JPS6068963A - Inkjet recorder - Google Patents
Inkjet recorderInfo
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- JPS6068963A JPS6068963A JP9169284A JP9169284A JPS6068963A JP S6068963 A JPS6068963 A JP S6068963A JP 9169284 A JP9169284 A JP 9169284A JP 9169284 A JP9169284 A JP 9169284A JP S6068963 A JPS6068963 A JP S6068963A
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- pressure
- pressure chamber
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-
- 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
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
- B41J2/14298—Structure of print heads with piezoelectric elements of disc type
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
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。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a non-impact recording device, and more particularly to a so-called ink jet recording device that ejects small droplets of ink from an orifice of a print head. be.
[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。[Prior Art] Conventional non-impact recording devices use various types of devices that create information patterns (letters, numbers, symbols, shapes, etc.), and these devices are electrostatic and electrolytic.
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。It is often used as a type of recording device such as type, discharge type, and heat-sensitive type. However, all of these methods not only require specially treated recording media, but also require more complicated processes and special printing processing media.
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。Therefore, ink jet recording devices were developed to improve the drawbacks of these devices. From this 1, small droplets of ink are deposited on an untreated recording medium (hereinafter referred to as recording paper) in a predetermined 11'7 pattern (11).
It means +, commercial printing, low @ sound, plain paper history 7
In recent years, it has attracted attention as a promising recording device due to its low running cost and other features.
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。However, ink jet recording devices (・, high speed and low @
In order to accurately record a wide range of 1a signal patterns with sound, the ink jetting action itself must be suitable for these purposes. To this end, the flight characteristics of the ink droplets must be constantly stabilized for all ink droplets under all usage environments in order to maintain the accuracy of the information pattern.
■ 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。■ Since a large number of droplets are ejected at high speed, it is desirable to avoid excessive consumption of ink.
■ 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。(2) In order to perform the relative movement between the recording paper and the ink jet head at high speed and smoothly, it is desirable to make the fI of the grooves of the ink jet head as small as possible.
■ 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。■ Furthermore, since it is intended for long-term use,
In addition to maintaining the reliability of the device if6 <, it is particularly desirable that the structure of the ink jet head be as simple and reliable as possible, both in terms of eliminating failures and for maintenance and inspection.
■ 当然のこととして、低価格のものであることが望ま
れる。■ Naturally, it is desirable that the product be of low cost.
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。These conditions are desirable as basic conditions for device design. However, all currently known ink jet recording devices do not necessarily satisfy these basic conditions.
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。The first method of conventional ink jet recording devices is 1.
1″i Publication No. 42-8350, Special Publication No. 42-438
As described in Publication No. 1 and Japanese Patent Publication No. 44-4517, ◎ A high pressure is applied to the ink in advance to cause the ink to flow out continuously from the tip of the nozzle, and ◎ The nozzle is mechanically vibrated by a vibrator. ◎ Next, using the charging electrode installed in front of the nozzle, each ejected ink droplet is given a charge according to the information pattern, ◎ Even higher A deflection electrode plate generating a voltage electric field is placed in the flight space of the ink droplets to deflect the ink droplets passing through the constant high voltage electric field according to the amount of charge on each droplet, thereby transmitting predetermined information. A method of forming patterns on recording paper! be.
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。However, this method has the following drawbacks. That is, (,) a special pressure device is required to apply high continuous pressure to the ink.
(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。(b) Since the nozzle is mechanically vibrated at high speed using a magnetostrictive vibrator or a piezoelectric vibrator, the nozzle structure becomes extremely complicated.
(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。(C) When a column of ink ejected at high pressure from a nozzle is turned into small ink droplets by a vibrator, the ink droplets must be formed at regular time intervals and of uniform size.
Actual commercialization requires complex equipment and electrical circuits.
(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。(d) Since a high voltage is required for the charging electrode and flilJ control is required according to the information pattern when charging the ink droplets, precision is required for the controller 11, and the device is +X′G value.
(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。(e) The formation of ink droplets by the vibrator and the charging time of the droplets must be precisely synchronized, making the synchronization means complicated.
(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。(f) It is necessary to apply a high voltage of several thousand volts to the deflection electrodes as well.
(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。(g) Since charging electrodes and biasing electrodes are easily contaminated by dust and ink, the performance of the device is likely to be hindered by these substances. Therefore, countermeasures are required.
