WO1992000849A1 - Printing head - Google Patents

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WO1992000849A1
WO1992000849A1 PCT/JP1991/000916 JP9100916W WO9200849A1 WO 1992000849 A1 WO1992000849 A1 WO 1992000849A1 JP 9100916 W JP9100916 W JP 9100916W WO 9200849 A1 WO9200849 A1 WO 9200849A1
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wire
ink
pressure chamber
nozzle
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PCT/JP1991/000916
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Michinori Kutami
Akira Nakazawa
Hideyuki Kikuchi
Katsunori Yamagishi
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Fujitsu Limited
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    • B41J2002/14387—Front shooter

Definitions

  • the present invention relates to a print head, and more particularly to an ink jet type print head applied to an image recording apparatus such as a printer or a fax machine.
  • a conventional ink jet type print head is equipped with a nozzle, a pressure chamber, an ink supply path, and an ink tank.By generating pressure in the pressure chamber, ink particles are ejected from the nozzles and onto the recording paper.
  • a method of applying pressure to the pressure chamber for recording characters and images is generally a method in which a piezoelectric element is bonded to the outer wall of the pressure chamber and the displacement of the piezoelectric element generated by applying a pulsed voltage to this piezoelectric element is used.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the structure of a conventional print head of this type.
  • FIG. 2 is an explanatory view of the action of the print head of FIG.
  • FIG. 2A shows a state where a voltage is applied to the piezoelectric element 3 and the ink is about to be ejected from the nozzle 4, and
  • FIG. 2B shows a state where the ink particles 5 are ejected.
  • FIG. 3 there is also one using a heating resistance element 7 provided near the nozzle 6 as a pressure generating means.
  • a voltage pulse is applied to the heating resistance element 7, and the heat generated at that time causes bubbles 8 to be generated in the ink, and the ink particles 9 are ejected from this nozzle by this pressure.
  • Figure 3A shows the initial state of the bubble
  • Figure 3B shows the state of the bubble growing slightly
  • Figure 3C shows the state of the bubble growing large.
  • FIG. 3D shows a state in which ink ejection is about to start
  • FIG. 3D shows a state in which ink ejection has further progressed
  • FIG. 3E shows a state in which ink particles 9 have been ejected.
  • the heat generating part was formed integrally with the nozzle and the pressure chamber, and there was a similar problem.
  • the print head is integrated with the ink tank to form a head cartridge, and when the ink in the tank is completely consumed, the entire head cart cartridge is replaced, and the head is a desstable type head. Are used.
  • the pressure generating means is also discarded at the same time, there is a problem that the head price is high and the running cost is high.
  • Another object of the present invention is to provide a pressure chamber to which ink is supplied and to communicate with the pressure chamber.
  • the pressurizing unit includes a wire and a wire for applying pressure to the vibrating plate.
  • the purpose is to provide a printhead that performs ink-jet type printing consisting of a drive unit that is displaced. According to the present invention, good printing can be performed with low noise.
  • Still another object of the present invention is to provide a print head in which at least a pressure chamber is detachably provided to the pressurizing means. According to the present invention, a print head having high reliability and low running cost can be realized.
  • ⁇ A further object of the present invention is to further provide an elastic member provided on one of the tip of the wire and the diaphragm. Providing a print head with the provision. According to the present invention, noise during printing can be suppressed.
  • Still another object of the present invention is to provide a print head further including an elastic member provided between the diaphragm and the pressure chamber. According to the present invention, the diaphragm can be largely displaced with the same power consumption as compared with the case where the elastic member is not provided.
  • Still another object of the present invention is to provide a print head further including a wire guide for guiding the tip of the wire so that the tip of the wire presses the central portion of the diaphragm. According to the present invention, it is possible to suppress rocking of the tip portion of the wire and perform stable printing.
  • Still another object of the present invention is to provide a print head further provided with a protrusion provided on one of the tip of the wire and the diaphragm, the protrusion being provided at a position where the protrusion presses the central portion of the diaphragm.
  • the central portion of the diaphragm can be reliably pressed regardless of the diameters of the wire and the diaphragm, so that the density of the nozzles can be improved and high-density printing can be performed.
  • Still another object of the present invention is to construct a vibration plate from a plurality of stacked plates. To provide a print head. According to the present invention, it is possible to suppress the residual vibration of the diaphragm and stably eject the ink.
  • Still another object of the present invention is to provide a print head for controlling the mass of ink particles ejected from the nozzles by supplying a drive signal to the drive section for controlling the pressure of the wire against the diaphragm by the pressurizing means.
  • gradation recording with contrast can be performed.
  • Still another object of the present invention is to provide a print head having a bias means for supplying a bias voltage to the drive section so that the tip of the wire contacts the vibrating plate even when the pressing means does not print. is there.
  • the pressure on the diaphragm can be controlled to be constant, and the residual vibration of the diaphragm can be suppressed, so that high quality printing can be performed.
  • Still another object of the present invention is that at least the pressure chamber is provided so as to be attachable to and detachable from the pressurizing means, and impact type printing is possible by mounting an ink ribbon instead of the pressure chamber.
  • Fig. 1 is a cross-sectional view showing the main part of an example of a conventional print head
  • FIG. 2A and 2B are sectional views for explaining the operation of the print head of FIG. 1, respectively.
  • FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views of main parts for explaining another example of the conventional print head, respectively.
  • FIGS. 4A to 4E illustrate the first embodiment of the print head according to the present invention.
  • 5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view showing the main part of the second embodiment of the print head according to the present invention, respectively.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the connection between the ink cassette and the ink tank in the second embodiment
  • FIG. 7 is a sectional view showing the pressure mechanism of the second embodiment
  • FIG. 8 is a side view showing the assembled state of the second embodiment
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the main part of a printer to which the second embodiment is applied
  • FIGS. 10 to 10C are views for explaining the embodiments of the nozzle arrangement
  • FIG. 11 is the book.
  • FIG. 13A and 13B are partial cross-sectional views showing the case where the third embodiment is applied to the pressure mechanism of FIG. 7, respectively.
  • Fig. 14 is a sectional view showing the nozzle cassette
  • FIG. 15 is a sectional view showing a pressure mechanism of a fourth embodiment of the print head according to the present invention.
  • FIG. 16 is a sectional view showing the principal part of a fifth embodiment of the print head according to the present invention.
  • FIGS. 17 and 18 are cross-sectional views showing the main parts of a modification of the fifth embodiment
  • FIG. 19 is a cross-sectional view showing the main parts of yet another modification of the fifth embodiment
  • FIG. 20 and FIG. 21 are sectional views showing the main part of the sixth embodiment of the print head according to the present invention.
  • FIG. 22 is a sectional view showing an essential part of a modification of the sixth embodiment
  • FIG. 23 is a sectional view for explaining the swing of the wire
  • FIG. 24 is a sectional view showing the main part of a seventh embodiment of the print head according to the present invention.
  • FIG. 25 is a side view of the seventh embodiment
  • FIG. 26 is a sectional view showing the main part of an eighth embodiment of the print head according to the present invention.
  • FIG. 27 is a sectional view showing the main parts of a ninth embodiment of the print head according to the present invention.
  • Figures 28A to 28C are diagrams for explaining the mechanical surface treatment applied to the diaphragm plate
  • Figures 29A to 29C are diagrams for explaining the coating of quix applied to the diaphragm plate
  • FIG. 30 is a sectional view showing the main part of the 10th embodiment of the print head according to the present invention.
  • FIG. 31 is a side view showing a printer to which the 10th embodiment is applied
  • FIG. 32 is a block diagram showing a main part of the 10th embodiment.
  • FIG. 33 is a side view showing the main part of the 10th embodiment
  • FIG. 34 is a perspective view showing the main part of the drive mechanism used in the 10th embodiment
  • FIG. 35 is a partial cross-sectional view showing the main part of the 11th embodiment of the print head according to the present invention.
  • Figure 36 shows the printing voltage
  • FIG. 37 is a block diagram showing the 11th embodiment
  • FIG. 38 shows a flow chart for explaining the operation of the control circuit in FIG. 37
  • FIGS. 39A and 39B respectively show the essentials of the 12th embodiment of the printhead according to the present invention. Side view showing the part
  • FIG. 40 is a partial sectional view for explaining the operation of the 12th embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a sectional view showing the outline of the structure of the present embodiment.
  • the pressure chamber 11 communicates with the nozzle 13 and also with an ink tank (not shown).
  • the pressurizing mechanism 12 is composed of a displacement transmission part 14 such as a wire and a drive part 15 that applies a displacement to the displacement transmission part 14 according to a print signal to generate a pressure in the pressure chamber 1 1. .
  • a magnetically driven type such as a normal wire-dot type print head, a laminated piezoelectric element, or a piezoelectric element having a displacement magnifying mechanism can be used.
  • Fig. 4 shows an example in which the tip of the displacement transmission part 14 which is a wire is separated. Is fixed to the outer wall 11a, and Fig. 4E shows an example in which the displacement transmitting section 14 is separated from the base of the displacement transmitting section 14 and fixed to the outer wall 11a.
  • the blind head is assembled so that the pressure chamber side and the drive section side face each other at a small distance at the above-mentioned separation location or in a state where they are in contact with each other.
  • the outer wall 11a and the pressurizing mechanism should be separated so that the wire tip and the outer wall 11a contact each other. It can also be arranged.
  • the displacement of the displacement transmitting unit 14 such as the wire can be extremely increased.
  • the displacement is about 200 m.
  • the displacement of the piezoelectric element is about 0.1.
  • FIG. 5 is a structural explanatory view of the print head of this embodiment, and FIG.
  • the front view and Fig. 5B are sectional views taken along the line A-A 'in Fig. 5A.
  • the ink cassette 21 includes a plurality of nozzles 24 arranged in a zigzag pattern in two rows, for example, 48 nozzles 24, and pressure chambers 25 communicating with the nozzles 24. , Is connected to the ink supply port 27 via the ink supply path 26.
  • the ink supply port 27 is connected to the ink tank force set 28 via a connecting hose 28a as shown in FIG.
  • the ink tank force set 2 8 holds the ink tank cartridge 2 9 in a detachable Ink supply port 2 7 Supply ink.
  • the diameter of the nozzle 24 needs to be adapted to the required resolution as a printer, for example, 50 m is required to obtain a resolution of 300 dpi.
  • the pressurizing mechanism 20 has the structure shown in FIG. This is the well known electromagnetic drive type used in normal wire dot type print heads.
  • the pre Ntohe' de is Fujitsu F 6 1 2 3 F 1 c electromagnetic attraction part 3 0 Waiyado'Topurintoe' de like can be used in the printer device core, Bei coil, Amachua, a return spring or the like I am.
