JPS6317626B2 - - Google Patents
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- JPS6317626B2 JPS6317626B2 JP56035713A JP3571381A JPS6317626B2 JP S6317626 B2 JPS6317626 B2 JP S6317626B2 JP 56035713 A JP56035713 A JP 56035713A JP 3571381 A JP3571381 A JP 3571381A JP S6317626 B2 JPS6317626 B2 JP S6317626B2
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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
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/06—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
- B41J2002/061—Ejection by electric field of ink or of toner particles contained in ink
-
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- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
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- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/02—Air-assisted ejection
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
本発明は、空気流により生じる圧力勾配と電界
力を利用した新しいインクジエツト記録方式に関
するものである。 第１図は本出願人が提案し本発明の基礎となる
新しい方式によるインクジエツト記録ヘツドを示
すもので、ノズル板２には空気吐出口１が穿孔さ
れており、このノズル板２と平行して壁３が配置
されており、かつ壁３には空気吐出口１に対向し
て同軸上にインク吐出口４が穿孔されている。ノ
ズル板２と壁３により生ずる空気層１９には周辺
から空気流が送られ、空気吐出口１より流出して
いる。この空気流の流れの方向は、空気吐出口１
の近傍で急激に変化しているため、インク吐出口
４より空気吐出口１に至る空間には、インク吐出
口４から空気吐出口１に向うに従つて圧力が減少
するように急激な圧力勾配の変化が生じている。 一方、インク吐出口４内のインクには一定圧力
が印加されており、インクジエツト記録ヘツドの
非駆動時には、インク吐出口４近傍の空気圧力
と、インク吐出口４内のインク圧力がほぼ等しく
インク吐出口４に生じるインクのメニスカスが静
止して保たれるように調整されている。 信号源５はノズル板２とインク吐出口４内のイ
ンクとの間に信号に応じた電位差が生じるよう
に、このノズル板２およびインク吐出口４に連通
したインク供給管６に連結されている。この信号
源５により、ノズル板２とインク吐出口４内のイ
ンクに電位差が生じるとこの電位差による静電力
により、このインク吐出口４に生じるメニスカス
が、空気吐出口１の方向に引き伸ばされる。イン
ク吐出口４から空気吐出口１に至る空間には急激
な圧力勾配の変化が生じており、かつこの変化の
程度は空気吐出口１に近い程大であるため、前記
インク吐出口４に生じるインクのメニスカスは、
一定長さ以上引き伸ばされると、該圧力勾配の変
化によつて引きちぎられ、空気流とともに空気吐
出口１よりインク液滴となつて飛翔する。 以上の説明のごとく、第１図のインクジエツト
ヘツドは、静電力によつてインク吐出口４に生じ
るインクのメニスカスの形状を変化させ、空気流
により生じる急激な圧力勾配の変化によつて、イ
ンク液滴を吐出させるものである。 しかしながら第１図で示されるインクジエツト
記録ヘツドには、インク液滴の飛翔状態において
好ましくない状態が生ずる場合がある。すなわ
ち、第２図に示されるように、空気流によつて空
気吐出口より飛翔したインク液滴がノズル板２
と、インク液滴間に生じる電界によりノズル板２
の前面に引き戻され、被記録物７に到達しないこ
とがある。この現象を第３図を使つてさらに詳細
に述べる。例えばインク吐出口４内のインクに０
電位、ノズル板２に正の電位の電圧を印加した場
合、インク液滴は負の電荷を持つて飛翔する。こ
のインク液滴の飛翔は空気流８に包まれて行なわ
れ、被記録物７に至るべきものであるが、空気流
の乱れ、インク液滴相互間の反撥力、インク液滴
とノズル板２間に生じる静電力の状態等の条件が
好ましくない場合には、空気流により飛翔される
インク液滴が空気吐出口１を通過してまもなく空
気流の領域８外に飛び出すことがある。このよう
にして空気流の領域を飛び出したインク液滴、例