(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。(11) Furthermore, by applying a high voltage between the nozzle and the electrode, the electrical component 11τ of the ink is generated, which produces corrosive by-products on the nozzle and the electrode, which can damage the nozzle and the electrode. Since this causes deterioration, preventive measures are required.
(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。(i) Since the continuous ejection of ink droplets from the nozzle ejects a large number of droplets that may or may not contribute to the formation of the information pattern, these unnecessary ink can be collected and reused or disposed of. requires additional equipment.
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
。etc. In order to overcome these shortcomings and create a highly reliable ink jet recording device based on the basic conditions mentioned above, there are still many technical problems to be solved, including the need for precise and complex equipment and electrical equipment. This requires circuitry and makes the product expensive.
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。The second method, as shown in Japanese Patent Publication No. 36-13768, uses deflection electrodes to deflect continuously flying ink droplets into a lory trajectory ('I'rajec lory').
) to form an information pattern is the same as the first method, except that the formation of ink droplets and the strength of the deflection electric field are changed to create an ink droplet. This method differs from the first method only in that the flying direction of the droplets is deflected.
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。That is, ◎ First, an acceleration electrode and a deflection electrode are respectively installed in the space of the nozzle. ◎ Next, pressure is applied to the ink so that the ink becomes a convex meniscus state at the tip of the nozzle, and ◎ By applying a constant high voltage between the acceleration electrode and the ink in the nozzle, the ink is sucked out from the nozzle by the action of this strong electrostatic field, and the flow of the sucked ink is , broken into successive ink droplets of essentially constant volume and charge.
◎ 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。◎ In addition, a deflection electrode provided outside the accelerating electrode is controlled in response to a human power signal to deflect the ink droplet passing through the electric field, thereby forming a predetermined information pattern on the paper. However, this method also has drawbacks comparable to the method of t51. That is, ■
Synchronization between the time when ink droplets are formed and the time when high-voltage pulses are applied;
(b) Regarding the deterioration of nozzles and electrodes due to high voltage, and the generation of unnecessary ink droplets when creating 18-report patterns using ink droplets, both
The disadvantages are the same as those of the above method, but in addition, (a) since the electrostatic suction effect of the ink is utilized, there is a limit to the droplet formation speed, making high-speed printing impossible.
(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。(b) The device becomes expensive because it is necessary to apply a high voltage of several thousand volts between the accelerating electrode and the nozzle.
(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。(c) Furthermore, it is necessary to provide the bias electrode with a tooth pattern of several thousand volts, and this must be changed for each ink droplet according to the information pattern, so its control is difficult. accompanied by difficulty.
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。etc. In order to overcome these shortcomings and complete a highly reliable ink jet recording device based on the above basic conditions, there are still many technical problems to be solved, and it is necessary to use a precise and complicated device and a highly reliable ink jet recording device. Requires electrical circuit. Furthermore, compared to the first method, there is a fundamental drawback in that high-speed printing cannot be performed.
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。Although this is a very special example, another method is also known. It is shown in US Pat. No. 2,512,743. According to this disclosure, an ultrasonic shock wave is continuously generated at a mechanical resonance frequency in a horn-shaped nozzle filled with ink, and the shock wave moves from a large diameter part to a small diameter part along the internal slope of the nozzle. During this process, the strength of the shock wave increases, and the bubble action of cavitation generated in the ink by this ultrasonic shock wave causes a spray of ink to be ejected from the end of the nozzle. However, this method has the following drawbacks.
(+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) The device operates at a constant speed determined by mechanical resonance.
(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。(1) The ejection system cannot form - ink droplets in response to - electrical signals because the ejection system does not return to an equilibrium state after ejecting a -drop. The combined resonant effects of multiple signals are required for ink jetting.
(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。(c) Since the ink is ejected in the form of a spray, it is difficult to control it to obtain a highly accurate information pattern.
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。For this reason, this method cannot be used as is for general-purpose ink jet recording, and improvements are desired.
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。Therefore, at this stage, this method cannot be considered as a method used for special purposes, and in addition, it can be said that it does not meet most of the basic conditions mentioned above.
[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。[Object of the Invention] The object of the present invention is to provide improved printing in these ink jet recording devices so that ink droplets necessary for printing are ejected every time an electric pulse for printing is applied. An object of the present invention is to provide an ink jet recording device having a head.
