙げることができる。

［実施例］ 以下、本発明に係る印字ヘッドを搭載した前記インク噴
射記１ｉｆｔ装置を図示実施例に基いて説明する。

第１．２．３図は本発明が利用されるインク噴射記録装
置の原理を説明させるための実施例の概略図である。

第１図は、記録紙１２に情棟パターンを記録するように
した装ｒａｌｌを示す概略図である。記録紙１２は装ｆ
ｆｆｌｌに対し、供給ローラ１３から巻き取りローラ１
４まで動くように示しである。しかし、装置１１と記録
紙１２との間の相対的な運動は、装置１１と記録紙１２
との何れか、又は両方を実際に動かし得るような適当な
方法で行うことができることは明らかである。

装置１１は、使用する特定のインクを貯蔵する適当なイ
ンク溜り１６を含んでいる。このインク溜り１６は連通
管１７を通ってインク小滴を噴射する装置Ｊ１１１ち、
印字ヘッド（インク噴射ヘッド）１８に通じている。電
子パルス発生装置１９はパルスをワイヤのような適当な
伝送手段２１を通して印字ヘッドにパルス電圧を送る。

この時、印字ヘッド１８は＋ｉｔｒ記発生装置１９から
の１発のパルス電圧を受けると、インクの１個の不連続
な小滴２２をオリフィス２４がら噴射する。即ち、各パ
ルス電圧は、それぞれ１個のインク小滴を作り、その液
量は印加されたパルス電圧のエネルギーによって制御さ
れている。

ｖＳ１図に示す実施例においては、記録紙１２が印字ヘ
ッド１８を通過する時に噴出されたインク小滴の群が記
録紙上に＃Ｘ２３を形成するようになっている。

正確な情報パターンの記録を記録紙上に形成するために
は、印字ヘッド１８のオリフィス２４から記録紙１２ま
で実質的に直線軌道を画いてインク小滴が飛行するよう
にしなければならない。

また、装置１１と記録紙１２とを相対的に正確に位置決
めすることによって、電子パルス発生装置１９からのパ
ルス信号に基いて予定の情報パターンを形成するように
インク小滴を衝突させることができる。更に、情報パタ
ーンの記録を最良にするためには、インク小滴は正確な
形及び液量にする必要がある。即ち、これは小滴毎にそ
の大きさが均一で、且つ、パルス発生装置１９からの電
子４５号の間隔通りにインク小滴を噴出することを意味
する。

第２及び第３図は、好ましい小滴噴射装置、即ち印字へ
ラド１８の詳細な補遺を示す平面図及び断面図である。

但し、第３図の断面図においては、構造説明の都合上印
字へラド１８は電源が投入されていない時の状態（後述
の圧力板４１に何等の通電もされていない状態）で示し
である。印字ヘッド１８は圧力室３７の部分を形成する
ハウジング３６から成っている。連通管１７はインクを
インク溜り１６からの圧力室の入り目通路３８に送る。

圧力室３７は出口通路３９を含んでいる。圧力室３７の
上方の壁は、圧力板（可撓板）４１によって形成されて
いる。圧力板４１は好ましくはピエゾ電気材料によって
形成されている。図示する実施例において、圧力板４１
は横方向に膨張する２枚のピエゾ電気プレート４２゜４
３から成り立っていて、何れもＴｇ板状円板をなし、こ
れらは導電性薄膜４４によって相互に固定されている。

プレー）　４２．４３の外面には導電性波［４６，４７
が取り付けられておｌ）、これが両プレートの面に電気
的に接続し、且つ、ワイヤ４８．４９によって外部に導
かれている。そのため２つの表面に電圧を印加すること
によってプレー）　４２，４］に電圧をかけることがで
きる。この場合プレー）　４２．４３に適当な正の電圧
をかけると、一方のプレート４２が収縮すると共に、他
方のプレート４３は膨張して第６図及び第７図に示すよ
うな圧力板４１が圧力室３フの内側へ撓み、また逆に両
プレー）　４２．４３に適当な負の電圧をかけると、今
度は逆に前者のプレート４２が膨張すると共に、後者の
プレート４３が収縮して、第５図及び第８図に示すよう
に圧力板４１が圧力室３７の外方へ撓むことになる。

