JPS638908B2 - - Google Patents

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JPS638908B2
JPS638908B2 JP56103500A JP10350081A JPS638908B2 JP S638908 B2 JPS638908 B2 JP S638908B2 JP 56103500 A JP56103500 A JP 56103500A JP 10350081 A JP10350081 A JP 10350081A JP S638908 B2 JPS638908 B2 JP S638908B2
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JP
Japan
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ink
cavity
transducer
nozzle
air
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JP56103500A
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English (en)
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JPS5749571A (en
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Chiishuen Rii Furanshisu
Niiru Mirusu Rosu
Eberuharuto Taruke Furanku
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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Publication date
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Publication of JPS638908B2 publication Critical patent/JPS638908B2/ja
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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
    • B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/125—Sensors, e.g. deflection sensors
    • 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
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/1652—Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head
    • B41J2/16526—Cleaning of print head nozzles by driving a fluid through the nozzles to the outside thereof, e.g. by applying pressure to the inside or vacuum at the outside of the print head by applying pressure only

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジエツト印刷ヘツドの空気抜き
に係り、特に補助圧力源を必要とせずにオンデマ
ンド型インクジエツト・プリンタに使用される印
刷ヘツド空胴及びノズルから空気を抜く方法及び
装置に関する。
オンデマンド型インクジエツト・プリンタにお
いては、電気機械トランスジユーサが非同期的に
付勢される毎にインク滴が発射される。インク装
置中に空気が含まれていると、トランスジユーサ
が付勢されたときにインク滴が発射されずに空気
の圧縮が行われる。したがつて、印刷を行う前
に、オンデマンド型インクジエツト・プリンタの
印刷ヘツドの空胴及びノズルから気泡を除去する
ことは重要であり、またプリンタの動作中に捕捉
された気泡を空胴及びノズルから時々インクを抜
くことも重要である。
米国特許第3661304号は、始動時の初期段階に
おいて流体供給路に立上りの速い圧力波すなわち
衝撃波の形の“大量の運動量”を与えるためにピ
ストン等を使用する静電圧インクジエツト・プリ
ンタを開示している。
米国特許第2512743号は、ＭHz帯域の共振周波
数で動作することが好ましい同期型スプレイ装置
を開示している。始動時にトランスジユーサは超
音波からなる圧縮圧力波を発生するために付勢さ
れる。
米国特許第4123761号は、インク路から気泡及
び不純物を除去するようにオンデマンド型インク
ジエツト・プリンタにインクを注入するために弾
性気球容器から圧力を与えることにより上記ヘツ
ドの気泡を抜く方法を開示している。
1975年11月発行のIBM Technical Disclosure
BulletinのP.1984は加圧インクジエツト装置のイ
ンク流の供給開始及び供給停止を補助する補助油
かんトランスジユーサ付きのインクジエツト・ヘ
ツドを開示している。この油かんトランスジユー
サは滴を発生するために、当初、低周波数で駆動
される。そして、インクジエツト・ヘツド・トラ
ンスジユーサの駆動周波数及びインク圧の双方が
高められる。その間、油かんトランスジユーサの
駆動電圧が低められ且つインクジエツト・ヘツ
ド・トランスジユーサの駆動電圧が高められる。