  • the electromagnetic drive unit may be a known release type.
  • the drive portion 31 is a portion other than the wire (displacement transmission portion) 23 of the pressurizing mechanism 20 and corresponds to the drive portion 15 of the first embodiment.
  • This wire-dot type print head has as many wires as the number of nozzles and pressure chambers provided in the ink cassette 21 and the electromagnetic suction unit 3 corresponding to each wire. 0 is provided.
  • the wire pin is bent by the guide 20a in the case 31a from the drive unit (electromagnetic attraction unit) that drives the wire pin. Since the tip ends can be arranged with a minute gap between them, the pressure chamber and the nozzle can be closely arranged, and a multi-nozzle type ink jet head as shown in Fig. 5 can be installed. Can be realized.
  • the print head is constructed by assembling the ink cassette 21 and the pressurizing mechanism 20 as shown in FIG. Attaching / detaching pins 32 attached to the top and bottom of this print head or the ink cassette 21 are engaged with the recesses provided in the case 31a of the wire dot print head which is the drive section 31. Have been combined.
  • the tip of wire 2 3 As shown in the figure, they face the outer wall 25 a of the pressure chamber 25 with a small distance or in close contact with each other.
  • the tip of each wire 23 is guided by the wire guide 22.
  • the printing by this print head is performed with an electromagnetic wire having a wire that displaces the pressure chamber that communicates with the nozzle 24 that needs to eject ink in the electromagnetic suction part 31 provided corresponding to each wire 23.
  • the diameter of the nozzle 24 is 50 / zm
  • the length (thickness) of the nozzle 24 is 200 ⁇ m
  • the pitch of the nozzle 24 is 280 m
  • the diameter of the pressure chamber 25 Is 500 m
  • the length (thickness) of the pressure chamber 25 is 100 m
  • the thickness of the outer wall 25 a is 50 m / zm
  • the diameter of the wire 23 is 200 m
  • the outer dimensions of the ink cassette 21 shown in Fig. 5A are 2.0 ram X 4.0 mm.
  • stainless steel, resin, glass or the like can be used for the head portion, but in this embodiment, stainless SUS 304 is used.
  • Acrylic resin or polycarbonate resin can be used around the tank and head.
  • the passages can be made by well known techniques such as etching.
  • the ink one containing a black dye having a surface tension of 52 dyne Zcm and a viscosity of 4 cP was used, and the result was recorded under the conditions of a driving voltage of 100 V and a driving cycle of 5 kHz. , Was able to print well.
  • the displacement of the wire 23 is about 20 m.
  • the particle velocity obtained at this time was in the range of 6 to 1 O m / s.
  • the suitable displacement amount of the ink jet 23 for ejecting the ink particles is 1 to 200 mm, and particularly 5 to 80 mm is preferable.
  • the dimensions of the nozzle 24 are 30 to 80 m, the length (thickness) of the nozzle 24 is 50 to 400 m, and the diameter of the pressure chamber 25 is 100 to 50 m. It is suitable that the pressure chamber 25 has a length (thickness) of 50 to 200 m, and the outer wall 25 a has a thickness of 10 to 200 m. Also, it is appropriate that the diameter of the wire 23 is 120 to 200 m and the stroke is 5 to 80 m.
  • the physical properties of the ink used affect the particle formation characteristics.
  • a liquid ink having a viscosity of 1 to 30 cp can be used.
  • the surface An ink having a tension of 30 to 70 dyne / cm can be used.
  • Fig. 9 shows an outline of a printer equipped with the above print head.
  • the printer is roughly composed of a platen 33, guide rollers 34, 35, 36, a printer cover 37, and a paper guide 38.
  • the paper is conveyed on the paper guide 38 as shown by the arrow and supplied to the printing unit 39, and printing is performed by attaching ink particles ejected from the nozzles of the ink cassette 21 to the paper. Done.
  • 1 2 2 4 nozzles are arranged in X 2 rows, and the nozzles above are selectively scanned while scanning the carrier equipped with the print head in the paper radial direction. By driving, it is possible to print the characters of dot configuration.
  • FIGS. 10A to 10C An example of the nozzle arrangement is shown in FIGS. 10A to 10C.
  • a plurality of nozzles 40 are arranged in a straight line with an inclination with respect to the width direction of the recording paper 100 (left-right direction in the drawing).
  • a plurality of nozzles 41 are arranged linearly in the conveying direction of the recording paper 100.
  • a plurality of nozzles 42 are arranged in a straight line over the entire width of the recording paper 100.
  • printing is performed while scanning the carrier in the recording paper width direction.
  • the actual printing conditions and printing results for this printer are as follows.
  • a head configuration a head with a nozzle diameter of 50 ⁇ m, a nozzle length of 200 / m, a pressure chamber diameter of 500 and a depth of 100 m was prototyped.
  • the wire diameter As a head configuration, a head with a nozzle diameter of 50 ⁇ m, a nozzle length of 200 / m, a pressure chamber diameter of 500 and a depth of 100 m was prototyped.
  • the wire diameter wire diameter
  • a drive system was prototyped under the condition of 200 zm.
  • This drive system can be the same as the electromagnetic attraction type used in ordinary wire dot printing.
  • the nozzle head (ink cassette) can be made of stainless steel, resin, glass, etc., but stainless steel was used here.
  • the passages can be made by well known techniques such as etching.
  • This head Using ink containing black dye with a surface tension of 52 dyne / cm and a viscosity of 4 cp as the ink, recording was performed under the conditions of a driving voltage of 30 v and a driving cycle of 3 kHz. Good printing could be performed.
  • the displacement of the wire was about 20 m, and the velocity of the particles obtained at this time was in the range of 6 to 10 m / s.
  • the advantage of using wire drive is that a larger displacement can be taken compared to the displacement of a normal piezoelectric element (about 0.1 m), so that the pressure chamber side and the drive side can be detached. is there.
  • the appropriate displacement for injecting ink particles is 1 to 200 / z m, especially 50 to 80 m.
  • the nozzle, the pressure chamber, and the ink tank can be integrally removed from the drive unit and replaced. Therefore, the cassette is small and the drive unit is continuously used, which is economical.
  • the ink cassette and the ink tank are connected through the connecting hose as shown in FIG. 6, but as in the third embodiment shown in FIG. 1 may be integrated with the ink tank 43.
  • the ink cassette 21 and the ink tank 43 are connected via the supply tube 48.
  • Fig. 12 shows a print head in which this ink cassette 21 is assembled with a wire-dot print type pressurizing mechanism 20 and a detachable pin 32 is provided as in Fig. 8.
  • the pin 43a provided on the ink tank 43 is engaged with the concave portion on the pressurizing mechanism 20 side to perform positioning.
  • FIG. 13 shows the case where the third embodiment is applied to the pressurizing mechanism 20 as shown in FIG. 7, and FIG.
  • FIG. 13A shows that the nozzle cassette 49 is attached to the pressurizing mechanism 20.
  • Fig. 13B shows the state before the nozzle cassette is attached to the pressurizing mechanism 20.
  • FIG. 14 shows a nozzle cassette 49 which is configured by integrating the ink cassette 21 and the ink tank 43.
  • FIGS. 13 and 14 which are substantially the same as those in FIGS. 7, 11 and 12 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • 3 2 A and 3 2 B are detachable claws corresponding to the detachable pin 32.
  • the attachment / detachment claws 3 2 A and 3 2 B are engaged with the convex portion 20 y and the concave portion 20 z provided on the pressurizing mechanism 20 respectively, and are connected to the plurality of nozzles 21 on the cassette side.
  • the pressure mechanism 20 is accurately aligned with the wire pin 23.
  • the laminated piezoelectric element 51 is used as the pressing mechanism as in the fourth embodiment shown in FIG. Is also good.
  • 52 is an ink cassette equipped with a pressure chamber 5 3, a nozzle 5 4, and an ink supply port 55, and the bottom portion 5 1a of the laminated piezoelectric element 5 1 is attached to the pressure chamber 5 3 by a pressing portion 5 6.
  • the lower end 5 6 a of the holding member 5 6 pressed against the outer wall 5 3 a is detachably attached to the outer wall 5 3 a, and by separating the lower end 5 6 a from the outer wall 5 3 a, The stack type piezoelectric element 51 can be removed from the ink cassette 52.
  • the bottom portion 5 1 a of the laminated piezoelectric element 5 1 corresponds to the displacement transmitting portion of the pressure mechanism, and the other portions correspond to the driving portion.
  • this laminated piezoelectric element 51 has a sufficient displacement amount to operate the ink cassette 21.
  • 51 as a pressurizing mechanism, the same effect as described above can be obtained.
  • the displacement transmitting portion is used in order to efficiently transmit the energy of the sliding portion 15 to the pressure chamber 11, in the same manner as the wire in a normal wire dot printer.
  • the stationary position of the tip of 1 4 and the outer wall 1 1 a of the pressure chamber 1 1 must be sufficiently separated.
  • FIG. 16 is a sectional view showing the outline of the structure of the fifth embodiment of the print head according to the present invention.
  • those parts which are the same as those corresponding parts in FIG. 4A are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
  • a contractible member 61 is provided between the displacement transmitting section (wire) 14 and the outer wall 11a of the pressure chamber 11a.
  • the member 61 is fixed to the outer wall 11a in the illustrated example, it goes without saying that it may be fixed to the tip of the displacement transmitting portion 14 as well.
  • resins such as polyester, polyamide, polystyrene, and polyurethane, natural rubber, butadiene rubber, and silicone rubber can be used.
  • the member 61 with a thickness of 20 m is used. It was possible to reduce the noise level to around 45 dB.
  • the suitable thickness of the member 61 is, for example, 10 to 200 m.
  • the member 61 may be provided along the outer wall 25a of the pressure chamber 25 as in the modification shown in FIG. ..
  • FIG. 19 those parts which are the same as those corresponding parts in FIGS. 5B and 16 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
  • the outer wall of the pressure chamber is made of, for example, a stainless steel plate. Therefore, in order to pressurize the outer wall and generate sufficient pressure to eject the ink into the pressure chamber, the displacement amount of the outer wall needs to be relatively large. In addition, if the working area of the outer wall is reduced in order to reduce the size of the print head, it is necessary to increase the displacement of the outer wall in proportion to this. For this reason, even if the print head is downsized, if the displacement of the outer wall is increased to ensure the ejection of ink, the voltage applied to the drive unit that drives the wire must be increased. Power consumption increases.