このように圧力板４１は、２枚のピエゾ電気プレー　）
　４２．４３を接合して一体構造を成したものであり（
以下バイモルフと呼ぶ）、１枚の電気プレートのみの圧
力板（以下ユニモルフと１デ」ζ）に比して、所定のパ
ルスに対し約２倍の変形をするから、圧力室３７の容積
変化効率が高い。

バイモルフはユニモルフに比して少ないパルス電圧ピー
ク値によって達成でトることになる。上記バイモルフ、
ユニモルフ何れの場合にも円板状になすと、印加電圧に
対する変形効率が良いから、圧力室３７の容積変形にも
有効である。

然して正の電圧印加で圧力板４１が圧力室３７の内方へ
撓むと圧力室の容積は減少し、圧力室内のインクに圧力
が加えられ、インクの一部を出口通路３９の方に押し出
し、記録紙１２に向かって噴射し、一方残りのインクを
インク溜りの静水圧に抗して連通？！’１７を介してイ
ンク溜り１６に戻るようにする。

出口通路３９の端部は１ｆｉ密な直径のオリフィス５２
で終わっており、これによって印字へラド１８から噴射
されるインク小滴の直径が正確に制御される。

インク小滴の大きさは、プレート４２と４３にががる電
圧及びそのパルス幅並びにオリフィス５２の直径の関数
である。

圧力板４１はエポキシ樹脂接着剤のような適当な取伺手
段によって、第３図に示す通り、印字ヘッドのハウジン
グ３６内に収められている。尚、圧力板４１として適当
なピエゾ電気変換器は、米国オハイオ州のフレバイト・
ツーボレーションによＩ）、商品名“バイモルフ″とし
て市販されている。

さて、印字ヘッド１８に電１（図示せず）が投入され、
まだ圧力バルスが送られないときは、第４図（＾）に示
すように、パルス発生装置６１９がら負の電圧が圧力板
４１に印加されるから圧力板４１は印字動作に先立って
第５図に示すように外側に撓んだ状態に保持される。こ
の場合、インクはオリフィス５２から伸びる僅かなメニ
スカスをつくることになる。このメニスカスはインク溜
り１６からの静圧が圧力室３７のインクにかかるためで
ある。インクの表面張力はインクがオリフィスから滴下
しな〜１ようにしている。

然して、印字に際しては、圧力板４１のこの状態におい
て前記パルス発生装置１９からの正のパルス電圧が印加
されることによって、インク小滴の噴射が行なわれるこ
とになる。即ち、導＋１！４８．４９を介してパルス発
生装置１９からの選定された振幅及びパルス幅をもつ電
気パルス信号が圧力板４１に印加されると、圧力板４１
は第５図の状態から平面状態を経て第６図の状態に急激
に移行して、圧力室内の容積を減少せしめ、圧力室３７
内のインクに急激な圧力パルスを与える。圧力室内のイ
ンクはこの圧力パルスにより、出口通路３９を通ってオ
リフィス５２に進み、そして第３図の概略図で示す通り
、パルスに応答した不連続な小滴としてオリフィス５２
から噴射される。この小１Ｆ１２２は記録紙１２に衝突
し、そして印字ヘッドと記録紙の開の相対運動は、その
相対運動の方向及び大きさによって線またはその他の形
状を構成することになる。

以上のように、圧力板４１は噴射前には負の電圧が印加
されていて、上方に凸形状をなし、噴射時には正の電圧
が印加されることに上り上ノｊに凹形状に変形せしめら
れるから、その容積変化量は、無負荷電圧がら正または
負の電圧を印加する場合に比して約２倍となり、圧力室
：（７の容積変化効率は大きい。また印加するパルス電
圧のピーク電圧値をより小さくして同一の容「Ｌ変化を
４することかできる。尚、噴射後には圧力板４１には再
び負の電圧を印加して上方に凸形状に復帰せしめて、次
の信号を待機する。

入口及び出口通路３８．３９の大きさは使用するインク
の粘度によっである大きさに規制される。より大きい管
は一層粘度のあるインクの場合に必要であろう。圧力板
４１による圧力パルスがオリフィス５２からインク小滴
２２を噴射する時、その圧力はまたインクをインク溜り
１６から加わるインクの静水圧に抗して入口通路３８が
らインク溜りへ逆流するように働く。この場合逆流の量
は入口通路３８の長さ、及び直径を調節することにより
制限され、そしてインクの摩擦阻止力はインク小滴の噴
射中に生じる逆流量を制限する。

