JPS6068966A - 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１ 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射する形式のいわ
ゆるインク噴射記録装置６に関するものである。 ［従来技術］ 従来のノンインパクト記録装置においては、情報パター
ン（文字、数字、記号９図形等）を作る各種の装置が利
用されていて、それらは静電式、電カイ式、放電式、感
熱式等の各記録装置としてよく知られている。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
かりでなく、中には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
ク噴射記録装置が開発された。これはインクの小滴を無
処理の記録媒材　（以下記録紙と称する）上に所定の情
報パターンで４１着させて印刷するというもので、高速
印字、低騒音、普通紙使用による安いランニングコスト
等の１、′ｆ徴をもち、有望な記録装置として近年、注
目されて外ている。 然して、インク噴射記録装置において、高速且つ低騒音
をもって広範囲の情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、 ■　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
の無駄な消費を避けることが望ましい。 １１１　記録紙とインク噴射ヘラ１／どの相対移動を高
速且つ、スムーズに行わせるために、インク噴射ヘッド
の補機をできる限り軽量小型にすることが望ましい。 ■　丈には、長期間の使用をＩｌ的とするのであるから
、装置としてのイε頼性を高く保つことは勿論、特に、
インク噴射ヘッドの構造は、故障排除の意味がらも、ま
た保守点検のためからも、できるだけ構造は簡ｑｌ確実
であることが望まれる。 ■　当然のこととして、（氏１曲脩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ぽかりである。 従来のインク噴射記録装置のうちその第１の方式は、特
公昭４２−８３５０号公報、特公昭４２−４３８１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、確実にインク小滴を形成せしめ、◎　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
式である。 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４Ｆｌ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社を振動子
にＪ：リインク小滴化する際に、インク小滴を規則正し
いＩｌ、７間間隔で、且つ、均一寸法にする必要がある
ため、実際の製品化に当たっては、複雑な装置１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制御する必要があ
るので、その制御に精密さを要求され、その装置は高価
になる。 （ｅ）　＊動子によるインク小滴の形成と、小滴への荷
電時間とを正ゲｒ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、ノズルと電極間に高電圧を印加するこ
とにより、インクの電気分解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茗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閃Ｊｊシ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、信頼生の高いインク噴射記録装置を作るためには
、尚、解決すべ軽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３６−１３７０８号公報に示
されるように、連続して水用中のインク小滴を偏向電極
により、基準の軌道（１’ｒｕｊｅｃｌ：ｏｒｙ）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。 川ｊち、 ◎　先づ、ノズルのｎ１ｊ記空間中に加速電極と偏向電
極とを、それぞれ設置ζシし、 ◎　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開に一定の高電
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。 ◎　更に加速電極の外力に設けた、偏向電極に入力信号
に応じたでの制御を行い、電界を通過するインク小滴を
偏向せしめ、こ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しかしながら、この方式にも前記
第１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（；ｔ　ｌしやすいとい
うこと、■高電圧によるノズル、電極の劣化、およびイ
ンク小滴による情報パター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
場合の欠点と同じであるが、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）加速電極とノボ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−１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
、衝撃波の強さが増大し、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。 （ａ）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。 （ｂ）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い。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出来ず、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いものであり、加
えて前記見本条（’ｌ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化
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、該印字ヘッドの圧力室内の噴射時の
液圧の最大値が１〜２０ｐｓｉであることを特徴とする
インク噴射記録装置。 本発明の目的は、例えばＦ記の如外インク噴射記録装ｊ
６においても有効に達成される。即ち、（ａ）オリフィ
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
りからのインクで満たし、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、（ｂ）゛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１ 以下、本発明に係る印字ヘッドを搭載した前記インク噴
射記録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に情報パターンを記録するように
した装置１１を示す概略図である。記録紙１２は装置１
１に対し、供給ローラ１：３から巻き取りローラ１４ま
で動くように示しである。しかし、装置１１と記録紙１
２との間の相対的な運動は、装置１１と記録紙１２との
何れが、又は両方を実際に動がし得るような適当な方法
で好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１Ｇ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即ち、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は前記発生装置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。 第１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