  • FIG. 20 shows the essential parts of a sixth embodiment of the print head according to the present invention. Further, FIG. 21 shows a state in which a voltage is applied to the drive unit of the sixth embodiment. 20 and 21, those parts which are the same as those corresponding parts in FIG. 4A are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
  • the outer wall 11a constituting the wall opposite to the nozzle 13 of the pressure chamber 11 is made of, for example, an epoxy resin via a rubber 65 formed in a ring shape from an elastic material such as urethane. It is adhered by a system adhesive.
  • the thickness of the rubber plate 65 is 10 to 200 mm, and the elastic modulus is set to the range of 0.01 to 0.5 N Zm 2 .
  • the outer wall 11a is easily displaced by the elastic force of the rubber plate 65, and the outer wall 11a can be sufficiently displaced even if the pressure of the driving portion 15 is relatively small. Therefore, it is possible to reliably eject the particles 17 a of the ink 17.
  • the diameter of the pressure chamber 11 is 500 / m
  • the length (thickness) of the pressure chamber 11 is 100 ⁇ m
  • the diameter of the nozzle 13 is 50 ⁇ m
  • the nozzle 13 is Length (thickness) is 200 ⁇ m
  • outer wall of stainless steel plate 1 la is 50 ⁇ m
  • displacement transmission part (wire) 14 diameter is 200 zm
  • displacement transmission part 1 4 The displacement of is from 20 to 50 m.
  • ink 17 containing black dye having a surface tension of 52 dyne Zcm and a viscosity of 4 cp was used, and a driving voltage of 20 V was applied to the slider 15 and a driving voltage of 3 kHz was applied.
  • the displacement amount of the displacement transmitting unit 14 was about 20 // m, and the velocity of the obtained particles 17 a of the ink 17 was 6 m Z s.
  • Figure 22 shows a modification of the sixth embodiment.
  • those parts which are the same as those corresponding parts in FIG. 20 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
  • the outer wall 11a that constitutes the wall opposite to the nozzle 13 of the pressure chamber 11 has elasticity and thermal adhesiveness, and is formed in a ring shape with, for example, an epoxy adhesive resin film.
  • Thermally bonded via film 65 A Thermal bonding is performed by sandwiching the film 65 A at a position where the outer wall 11 a of the pressure chamber 11 is attached and heating the film under pressure, for example, at 80 for 1 hour.
  • the displacement of the outer wall 11a can be easily obtained by the elasticity of the film 65A during driving, and the particles 17a of the ink 17 can be reliably ejected.
  • a printing experiment was conducted under the above conditions with a driving voltage of 25 V and a driving cycle of 3 kHz, and as a result, the speed of particles 17 a of ink 17 was found to be It was 6 / s.
  • the outer wall 11a can be sufficiently displaced even if the pressure of the driving unit 15 is small, so that the voltage applied to the driving unit 15 can be reduced. Can be set. Therefore, power consumption can be saved, reliability can be secured even when the print head is downsized, and running cost can be improved.
  • urethane rubber or epoxy adhesive resin film is used for the elastic member 65 (or 65 A)
  • Synthetic rubber and natural rubber such as, or resin film other than epoxy resin may be used.
  • the tip 1 of the wire 14 is When 4 a collides with the vibrating plate 1 1 a, the tip 14 a may swing as shown by the dotted line in Fig. 23.
  • the impact force applied to the diaphragm 11a may be weakened, or a double impact force may be applied to the diaphragm 11a.
  • the amount and speed of the particles 17 a of the ink 17 ejected may decrease, and that double ejection may deteriorate the print quality.
  • substantially the same parts as those in FIG. 4A are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 24 is a sectional view of the essential portions of a seventh embodiment of the print head according to the present invention
  • FIG. 25 is a side view of the seventh embodiment.
  • substantially the same parts as those in FIGS. 5 to 12 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
  • a wire guide 22 is provided adjacent to the pressure chamber 25.
  • the wire guide 22 is formed with a through hole 22A that prevents the tip portion 23A of the wire 23 from sliding.
  • the through hole 22A is formed at a position where the tip portion 23A of the wire 23 pushes a predetermined portion of the oscillation plate 25a, and in this embodiment, the position where the center portion of the vibration plate 25a is pushed. Is formed into. Therefore, the tip portion 23 A of the wire 23 can be prevented from swinging, and a predetermined impact force can be reliably applied to the pressure chamber 25. For this reason, it is possible to accurately eject the particles 1 ⁇ a of the ink 17 and improve the print quality.
  • FIG. 25 an ink tank 43 that stores ink 17 and a plurality of pressure chambers 25 (25-25 to 25-N) where ink 17 is supplied from the ink tank 43 are shown.
  • the inked cassette 21 formed with the ridge is locked to the carriage 7 1 by the support 7 3 so that the plurality of wires 2 3 (2 3-, ⁇ 23 -N) are selectively projected.
  • the pressurizing mechanism 20 equipped with a driving unit 31 for driving It is formed so as to be fixed to the carriage 71.
  • nozzles 24 (24 to 24-N) are formed in each pressure chamber 25, and the wire 23 corresponding to each pressure chamber 25 is projected, so that the predetermined nozzle 2 Particles 17a of ink 17 are ejected from 4 in the direction of arrow B.
  • the particles 17 a of the ink 17 are ejected from the predetermined nozzle 24 to the direction of the arrow B, and the pressure mechanism 20 and the ink cassette 21 are moved by the transfer of the carriage 71, and the recording paper 72 is recorded.
  • the specified printing is performed.
  • a nozzle 24 is fixed to one side of the pressure chamber 25, and a vibration plate 25a is fixed to the other side.
  • the tip of the wire 23 protrudes in the direction of arrow A, so that the tip 23A moves to the vibration plate 25a.
  • the nozzles 24 (2 4-, ⁇ 24 -N) are clogged, remove the support 7 2 with the pressure mechanism 20 fixed to the carriage 7 1.
  • the ink cassette 2 1 that was locked to the carriage 7 1 can be repaired by replacing it with a new ink cassette, and printing can be performed immediately. Since the ink cassette 21 can be formed at low cost, it is considered to be handled as a consumable item, for example.
  • the diameter of the through hole 22 A is larger than the diameter of the wire 23 by about 10 to 100, and the length of the through hole 22 A is such that the protruding amount of the wire 23 is 10 to 200. If it is about m, it must be larger than 10 to 200 m.
  • the diameter of nozzle 24 is 50 / zm, the length of nozzle 24 is 200 m, the diameter of pressure chamber 25 is 500 m, the length of pressure chamber 25 is 200 m, and vibration
  • the plate 25 a was formed to have a thickness of 100 m.
  • the drive unit 31 used for the wire dot printing causes the wire 23 having a diameter of 200 jum to project by a projecting amount of about 20 m, and the surface tension of the ink 17 is 20 dyne.
  • printing was performed by supplying a drive voltage of 20 V, 1 kHz to the drive unit 31 using a dye containing a black dye with a viscosity of 2 cp at / cm, It was confirmed that there was no oscillation of the tip portion 2 3 A and a stable ejection speed of ink particles 17 a of 6 m / s was obtained, and good printing was performed.
  • the guide 22 is fixed to the ink cassette 21 side. Therefore, it is possible to prevent the tip portion 23 A of the wire 23 from being displaced. Therefore, the tip portion 23 A of the wire 23 is always positioned at a predetermined position on the diaphragm 25 a, and the tip portion 23 A is prevented from swinging when the wire 23 is projected. As a result, uniform ejection of the ink particles 17 a can be obtained.
  • the diaphragm 25a and the wire guide 22 are in contact with each other in Fig. 24, a gap is formed between the diaphragm 25a and the wire guide 22 as shown in Fig. 5B. May be.
  • the area of the vibrating plate (outer wall of the pressure chamber) must be larger than the area of the tip of the wire.
  • the diaphragm since there is a one-to-one correspondence between the diaphragm and the nozzle, it is difficult to increase the degree of nozzle integration.
  • FIG. 26 is a sectional view of an essential part of an eighth embodiment of the print head according to the present invention, in which the same reference numerals are attached to substantially the same parts as in FIG. 5B, and The explanation is omitted.
  • the protrusion 80 is provided at the center of the diaphragm 25a or the center of the tip of the wire 23.
  • the protrusion 80 pushes the center of the vibrating plate 25a, so the pressure of the wire 23 is always vibrated. It acts on the center of the moving plate 25 a. Further, it is possible to prevent the diaphragm 25a from being perforated due to mechanical abrasion between the wire 23 and the diaphragm 25a. Further, it is not necessary to make the diameter of the squeeze 23 smaller than the diameter of the pressure chamber 25.
  • the material of the protrusion 80 is not particularly limited.
  • the protrusion 80 when the protrusion 80 is made of the same stainless steel as the diaphragm 25a, the protrusion 80 can be formed on the diaphragm 25a by a well-known etching technique.
  • the protrusion 80 is formed of an elastic member, in addition to the effect of this embodiment, the same noise countermeasure as that of the fifth embodiment described with reference to FIG.
  • the arrangement pitch of the wires 23 and the arrangement pitch of the nozzles 24 are equal, but the arrangement pitch is not limited to this.
  • a plurality of protrusions 80 may be provided for one wire 23, and the shape thereof is not limited to the columnar shape.
  • the wire 23 may be provided with a recess that engages with this protrusion.
  • the outer wall of the pressure chamber or the diaphragm is made of a single member. For this reason, residual vibration may occur in the diaphragm even after the wire hits the diaphragm, and ink ejection may become unstable.
  • FIG. 27 shows the essential parts of a ninth embodiment of the print head according to the present invention.
  • those parts that are substantially the same as those corresponding parts in FIG. 24 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
  • the wires are not shown in FIG.
  • the vibrating plate 25a is composed of the plates 250-, -2500- N .
  • Plates 250-] to 250 are made of stainless steel, glass, silicon, resin, etc., respectively.
  • the thickness of the plates 250 —, ⁇ 250 is 10 ⁇ 500 m, respectively. Therefore, in this embodiment, in order to suppress the residual vibration of the diaphragm 25 a, the total thickness of the stacked plates 250 ⁇ , ⁇ 250 0 -N is set to be not more than 500 / m. The plate thickness and the total number of plates are specified.
  • the friction coefficient between the plates constituting the diaphragm 25a is optimized.
  • the friction coefficient between plates can be set by subjecting each plate to surface treatment.
  • the surface treatment methods include a mechanical surface treatment method and a method of applying grease or wax between the plates.
  • FIGS. 28A to 28C are views for explaining the mechanical surface treatment performed on the plates 250-, to 250N of the diaphragm 25a.
  • each of the plates 250-, to 250-N is subjected to a well-known mechanical surface treatment to roughen at least one side of each plate.
  • the plates 250-, -250-N are piled up as shown in FIG. 28B, and bonded and / or welded at the hatched portions to complete the diaphragm 25a.
