JPS62501202A - 流体ジェット印字装置 - 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】 流体ジェット印字装置 本発明は、請求の範囲第１項の前半部（公知事項記載部分）に述べられた流体ジ ェット印字（ｐｒｉｎｔｉＢ）装置に関する。

流体ジェット印字装置は公知であり、いわゆるインクジェットプリンタとして市 販されている。このような流体ジェット印字装置は、インクまたはその他の印字 用流体を印字装置に供給する供給源に接続された入口部と、小滴を形成するノズ ル状の出口部と、この出口部と入口部との間に配置された弁とを具備する。この 種のまたは類似したプリンタは本発明に関する技術的背景として引用される次の 各引用例、ＥＰ−Ａ８３８７７、ＦＲ−Ａ２３３８０８９、ＧＢ−Ａ２００３４ ２９．　ＤＥ−Ａ２９０５０６３およびＦＲ−Ａ２４９８９８８に開示されてい る。これらの流体ジェット印字装置はコイルと可動作動部材、すなわち本体とを 有するソレノイド弁を具備し、この可動作動部材は上記入口部と出口部との間に 配置された弁座と協働している。この公知の流体ジェット印字装置の弁座は作動 部材の反対側に配置された弁ハウジングの一部として形成されている。

公知のように、流体ジェットプリンタは、複数の流体小滴を放出し、全体として 所望の文字・符号等を形成するドツト（点）を作ることにより文字等を作り出す 。これらの流体小滴は、多数の流体ジェット印字装置のそれぞれのジェットノズ ルから発生される。もちろん、これらの流体ジェット印字装置は、全体として流 体プリンタを構成する。上記複数のジェットノズルは互いに並置されており、各 ノズルには共通の供給源から所定の圧力の流体が、各ノズルにそれぞれ対応した ソレノイド弁を介して供給される。これらのソレノイド弁は、各ソレノイド弁に 接続されたプログラム可能な文字発生器によって制御される。

これらの流体ジェットプリンタについては、現在いろいろな要求が挙げられてお り、この要求を満たすには作動周波数、すなわち小滴発生周波数に高くすること が必要である。流体ジェット印字装置が紙、すなわち記録媒体上に直径０．２誼 の小滴を作って印字する場合には、約１．５圃の文字の高さを形成するのに７個 の流体ジェットノズルを互いに並置する必要がある。印字ノズルの新製通過する 記録媒体・、例えば紙の速度が２ｍ／秒である場合には、ドツトの寸法が約１Ｍ であるとき、弁制御周波数は２　ｋ）Ｉｚの範囲内としなければならない。これ らの数字を考慮すると、高速かつ高品位プリンタの場合には小滴生成周波数を高 くすることが最も重要であるが、しかしながら、公知の流体ジェット印字装置は いずれも、上述の要求を満たすものではなかった。

このような従来技術に鑑みて１本発明の技術的課題は、小滴生成周波数を高周波 数にした流体ジェット印字装置を提供することである。

この技術的課題は、弁座を含みかつ入口部を出口部から分は隔てる（分離する） 隔膜状仕切壁を上述のタイプの流体ジェット印字装置に設けることによって解決 される。

可撓性の隔膜状仕切壁は、弁の可動作動部材の作動時に曲げられる。この可撓性 隔膜状仕切壁の湾曲は、弁座の閉成時における可動作動部材との物理的接触によ って発生するか、それとも、このような作動部材と隔膜状仕切壁との間の物理的 接触を必ずしも必要とすることなく、作動部材により発生される圧力波がその作 動部材の反対側に位置する仕切壁に作用することによって発生する。

隔膜状仕切壁が弁の出口部の方へ湾曲すると、弁の開成時またはその直前に圧力 がピークに達する。弁の出口側において流体圧力がパルス状に上昇すると、ジェ ットノズルによる小滴の生成が促進されるため、これらの小滴が紙、すなわち記 録媒体の方へ飛行する間に一緒になって流れることはない。

本発明による流体ジェット印字装置の好適実施例および、これらの印字装置から 成るプリンタは、請求の範囲の従＠請求項に記載されている。

以下に、本発明の好適実施例を添付図面を参照して説明する。

第１図は、本発明による流体ジェット印字装置の実施例を示した断面図であり、 第２図は、第１図による実施例の詳細を示した図であり。

第３図は、流体プリンタを構成する３×７の流体ジェット印字装置の配列を示し た図である。

第１図において、流体ジェット印字装置は第１、第２の取付板１ａ、ｌｂを有し 、これらの取付板１ａ、ｌｂには、弁ハウジングが取付固定されている。この弁 ハウジングは弁本体３に設けられ、この弁本体３は、好ましくはテフロン（ｔｅ ｆｌｏｎ）被覆されたコバルトまたはニッケル鉄合金のような軟磁性材料から成 り、コイル支持体４内に磁気コイル５によって移動可能に支持されている。