えばインク液滴９には空気流による被記録物方向
への飛翔力が働かず、インク液滴９のもつ負の電
荷とノズル板２の電位により生ずる電気力線１０
に従つた力のみが支配的となる。したがつてイン
ク液滴９の飛翔の軌跡は弧を描くような曲線とな
り、ノズル板２に引き戻される形状となる。 このような現象を解消するには、 インク液滴が空気流の領域８外に飛び出ない
条件を設定する。 空気流の領域８外に出たインク液滴に働く静
電力を小さくする。 等の方法が考えられる。 上記の方法については、例えば、インクの物
性やインクジエツトヘツドの寸法構造等の選択に
より吐出するインク液滴のもつ電荷量を小さく、
かつ質量を大きくし、空気流により働くインク液
滴の飛翔力に比較して、静電力により働く被記録
物方向以外の力が無視できるようにする方法が考
えられる。 本発明は上記の方法を実現せんとするもので
以下その一実施例を詳細に説明する。 第４図は本発明の一実施例を示すものである。
第４図は、ノズル板２が第３図と異なる構造を持
つものであり、ノズル板２が電気的な絶縁体でで
きており、空気吐出口１の周辺のみに導電性の物
質よりなる液滴形成電極１１が設けられている。
第４図の構成では、空気流の領域８外に飛び出た
インク液滴に働く静電力が、第３図における場合
と大きく異なる。すなわち、例えば、空気流の領
域８を外れたインク液滴１２はインク液滴１２と
液滴形成電極１１により生ずる電気力線１３に従
つて静電力を受けるため、その静電力は空気流の
領域８より外れた場所では小さく、しかもその方
向が、空気流の領域８の中心方向に傾いたものと
なる。したがつて、空気流の領域８外に飛び出し
たインク液滴が、静電力によつて増々、空気流の
領域８から離れて、ノズル板２に付着するという
現象が第４図の構成では起らず、全てのインク液
滴が被記録物７の表面に付着する。なお、液滴形
成電極１１については、その外径が小さい程良
く、以下の実験例でも確かめられた。
力を利用した新しいインクジエツト記録方式に関
するものである。 第１図は本出願人が提案し本発明の基礎となる
新しい方式によるインクジエツト記録ヘツドを示
すもので、ノズル板２には空気吐出口１が穿孔さ
れており、このノズル板２と平行して壁３が配置
されており、かつ壁３には空気吐出口１に対向し
て同軸上にインク吐出口４が穿孔されている。ノ
ズル板２と壁３により生ずる空気層１９には周辺
から空気流が送られ、空気吐出口１より流出して
いる。この空気流の流れの方向は、空気吐出口１
の近傍で急激に変化しているため、インク吐出口
４より空気吐出口１に至る空間には、インク吐出
口４から空気吐出口１に向うに従つて圧力が減少
するように急激な圧力勾配の変化が生じている。 一方、インク吐出口４内のインクには一定圧力
が印加されており、インクジエツト記録ヘツドの
非駆動時には、インク吐出口４近傍の空気圧力
と、インク吐出口４内のインク圧力がほぼ等しく
インク吐出口４に生じるインクのメニスカスが静
止して保たれるように調整されている。 信号源５はノズル板２とインク吐出口４内のイ
ンクとの間に信号に応じた電位差が生じるよう
に、このノズル板２およびインク吐出口４に連通
したインク供給管６に連結されている。この信号
源５により、ノズル板２とインク吐出口４内のイ
ンクに電位差が生じるとこの電位差による静電力
により、このインク吐出口４に生じるメニスカス
が、空気吐出口１の方向に引き伸ばされる。イン
ク吐出口４から空気吐出口１に至る空間には急激
な圧力勾配の変化が生じており、かつこの変化の
程度は空気吐出口１に近い程大であるため、前記
インク吐出口４に生じるインクのメニスカスは、
一定長さ以上引き伸ばされると、該圧力勾配の変
化によつて引きちぎられ、空気流とともに空気吐
出口１よりインク液滴となつて飛翔する。 以上の説明のごとく、第１図のインクジエツト
ヘツドは、静電力によつてインク吐出口４に生じ
るインクのメニスカスの形状を変化させ、空気流
により生じる急激な圧力勾配の変化によつて、イ
ンク液滴を吐出させるものである。 しかしながら第１図で示されるインクジエツト
記録ヘツドには、インク液滴の飛翔状態において
好ましくない状態が生ずる場合がある。すなわ
ち、第２図に示されるように、空気流によつて空
気吐出口より飛翔したインク液滴がノズル板２
と、インク液滴間に生じる電界によりノズル板２
の前面に引き戻され、被記録物７に到達しないこ
とがある。この現象を第３図を使つてさらに詳細
に述べる。例えばインク吐出口４内のインクに０
電位、ノズル板２に正の電位の電圧を印加した場
合、インク液滴は負の電荷を持つて飛翔する。こ
のインク液滴の飛翔は空気流８に包まれて行なわ
れ、被記録物７に至るべきものであるが、空気流
の乱れ、インク液滴相互間の反撥力、インク液滴
とノズル板２間に生じる静電力の状態等の条件が
好ましくない場合には、空気流により飛翔される
インク液滴が空気吐出口１を通過してまもなく空
気流の領域８外に飛び出すことがある。このよう
にして空気流の領域を飛び出したインク液滴、例
えばインク液滴９には空気流による被記録物方向
への飛翔力が働かず、インク液滴９のもつ負の電
荷とノズル板２の電位により生ずる電気力線１０