  • the vibrating plate 25a is assembled in the pressure chamber 25 as shown in FIG. 28C and bonded and Z-welded at the hatched portion.
  • FIGS. 29A to 29C are views for explaining the wax coating applied to the plates 250-, to 250- N of the diaphragm 25a.
  • the wax is applied to at least one side of each of the plates 250-, ⁇ 250-N.
  • the plate 250-N is assembled in the pressure chamber 25 and bonded and Z-welded at the portion indicated by hatching.
  • the diaphragm 25a is replaced with the pressure chamber 25. Incorporated.
  • hatching indicates a bonded and / or welded portion.
  • FIG. 30 shows the essential parts of a 10th embodiment of the print head according to the present invention.
  • those parts which are the same as those corresponding parts in FIGS. 24 and 25 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
  • the amount of the particles 17 a of the ink 17 ejected from the nozzle 24 is controlled by controlling the pressure P applied by the wire 23 to the vibration plate 25 a.
  • the pressure P is controlled by increasing / decreasing the pulse voltage V of the drive signal S and / or increasing / decreasing the pulse width T of the drive signal S supplied to the drive unit 31.
  • FIG. 31 shows a side view of a printer to which this embodiment is applied, and the same parts as those in FIG. 9 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • FIG. 32 shows a block diagram of this embodiment
  • FIG. 33 shows a side view of this embodiment.
  • FIG. 34 is a perspective view showing the main part of the drive mechanism used in this embodiment.
  • an ink cassette (nozzle part) 21 and a drive mechanism 20 are loaded on a carriage 71, and guide rollers 3 4, 3 5 arranged on the outer periphery of the platen 3 3 are mounted. , 3 6 take in the recording medium 7 2 from the paper guide (stating force) 38 as shown by arrow E 1. After the specified printing is performed on the recording paper 7 2 by the nozzle portion 71, the paper is ejected from the ejection port of the printer cover 37 as indicated by arrows E 2 to E 3.
  • the pulse voltage V or the pulse width T of the drive signal S sent from the drive circuit 95 to the drive mechanism 20 is changed to V 1 or V by the command from the gradation designating unit 96. It is set to a predetermined value like T 1.
  • the drive mechanism 20 is driven by sending out a predetermined drive signal S, and predetermined ink particles 17 a are ejected from the nozzle portion 21.
  • the nozzle portion 21 and the drive mechanism 20 loaded on the carriage 71 are As shown in FIG. 33, a recording paper 7 2 is stretched on the front surface of the nozzle portion 21 so that the wire portion 2 30 of the drive mechanism 20 is located on the rear surface of the nozzle portion 21. Further, an ink tank 43 for supplying the ink 17 is formed in the nozzle portion 21. Therefore, if the ink 17 stored in the ink tank 43 is exhausted, you can easily remove the nozzle 21 by removing it from the carriage 71 and attaching a new nozzle to the carriage 71. Part 7 1 can be replaced.
  • the drive unit 31 of the drive mechanism 20 may be the one shown in FIG. 7c.Also, as shown in FIG. 34, even if a piezoelectric element 300 is used instead of the electromagnetic attraction unit 30. good.
  • the wire 23 is connected to one end of the piezoelectric element 300, and the wire 23 is projected in the direction of arrow A by driving the piezoelectric element 300.
  • ink 17 containing a black dye having a surface tension of 52 dyne / cm and a viscosity of 4 cp is used.
  • S voltage V 100 V
  • T 100 ⁇ S
  • an image with a recording density OD of 1. S was printed on the recording paper 72. It was Next, when lowering the voltage V is 6 0 V, further c image was obtained in the recording density OD is 0.7, was to reduce the voltage V to 4 0 V, the recording density OD is 0.2 Image was obtained.
  • the drive circuit is instructed by the command from the gradation designating unit 96 shown in FIG.
  • the voltage V and the pulse width T of the drive signal S sent from the 9 5 are set to predetermined values, the mass of the ink particles 17 a ejected from the nozzle part 21 is controlled, and the gradation with contrast is obtained. Images can be printed.
  • the gap between the tip of the corresponding wire and the diaphragm at the rest position of the wire may vary by about several meters due to manufacturing errors. ..
  • the gears are not all equal, the speed and amount of the ink particles ejected from the nozzles will differ from nozzle to nozzle, and the recording quality will deteriorate.
  • FIG. 35 shows the essential parts of the 11th embodiment of the print head according to the present invention.
  • the parts which are substantially the same as those in FIG. 26 are given the same reference numerals, and the invention thereof is omitted.
  • a spacer 99 made of an insulating material is provided between the wire guide 22 and the ink cassette (nozzle portion) 21.
  • a contact sensor 10 8 that detects the contact between the wire 23 and the protrusion 8 0 by detecting the current flowing through the resistor R, a bias adjustment circuit 1 0 9, a driver 1 1 0, a recording signal generation circuit 1 1 1 is provided.
  • V cc represents the power supply.
  • the recording signal generating circuit adjusts the variable resistance in the bias adjusting circuit 109 to apply the boosted signal to the driver 110. Since voltage is applied to 1 1 2, wire 2 3 gradually moves in the direction of arrow A according to the boost signal c Wire 23, diaphragm 25 a and protrusion 80 are each made of a conductor. Therefore, when the wire 23 comes into contact with the protrusion 80, the contact sensor 108 detects this contact by detecting the current flowing through the resistor R. When a contact is detected, the contact sensor 108 responds to this by supplying a boost stop signal to the bias adjusting circuit 109 to determine the bias voltage V B. This kind of operation is for each wire 23, and the bias voltage V B for each wire 23 is determined separately.
  • the printing voltage V P applied by the driver 1 1 0 to the electromagnetic circuit 1 1 1 2 is the recording voltage V R from the recording signal generation circuit 1 1 1 plus the bias voltage V B.
  • the return speed of the wire 23 can be made slower than the residual vibration speed of the diaphragm 25 a. In this case, it is possible to suppress the residual vibration of the diaphragm 25 a.
  • FIG. 37 shows a block diagram of this embodiment
  • FIG. 38 shows a flow chart for explaining the operation of the control circuit.
  • those parts which are the same as those corresponding parts in FIG. 35 are designated by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.
  • a sensor 10 8 i, a bias adjusting circuit 10 9 i, a driver 1 10 i and an electromagnetic circuit 1 1 2 i are provided for each wire 2 3; 1, 2, ..., N.
  • Each electromagnetic circuit 1 1 2 i consists of a core 1 1 2 A, an armature 1 1 2 B and a coil 1 1 2 C.
  • the control circuit 1 2 0 is supplied with the recording voltage V R from the recording signal generation circuit 1 1, for example.
  • step S 1 the printer main body is turned on and the power supply voltage V cc is supplied to each part of the printer.
  • the bias circuit 1109i is controlled to supply the boosted signal to the driver 1101.
  • step S3 it is determined whether or not the sensor 108i detects the contact between the wire 23i and the corresponding projection 80. If the determination result is YES, the bias voltage VB output from the bias adjustment circuit 109 i is fixed in step S 4. The above steps S 2 to S 4 are performed for each of the swagers 23 i to 23 N. Then, in step S5, the actual printing is performed.
  • Each bias voltage V B is connected to the inside of the control circuit 120 or externally. It may be stored in a memory (not shown).
  • the bias voltage is supplied to the drive unit so that the pressure on the diaphragm becomes constant for each wire, the speed and amount of the ink particles ejected from the nozzle become constant, which results in high quality. Printing is possible. Moreover, since the wire is always in contact with the corresponding diaphragm, residual vibration of the diaphragm can be suppressed and high-speed printing becomes possible. Furthermore, it is possible to prevent noise when the wire and the diaphragm come into contact with each other.
  • each of the above embodiments cannot be used for copying such as slips.
  • the print head for wire-dot printing can also be used for copying purposes.
  • a wire magnetic drive type drive mechanism can be used in each of the embodiments, it is very convenient if the print method can be selectively switched between the ink jet method and the impact method. It can also be used for multi-shot applications.
  • FIGS. 39A and 39B respectively show the essential parts of the 12th embodiment of the print head according to the present invention, and the same parts as those in FIGS. 31 and 33 are designated by the same reference numerals. The description is omitted.
  • Figure 39A shows the case of using the ink jet method
  • Figure 39B shows the case of using the impact method.
  • the nozzle head 21 is attached to the print head. Therefore, the operation in this case is the same as in the case of FIG. 33, for example.
  • the diameter of the nozzle is 500 m
  • the length of the nozzle is 200 m
  • the diameter of the pressure chamber is 500 m
  • the length of the pressure chamber is 100 m
  • the thickness of the diaphragm is 50 / m and the diameter of the wire is 200 m.
  • the piezoelectric drive type mechanism shown in Fig. 34 was used as the drive mechanism 20, the piezoelectric drive type mechanism shown in Fig. 34 was used.
  • the ink should contain a black dye with a surface tension of 52 dyne Zcm and a viscosity of 4 cp.
  • the drive voltage to the drive unit 31 was set to 20 V in a cycle of 3 kHz, and printing was performed.
  • the displacement of the wire is about 20 m and the velocity of the ink particles 17 a is 6 mZ s.
  • the nozzle 21 is removed from the print head and the ink ribbon is removed.
  • 500 is arranged between the tip of the wire and the recording paper 72.
  • the ink ribbon cartridge 500 is stored in an ink ribbon cartridge (not shown), and the ink ribbon cartridge is attached to the print head. In this case, when the drive voltage to the sliding section 31 is set to 100 V, it can be confirmed that good copy printing can be obtained even if printing is performed using carbon copy paper as the recording paper 72. It was
  • the driving condition of the drive unit when switching the case and in-Pak case of using the preparative method and may be also automatically switched by switching manually c automatically driving conditions using Inkujietsu DOO method, for example, nozzle It suffices to detect the mounting of the part 21 or the ink cartridge cartridge by a sensor (not shown) or the like c.
  • the displacement amount of the wire when printing by the impact method is 200 m, for example. However, it is necessary to bring the print head closer to the platen 33 side because the nozzle 21 is removed.
  • FIG. 40 shows a mechanism for moving the print head in the direction of arrow A in this embodiment. In Fig. 40, the alternate long and short dash line indicates the ink ribbon cartridge 5001 that houses the ink ribbon 50O.
  • the print head is provided on the carriage 7 1 via the moving stage 60 1.
  • the carriage 71 is movable in the longitudinal direction of the platen 33 along the guide 71.
  • move the lever 60 5 by rotating it in the direction of arrow G.
  • the moving stage 60 1 can be moved in the direction of arrow A to a position where it can be stopped by the stopper 6 02.