[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。[Configuration 1 of the Invention] That is, the present invention is a print head of an ink jet recording device that ejects ink droplets by deforming the internal volume of the pressure chamber by an electromechanical conversion means provided corresponding to a pressure chamber filled with ink. The electromechanical conversion means is characterized in that it has a circular plate shape.
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。The object of the present invention can also be effectively achieved, for example, in an ink jet recording apparatus as described below. (a) A pressure chamber in continuous communication with the oriice and the ink reservoir is swirled with ink from the ink reservoir, and the pressure chamber is configured such that at least a portion of its wall can be deformed by electromechanical conversion means. (1,) When not recording, the ink is maintained in an equilibrium state by the static pressure of the ink in the ink reservoir and the surface tension of the ink at the orifice, and (c) When the electric pulse is applied and removed, the electromechanical transducer (d) ejecting a portion of the ink in the pressure chamber from the orifice toward the recording medium by displacing the wall of the pressure chamber inward as a result of the operation; A typical example is an ink jet recording apparatus characterized in that the volume of the pressure chamber is later restored to restore the initial ink equilibrium state.
[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。[Example] Hereinafter, the ink jet 1ift device equipped with a print head according to the present invention will be described based on the illustrated example.
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。Figures 1.2.3 are schematic diagrams of embodiments for explaining the principle of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
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。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a device for recording information pattern patterns on recording paper 12. As shown in FIG. The recording paper 12 is
ffll, from the supply roller 13 to the take-up roller 1
It is shown to move up to 4. However, the relative movement between the device 11 and the recording paper 12 is
It is clear that either or both of these can be done in any suitable manner that makes them practical.
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。The device 11 includes a suitable reservoir 16 for storing the particular ink to be used. This ink reservoir 16 passes through a communication pipe 17 to a device J111 for ejecting ink droplets;
It communicates with a print head (ink jet head) 18 . Electronic pulse generator 19 sends pulse voltages to the printhead through suitable transmission means 21, such as a wire.
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。At this time, when the print head 18 receives one pulse voltage from the +itr generator 19, it ejects one discrete droplet 22 of ink through the orifice 24. That is, each pulse voltage produces a single ink droplet, the volume of which is controlled by the energy of the applied pulse voltage.
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。In the embodiment shown in FIG. vS1, groups of ink droplets ejected as the recording paper 12 passes the print head 18 form #X23 on the recording paper.
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。In order to form a record of an accurate pattern of information on the recording paper, the ink droplets must travel in a substantially straight trajectory from the orifice 24 of the printhead 18 to the recording paper 12.
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。Also, by precisely positioning the device 11 and the recording paper 12 relative to each other, the ink droplets can be impinged to form a predetermined information pattern based on pulse signals from the electronic pulse generator 19. . Additionally, the ink droplets must be of precise shape and volume for optimal recording of the information pattern. That is, this means that the ink droplets are uniform in size from droplet to droplet and are ejected at the intervals of the electrons 45 from the pulse generator 19.
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。FIGS. 2 and 3 are top and cross-sectional views of a preferred droplet ejector, a detailed addendum to the print head 18. FIG.
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。However, in the cross-sectional view of FIG. 3, for convenience of structural explanation, the printed head 18 is shown in a state in which the power is not turned on (a state in which no electricity is applied to the pressure plate 41, which will be described later). . Print head 18 consists of a housing 36 forming part of a pressure chamber 37. The communication pipe 17 conveys ink from the ink reservoir 16 to the entry passage 38 of the pressure chamber.
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。Pressure chamber 37 includes an outlet passage 39 . The upper wall of the pressure chamber 37 is formed by a pressure plate (flexible plate) 41. Pressure plate 41 is preferably made of piezoelectric material. In the illustrated embodiment, pressure plate 41
is two piezoelectric plates 42°4 that expand laterally.
3, each of which forms a Tg plate-like disk, and these are mutually fixed by a conductive thin film 44.
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。conductive waves [46, 47
is attached (l), which is electrically connected to the faces of both plates and is led to the outside by wires 48, 49. Therefore, by applying a voltage to the two surfaces, it is possible to apply a voltage to the (play) 42,4]. In this case, when a suitable positive voltage is applied to 42.43, one plate 42 contracts and the other plate 43 expands, causing the pressure plate 41 as shown in FIGS. When an appropriate negative voltage is applied to 42 and 43, the former plate 42 expands and the latter plate 43 contracts, causing the second plate to As shown in FIGS. 5 and 8, the pressure plate 41 is bent outward from the pressure chamber 37.