に従つた力のみが支配的となる。したがつてイン
ク液滴９の飛翔の軌跡は弧を描くような曲線とな
り、ノズル板２に引き戻される形状となる。 このような現象を解消するには、 インク液滴が空気流の領域８外に飛び出ない
条件を設定する。 空気流の領域８外に出たインク液滴に働く静
電力を小さくする。 等の方法が考えられる。 上記の方法については、例えば、インクの物
性やインクジエツトヘツドの寸法構造等の選択に
より吐出するインク液滴のもつ電荷量を小さく、
かつ質量を大きくし、空気流により働くインク液
滴の飛翔力に比較して、静電力により働く被記録
物方向以外の力が無視できるようにする方法が考
えられる。 本発明は上記の方法を実現せんとするもので
以下その一実施例を詳細に説明する。 第４図は本発明の一実施例を示すものである。
第４図は、ノズル板２が第３図と異なる構造を持
つものであり、ノズル板２が電気的な絶縁体でで
きており、空気吐出口１の周辺のみに導電性の物
質よりなる液滴形成電極１１が設けられている。
第４図の構成では、空気流の領域８外に飛び出た
インク液滴に働く静電力が、第３図における場合
と大きく異なる。すなわち、例えば、空気流の領
域８を外れたインク液滴１２はインク液滴１２と
液滴形成電極１１により生ずる電気力線１３に従
つて静電力を受けるため、その静電力は空気流の
領域８より外れた場所では小さく、しかもその方
向が、空気流の領域８の中心方向に傾いたものと
なる。したがつて、空気流の領域８外に飛び出し
たインク液滴が、静電力によつて増々、空気流の
領域８から離れて、ノズル板２に付着するという
現象が第４図の構成では起らず、全てのインク液
滴が被記録物７の表面に付着する。なお、液滴形
成電極１１については、その外径が小さい程良
く、以下の実験例でも確かめられた。
【表】
上記実施例から明らかなように、インク液滴が
引き戻され、インクジエツト記録ヘツドの前面に
付着するという現象は、液滴形成電極１１の外径
を２mm以下とすれば充分解消することが分る。 さらに、追加すると、ヘツドNo.３は、液滴形成
電極１１の厚みが非常に小さく、約25μmの厚み
の導電体を空気吐出口１の内壁に設けたものであ
るがこのようなインクジエツト記録ヘツドは、非
常に低い駆動電圧（液滴形成電極１１とインク吐
出口４内のインクとの電位差）で、動作が可能で
あることがわかつた。 これは、第５図に示されるように、液滴形成電
極１１とインク吐出口４に形成されるインクのメ
ニスカスとの間に生じる電界の状態が、電気力線
２０で表わされるものとなり、集中した効率の良
い静電力が働くためである。 以上のように液滴形成電極１１は、空気吐出口
近傍にあり、その外径が小さい程効果がある。 第６図は本発明の他の実施例である。第６図
は、液滴制御電極１７が、液滴形成電極１１の外
周に絶縁体を介して設けられている点において、
第４図と異なる。今、インク吐出口４内のインク
に０電位、液滴形成電極１１に正の電位が印加さ
れるとすると、液滴制御電極１７には０または負
の電位VCが印加される。 液滴制御電極１７が０電位の場合には空気流の
領域８外に飛び出たインク液滴１８は第４図の場
合とほぼ同様の静電力（例えばベクトルF3で表
わされる）を受ける。また、液滴制御電極１７が
負の電位の場合（液滴形成電極と異符号であれば
良い）には、インク液滴１６の受ける静電力はイ
ンク液滴のもつ負の電荷と液滴制御電極１７の負
の電位による反発力となり、ベクトルF4で表わ
される力を受ける。このように、第６図の構成に
おいても、空気吐出口１より飛翔するインク液滴
がインクジエツト記録ヘツドの前面に引き戻され
付着する現象を解消することができる。 以上詳細に説明したように、本発明は、インク
吐出口と同軸上に空気吐出口を対向して設置しイ
ンク吐出口と空気吐出口の間隙部分において急激
な曲りを生じさせながら空気吐出口より空気流を
送出させ、インク吐出口から空気吐出口に至る方
向に空気の圧力の減少するような圧力勾配の変化
する空間を形成する第１の手段と、空気吐出口が
形成されている部材とインク吐出口内のインクと
の間に信号に応じて選択的に電位差を生じさせる
第２の手段とを有するインクジエツト記録装置に
関し、前記空気吐出口を絶縁物質と導電性物質の
接合体で構成し、空気吐出口周辺部に設けた導電
性物質を第１の電極、すなわち実施例の説明では
液滴形成電極とし、この第１の電極とインク吐出
口内のインクとの間に電位差を設けるように前記
第２の手段を改良したものである。その結果、第
１の電極によつて引き伸ばされて前記第１の手段
による圧力勾配の変化する空間に生じる空気流の
加速力を作用を受けて空気吐出口より吐出するイ
ンクの吐出方向が安定し、インク液滴が引き戻さ
れてインクジエツトヘツド前面に付着することが
なく良好な記録画像が得られるものである。さら
に実施例において詳細に説明したように液滴制御
板、あるいは液滴制御電極で呼称されているよう
な第２の電極を設けることも有効な方法である。
引き戻され、インクジエツト記録ヘツドの前面に
付着するという現象は、液滴形成電極１１の外径
を２mm以下とすれば充分解消することが分る。 さらに、追加すると、ヘツドNo.３は、液滴形成