  • the print head according to the present invention can be applied to color printing, and the information to be printed is not limited to characters and may be various images. Further, the above-mentioned plurality of embodiments may be freely combined.
  • the vibrating plate of the pressure chamber is configured to be pressed by the tip of the wire, good printing can be performed and the drive unit side and the pressure chamber side can be separated. Since it can have a structure, it is extremely useful in practical use.

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

Description

明細書
プリ ントへッ ド
技術分野
本発明はプリ ントへッ ドに閟し、 特にプリンタゃファクシミ リ等の画 像記録装置に適用されるインクジエツ ト型のプリントへッ ドに関する。
背景技術
従来のィンクジヱッ ト型のプリ ントヘッ ドは、 ノズル、 圧力室、 ィン ク供給路、 インクタンクを備え、 圧力室に圧力を発生させることによつ てノズルからィンク粒子を噴射させ、 記録紙上に文字や画像を記録する 圧力室に圧力を加える手段としては、 圧力室の外壁に圧電素子を接着し、 この圧電素子にパルス状の電圧を加えることにより発生する圧電素子の 変位を用いる方式が一般に良く知られている。 第 1図はこの方式の従来 のプリントへッ ドの構造概要説明図である。 同図中、 圧力室 1 にはイン ク 2が満たされ、 圧力室 1の外壁 1 aには圧電素子 3が接着されている c 圧力室 1の一端はノズル 4に連通し、 他端は図示しないインクタンクに 接続されている。
第 2図は第 1図のプリントへッ ドの作用説明図である。 第 2 A図は圧 電素子 3に電圧が加えられてノズル 4からィンクが噴射されようとする 状態を示し、 第 2 B図はインク粒子 5が噴射された状態を示している。
また、 第 3図に示すように、 圧力発生手段としてノズル 6の近傍に設 けられた発熱抵抗素子 7を用いるものもある。 この方式のプリ ントへッ ドにおいては、 この発熱抵抗素子 7に電圧パルスを加え、 その時に発生 した熱によりィンク中にバブル 8を発生させ、 この圧力でノズルからィ ンク粒子 9を噴射する。 第 3 A図はバブル発生初期の状態を、 第 3 B図 はバブルが多少成長した状態を、 第 3 C図はバブルが大きく成長してィ ンク吐出が始まろうとする状態を、 第 3 D図はインク吐出がさらに進行 した状態を、 第 3 E図はインク粒子 9が噴射された状態をそれぞれ示し ている。
これら従来のタイプのィンクジエツ ト型のプリ ントへッ ドは、 ワイヤ を磁気駆動して、 ワイヤをインクリボン及び用紙を介しプラテンに押圧 して印字を行うワイヤ駆動型のプリントへッ ドに比べ騒音が発生せずォ フィス内での使用に適しているとして注目を浴びている。
ところが、 これらの従来のタイプのインクジヱッ ト型のプリントへッ ドは次の欠点を有していた。
すなわち、 第 1図及び第 2図の場合は、 プリントへッ ドのノズルにご み等が付着したり、 ノズルから気泡が混入したり、 また、 インクの乾燥 などによりノズルの目が詰まったりするため、 プリントへッ ド全体を交 換する必要があった。
また、 第 3図の場合も、 発熱部はノズル、 圧力室と一体で形成されて おり、 同様の問題があった。
そして、 近年、 プリントヘッ ドをインクタンクと一体にしてへッ ド カートリ ツジを形成し、 夕ンク内のィンクを全て消費した時点でへッ ド カートリ ツジ全体を交換するデスボーザブルタイプのへッ ドが用いられ ている。 しかしながら、 このようなプリ ントヘッ ドでは、 圧力発生手段 も同時に廃棄されるため、 ヘッ ドの価格が高く、 ランニングコス トが高 いという問題があった。
発明の開示
そこで、 本発明は、 上記の問題を除去した新規、 かつ、 有用なプリ ン トへッ ドを提供することを概括的目的とする。
本発明の他の目的は、 インクを供給される圧力室と、 圧力室と連通し たノズルと、 圧力室の一壁を形成する振動板と、 振動板に圧力を加えて ノズルからインクを噴射させる加圧手段とを備え、 加圧手段は振動板に 圧力を加えるワイヤとワイヤを変位させる駆動部とからなるィンクジ ッ ト方式の印字を行うプリントへッ ドを提供するにある。 本発明によ れば、 低騒音で良好な印字が行える。
本発明の更に他の目的は、 少なく とも圧力室が加圧手段に対して着脱 可能に設けられているプリ ントへッ ドを提供するにある。 本発明によれ ば、 信頼性が高くランニングコス卜の低いプリ ントへッ ドが実現できる < 本発明の更に他の目的は、 ワイヤの先端及び振動板のうち一方に設け られた弾性部材を更に備えたプリントへッ ドを提供するにある。 本発明 によれば、 印字時の騒音を抑えることができる。
本発明の更に他の目的は、 振動板と圧力室との間に設けられた弾性部 材を更に備えたプリントへッ ドを提供するにある。 本発明によれば、 同 じ消費電力で弾性部材を設けない場合に比べて振動板を大きく変位させ ることができる。
本発明の更に他の目的は、 ワイヤの先端が振動板の中心部分を加圧す るようにワイヤの先端部を案内するワイヤガイ ドを更に備えたプリ ント へッ ドを提供するにある。 本発明によれば、 ワイヤの先端部の揺動を抑 制して安定した印字が行える。
本発明の更に他の目的は、 ワイヤの先端及び振動板のうち一方に設け られた突起を更に備え、 突起が振動板の中心部分を加圧する位置に設け られているプリ ントへッ ドを提供するにある。 本発明によれば、 ワイヤ 及び振動板の径に関係なく振動板の中心部分を確実に加圧できるので、 ノズルの密度を向上して高密度の印字を行える。
本発明の更に他の目的は、 振動板を複数の重ね合わせた板より構成し たプリントへッ ドを提供するにある。 本発明によれば、 振動板の残留振 動を抑えてインクを安定に噴射することができる。
本発明の更に他の目的は、 加圧手段がワイヤの振動板に対する圧力を 制御する駆動信号を駆動部に供給することによりノズルから噴射される インクの粒子の質量を制御するプリントへッ ドを提供するにある。 本発 明によれば、 コン トラストを有する階調記録が行える。
本発明の更に他の目的は、 加圧手段が非印字時にもワイヤの先端が振 動板と接触するように駆動部にバイアス電圧を供給するバイアス手段を 有するプリ ントへッ ドを提供するにある。 本発明によれば、 振動板に対 する圧力を一定に制御し得、 振動板の残留振動を抑えることができるの で、 高品質な印字が可能となる。
本発明の更に他の目的は、 少なく とも圧力室が加圧手段に対して着脱 可能に設けてあり、 圧力室の代わりにインクリボンを装着することによ りインパク ト方式の印字か可能であるプリントへッ ドを提供するにある。 本発明によれば、 インクジ ッ ト方式の印字をィンパク ト方式の印字と を選択して行うことができる。
更に本発明の目的及び特長は以下図面と共に述べる説明より明らかと なろう。
図面の簡単な説明
第 1図は従来のプリントへッ ドの一例の要部を示す断面図、
第 2 A図及び第 2 B図は夫々第 1図のプリントへッ ドの動作を説明す る断面図、
第 3 A図〜第 3 E図は夫々従来のプリ ントへッ ドの他の例を説明する 要部断面図、
第 4 A図〜第 4 E図は本発明になるプリントへッ ドの第 1実施例を説 明する要部断面図、
第 5 A図及び第 5 B図は夫々本発明になるプリ ントへッ ドの第 2実施 例の要部を示す平面図及び断面図、
第 6図は第 2実施例におけるインクカセッ 卜とインクタンクとの接続 を説明する図、
第 7図は第 2実施例の加圧機構を示す断面図、
第 8図は第 2実施例の組立状態を示す側面図、
第 9図は第 2実施例が適用されるプリンタの要部を示す断面図、 第 1 0 図〜第 1 0 C図は夫々ノズルの配置の実施例を説明する図、 第 1 1図は本発明になるプリ ントへッ ドの第 3実施例におけるィンク カセッ トとインクタンクとの接続を示す断面図、
第 1 2図は第 3実施例の組立状態を示す側面図、
第 1 3 A図及び第 1 3 B図は夫々第 3実施例を第 7図の加圧機構に適 用した場合を示す一部断面図、
第 1 4図はノズルカセッ トを示す断面図、
第 1 5図は本発明になるプリントへッ ドの第 4実施例の加圧機構を示 す断面図、
第 1 6図は本発明になるプリ ントへッ ドの第 5実施例を説明する要部 断面図、
第 1 7図及び第 1 8図は夫々第 5実施例の変形例の要部を示す断面図、 第 1 9図は第 5実施例の更に他の変形例の要部を示す断面図、 第 2 0図及び第 2 1図は夫々本発明になるプリ ントへッ ドの第 6実施 例の要部を示す断面図、
第 2 2図は第 6実施例の変形例の要部を示す断面図、
第 2 3図はワイヤの揺動を説明する断面図、 第 2 4図は本発明になるプリ ントへッ ドの第 7実施例の要部を示す断 面図、
第 2 5図は第 7実施例の側面図、
第 2 6図は本発明になるプリ ントへッ ドの第 8実施例の要部を示す断 面図、
第 2 7図は本発明になるプリ ントへッ ドの第 9実施例の要部を示す断 面図、
第 2 8 A図〜第 2 8 C図は夫々振動板の板に施す機械的表面処理を説 明する図、
第 2 9 A図〜第 2 9 C図は夫々振動板の板に施すヮックス塗布を説明 する図、
第 3 0図は本発明になるプリ ントへッ ドの第 1 0実施例の要部を示す 断面図、
第 3 1図は第 1 0実施例を適用したプリンタを示す側面図、 第 3 2図は第 1 0実施例の要部を示すブロック図、