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。In this way, the pressure plate 41 is composed of two piezoelectric plates)
42.43 are joined to form an integral structure (
Compared to a pressure plate with only one electric plate (hereinafter referred to as unimorph), it deforms about twice as much in response to a given pulse, so the volume change efficiency of the pressure chamber 37 is is high.
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。Bimorphs can be achieved with a smaller pulse voltage peak value than unimorphs. The above bimorph,
In either case, if the unimorph is formed into a disk shape, the deformation efficiency with respect to the applied voltage is good, so it is also effective in deforming the volume of the pressure chamber 37.
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。However, when the pressure plate 41 is deflected inward into the pressure chamber 37 due to the application of a positive voltage, the volume of the pressure chamber is reduced, pressure is applied to the ink within the pressure chamber, and a portion of the ink is pushed out toward the outlet passage 39. Jetting toward the recording paper 12, while communicating the remaining ink against the hydrostatic pressure of the ink reservoir? ! '17 to return to the ink reservoir 16.
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。The end of the outlet passageway 39 has a 1fi tight diameter orifice 52.
, thereby precisely controlling the diameter of the ink droplet ejected from the print head 18.
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。The size of the ink droplet is a function of the voltage across plates 42 and 43 and its pulse width as well as the diameter of orifice 52.
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。Pressure plate 41 is seated within printhead housing 36, as shown in FIG. 3, by suitable access means such as epoxy adhesive. A suitable piezoelectric transducer for the pressure plate 41 is manufactured by Flevite, Ohio, USA.
It is commercially available under the trade name "Bimorph" by Tuboration I).
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。Now, electricity 1 (not shown) is applied to the print head 18,
When the pressure pulse is not sent yet, as shown in FIG. 4(^), a negative voltage is applied to the pressure plate 41 by the pulse generator 619, so that the pressure plate 41 is activated as shown in FIG. 5 prior to the printing operation. It is held in an outwardly bent position as shown in the figure. In this case, the ink will create a slight meniscus extending from the orifice 52. This meniscus is caused by static pressure from the ink reservoir 16 being applied to the ink in the pressure chamber 37. The surface tension of the ink prevents the ink from dripping out of the orifice.
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。However, during printing, when the pressure plate 41 is in this state, a positive pulse voltage from the pulse generator 19 is applied to eject ink droplets. That is, when an electrical pulse signal having a selected amplitude and pulse width from the pulse generator 19 is applied to the pressure plate 41 via the conductor +1!48.49, the pressure plate 41
5 suddenly changes from the state shown in FIG. 5 to the state shown in FIG.
Apply a sudden pressure pulse to the ink inside. The pressure pulse causes the ink within the pressure chamber to travel through the outlet passageway 39 to the orifice 52 and exit the orifice 52 as discrete droplets in response to the pulse, as shown in the schematic diagram of FIG.
is sprayed from. This small 1F 122 collides with the recording paper 12, and the relative movement of the print head and the opening of the recording paper will constitute a line or other shape depending on the direction and magnitude of the relative movement.
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。As described above, before injection, a negative voltage is applied to the pressure plate 41, which forms an upwardly convex shape, and when a positive voltage is applied during injection, the pressure plate 41 deforms into a concave shape upwardly. Therefore, the amount of volume change is approximately twice that of the case where a positive or negative voltage is applied from the no-load voltage, and the volume change efficiency of the pressure chamber (7) is large. It is possible to make the voltage value smaller and change the same value L by 4. After injection, a negative voltage is applied to the pressure plate 41 again to restore the upwardly convex shape, and the next signal wait.
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。The size of the inlet and outlet passages 38, 39 is limited by the viscosity of the ink used. Larger tubes may be necessary for more viscous inks. When the pressure pulse by the pressure plate 41 ejects the ink droplet 22 from the orifice 52, that pressure also acts to force the ink to flow back through the inlet passageway 38 and into the ink sump against the hydrostatic pressure of the ink applied from the ink sump 16. . In this case, the amount of backflow is limited by adjusting the length and diameter of the inlet passageway 38, and the anti-friction forces of the ink limit the amount of backflow that occurs during ejection of ink droplets.
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。It has been found that when a layered liquid flows through a tube of length L at a speed of ■, the external friction inhibiting force F is expressed by the following equation.
F=8πηLV 但し、ηは液体の粘性係数である。F=8πηLV However, η is the viscosity coefficient of the liquid.