電極１１の厚みが非常に小さく、約25μmの厚み
の導電体を空気吐出口１の内壁に設けたものであ
るがこのようなインクジエツト記録ヘツドは、非
常に低い駆動電圧（液滴形成電極１１とインク吐
出口４内のインクとの電位差）で、動作が可能で
あることがわかつた。 これは、第５図に示されるように、液滴形成電
極１１とインク吐出口４に形成されるインクのメ
ニスカスとの間に生じる電界の状態が、電気力線
２０で表わされるものとなり、集中した効率の良
い静電力が働くためである。 以上のように液滴形成電極１１は、空気吐出口
近傍にあり、その外径が小さい程効果がある。 第６図は本発明の他の実施例である。第６図
は、液滴制御電極１７が、液滴形成電極１１の外
周に絶縁体を介して設けられている点において、
第４図と異なる。今、インク吐出口４内のインク
に０電位、液滴形成電極１１に正の電位が印加さ
れるとすると、液滴制御電極１７には０または負
の電位VCが印加される。 液滴制御電極１７が０電位の場合には空気流の
領域８外に飛び出たインク液滴１８は第４図の場
合とほぼ同様の静電力（例えばベクトルF3で表
わされる）を受ける。また、液滴制御電極１７が
負の電位の場合（液滴形成電極と異符号であれば
良い）には、インク液滴１６の受ける静電力はイ
ンク液滴のもつ負の電荷と液滴制御電極１７の負
の電位による反発力となり、ベクトルF4で表わ
される力を受ける。このように、第６図の構成に
おいても、空気吐出口１より飛翔するインク液滴
がインクジエツト記録ヘツドの前面に引き戻され
付着する現象を解消することができる。 以上詳細に説明したように、本発明は、インク
吐出口と同軸上に空気吐出口を対向して設置しイ
ンク吐出口と空気吐出口の間隙部分において急激
な曲りを生じさせながら空気吐出口より空気流を
送出させ、インク吐出口から空気吐出口に至る方
向に空気の圧力の減少するような圧力勾配の変化
する空間を形成する第１の手段と、空気吐出口が
形成されている部材とインク吐出口内のインクと
の間に信号に応じて選択的に電位差を生じさせる
第２の手段とを有するインクジエツト記録装置に
関し、前記空気吐出口を絶縁物質と導電性物質の
接合体で構成し、空気吐出口周辺部に設けた導電
性物質を第１の電極、すなわち実施例の説明では
液滴形成電極とし、この第１の電極とインク吐出
口内のインクとの間に電位差を設けるように前記
第２の手段を改良したものである。その結果、第
１の電極によつて引き伸ばされて前記第１の手段
による圧力勾配の変化する空間に生じる空気流の
加速力を作用を受けて空気吐出口より吐出するイ
ンクの吐出方向が安定し、インク液滴が引き戻さ
れてインクジエツトヘツド前面に付着することが
なく良好な記録画像が得られるものである。さら
に実施例において詳細に説明したように液滴制御
板、あるいは液滴制御電極で呼称されているよう
な第２の電極を設けることも有効な方法である。
第１図〜第３図は従来のインクジエツト記録装
置の断面図、第４図〜第６図は本発明の一実施例
におけるインクジエツト記録装置の断面図であ
る。 １……空気吐出口、２……ノズル板、３……
壁、４……インク吐出口、５……信号源、６……
インク供給管、７……被記録物、８……空気流の
領域、９，１２，１６，１８……インク液滴、１
０，１３……電気力線、１１……液滴形成電極、
１４……絶縁層、１５……液滴制御板、１７……
液滴制御電極、１９……空気層。
置の断面図、第４図〜第６図は本発明の一実施例
におけるインクジエツト記録装置の断面図であ
る。 １……空気吐出口、２……ノズル板、３……
壁、４……インク吐出口、５……信号源、６……
インク供給管、７……被記録物、８……空気流の
領域、９，１２，１６，１８……インク液滴、１
０，１３……電気力線、１１……液滴形成電極、
１４……絶縁層、１５……液滴制御板、１７……
液滴制御電極、１９……空気層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 空気吐出口の周辺に円筒状の導電性物質を配
し、前記空気吐出口をインク吐出口と同軸上に対
向して設置し、インク吐出口と空気吐出口の間隙
部分において急激な曲りを生じさせながら空気吐
出口より空気流を送出させ、インク吐出口から空
気吐出口に至る方向に空気の圧力の減少するよう
な圧力勾配の変化する空間を形成する第１の手段
と、前記空気吐出口の周辺部に設けられた導電性
物質を電極とし、この電極とインク吐出口内のイ
ンクとの間に信号に応じて選択的に電位差を生じ
させる第２の手段とを有し、第２の手段の電位差
による誘引力によりインク吐出口に生じているイ
ンクのメニスカスを引き伸ばし、前記第１の手段
により圧力勾配の変化する空間に生じる空気流の
加速力を作用させ、インク吐出口内のインクを空
気吐出口を経て外方に吐出させることを特徴とす
るインクジエツト記録装置。 ２ 絶縁性物質に空気吐出口を穿孔し、空気吐出
口の内壁に導電性の薄膜を形成し、この薄膜を電
極としたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のインクジエツト記録装置。 ３ 空気吐出口の周辺部に設けられた第１の円筒