このコイル支持体４は、好ましくはガラス−セラミック環であり、また磁気コイ ル５は電気接続導線６ａ、６ｂによって図示なき文字生成回路に接続されている 。弁本体３の最下端は、シール板７を有する。なお、このシール板７としてはエ ジストマ材料を使用することが好ましい。第１、第２取付板１ａ、ｌｂの間に嵌 め込められた棒状離間部材９とアーマチャ８とは弁本体３と共に磁気回路を形成 する。

第１取付［１ａは第１導管板１０ａに取付けられ、この第１導管板１０ａは中間 シール（パツキン）箔１１を介して第２専管板１０ｂに接続されている。なお、 中間シール箔１１としてはナイロンプラスチック材料を使用することが好ましい 。第２導管板１０ｂには流体導管１２が設けられており、この流体導管１２はジ ェットノズル１３まで延在している。記録媒体、好ましくは記録紙が、」二記ジ ェットノズル］３に対して相対移動するように配置されている。流体Ｆ′は、圧 力流体供給源から入口部１４に供給され、更に第１導管板１０ａ内の導管１５を 通って第１室Ｃ工に流入する。これにより、この第１室Ｃ４内の流体は図示なき 上記供給源の流体圧に対応した圧力になる。

第１室Ｃ，は、隔膜（ｄｉａｐｈｒａｇｍ）状仕切壁ｐｗによって第２導管板１ ０ｂ内の第２室Ｃ２から隔て分けられている。なお、上記仕切壁ＰＷは、薄い箔 状材料、好ましくはステンレス鋼から作られている。第２室Ｃ２は流体Ｆ′を導 管１２を介してノズル１３の出口開口へ流す。

このノズル出口開口のべ径は０．０５〜０．１ｍｎ＋の範囲とすることが好まし い。椰１室Ｃ１゛内の流体圧力は１〜３バール（ｂａｒ）の範囲内に選定されて いる。他方、仕切壁ＰＷの第２室Ｃ２側の流体導管系は、ノズル１３によって大 気に開放されているので、第２室Ｃ２内の流体圧力は、弁本体３が閉位置にある とき大気圧に等しくなっている。仕切壁ＰＷは、レール（パツキン）箔１１と第 ２導管板１０ｂとの間に設けられ、錐形弁座ｖＳを有する。

この弁座ｖＳは、流体用の孔通路ＭＰ（媒体通路）を有し、弁本体３のシール板 ７と協働する。

孔通路ＭＰを有する弁座ｖＳは、仕切壁ＰＷの箔材料を打出しく型押付）やポン チにより穿孔して作られる。

ステンレス鋼から成る箔材料は、厚さが０．０１〜０．３帥の範囲、好ましくは ０．０２〜０．０５ｍ＋＋の範囲内である。また、上述のように箔材料をポンチ や打出しによって穿孔することによって、弁座はカラー（リング）状、即ち錐形 状に作られる。孔通路ＭＰの孔直径は、０．０５〜０．１＋ｆｆ＋＋　と小径で あるが、しかし箔の厚さが薄いので毛細管効果は極めて小さくなる。このように 毛細管効果が非常に小さいため、入口部と出口部との間の圧力差も小さくなる。

この仕切壁は、厚さが薄いので隔膜または薄膜のように変位、即ち湾曲すること ができる。

第２室Ｃ２は、弁本体３の移動方向にほんのわずか拡張する。永久磁石ＰＭは第 ２室Ｃ２の直下において、第２導管板１０ｂに取付けられている。この永久磁石 は４「（サマリウム）ＳＡＭＡＲＩＵＭＪの商標名で市販されている調合金製で あり、いろいろな磁気特性を呈し、かつ強い磁界を発生する。永久磁石ＰＭは、 調節ネジ１７内に取付けられているので、その位置は閉止状態の弁の弁座■Ｓに 接触している弁本体３と、弁座■Ｓとに対して可変である。磁気コイル５に作動 電流が供給されていないときには永久磁石ＰＭが軟磁性体の弁本体３に及ぼす力 、すなわち偏倚（バイアス）力によって、弁本体３は弁座ｖＳと接触している。

磁気コイル５に作動電流が供給されて磁場が発生し、これが永久磁石ＰＭの磁場 に作用した場合、力が弁本体′３に作用し、弁本体３を弁座からコイル５の方へ わずかな量、好ましくは約０．１ｍｍだけ変位させて弁を開弁する。公知のよう に、コイル５に供給される上記電流はパルス状であり、そのパルス長さく幅）は −個の小滴の発生に対して約５０マイクロ秒である。

弁座■Ｓに接触していた弁本体３を１ｍの約１／１０のオーダだけ持ち上げ、そ の接触を解いて開弁すると。

第１および第２室Ｃ工、Ｃ２の流体Ｆ’　、Ｆ’間の圧力差によって、流体が少 量第１室Ｃ□から第２室Ｃ２内に流れ込む。これにより第２室の圧力が上昇し、 この結果、ノズル１３の出口部において小滴の生成が開始される。