紙上に線２３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がら記録紙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４３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
の電子信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、即ち印字ヘ
ッド１８の詳細な構造を示す平面図太ｔＩ！、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
合上印字ヘッド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
成するハウシング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。圧力板伺は好ましくはピエゾ電気キイ料に
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４
２Ｉ４３から成り立っていて、何れも薄板状円板をなし
、これらは導電性薄１１Ｍ’１４によって相互に固定さ
れている。プレー１４２，４３の外面には導電性被覆４
６．４７が取すイｔＩけられており、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）　４２．４３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、他力のプレート４：（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３７の内１１１１
１へ撓み、また逆に両プレート４２．４３に適当な負の
電圧をかけると、今度は逆に前者のプＩ／−１４２がｊ
膨張すると共に、後背のプレート４３が収縮して、第５
図及びｔｊＳ８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　１
−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ｎｇｔ　、ｈ　）に比しで、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ｂ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３ｆｆＪ管１７を介して
インク溜り１６に戻るようにする。 出口通路３９の端部は精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はエポキシ頓（脂接着剤のような適当な取付
手段によって、第３図に示す辿り、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
・コーポレーションにより、商品名゛バイモルフ”とし
′（市販されている。 さて、印字ヘッド１８に電源（図示せず）が投入され、
まだ圧ノＪパルスが送られないときは、ｆ５４図（八）
に示すように、パルス発生装置１９がら負の電圧が圧力
板４】に印加されるがら圧力板４１は印字動作に先立っ
てｆｆ１５図に示すように外側に撓んだ状態に保１）さ
れる。この場合、インクはオリフィス５２から伸びる僅
が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１）１６がらの静圧が圧力室３７のインクにが
がるためである。インクの表面張力はインクがオリフィ
スから滴下しないようにしている。 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、導線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１６図の状態に急激に移
’４Ｔ　して、圧力室内の容積を減少ぜしめ、圧力室３
７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
會）、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！１４される。この小滴２２は記録紙１２に
衝突し、そして印字ヘッドと記ｉ承紙の間の相対運動は
、その相対運動の方向及び人す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４】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より上方に凹形状に変形せしめられ
るから、その容積変化量は、無負荷電圧から正または負
の電圧を印加する場合に比して約２倍となり、圧力室３
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すくシて同一の容積変化を１）Ｉ
ることかできる。尚、噴射後には圧力板４１にはＩＩ■
び負の電圧を印加して上）ｊに凸形状に復帰せしめて、
次の１１号を待機する。 入１」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ｌこ抗して入口通路
３８からインク溜りへ逆流する」：う１こ働く。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しの管を、速度Ｖで
流れるときの摩擦阻止力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１コ的に対して１−分である。 もし、入口通［１８３８を辿る逆流が制限されないと、
ｊ圧力板４１からの圧力パルスは大量のインクを入１」
通路３８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。 また出口通路３９の長さ、及び直径は、静水圧と入口通
路３８及び連通管１７１こ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はオリフィスの直径 Ｓはインクの表面張力の定数 しかし、オリフィス５２でメ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の前面
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」二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（Ａ）、（＋１）は時間の関数として、圧力板４
１への入力電圧と、圧力室３７の液体にかかる圧力との
相関関係を模式的に示す図である。 噴射系は、正の入力電圧ノ（ルス６２力「圧）Ｊ板４０
こ時間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、ＬＩにお１・て印加されるｊｌＥの電圧
は圧力板４１を第６図の状態まで撓ませ、そｊｔｌこよ
って、第５図の状態時の値の約１０倍になるまでインク
にかかる圧力を増加させる。インク１ニカ・力・る圧力
の最大値（点６４）は、１−・２０　ｐｓｉ　（ポンド
／平ブｊインチ）の範囲内に設定することができる。特
ｌこ５ｐｓｉ前後が好ましい。 この場合、圧力板４１の反応時間とインクの＋Ｒ性とが
あるために、たとえ時間Ｌ１における電ｊ工Ａ／レスの
印加が急速であっても、インクの圧ノコ１土１ｈちには
上昇しない。 即ち、第４図に示すよう

【こ時間１１まで（よ所定の静
止値に保たれていたインク圧力は時間Ｌｉｔこお（する
点６４の位置で最大値に上昇する。この息６４１こおけ
る増加したい高い圧力は、オリフィス５２１こお（１て
インクに駆動力として作用するから、出口通路３９にお
けるインクの柱は第１７　フイス５２力・らｉ庇ｉｎ　
して高速′度に達する。この高速度はオリフィス５２１
こ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がら突出させる。 面して所定の時間、即ち第４図におけるＬ２がらｔ、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Ｄ１１　Ｌイにおいて点６６で