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。The hydrostatic pressure exerted on the ink reservoir 16 thus acts to cause the droplets to exit the orifice 52 rather than forcing the ink within the pressure chamber back into the inlet passageway 38. Two inches of hydrostatic pressure is sufficient for most purposes.
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。If backflow through the inlet L1 passageway 38 is not restricted, the pressure pulse from the pressure plate 41 will cause a large amount of ink to flow through the inlet passageway 38.
Most of the energy is expended in pushing the ink droplet 22 in the opposite direction through the orifice 8 and is not able to build up the pressure in the pressure chamber sufficiently to eject the ink droplet 22 from the orifice 52.
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
。Additionally, the length and diameter of the passageway 39 must be selected to result in lower frictional losses compared to those caused by the hydrostatic pressure and the inlet passageway 38 and the communicating tube 17.
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。The allowable hydrostatic pressure applied through the ink reservoir 16 is Represented by
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。where D is the diameter of the orifice S is the constant of the surface tension of the ink. However, in order to stabilize the 7 varnish at the orifice 52, the ink must not wet the curved surface of the housing 36 of the printhead 18. That is, the natural contact angle between the ink and the front surface of the housing 36 needs to be 90' or more. This condition can be satisfied by using water-based ink and coating the front surface 57 of the housing 36 with Tear-On (trade name of DuPont, USA). Although it is preferred to coat surface 57 with Teflon, there are many other ink and solid combinations with contact angles greater than 90'' that are suitable for the purposes of this invention.
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。Figure 4 (^) and (B) show the pressure plate 41 as a function of time opening.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the correlation between the input voltage to the pressure chamber 37 and the pressure at which the liquid in the pressure chamber 37 leaks.
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。The injection system remains in the state of FIG. 5 until just before a positive input voltage pulse 62 is applied to pressure plate 41 at time t1, but the positive voltage applied at tl
is deflected to the condition shown in FIG. 6, thereby increasing the pressure on the ink to about 10 times the value in the condition shown in FIG. The maximum value of the pressure applied to the ink (point 64) is
1 = 20 psi (bonds per square inch). Particularly preferred is around 5 psi.
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。In this case, because of the reaction time of the pressure plate 4 and the inertia of the ink, the pressure of the ink does not rise immediately even if the voltage pulse is applied rapidly at time t1.
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。That is, as shown in FIG. 4, the ink pressure, which was maintained at a predetermined static value at time tl*, rises to the maximum value at time t2, at 64th place 16 of l'. The increasing high pressure at this point 64 acts as a driving force on the ink at the orifice 52, so that the column of ink in the outlet 1'' passageway 39 flows out of the orifice 52 and reaches a high velocity. This high velocity overcomes the surface tension of the ink in the orifice 52 and causes the column of ink to protrude from the orifice 52.
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。Therefore, C-Predetermined time opening-1, that is, from t2 to L in FIG.
3, when the voltage across the pulse generator 19 is switched back to the negative initial voltage, the pressure within the pressure chamber 37 rapidly increases to the value indicated by α66 at time [, and finally returns to the nailed state 67 at time L5.
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。At this time, the especially protruding ink column becomes a droplet 22 and separates from the orifice 52 due to the above-mentioned relationship between the ejection speed and this pressure reduction effect, and takes a substantially natural linear trajectory to the recording paper. It flies, reaches the recording paper, and creates a small dot within the line 28. This process is described in detail in the series of Figures 5-8.
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。FIG. 5 shows the previous state at time t, that is, when the power is turned on,
A negative voltage is applied to the pressure plate 41 from the pulse generator 19 .
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。FIG. 3 is a cross-sectional view of the print head in a state where pressure is applied.
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。In this state, when a positive voltage pulse for printing is applied from the pulse generator 19, the pressure plate 41, which had been bent upward, passes through a flat state and bends inward, shifting to the state shown in FIG.
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。FIG. 6 shows the state of the pressure chamber when only the inward deflection of the pressure plate 41 is at its maximum, that is, at time t3. In this case, applying a positive voltage to the pressure plate 41 causes one plate 42 to contract and the other plate 43 to expand, thereby deflecting the pressure plate 41 inward and reducing the volume of the pressure chamber 37. It acts to move a certain amount of ink.