- 第 3 3図は第 1 0実施例の要部を示す側面図、
第 3 4図は第 1 0実施例で用いる駆動機構の要部を示す斜視図、 第 3 5図は本発明になるプリ ントへッ ドの第 1 1実施例の要部を示す 一部断面図、
第 3 6図は印字電圧を示す図、
第 3 7図は第 1 1実施例を示すプロック図、
第 3 8図は第 3 7図中の制御回路の動作説明用フローチヤ一ト、 第 3 9 A及び第 3 9 B図は夫々本発明になるプリ ントへッ ドの第 1 2 実施例の要部を示す側面図、
第 4 0図は第 1 2実施例の動作を説明する一部断面図である。 発明を実施するための最良な形態
第 4図は本発明の第 1実施例を説明する図である。
第 4 A図は本実施例の構造概要を示す断面図である。 圧力室 1 1 は、 ノズル 1 3に連通するとともに、 図示しないインクタンクに連通してい る。 加圧機構 1 2は、 ワイヤ等の変位伝達部 1 4 と、 変位伝達部 1 4に 印字信号に応じ変位を与えて圧力室 1 1 に圧力を発生させる駆動部 1 5 とから構成されている。
なお、 駆動部としては、 通常のワイヤドッ ト型印字へッ ドのようなヮ ィャ磁気駆動型のものや、 積層型圧電素子、 変位拡大機構を有する圧電 素子を用いることができる。
第 4図においては、 圧力室の外壁 1 1 aと加圧機構 1 2とが分離可能 に設けられている。 その分雠箇所は、 第 4 C図〜第 4 E図に示されるよ うになる。 第 4 C図はワイヤである変位伝達部 1 4の先端で分離された 例を、 第 4 D図は変位伝達部が途中で分離されて外壁 （振動板） 1 1 a 側の先端部 1 6が外壁 1 1 aに固定された例を、 第 4 E図は変位伝達部 1 4の基部で分離されて変位伝達部 1 4が外壁 1 1 aに固定された例を、 それぞれ示している。 いずれの場合も、 ブリ ントヘッ ドは、 圧力室側と 駆動部側が、 上記分離箇所で微小距離を介して、 又は、 両者が接触した 状態で、 対向するように組み立てられる。
また、 加圧機構としてワイヤ磁気駆動型のワイヤドッ トプリ ントへッ ドを用いる場合は、 外壁 1 1 aと加圧機構とを分離し、 ワイヤ先端と外 壁 1 1 aとが互いに接触するように配置することもできる。
上述のように、 別々に作製された圧力室側の部品と駆動部側の部品と が分離可能に組み立てられている場合、 圧力室側の部品だけを交換する ことが可能である。 従って、 圧力室側の部品に含まれるインクタンクの 中のインクが消費された後、 圧力室側の部品のみが廃棄され、 圧力発生 手段を含む駆動部側の部品を廃棄する必要がないので、 経済的に有利で ある。
ところで、 本発明では、 駆動部として、 ワイヤ磁気駆動型等を使用し ているので、 ワイヤ等の変位伝達部 1 4の変位をきわめて大きくするこ とができる。 例えば、 通常のワイヤドッ トプリンタに使用されているヮ ィャ （ドッ トビン） では、 その変位量が 2 0 0 m程度である。 尚、 圧 電素子の変位量は 0 . 1 程度である。
従って、 圧力室側の部品及び駆動部側の部品の精度が悪いことに起因 して両者を一体に組合せた際に、 外壁 1 1 aと伝達部 1 4の先端との間 に数 1 0 c m程度の間隙が形成される場合でも、 このワイヤの変位によ り十分に圧力室の容積が減少させられることができる。
印字に際しては、 駆動部 1 5を作動させる。 これにより、 変位伝達部 1 4が第 4 B図に示すように左方に所定量移動し、 外壁 1 1 aを押圧、 変位させる。 その結果、 圧力室 1 1内のインクに圧力が加えられて、 ノ ズル 1 3からインク粒子 1 7 aが噴射される。
次に、 第 5図乃至第 1 3図に関連して本発明の第 2実施例を説明する c 第 5図は本実施例のプリントへッ ドの構造説明図であり、 第 5 A図は 正面図、 第 5 B図は第 5 A図中、 線 A— A ' に沿った断面図を示す。
インクカセッ ト 2 1は、 2列千鳥状に配列された複数個、 例えば 4 8 個のノズル 2 4 と、 各ノズル 2 4にそれぞれ連通する圧力室 2 5 とを備 え、 各圧力室 2 5は、 インク供給路 2 6を介しインク供給口 2 7に連絡 している。 ィンク供給口 2 7は、 第 6図に示すように、 インクタンク力 セッ ト 2 8に連結ホース 2 8 aを介し接続している。 インクタンク力 セッ ト 2 8は、 インクタンクカートリ ッジ 2 9を着脱可能に収納し、 ィ ンク供給口 2 7にインクを補給する。 ノズル 2 4の径は、 プリ ンタとし ての必要な解像度に適応させる必要があり、 例えば 3 0 0 d p iの解像 度を得るためには 5 0 mが必要である。
加圧機構 2 0には、 第 7図に示す構成のものが使用される。 これは、 通常のワイヤドッ ト型のプリントへッ ドで使用している周知の電磁駆動 型のものである。 このプリ ントヘッ ドは、 富士通製 F 6 1 2 3 F 1プリ ンタ装置に使用されているワイヤドッ トプリントへッ ド等が使用出来る c 電磁吸引部 3 0は鉄心、 コイル、 ァーマチュア、 復帰スプリング等を備 えている。 尚、 この電磁駆動部は、 周知の釈放型であっても良い。 駆動 部 3 1 は、 加圧機構 2 0のワイヤ （変位伝達部） 2 3以外の部分であり、 第 1実施例の駆動部 1 5に相当する。 尚、 このワイヤドッ ト型のプリン トへッ ド部は、 インクカセッ ト 2 1に設けられたノズル及び圧力室の数 に合わせた数のワイヤを備えており、 各ワイヤに対応して電磁吸引部 3 0が設けられている。
すなわち、 本実施例のように、 ワイヤドッ トプリントへッ ドを用いる ことにより、 ワイヤピンは、 ワイヤピンを駆動する駆動部 （電磁吸引 部） からケース 3 1 a内のガイ ド 2 0 aにより曲げられることにより、 その複数個の先端端を互いに微小間隙で配設することができるので、 圧 力室とノズルを密着配置することができ、 第 5図のようなマルチノズル 型のインクジェッ トブリ ントへッ ドを実現出来る。
プリ ントへッ ドは、 インクカセッ ト 2 1 と加圧機構 2 0 とを第 8図に 示すように組み立てられて構成される。 このプリ ントへッ ド又は、 ィン クカセッ ト 2 1の上下に取り付けられた着脱ピン 3 2が駆動部 3 1であ るワイヤドッ トプリ ントへッ ドのケース 3 1 aに設けられた凹部に係合 されている。 この状態で、 変位伝達部であるワイヤ 2 3の先端は第 5 B 図に示す如く圧力室 2 5の外壁 2 5 aに微小距離を介して、 または密着 して対向している。 また、 各ワイヤ 2 3の先端部分はワイヤガイ ド 2 2 により案内される。 このプリントへッ ドによる印字は、 各ワイヤ 2 3に 対応して設けられた電磁吸引部 3 1のうちのインクの噴射が必要なノズ ル 2 4と連通する圧力室を変位させるワイヤを有する電磁吸引部のコィ ルに電流を供給することで行なわれる。 プリントへッ ドはこのように組 み立てられているので、 インクカセッ ト 2 1を、 保守、 交換等のために 容易に加圧機構 2 0側と分離して取り外すことができ、 信頼性向上、 ラ ンニングコスト低減が可能になる。 また従来のワイヤドッ ト型プリ ン夕 の騒音レベルが 5 5〜 6 5 d Bだったのに対し、 4 5 d B程度の騒 ¾^ ベルを実現することができた。 また、 インクカセッ ト 2 1の着脱ビン 2 3がワイヤドッ トプリントへッ ドのケース 3 1 aを覆うような力バー構 成とすることで更に騒音を減らすことができる。 そして、 インクカセッ ト 2 1を加圧機構側と分離しない構成の場合は、 騒音を完全になくすこ とができる。
なお、 本実施例では第 4 C図の分離形式のものについて述べたが、 ヮ ィャ 2 3の一部または全てを外壁 2 5 aに固定する第 4 D図又は第 4 E 図の分離形式を採用しても同様の効果が得られる。
本実施例では、 ノズル 2 4の径は 5 0 /z m、 ノズル 2 4の長さ （厚 さ） は 2 0 0 ^ m、 ノズル 2 4のピッチは 2 8 0 m、 圧力室 2 5の径 は 5 0 0 〃m、 圧力室 2 5の長さ （厚さ） は 1 0 0〃m、 外壁 2 5 aの 厚さは 5 0 /z m、 ワイヤ 2 3の径は 2 0 0 〃m、 第 5 A図に示すィンク カセッ ト 2 1の外形寸法は 2 . 0 ram X 4 . 0 mmである。 インクカセッ ト 2 1の材質としては、 へッ ド部分にステンレス、 樹脂、 ガラスなどを利 用できるが、 本実施例はステンレス S U S 3 0 4を用いた。 また、 イ ン クタンク及びへッ ド部周囲にはァクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等 を利用できる。 通路はエッチングなどの周知の技術で製作することがで きる。
本実施例において、 インクとして表面張力 5 2 d y n e Zcmで粘度 4 c Pのブラック染料を含んだものを使用し、 駆動電圧 1 0 0 V及び駆動 周期 5 k H zの条件で記録を行った結果、 良好な印字を行うことができ た。 ワイヤ 2 3の変位量としては 2 0 m程度である。 このとき得られ る粒子の速度は 6〜 1 O m/sの範囲であった。
ワイヤ駆動を用いる利点は、 通常の圧電素子の 0. 1 /m程度の変位 量に比べ 1 0 0 m程度の大きな変位量をとることができることである c このため、 圧力室側と駆動部側を分離脱着することができる。 また、 前 述したように、 圧力室を小さく した場合でも、 圧力室に十分大きな変位 を与えることができ、 インクの噴射を確実に行なうことができる。
駆動条件を変えて変位量を変化させて粒子化を調査した結果、 変位量 が 1 m以下になると圧力室 2 5内に圧力が発生せず、 ノズル 2 4内の メニスカスに変位は見られなかった。 インク粒子を噴射するに必要なヮ ィャ 2 3の変位量としては、 1〜2 0 0〃mが適当であり、 特に 5〜 8 0〃mで良好であった。