尚、層状になった液体の流れが長さＬの管を、速度■で
流れると外の摩擦阻止力Ｆは、次の式によることが判明
している。

Ｆ＝８πηＬＶ 但し、ηは液体の粘性係数である。

而して、インク溜り１６にががる静水圧は、圧力室内の
インクを入口通路３８内に戻さないで、小滴がオリフィ
ス５２から出るように作用する。２インチの静水圧は大
部分の目的に対して十分である。

もし、入Ｌ１通路３８を通る逆流が制限されないと、圧
力板４１からの圧力パルスは大量のインクを入口通路３
８を通して逆方向に押すことにその大部分のエネルギー
を費され、インク小滴２２をオリフィス５２から噴射す
るために必要な圧力室内の圧力を十分高めることができ
なくなる。

また出に１通路３９の長さ、及び直径は、静水圧と入口
通路３８及び連通管１７によって生ずる摩擦損失に比較
してより低い摩擦損失になるように選定する必要がある
。

インク溜り１６を通じて加えられる許容可能の静水圧は によって表される。

但し、Ｄはオリアイスの直径 Ｓはインクの表面張力の定数 しかし、オリフィス５２で７ニスカスを安定させるため
には、インクが印字ヘッド１８のハウジング３６の曲面
を濡らしてはならないことである。即ちインクとハウジ
ング３６の前面との間の自然接触角を９０’以上にする
必要がある。この状態は、水性のインクを使用し、ハウ
ジング３６の前面５７をテア０ン（米国デュポン社の商
品名）で被覆すれば満足される。面５７にテフロンを被
覆するのが好ましいけれども、この発明の目的に適った
接触角を９０”以上にしたインクと固体の組み合わせは
他に多数ある。

第４図（＾）、（Ｂ）は時開の関数として、圧力板４１
への入力電圧と、圧力室３７の液体にががる圧力との相
関関係を模式的に示す図である。

噴射系は、正の入力電圧パルス６２が圧力板４１に時間
ｔ１において印加される直前まで第５図の状態を保って
いるが、ｔｌにおいて印加される正の電圧は圧力板４１
を第６図の状態まで撓ませ、それによって、第５図の状
態時の値の約１０倍になるまでインクにががる圧力を増
加させる。インクにががる圧力の最大値（点６４）は、
１　＝　２０　ｐｓｉ　（ボンド／平方インチ）の範囲
内に設定することができる。特に５ｐｓｉ前後が好まし
い。

この場合、圧力板４】の反応時間とインクの慣性とがあ
るために、たとえ時間ｔ１における電圧パルスの印加が
急速であっても、インクの圧力は直ちには上昇しない。

即ち、第４図に示すように時間ｔｌ＊では所定の靜止値
に保たれていたインク圧力は時間ｔ２における、ｌ’に
６４の位１６で最大値に上昇する。この点６４における
増加したい高い圧力は、オリフィス５２においてインク
に駆動力として作用するから、出１」通路３９における
インクの柱はオリフィス５２がら流出して高速度に達す
る。この高速度はオリフィス５２におけるインクの表面
張力に打勝って、インク柱をオリフィス５２から突出さ
ぜる。

而し−Ｃ所定の時開−１即ち第４図におけるｔ２からＬ
３までの時間が経過して、パルス発生装置１９がらの電
圧が負の初期電圧にスイッチバック（切換え）されると
、圧力室３７内の圧力は、時間［、において、α６６で
示す値まで急速に低下し、最後に時間Ｌ５においてその
釘止状態６７に戻る。

この際、特に突出したインク柱は前述の突出速度とこの
圧力低下作用との関係により、小滴２２どなってオリフ
ィス５２がら分離し、記録紙まで実質的に自然の直線的
な軌道をとって飛翔し、記録紙に到って線２８の中の一
小点を作ることになる。この過程は、一連の第５〜８図
に詳細に記載されている。

第５図は時間ｔ、以前の状態、即ち電源が投入されて、
圧力板４１にパルス発生装置１９からの負の電。

圧が印加されている状態における印字ヘッドの断面図で
ある。

この状態において、パルス発生装置１９から印字のため
の正の電圧パルスが印加されると、上方に撓んでいた圧
力板４１は平面状態を経て内方へ撓み第６図の状態に移
行する。