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。At this time, depending on the city water pressure in the ink reservoir 16 applied to the inlet passage 38, the viscosity of the ink, the length of the inlet passage 38, the diameter of the inlet passage, and the matters mentioned above! 1. A portion of the displaced ink flows back into the communication tube through the inlet passage 38.
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。However, the movement of ink within the pressure chamber 37 caused by the pressure plate 41 mainly serves to push the ink column 101 out of the orifice 52.
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。FIG. 7 shows the situation after the voltage supply has been reduced at 14, indicated by point 66 in FIG. 5, although the pressure plate 41 is still maximally deflected.
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。In other words, this shows a state in which the voltage application to the pressure plate 41, which had been deflected inward to the maximum extent, is reversed and the pressure plate 41 begins to return to the state shown in FIG. 5. In this case, pressure chamber 3
The ink pressure in column 7 decreases to the maximum at point J shown in FIG. 4 (11), while the acceleration of ink column 101 changes to deceleration.
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。However, since a portion (the leading end) of the ink column 101 has already reached the ejecting speed, it decelerates and separates from the other ink column to form an ink droplet 102. The remainder of the ink column is then still in communication with the ink in the pressure chamber 37.
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。The fjSa diagram shows the state of the injection system at time t5 in the fPS4 diagram. That is, the pressure plate 41 is as shown in FIG.
), the position shown at point 67 has returned to its preparatory position at point 67 (before the positive voltage pulse was applied);
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。In this case, the decrease in ink pressure from point 66 to point 67 shown in FIG. 4(B) acts to suck the remainder of ink column 101 into outlet passage 39.
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。During this time, the surface tension of the ink droplet 102 ejected from the oriice acts to make the droplet spherical in shape. After each pulse creates a droplet, the ejection system returns to equilibrium as shown in FIG.
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。Note that the amount of ink to be ejected depends on the width and voltage value of the output pulse from time L1 to t3, that is, the applied energy. Ink droplets can be created that have a diameter. The next pulse 68 thus applied will eject another droplet. Therefore, the frequency of droplets is controlled by the frequency of the voltage pulses outside when the pulses are applied.
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。Examples of specific parameters when using the apparatus described in Figures 1-3 for rapid ejection of high quality ink droplets are:
It is as follows.
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。Table 1 FIG. 9 is a schematic diagram of the same apparatus as shown in FIG. 1, except that patterns such as letters and numbers are printed by a dot arrangement of ink.
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。It has a series of printing rads 111-120 which can be individually controlled by an electronic pulse generator 19.
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。Print heads 111-120 are grouped vertically in stack 110 so that they can fire 1-10 ink petals at the same time. With this invention, the character “′
Suppose you want to print the character "]. Figure 11 shows the character "]
6 shows a method for constructing rows and columns of ink dots having 9 positions on the X-axis and 10 positions on the Y-axis. The letter “T” first stacks 1 at position 1 of the X glaze.
By determining the position of 10, the following is formed by the apparatus shown in FIG. That is, the topmost print head 111 is driven so that an ink dot is written at position 10 on the Y axis.
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。The stack 110 is then moved to position 2 on the X-axis and the print head 111 is again driven to mark another ink dot at position 10 on the Y-axis. This process continues until the stack 110 is located at position 5 on the X-axis, at which point 10
All of the printing rads are driven so that ink droplets are ejected from each of the printing rads 111-120. This marks droplets at positions 1 to 10 on the Y axis to create the vertical element of the letter "T". Thereafter, as the stand tank 110 moves from position 6 to position 9 on the X-axis, the printing pad 111 is driven to print a dot at position 10 on the Y-axis, respectively.
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
。Although FIG. 9 shows ten printing rads from 111 to 120, it is known that legible characters can be created by at least five vertical positions. However, it is preferred that the print head have 7-10 vertical positions to produce characters with a legible configuration.
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。Stack 110 is attached to a threaded support 121 that cooperates with a lead screw 122. The main screw is its end j23
, 124, and is driven by a step motor 126. The number of threads per inch on the lead screw 122 is selected to move the print head horizontally between two adjacent rows on the X-axis of FIG. ing. By this method, step motor 126
Each unit rotation advances the print head from the previous position (6 to the next position) along the X-axis in FIG. 1.1.
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。FIG. 10 shows an apparatus 6 having a plurality of print heads 131-140 in side-by-side, not stacked, relationship as shown in FIG. Recording paper 12 moves perpendicularly to the head to print characters and other shapes. It will be appreciated that the series of printheads may be oriented either vertically or horizontally as desired.