上記パルス期間が経過して１作動電流が遮断され、コイルがオフになると、弁本 体３は、薄い仕切壁ＰＷの方への弁本体の移動によって生ずる圧力波、または仕 切壁との弁本体の物理的接触によって生ずる圧力波によって曲げられる。第２室 Ｃ２の方へのこの仕切壁の湾曲によって、第２室の流体Ｆ′の圧力がパルス的に 上昇し、この結果、ノズルでの小滴生成が完了する。

第２図は、弁本体３を作動させる磁気分極を説明する図で、コイル５は磁界を発 生して弁本体３を分極させる。

コイル５の巻線を流れる電流が作り出す磁界は、弁本体の自由端がＮ極になり他 端がＳ極になるように、極性が選定されている。このため、弁本体３は、弁本体 ３の底端に接近配置された永久磁石ＰＭのＮ極によって反発され、開弁する。

なお、本実施例では印字停止期間中、弁本体を閉弁位置に保持するために弁本体 を付勢する永久磁石を使用して弁本体に予めパイアスカを付与したが、この永久 磁石の代りに末図示のコイルバネを使用することもできる。

また、このコイルバネは、弁本体を閉弁位置に付勢するのではなく、開弁位置に 付勢するように設置してもよい。

この後者の場合には、作動コイル５には、実施例とは逆極性の電流を供給しかつ この電流が各印字停止期間に供給されるようにしなければならない、すなわち、 この電流は弁装置を閉弁位置に保持するように流れることになる。

また、弁座を開閉するのにソレノイド弁装置を使用する代りに、他の作動装置を 使用することもできる。例えば、圧電素子や磁歪素子（ｍａｇｎｅｔｏ−ｓｔｒ ｉｃｔｉｖｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ）をコイル−弁本体−作動装置の代りに使用する ことができる。

第３回は、複数個の流体ジェット印字装置の配列を示したもので、これらの３Ｘ ７印字装置は全体としてインクジエツト装置、すなわちインクジェットプリンタ を構成している。この２１個の流体ジェット印字装置Ａ−Ｕは、ノズルの所を通 過する記録紙のような記録媒体上に２１個のドツトを生成するコラム（縦列、　 ｃｏｌｕｍｎ）を構成する。円Ａ−Ｇ、Ｈ−ＮおよびＯ−Ｕは各印字装置のハウ ジング、すなわち中央部を概略的に示したものである。流体、好ましくはインク は、各印字装置の導管Ａ。

〜Ｕ、２を通って、対応するノズルＡ　１３〜Ｕ１３に導入される。

２１個の流体ジェット印字装置Ａ−Ｕは、共通の第１導管板１０ａと共通の第２ 導管板］−０ｂとを有する。更に、共通仕切壁ＰＷと共通パツキン箔１１が２１ 個の印字装置のすへてに共通に使用されている。

従って、プリンタは、印字装置のすべてに共通な少数の部品から成る複数の流体 ジェット印字装置から構成され、高周波数で小滴の生成が可能であるばかりでな く、極めて小型化することもできる。

ｒｌ　Ｋ５ 図面の簡単な説明 国際調査報告　ｐＣＴ／ＦＪ　８＋／ｎｎ７７ｄＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔ：ＩＥ　 ｆＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ　５ＥＡＲＣＦ、ＲＥＰＯＲＴ　ＯＮ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．流体供給源に接続可能な入口部（１４）と、ノズル（１３）によって構成さ れる出口部と、上記入口部と上記出口部との間に配置された弁（３，５）とを具 備し、上記弁が上記入口部と上記出口部との間に配置された弁座（ＶＳ）と協働 する可動作動部材（３）を含む流体ジェット印字装置（Ａ〜Ｕ）において、上記 弁座（ＶＳ）を含むと共に、上記入口部（１４）を上記出口部（１３）から分け 隔てる隔膜状仕切壁（ＰＷ）を具備することを特徴とする流体ジェット印字装置 。
2. ２．上記隔膜状仕切壁（ＰＷ）は弾性を有し、このため上記可動作動部材（３） の作動により湾曲することができることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の 流体ジェット印字装置。
3. ３．上記仕切壁は板状金属から成り、その厚さは、０．０１〜０．３ｍｍ、好ま しくは０．０２〜０．０５ｍｍであることを特徴とする請求の範囲第１項または 第２項に記載の流体ジェット印字装置。
4. ４．上記弁座（ＶＳ）は、上記仕切壁にポンチまたは打出しによって穿孔するこ とにより形成される上記仕切壁のカラー部から構成されていることを特徴とする 請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一項に記載の流体ジェット印字装置。
5. ５．請求の範囲第１項ないし第４項のいずれか一項に記載された流体ジェット印 字装置を具備するプリンタにおいて、 上記流体ジェット印字装置（Ａ〜Ｕ）の複数の上記入口部（１４）を含む第１板 （１０ａ）と、複数の上記出口部（１３）を含む第２板（１０ｂ）と、上記両板 （１０ａ，１０ｂ）の間に配置された共通仕切壁（ＰＷ）と、 を具備することを特徴とするプリンタ。