示す値まで急速に低下し、最後に時間ｔ５においてその
静止状態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、小満２２となってオリフ
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・ｍ８
図に詳細に記載されている。 第５図は時間Ｌ１以曲の状態、即ち電源が投入されて、
圧力板４】にパルス発生装置１９が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１１ｉ１９がら印字
のだ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・＼撓みｆｊｓＧ
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Ｌ３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の膨張を生じさせることにより、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１Ｇにおける
靜水圧、インクの粘度、入１１通路３８の長さ、及び入
ｌ」通路の直径並びに前に述べた事柄によって、前記移
動されたインクの一部は入Ｌ１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１、０１をオ
リフィス５２か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で示すし、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ｆｐＪ５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３７内のインク圧力はｍ４図（Ｉ３）に示すように
最も低下するから、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、減速しつつあるインク
柱か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
。 １１８図は、第４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（Ｂ）、α６
７に示す位置において、時間ｔ５におけるその、準イ付
位置（正の電圧パルスが印加される前の状部）に戻った
ところを示す図である。 この場合、第４図（［ｌ）で示す、α６６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、オリフィ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ｔ１がら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きの電圧パルスの頻度に」：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第　１　ゑ 第９図は、インクのドツト溝成により、文字、数字のよ
うなパターンを印字する点を除けは、第１図に示すもの
と同じ装置６の４既略図である。 これは、電子パルス発生装置６１９によって個々に制御
でさる一連の印刷ヘッド１１１−１２０を有する。 印刷へ・ノド１１１−１２０けスタック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
滴を噴射することができる。この発明によって、文字“
’Ｔ”を印刷するものと仮定する。第１１図は、文字“
”ｌ”’がＸ柚に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溝或するための
方法を示す。文字“Ｆ゛は、先ずＹ軸の位置１にスタッ
ク１１０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Ｙ軸の位置２に動かし、印刷ヘ
ッド１１１を再び駆動してＹ軸の位置１０に別のインク
点を記すようにする。この過程は、スタフ９１１０カＸ
　ｆ’ｌｌｌの位置５に位置するまでつづけられ、その
とき１０個のすべての印刷ヘッドを駆動してインク小滴
が印刷ヘッド１１１１２０のそれぞれから噴射されるよ
うにする。これは、文字“’　ｉ’　”の垂直方向構成
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。その後スタック１１０がＸ軸上の位置６がら
９まで動くとき印刷へ７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がら１２０までの１０個の印刷ヘッド
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ν１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
ν・。 スタック１１０は、親ねじ１２２に協動するねじつき支
持材１２１に取すイＸｊけである。親ねしはその端部１
２］、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！ＩＩＪＪされる。親ねじ１
２２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の各単位回転量がｆｊＳ１１図のＹ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
」：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１７１位回転量は印刷ヘッドを第１
１図のＸ柚に沿って曲の位１６がら大の位１ｒｌ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せずに横に
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、必要に応じて垂直り向、水平方向のいずれ
の向きにしてもよいということを理苗できるであう。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％、
％。同様に、記録紙とヘッドの間の相対的な動きは垂直
方向または水平方向めいずれにもすることができる。 以上述べた通り、本発明によれば、前述のインク噴射記
録方式に必要とされて（する基本条件を総て満たした優
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へ・ノドを搭載した小滴
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ｔこ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、ｔＩＳ４Ａ
図は、小滴噴射装置に印加される電圧）くルスを示す図
表及び第４Ｂ図は上記電圧ノ（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
る直曲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ｄｔｉｌ
　Ｌようとする状態における該装置の断面図、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、第９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・・・・・・インク溜り　１８・・・
・・・印刷ヘッド１９・・・・・・電子パルス発生装置 ２２・・・・・・インク小２Ｆａ　２４−・−オリフィ
ス３７・・・・・・圧力室　３８・・・・・・入１」通
路３９・・・・・・出口通路　４１・・・・・・圧力板
（可撓板）４２．４３・・・・・・ピエゾ電気プレー１
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 (1)

【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化せしめて
   インク滴を噴射さぜるインク噴射記録装置の印字ヘッド
   であって、該印字ヘッドの圧力室内の噴射時の液圧の最
   大値が１〜２゜ｐｓｉであることを特徴とするインク噴
   射記録装置。