これは油かんトランスジユーサの補助なしで通常
の加圧インクジエツト動作が行われるまで続く。
この装置の目的は、始動の間大きなインク球が流
出するのを回避することにある。この装置はイン
ク装置中に空気が存在しないことを前提としてお
り、２つのトランスジユーサが必要である。
1978年８月に発行されたIBM Technical
Disclosure BulletinのP.1212には、インクジエツ
ト・ヘツド駆動電圧及びインク圧の双方を制御す
るよう作用する駆動サーボによつて滴の速度及び
体積が予め選択された値に維持されるインクジエ
ツト・プリンタが開示されている。しかし、この
刊行物には、例えばインク空胴中に気泡が存在す
ることにより滴速度が予め定められた値以下にな
つた場合に気泡抜き動作を開始するために滴速度
を感知することは教示していない。
米国特許第4176363号は、マルチノズル印刷ヘ
ツドを、一連の所定時間のそれぞれの後に、詰り
を防止するためにすべてのノズルからインクを発
射させる指定位置まで移動させるオンデマンド型
インクジエツト・プリンタを開示している。
米国特許第4034380号は、各パルスの発生の間
電歪部材の振動を検出しインク室中のインクの量
を示す信号を発生するセンサを含むインクジエツ
ト装置を開示している。インク室にインクが満た
されると、振動が停止される。振動の程度により
インク室中に気泡が存在していることが示される
と、インク発射が所要レベルに維持されるように
パルスの大きさが増大される。
本発明によれば、インクジエツト・プリンタの
印刷ヘツドの空胴又はノズル中のインクにより捕
捉された空気を抜くために、始動動作の間、空胴
の少くとも１つの共振周波数に等しい繰返速度及
び所定の振幅を有する一連のパルスによつて例え
ば圧電水晶からなる単一の電子音響トランスジユ
ーサが連続的に付勢される。この空気抜きの後、
トランスジユーサは非同期オンデマンド・モード
で付勢される。このように、インクジエツト・プ
リンタの空気抜き及び非同期動作は補助圧力源を
使用することなく行われる。この空気抜き動作は
異なつた共振周波数で繰返される。また、印刷動
作の前だけではなく印刷動作の間周期的に、すな
わち、例えばノズル内で捕捉された気泡によつて
インク速度が所定値以下に落ちたことを感知手段
が検出したときに適当なプログラミング又は他の
制御装置によつて空気抜きが行われる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて説明する。
図に示されたオンデマンド型インクジエツト・
プリンタは、２つの同心電極１２，１３の間に配
設された管状電子音響トランスジユーサ１１を含
む印刷ヘツド１０を具備している。トランスジユ
ーサの一端を囲うノズル板１４はノズル・オリフ
イス１５を有する。インク供給容器１６から供給
される印刷インクは印刷ヘツドの空胴１７からノ
ズル・オリフイスを介して発射される。
具体的に述べると、トランスジユーサ１１は管
状圧電水晶から構成される。内部電極１２はトラ
ンスジユーサの内面全体と接触している。外部電
極１３は２つの軸に沿つて離隔したリング１３
ａ，１３ｂに分割される。リング１３ａ，１３ｂ
はトランスジユーサの軸に沿つて離隔した２つの
部分とそれぞれ接触している。ノズル板１４は印
刷ヘツド１０の一端に非導電性エポキシ樹脂１８
によつて固定されている。印刷ヘツド１０の他端
は、環状凹部１９に嵌合され、インク供給容器１
６の環状障壁２２の一端を形成する肩部２１に導
電性エポキシ樹脂２０によつて接着される。障壁
２２の内径は内部電極１２の内径１２と同一であ
ることが好ましい。ただし、所要により、障壁２
２の内径を容器１６に向けて徐々に大きくするよ
うにしてもよい。
一方の外部電極１３ａは接地され、他方の外部
電極１３ｂは駆動線２５を介して以下に説明する
制御回路に接続されている。適当な極性及び大き
さの直流電圧が電極間に印刷されるとき、トラン
スジユーサ１１は半径方向に収縮する。これに続
いて空胴１７の容積が突然減少すると、空胴から
オリフイス１５を介して滴２６が発射される。こ
の圧力パルスによつて容器１６に戻されるインク
の量は最小である。この理由は、トランスジユー
サの内径が小さく且つ軸方向の長さが比較的長い
ために音響インピーダンスが高いからである。
オペレータがスタート・ボタン（図示せず）を
押すと、スタート回路２８がフリツプフロツプ２
９をセツトする信号を出力する。フリツプフロツ
プ２９は印刷カートリツジ（図示せず）したがつ
てインクジエツト印刷ヘツド１０を予め定められ
た空気抜き位置Ｘ（図示せず）へ動かすためにキ
ヤリツジ移送装置３１を付勢する信号を線３０に
出力する。空気抜き位置はインク汚染防止のため
にオリフイス１５から発射されたインクが印刷媒
体（図示せず）に接触しない位置とされる。
キヤリツジが位置Ｘにあることをマイクロスイ
ツチ・センサ３２が検出すると、線３３に信号が
生じる。線３０及び３３の信号はANDゲート３
４において論理積がとられ、線３５に信号が生じ
る。これによりORゲート３６は共振周波数源３
７をORゲート３８及び駆動線２５を介してトラ
ンスジユーサ１１に接続する。共振周波数源３７
は空胴１７の共振周波数と同じ周波数の一連のパ
ルスを出力するよう調整されている。共振周波数
でパルスを供給することが空胴１７及びノズル・
オリフイス１５から捕捉空気を抜く上で非常に有
効であることが実際の試験により判明した。
遅延線３９によつて決定される予め定められた
短い時間の後、線３５の信号がワンシヨツト回路
４０をトリガーしてフリツプフロツプ２９をリセ
ツトする。
印刷動作の間、特定の条件の下で空胴１７及び
オリフイス１５から自動的に空気を抜く手段が設
けられることが好ましい。例えば、空気が空胴１
７中で捕捉された場合、圧電水晶１１の効率が低
下し、この結果、インク滴の速度が低下する。し