第６図は圧力板４１の内方撓のみが最大のとき、即ち時
間ｔ３における圧力室の状態を示す。この場合、圧力板
４１への正電圧印加は、一方のプレート４２の収縮及び
他方のプレート４３の膨張を生しさせることにより、圧
力板４１を内方へ撓ませ圧力室３７の容積を減少せしめ
て、成る量のインクを移動させるように働く。

この時、入口通路３８にかかるインク溜り１６における
市水圧、インクの粘度、入口通路３８の長さ、及び入口
通路の直径並びに前に述べた事柄によって、！１汀記移
動されたインクの一部は入口通路３８を通って連通管に
逆流する。

しかし、圧力板４１により生じさせられる圧力室３７内
におけるインクの移動は主としてインク柱１０１をオリ
フィス５２がら押し出す作用をする。

第７図は、圧力板４１がなお最大に撓んでいるけれども
、電圧の供給が第５図に点６６で示す１４において低下
した後の状態を示す。

換言すれば、内方に最大限に撓んでいた圧力板４１への
電圧印加が逆になって該圧力板４１が第５図の状態に戻
り始める状態を示したものである。この場合、圧力室３
７内のインク圧力は第４図（１１）に示すＪ：うに最も
低下するがら、インク柱１０１の加速は減速に転する。

しかし、インク柱１０１の一部（先端部）は既に飛び出
し速度に達しているので、減速し−）つあるインク柱が
ら分離してインク小滴１０２を作る。その際インク柱の
残部は、圧力室３７内のインクになお連通している。

ｆｊＳａ図は、ｆＰＳ４図において、時間ｔ５における
噴射系の状態を示す。即ち、圧力板４１が第４図（Ｉｔ
）点６７に示す位置において、時間り、におけるその準
備位置く正の電圧パルスが印加される前の状態）に戻っ
たところを示す図である。

この場合、第４図（Ｂ）で示す点６６から点６７に至る
間のインク圧力の低下作用は、インク柱１０１の残部を
出口通路３９内に吸い込むように作用する。

この間、オリアイスから飛び出したインク小滴１０２の
表面張力は、該小滴の形状を球形にするように働く。各
パルスが小滴を作った後、噴射系は第５図に示すように
平衡状態に戻る。

尚、噴射するインクの量は、時間Ｌ１からｔ３までの出
力パルスの幅及び電圧値、即ち加えられるエネルギーに
依存するから、この時間の長さを変更すると、４ミルか
ら２５ミルまでの間の直径を有するインク小滴を作るこ
とができる。このようにして印加する次のパルス６８は
別のもう１つの小滴を噴射する。そのため、小滴の頻度
はパルスが印加されると外の電圧パルスの頻度によって
制御される。

高品質のインク小滴を急速に出すため、第１・−３図に
記載する装置を用いたときの特定のパラメータの例は、
下記の通りである。

第　１　表 第９図は、インクのドツト構成により、文字、数字のよ
うなパターンを印字する点を除けば、第１図に示すもの
と同じ装置の概略図である。

これは、電子パルス発生装置１９によって個々に制御で
きる一連の印刷へラド１１１−１２０を有する。

印刷ヘッド１１１−１２０はスタック１１０の中に垂直
にまとめられているので、同時に１−１０のインク小柄
を噴射することができる。この発明によって、文字“′
ｒ″を印刷するものと仮定する。第１１図は、文字“］
゛６がＸ軸に９個所の位置を有し、Ｙ軸に１０個所の位
置を有するインクの点の行と列から構成するための方法
を示す。文字”Ｔ″は、先ずＸ釉の位置１にスタック１
１０の位置を決めることによって第９図に示す装置によ
って次のように形成される。即ち、最上段の印刷ヘッド
１１１を駆動してインク点がＹ軸の１０の位置に記され
るようにする。

次に、スタック１１０をＸ軸の位置２に動かし、印刷へ
ラド１１１を再び駆動してＹ軸の位置１０に別のインク
点を記すようｌこする。この過程は、スタック１１０が
Ｘ軸の位置５に位置するまでつづけられ、そのとき１０
個のすべての印刷へラドを駆動してインク小滴が印刷へ
ラド１１１−１２０のそれぞれから噴射されるようにす
る。これは、文字“Ｔ　”の垂直方向榴成要素をつくる
ようにＹ軸上の１から１０までの位置に小滴を記す。そ
の後スタ・ンク１１０がＸ軸上の位置６から９まで動く
とき印刷へラド１１１を駆動して、それぞれＹ軸の位置
１０に点を印刷するようにする。