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。Each nozzle in the stack may thus be supplied with ink, for example from a vertically arranged piezoelectric plate. Similarly, the relative movement between the paper and the head can be either vertical or horizontal.
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。As described above, the present invention 1:2J: produces an excellent effect that satisfies all the basic conditions r1 required for the above-mentioned ink jet recording system.
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FIG. 1 is a schematic diagram showing a recording device incorporating a droplet jet recording device equipped with a print head according to the present invention; FIG. 2 is a plan view of an embodiment of the droplet jet recording device shown in FIG. 1; FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3--3 of FIG. 2, FIG. 4A is a diagram showing voltage pulses applied to the droplet ejector, and FIG. Figure 5 is a cross-sectional view of the liquid injection device showing the state just before a voltage pulse is applied to the piezoelectric plate; Figure 6 is a diagram showing the variation of the liquid pressure in the pressure chamber as a function; 7 is a sectional view of the device 6 in a state where the piezoelectric plate is about to return to its original position; FIG. 8 is a sectional view of the device 6 with the piezoelectric plate in its original position 10 is a cross-sectional view of the device in the state when it is restored to the state shown in FIG. FIG. 11 shows characters formed by the recording device shown diagrammatically in FIGS. 9 and 10. 11...Recording device 12...Recording medium (recording paper) 16...Ink fJli 18...
... Print head 19 ... Electronic pulse generator 22 ... Ink small 2i 24 ... Orifice 37 ... Pressure chamber 38 ... Population Passage 39... Outlet passage 41... Pressure plate (flexible plate) 42.43... Piezoelectric plate 52... Orifice 56...・Meniscus agent Patent attorney No 1) Parent-in-law Figure 4 Figure 5
Claims (3)
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。(1) A print head of an ink jet recording device that ejects ink droplets by deforming the internal volume of a pressure chamber by an electromechanical conversion means provided corresponding to a pressure chamber filled with ink, and wherein the electric machine An ink jet recording device characterized in that the converting means has a circular plate shape.
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。(2) The ink jet recording apparatus according to item fjSi of the claims, characterized in that the electromechanical conversion means comprises a piezoelectric conversion element.
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。(3) The ink ejection according to claim 1 or 2, wherein the electromechanical conversion means has an integral structure by joining two piezoelectric conversion elements. Recording device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9169284A JPS6068963A (en) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | Inkjet recorder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9169284A JPS6068963A (en) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | Inkjet recorder |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3674779A Division JPS5565559A (en) | 1979-03-28 | 1979-03-28 | Ink jet recorder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6068963A true JPS6068963A (en) | 1985-04-19 |
Family
ID=14033558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9169284A Pending JPS6068963A (en) | 1984-05-07 | 1984-05-07 | Inkjet recorder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6068963A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0519403A2 (en) * | 1991-06-21 | 1992-12-23 | Rohm Co., Ltd. | Ink jet print head and ink jet printer |
US5365643A (en) * | 1991-10-09 | 1994-11-22 | Rohm Co., Ltd. | Ink jet printing head producing method |
EP0709195A1 (en) * | 1994-10-26 | 1996-05-01 | Mita Industrial Co. Ltd. | A printing head for an ink jet printer and a method for producing the same |
US5988799A (en) * | 1995-09-25 | 1999-11-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink-jet head having ink chamber and non-ink chamber divided by structural element subjected to freckling deformation |
-
1984
- 1984-05-07 JP JP9169284A patent/JPS6068963A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0519403A2 (en) * | 1991-06-21 | 1992-12-23 | Rohm Co., Ltd. | Ink jet print head and ink jet printer |
US5465108A (en) * | 1991-06-21 | 1995-11-07 | Rohm Co., Ltd. | Ink jet print head and ink jet printer |
US5365643A (en) * | 1991-10-09 | 1994-11-22 | Rohm Co., Ltd. | Ink jet printing head producing method |
EP0709195A1 (en) * | 1994-10-26 | 1996-05-01 | Mita Industrial Co. Ltd. | A printing head for an ink jet printer and a method for producing the same |
US5886717A (en) * | 1994-10-26 | 1999-03-23 | Mita Industrial Co., Ltd. | Printing head for an ink jet printer with titanium plate comb |
US5988799A (en) * | 1995-09-25 | 1999-11-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Ink-jet head having ink chamber and non-ink chamber divided by structural element subjected to freckling deformation |
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