たがつて、滴２６がノズル・オリフイス１５から
発射されるときの滴２６の速度を測定するために
速度センサ４１が設けられている。このセンサ４
１は各滴が予め定められた短い距離を進行するの
に要する時間を微分する。感知された滴速度Vs
が基準電圧Vr以下ならば、比較器４２が信号を
出力してフリツプフロツプ２９をセツトする。空
胴１７及びノズル１５はフリツプフロツプが始動
に関して前述したのと同様にリセツトされるまで
空胴共振周波数のパルスで空気抜きが行われる。
空気抜き動作がフリツプフロツプ２９がリセツ
トされることによつて終了すると、線３５の信号
が低レベルになる。インバータ４３はこの信号を
反転してANDゲート４４の一方の入力に印加す
る。オンデマンド・モードにおける動作の間２進
データすなわち印刷信号が非同期的に供給される
とき、ゲート４５はクロツクパルス源４６からの
信号に応じて印刷信号をANDゲート４４に与え
るように動作する。したがつてANDゲート４４
はその両入力が高レベルとなるので、印刷信号を
ORゲート３８及び駆動線２５を介してトランス
ジユーサ１１に与える。クロツク源４６から出力
されるパルスは共振周波数源３７から出力される
パルスよりかなり低い。クロツク源４６から出力
されるパルスの速度は印刷信号が滴に変換される
速度である。したがつて、インク滴は印刷信号が
ゲート４５に供給されるときに上述の印刷媒体に
印刷されるために非同期的に発射される。
例えば、外径が1.27mm（0.050インチ）、内径が
0.762mm（0.030インチ）、管長が20.32mm（0.800イ
ンチ）でオリフイスの直径が0.0508mm（0.002イ
ンチ）の管状圧電水晶ドライバが繰返周波数69k
Hz及びピーク・ピーク値10ボルトで駆動されると
き、ノズルから連続ジエツト流を発射し且つすべ
ての捕捉空気を有効に除去するのに十分な強さの
共振音響波が発生する。インクの粘性が５乃至10
センチポイズの場合にはクロツク源４６から出力
されるパルスの周波数は10kHzより低くされる。
典型例においては、音響波の帯域は数ｋHzの大
きさに制限される。共振周波数源３７を空胴の共
振周波数にできるだけ正確に同調させることは重
要なことである。不均等な形状の空胴はいくつか
の共振周波数で交互に付勢すると、非常に大きな
気泡をも有効に除去することが判明した。
空胴１７及びノズル１５における気泡抜きは必
要に応じて所定の動作期間の後に行われる。これ
は、動作期間を指定し且つフリツプフロツプ２９
をセツトする信号を周期的に与えるタイミング回
路によつて行われる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明によるインクジエツト・プリンタの
一実施例を一部断面をもつて示すブロツク図であ
る。 １０……印刷ヘツド、１１……電子音響トラン
スジユーサ、１６……インク供給容器、１７……
空胴、２８……スタート回路、３１……キヤリツ
ジ移送装置、３２……マイクロスイツチ、３７…
…共振周波数源、４１……速度センサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ インクを収容する空胴と、前記空胴に設けら
    れたノズルと、供給された電気信号に応答して前
    記空胴におけるインクを前記ノズルからインク滴
    として噴射させるよう付勢可能なトランスジユー
    サとより成る印刷ヘツドを有するインクジエツ
    ト・プリンタにおいて、 前記ノズルから噴射されたインク滴の速度を検
    出する速度センサと、 前記速度センサにより検出された速度が所定の
    速度よりも小さい時、前記印刷ヘツドを印刷位置
    から空気抜き位置へ移送する手段と、 前記印刷ヘツドが前記空気抜き位置に移送され
    た時、所定の大きさの電気信号で且つ前記空胴の
    共振周波数で前記トランスジユーサを付勢して前
    記ノズルからインク滴を噴射させる手段と、 より成るインクジエツト・プリンタ。
JP56103500A 1980-08-01 1981-07-03 Ink jet-printer Granted JPS5749571A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/174,335 US4323908A (en) 1980-08-01 1980-08-01 Resonant purging of drop-on-demand ink jet print heads

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5749571A JPS5749571A (en) 1982-03-23
JPS638908B2 true JPS638908B2 (ja) 1988-02-25

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ID=22635797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56103500A Granted JPS5749571A (en) 1980-08-01 1981-07-03 Ink jet-printer

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4323908A (ja)
EP (1) EP0045382B1 (ja)
JP (1) JPS5749571A (ja)
DE (1) DE3164297D1 (ja)

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EP0045382A1 (en) 1982-02-10

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