状の電極と、第１の円筒状の電極と絶縁され、そ
の外周に設けられた導電性物質の第２の円筒状の
電極を有し、この第２の円筒状の電極に０電位あ
るいは第１の円筒状の電極と異符号の電位を印加
することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のインクジエツト記録装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3571381A JPS57148662A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Ink jet recording device |
| EP82300280A EP0063853B1 (en) | 1981-01-21 | 1982-01-19 | Ink jet printing head utilizing pressure and potential gradients |
| DE8282300280T DE3269768D1 (en) | 1981-01-21 | 1982-01-19 | Ink jet printing head utilizing pressure and potential gradients |
| US06/341,199 US4403234A (en) | 1981-01-21 | 1982-01-20 | Ink jet printing head utilizing pressure and potential gradients |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3571381A JPS57148662A (en) | 1981-03-11 | 1981-03-11 | Ink jet recording device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57148662A JPS57148662A (en) | 1982-09-14 |
| JPS6317626B2 true JPS6317626B2 (ja) | 1988-04-14 |
Family
ID=12449497
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3571381A Granted JPS57148662A (en) | 1981-01-21 | 1981-03-11 | Ink jet recording device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57148662A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5178136A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-07 | Omron Tateisi Electronics Co | Seidenpurinta |
| JPS51109738A (ja) * | 1975-03-20 | 1976-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inkujetsutokirokusochi |
| JPS5497425A (en) * | 1978-01-18 | 1979-08-01 | Canon Inc | Recorder |
| JPS5528819A (en) * | 1978-08-21 | 1980-02-29 | Ricoh Co Ltd | Ink jet recording head |
-
1981
- 1981-03-11 JP JP3571381A patent/JPS57148662A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5178136A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-07 | Omron Tateisi Electronics Co | Seidenpurinta |
| JPS51109738A (ja) * | 1975-03-20 | 1976-09-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Inkujetsutokirokusochi |
| JPS5497425A (en) * | 1978-01-18 | 1979-08-01 | Canon Inc | Recorder |
| JPS5528819A (en) * | 1978-08-21 | 1980-02-29 | Ricoh Co Ltd | Ink jet recording head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57148662A (en) | 1982-09-14 |
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