寸法としては、 ノズル 2 4の径は 3 0〜 8 0 m、 ノズル 2 4の長さ (厚さ） は 5 0〜4 0 0〃m、 圧力室 2 5の径は 1 0 0〜5 0 0〃m、 圧力室 2 5の長さ （厚さ） は 5 0〜2 0 0〃m、 外壁 2 5 aの厚さは 1 0〜 2 0 0 mが適当である。 又、 ワイヤ 2 3の径は 1 2 0〜 2 0 0〃 mでストロークは 5〜 8 0 //mが適当である。
また、 用いるインクの物性は、 粒子化特性に影響を与える。 粘度とし ては、 1〜3 0 c pの液体ィンクを用いることができる。 さらに、 表面 張力 3 0〜7 0 d y n e /cmのィンクを用いることができる。
上記のようなプリントへッ ドを搭載したプリン夕の概要を第 9図に示 す。 プリンタは大略プラテン 3 3、 ガイ ドローラ 3 4 , 3 5， 3 6、 プ リ ン夕カバ一 3 7、 用紙ガイ ド 3 8からなる。 用紙は、 用紙ガイ ド 3 8 上を矢印で示すように搬送されて印字部 3 9に供給され、 用紙に、 イン クカセッ ト 2 1のノズルから噴射されるィンク粒子を付着させることに よって印字が行われる。 この印字時に、 例えば第 5 A図の如く 2 4ノズ ルを 1 2個 X 2列に配置し、 プリントへッ ドが搭載されているキヤリァ を用紙輻方向に走査させながら上記ノズルを選択的に駆動することに よって、 ドッ ト構成の文字を印字することができる。
ノズル配列の実施例を第 1 0 A図〜第 1 0 C図に示す。 第 1 0 A図の 場合は、 複数のノズル 4 0が記録紙 1 0 0の幅方向 （図の左右方向） に 対し傾斜させて直線状に配置されている。 第 1 0 B図の場合は、 複数の ノズル 4 1が記録紙 1 0 0の搬送方向に直線状に配置されている。 第 1 0 C図の場合は、 複数のノズル 4 2が記録紙 1 0 0の幅方向に全幅にわ たり直線状に配置されている。 第 1 0 A図及び第 1 0 B図の場合はキヤ リアの記録紙幅方向に走査させながら印字を行う。
このプリンタにおける実際の印字条件、 印字結果は次の通りである。 へッ ド構成として、 ノズル径 5 0 ^ m . ノズル長 2 0 0 / m、 圧力室 径 5 0 0 深さ 1 0 0 mのへッ ドを試作した。 さらに、 ワイヤ径
2 0 0 z mの条件で駆動系を試作した。 この駆動系は、 通常のワイヤ ドッ トプリン夕で用いられている電磁吸引型のものをそのまま用いるこ とができる。 ノズルへッ ド （インクカセッ ト） の材質としては、 ステン レス、 樹脂、 ガラス等を利用できるが、 ここではステンレスを用いた。 通路はエッチング等の周知の技術で製作することができる。 このへッ ド を用い、 インクとして表面張力 5 2 d y n e /cm, 粘度 4 c pのブラッ ク染料を含んだものを使用し、 駆動電圧 3 0 v、 駆動周期 3 k H zの条 件で記録を行った結果、 良好な印字を行うことができた。 ワイヤの変位 としては 2 0 m程度であり、 このとき得られる粒子の速度は 6〜 1 0 m / sの範囲であつた。
ワイヤ駆動を用いる利点は、 前述のように、 通常の圧電素子の変位量 (約 0 . 1 m ) に比べ大きな変位量をとれることであり、 そのため、 圧力室側と駆動側を脱着できるものである。 駆動条件を変え変位量を変 化させて粒子化を調査した結果、 変位量 1 m以下になると圧力室内に 圧力が発生せず、 ノズル内のメンスカスに変位は見られなかった。 イン ク粒子を噴射できる変位量としては、 1〜2 0 0 /z mが適当であり、 特 に 5 0〜 8 0〃mで良好であった。
本実施例では、 インクタンクカセッ トのインクを全て消費した時点で、 ノズル、 圧力室、 インクタンクを一体として駆動部から離脱させて交換 することができる。 そのため、 カセッ トは小型となり、 また駆動部は継 続して使用するため経済的である。
上記実施例では、 第 6図に示す如くインクカセッ トとインクタンク (インクタンクカセッ ト） が連結ホースを介し接続されているが、 第 1 1図に示す第 3実施例のように、 インクカセッ ト 2 1をインクタンク 4 3 と一体化するようにしても良い。 この場合、 インクカセッ ト 2 1 とィ ンクタンク 4 3 とは供給チューブ 4 8を介して接続されている。 第 1 2 図はこのインクカセッ ト 2 1をワイヤドッ トプリント型の加圧機構 2 0 と組み立てたプリ ントへッ ドを示し、 第 8図と同様に着脱ピン 3 2が設 けてある。 また、 インクタンク 4 3に設けられたピン 4 3 aが加圧機構 2 0側の凹部に係合させられることで、 位置決めが行なわれる。 第 1 3図は、 第 3実施例を第 7図に示す如き加圧機構 2 0に適用した 場合を示す図であり、 第 1 3 A図はノズルカセッ ト 4 9を加圧機構 2 0 に装着する前の状態を示し、 第 1 3 B図はノズルカセッ ト 4 9が加圧機 構 2 0に装着された状態を示す。 第 1 4図はインクカセッ ト 2 1 とイン クタンク 4 3 とが一体化して構成されたノズルカセッ ト 4 9を示す。 第 1 3図及び第 1 4図中、 第 7図， 第 1 1図及び第 1 2図と実質的に同じ 部分には同一符号を付し、 その説明は省略する。 なお、 第 1 3 A図中、 3 2 A , 3 2 Bは着脱ピン 3 2に対応する着脱爪である。 この着脱爪 3 2 A , 3 2 Bは、 加圧機構 2 0に設けられた凸部 2 0 yと凹部 2 0 zに 夫々係合して、 カセッ ト側の複数個のノズル 2 1 と加圧機構 2 0のワイ ャピン 2 3 との位置合わせが正確に行なわれる。
また、 上記実施例では加圧機構として電磁駆動型のへッ ドを用いる例 について述べたが、 第 1 5図に示す第 4実施例の如く積層型圧電素子 5 1を加圧機構として用いても良い。 図中、 5 2は圧力室 5 3、 ノズル 5 4、 インク供給口 5 5を備えたィンクカセッ トで、 積層型圧電素子 5 1 の底部 5 1 aは、 押え部 5 6により圧力室 5 3の外壁 5 3 aに押し付け られている押え部材 5 6の下端部 5 6 aは外壁 5 3 aに着脱可能に取り 付けられており、 下端部 5 6 aを外壁 5 3 aから分離することによって、 積曆型圧電素子 5 1をインクカセッ ト 5 2から取り外すことができる。 積曆型圧電素子 5 1の底部 5 1 aは加圧機構の変位伝達部に相当し、 そ れ以外の部分は駆動部に相当する。
この積層型圧電素子 5 1は、 変位量が 0 . 1 nun程度である通常の圧電 素子とは異なり、 インクカセッ ト 2 1を作動させるのに十分な変位量を 有しており、 積層型圧電素子 5 1を加圧機構として用いることによって、 前述と同様な効果を得ることができる。 なお、 例えば第 4図に示す第 1実施例においては、 驟動部 1 5のエネ ルギーを効率良く圧力室 1 1 に伝達するには、 通常のワイヤドッ トプリ ンタにおけるワイヤと同様に、 変位伝達部 1 4の先端の静止位置と圧力 室 1 1の外壁 1 1 aとを充分に離す必要がある。 しかし、 打撃音を小さ く抑えるには、 例えば第 4 A図に示す如く変位伝達部 1 4の先端の静止 位置を圧力室 1 1 の外壁 1 1 aと接触する状態にしておく ことが有効で あつ こ
次に、 駆動部 1 5のエネルギーを効率良く圧力室 1 1 に伝達すると共 に打撃音を抑えることができる実施例について説明する。
第 1 6図は本発明になるプリントへッ ドの第 5実施例の構造概要を示 す断面図である。 同図中、 第 4 Α図と同一部分には同一符号を付し、 そ の説明は省略する。 本実施例では、 第 1 6図に示す如く、 変位伝達部 (ワイヤ） 1 4 と圧力室 1 1の外壁 1 1 aとの間に収縮性の部材 6 1を 設けてある。 部材 6 1 は図示の例では外壁 1 1 aに固定されているが、 変位伝達部 1 4の先端に固定されていても良いことは言うまでもない。 なお、 部材 6 1には、 ポリエステル、 ポリアミ ド、 ポリスチレン、 ポリ ウレタンなどの樹脂、 天然ゴム、 ブタジエンゴム、 シリコンゴム等を使 用することができる。
部材 6 1の吸音効果を向上するためには、 第 1 7図に示す変形例の如 く気泡 6 3を含有する弾性部材を用いると良い。 また、 気泡 6 3の分布 密度を第 1 8図に示す変形例の如く圧力室 1 1側に小さくすると、 吸音 効果は更に向上する。 第 1 7図及び第 1 8図中、 第 1 6図と同一部分に は同一符号を付し、 その説明は省略する。
従来のワイヤドッ ト型プリ ン夕の騒音レベルが 5 5〜 5 6 d Bである のに対し、 本実施例では厚さ 2 0 mの部材 6 1を使用することにより 騒音レベルを 4 5 d B程度に抑えることが可能であった。 なお、 部材 6 1 の厚さとしては例えば 1 0〜 2 0 0 mが適当である。
また、 第 2実施例の如くノズル 2 4が複数設けられている場合は、 第 1 9図に示す変形例の如く部材 6 1を圧力室 2 5の外壁 2 5 aに沿って 設けても良い。 第 1 9図中、 第 5 B図及び第 1 6図と同一部分には同一 符号を付し、 その説明は省略する。
上記各実施例では、 圧力室の外壁は例えばステンレス鋼板で、 構成さ れている。 従って、 外壁を加圧して圧力室内にインクを射出させるのに 充分な圧力を発生するには、 外壁の変位量を比較的大きくする必要があ る。 また、 プリントへッ ドを小型化するために外壁の作用面積を小さく すると、 これに比例して外壁の変位量を大きくする必要がある。 このた め、 プリントへッ ドを小型化してもインクの射出を確実にするために外 壁の変位量を大きくすると、 ワイヤを駆動する駆動部への印加電圧を大 きく しなければならず、 消費電力が大きくなってしまう。
そこで、 プリントへッ ドを小型化しても小さな消費電力がィンクの射 出を確実とし得る実施例について次に説明する。
第 2 0図は本発明になるプリントへッ ドの第 6実施例の要部を示す。 また、 第 2 1図は第 6実施例の駆動部に電圧が印加された状態を示す。 第 2 0図及び第 2 1図中、 第 4 A図と同一部分には同一符号を付し、 そ の説明は省略する。