第９図は、１１１から１２０までの１０個の印刷へ・ラ
ドを示しているが、読みやすい文字は少なくとも５個の
垂直方向の位置によってつくることができることが知ら
れている。しかし、見易い構成の文字を作るためには印
刷ヘッドは７−１０個の垂直位置を有するのが好ましい
。

スタック１１０は、親ねじ１２２に協動するねじつき支
持材１２１に取り付けである。親ねしはその端部ｊ２３
，１２４において回転可能に軸受けされており、ステッ
プモーター１２６に駆動される。親ねじ１２２における
インチ当りのねし山の数は、ステップモーター１２６の
各ｌｉｔ位回転回転量１１図のＸ軸において印刷ヘッド
を相隣る２つの列の間を水平方向に動かすように選定さ
れている。この方法によって、ステップモーター１２６
の各単位回転量は印刷ヘッドを第１．１図のＸ軸に沿っ
て前の位（６から次の位置まで前進させる。

第１０図は、第９図に示すような積重ね式にぜずに横に
並べる関係にした複数個の印刷ヘッド１３１−１４０を
有する装置６を示す。記録紙１２は、文字及び他の形状
を印刷するためヘッドに対して垂直方向に動く。一連の
印刷ヘッドは、必要に応じて垂直方向、水平方向のいず
れの向きにしてもよいということを理解できるであう。

従ってスタック状の各ノズルは例えば垂直方向に配置さ
れたピエゾ電気プレートからインクを供給されてもよい
。同様に、記録紙とヘッドの間の相対的な動トは垂直方
向または水平方向のいずれにもすることができる。

以上述べた通り、本発明１：二Ｊ：れば、前述のインク
噴射記録方式に必要とされている基本条ｒ１・を総て満
たした優れた効果を生ずるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る印刷ヘッドを搭載した小滴噴
射記録装置を組み入れた記録装置を示す略図、 第２図は、第１図に示す小滴噴射装置の一実施例の平面
図、 第３図は、第２図の線３−３に沿う断面図、第４Ａ図は
、小滴噴射装置に印加される電圧パルスを示す図表及び
第４Ｂ図は上記電圧パルスの印加による、時間の関数と
しての圧力室内の液体圧力変化を示す図表、 第５図は、ピエゾ電気プレートに電圧パルスが印加され
る直前の状態を示す液体噴射装置の断面図、 第６図は、ピエゾ電気プレートが最大に撓んでいる状態
における該装置の断面図、 第７図は、ピエゾ電気プレートが元の位置に復帰しよう
とする状態における該装置６の断面図、第８図は、ピエ
ゾ電気プレートが元の位置に復帰した時の状態における
該装置の断面図、ｖＳｓ図は、記録紙に複数個の小滴を
噴射することのできる装置の略図、 第１０図は、記録紙に複数個の小滴を噴射する他の装置
を示す略図、 第１１図は、第９及び第１０図に略図的に示す記録装置
によって形成された文字を示すものである。 １１・・・・・・記録装置　１２・・・・・・記録用媒
材（記録紙）１６・・・・・・インクｆＪリ　１８・・
・・・・印刷ヘッド１９・・・・・・電子パルス発生装
置 ２２・・・・・・インク小２ｉ　２４　・、、、オリフ
ィス３７・・・・・・圧力室　３８・・・・・・人口通
路３９・・・・・・出口通路　４１・・・・・・圧力板
（可撓板）４２．４３・・・・・・ピエゾ電気プレート
５２・・・・・・オリフィス　５６・・・・・・メニス
カス代理人　弁理士　野　１）義　親 第４図 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　インクを満たした圧力室に対応して設けられた
   電気機械変換手段によって、圧力室内部容積を変形せし
   めてインク滴を噴射させるインク噴射記録装置の印字ヘ
   ッドであって、かつ前記電気機械変換手段が円形板状で
   あることを特徴とするインク噴射記録装置。
2. （２）前記電気機械変換手段が圧電変換素子から成るこ
   とを特徴とする特許請求の包囲ｆｊＳｉ項に記載のイン
   ク噴射記録装置。
3. （３）　１ｉｊｊ記電気鐵械変換手段が、２枚の圧電変
   換素子を接合して一体構造と成しでいることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のインク噴射
   記録装置。