本実施例では、 圧力室 1 1のノズル 1 3と反対側の壁を構成する外壁 1 1 aが例えばウレタンなどの弾性を有する材料でリング状に形成され たゴム 6 5を介して例えばエポキシ樹脂系の接着剤によって接着されて いる。 ゴム板 6 5の厚さは 1 0〜 2 0 0 〃mで、 弾性率は 0 . 0 1〜 0 . 5 N Zm 2 の範囲に設定される。 駆動部 1 5に電圧を印加すると、 第 2 1図に示す如く変位伝達部 1 4が長手方向に変位して外壁 1 1 aを加圧 し、 外壁 1 1 aは内側に曲げられる力^ 同時にゴム板 6 5 も圧力を受け て圧縮されて外壁 1 l aが更に変位する。 これにより圧力室 1 1内にパ ルス状の圧力が発生し、 ノズル 1 3からインク 1 7の粒子 1 7 aが射出 する。
本実施例によれば、 外壁 1 1 aはゴム板 6 5の弾力により変位しやす く、 駆動部 1 5の圧力が比較的小さくても外壁 1 1 aを充分に変位させ ることができる。 従って、 インク 1 7の粒子 1 7 aを確実に射出するこ とが可能である。
本実施例では、 圧力室 1 1の径が 5 0 0 / m、 圧力室 1 1の長さ （厚 さ） 力 1 0 0 〃m、 ノズル 1 3の径 5 0 〃m、 ノズル 1 3の長さ （厚 さ） が 2 0 0 〃m、 ステンレス鋼板の外壁 1 l aの厚さが 5 0 〃m、 変 位伝達部 （ワイヤ） 1 4の径が 2 0 0 z m、 変位伝達部 1 4の変位は 2 0〜 5 0 mである。 この条件下では、 表面張力が 5 2 d y n e Zcmで 粘度が 4 c pのブラック染料を含んだインク 1 7を使用して驟動部 1 5 に 2 0 Vの駆動駆動電圧を 3 k H zの驟動周期で印加すると、 良好な印 字を行えることが実験により確認され。 なお、 この場合の変位伝達部 1 4の変位量は 2 0 // m程度で、 得られたインク 1 7の粒子 1 7 aの速度 は 6 m Z sであった。
他方、 上記と同一の条件下で第 4 A図に示した第 1実施例の如くゴム 板 6 5を有さない構成では、 6 m Z sなるインク 1 7の粒子 1 7 aの速 度を得るには駆動電圧を 8 0 Vにする必要があった。
第 2 2図は第 6実施例の変形例を示す。 同図中、 第 2 0図と同一部分 には同一符号を付し、 その説明は省略する。
本変形例では、 ゴム板 6 5に代えて弾性及び熱接着性を有する樹脂 フィルム 6 5 Aを設けている。
即ち、 圧力室 1 1のノズル 1 3と反対側の壁を構成する外壁 1 1 aが. 弾性及び熱接着性を有し、 例えばエポキシ系の接着性榭脂フィルムでリ ング状に形成されたフィルム 6 5 Aを介して熱接着されている。 熱接着 は、 圧力室 1 1の外壁 1 1 aを取り付ける個所にフィルム 6 5 Aを挟み、 加圧下で例えば 8 0でで 1時間の加熱を行って接着する。
従って第 6実施例と同様に、 駆動時にフィルム 6 5 Aの弾性により外 壁 1 1 aの変位が容易に得られて、 確実にインク 1 7の粒子 1 7 aを射 出させることができる。 このようなプリントへッ ドを使用して、 上記条 件下で駆動電圧を 2 5 V、 駆動周期を 3 k H zとして印字実験を行った 結果、 インク 1 7の粒子 1 7 aの速度は 6 / sであつた。
このようにして、 第 6実施例及びその変形例によれば、 駆動部 1 5の 圧力が小さくても外壁 1 1 aを充分変位させることができるので、 駆動 部 1 5への印加電圧を低く設定することができる。 従って、 消費電力を 節約することができ、 プリントへッ ドを小型化しても信頼性が確保でき、 しかもランニングコストが改善される。
なお、 弾性部材 6 5 (又は 6 5 A ) にウレタンゴム或いはエポキシ系 の接着性樹脂フィルムを使用した場合を説明したが、 例えばスチレンブ 夕ジェンゴム、 ブタジエンゴム、 インプレンゴム、 アク リルゴム、 シリ コ一ンゴム等の合成ゴム及び天然ゴム、 或いはエポキシ系以外の樹脂 フィルム等を用いても良い。
ところで、 変位伝達部 （ワイヤ） 1 4の突出により外壁 （振動板） 1 1 aに衝撃を与えてノズル 3からインク 1 7の粒子 1 7 aを射出する構 成では、 ワイヤ 1 4の先端 1 4 aが振動板 1 1 aに激突する際に第 2 3 図中点線で示すように先端部 1 4 aが揺動する場合がある。 この様な場 合、 振動板 1 1 aに与える衝撃力が弱くなつたり、 振動板 1 1 aに二重 の衝撃力を与えてしまうこともある。 このため、 インク 1 7の粒子 1 7 aの射出する量及び速度が低下したり、 二重の射出により印字品質が低 下したりする可能性がある。 なお、 第 2 3図中、 第 4 A図と実質的に同 じ部分には同一符号を付し、 その説明は省略する。
そこで、 インク 1 7の粒子 1 7 aの射出をより確実に行え印字品質の 向上を図れる実施例を次に説明する。
第 2 4図は本発明になるプリ ントへッ ドの第 7実施例の要部の断面図 であり、 第 2 5図は第 7実施例の側面図である。 第 2 4図及び第 2 5図 中、 第 5図〜第 1 2図と実質的に同じ部分には同一符号を付し、 その説 明は省略する。
本実施例では、 第 2 4図に示す如く、 圧力室 2 5に隣接してワイヤガ イ ド 2 2が設けられている。 ワイヤガイ ド 2 2には、 ワイヤ 2 3の先端 部 2 3 Aの摇動を抑止する貫通穴 2 2 Aが形成されている。 貫通穴 2 2 Aは、 ワイヤ 2 3の先端部 2 3 Aが揺動板 2 5 aの所定箇所を押す位置 に形成されており、 本実施例では振動板 2 5 aの中心部を押す位置に形 成されている。 従って、 ワイヤ 2 3の先端部 2 3 Aが揺動することを防 止し得、 圧力室 2 5に所定の衝撃力が確実に与えられる。 このため、 ィ ンク 1 7の粒子 1 Ί aの射出を正確に行え、 印字品質を向上することが 可能となる。
第 2 5図では、 インク 1 7を貯留したインクタンク 4 3 と、 インク夕 ンク 4 3からインク 1 7の供給が行われる複数の圧力室 2 5 ( 2 5 -】〜 2 5 - N ) とが形成されたィンクカセッ ト 2 1が支持具 7 3によってキヤ リ ッジ 7 1 に係止され、 また、 複数のワイヤ 2 3 ( 2 3 - ,〜 2 3 - N ) を 選択的に突出させるよう駆動させる駆動部 3 1を備えた加圧機構 2 0が キャリ ッジ 7 1に固着されるように形成されている。
更に、 それぞれの圧力室 2 5にはノズル 2 4 ( 2 4 〜 2 4 - N ) が形 成され、 それぞれの圧力室 2 5に対応したワイヤ 2 3が突出されること で、 所定のノズル 2 4から矢印 Bの方向へインク 1 7の粒子 1 7 aの噴 射が行われる。 所定のノズル 2 4から矢印 Bの方向ヘインク 1 7の粒子 1 7 aを噴射させると共に、 キヤリ ッジ 7 1の移送により加圧機構 2 0 及びィンクカセッ ト 2 1を移動させ、 記録紙 7 2に所定の印字が行われ る。 圧力室 2 5の一方にはノズル 2 4を、 他方には振動板 2 5 aが固着 されており、 ワイヤ 2 3の矢印 A方向に突出によって先端部 2 3 Aが振 動板 2 5 aに衝撃を与えることでノズル 2 4から矢印 B方向ヘインク 1 7の粒子 1 7 aの噴射が行われる。
ノズル 2 4 ( 2 4 - ,〜 2 4 -N) に目詰まりが生じた場合は、 加圧機構 2 0がキヤリ ッジ 7 1に固着された状態で、 支持具 7 2の取外しによつ てキヤリ ッジ 7 1に係止されていたィンクカセッ ト 2 1を新たなィンク カセッ トと交換することで修復され、 直ちに印字処理が行える。 インク カセッ ト 2 1は安価に形成することができるため、 例えば、 消耗品とし て取り扱うように配慮されている。
本実施例では、 貫通穴 2 2 Aの径はワイヤ 2 3の直径より 1 0〜 1 0 0 程度大きく、 貫通穴 2 2 Aの長さはワイヤ 2 3の突出量が 1 0〜 2 0 0 m程度であれば、 1 0〜 2 0 0 mより大にする必要がある。 ノズル 2 4の径を 5 0 /z m、 ノズル 2 4の長さを 2 0 0 m、 圧力室 2 5の径を 5 0 0〃m、 圧力室 2 5の長さを 2 0 0 m、 振動板 2 5 aの 厚みを 1 0 0 mにそれぞれ形成した。 更に、 ワイヤドッ トプリ ン夕に 用いられる駆動部 3 1によって径が 2 0 0 ju mのワイヤ 2 3を約 2 0 〃 mの突出量によって突出させ、 インク 1 7として表面張力 2 0 d y n e / cmで粘度 2 c pのブラック染料を含んだものを使用し、 駆動部 3 1 に 2 0 V , 1 k H zの駆動電圧を供給することで印字を行ったところ、 ヮ ィャ 2 3の先端部 2 3 Aの揺動がなく、 6 m / sの安定したインク粒子 1 7 aの噴射速度が得られ、 良好な印字を行うことが確認された。
また、 このような構成では、 前述のようなノズル 2 4の目詰まりに よってインクカセッ ト 2 1を新たなィンクカセッ 卜に交換する場合、 ガ イ ド 2 2がインクカセッ ト 2 1側に固着されているため、 ワイヤ 2 3の 先端部 2 3 Aに位置ずれが生じることのないように行うことができる。 従って、 常に、 振動板 2 5 aの所定箇所にワイヤ 2 3の先端部 2 3 Aが 位置されることになり、 かつ、 ワイヤ 2 3の突出に際しての先端部 2 3 Aの揺動を抑止することで均一なインク粒子 1 7 aの噴射が得られる。 なお、 第 2 4図では振動板 2 5 aとワイヤガイ ド 2 2とは接触してい るが、 第 5 B図の如く振動板 2 5 aとワイヤガイ ド 2 2との間にギヤッ プを形成しても良い。
ところで、 上記各実施例においては、 振動板 （圧力室の外壁） の面積 はワイヤの先端の面積より大きくなければならない。 しかし、 振動板と ノズルとは 1対 1に対応しているため、 ノズルの集積度を高くすること は難しい。
そこで、 ノズルの集積度を向上し得る実施例について次に説明する。 第 2 6図は本発明になるプリントへッ ドの第 8実施例の要部断面図であ り、 同図中、 第 5 B図と実質的に同じ部分には同一符号を付し、 その説 明は省略する。
本実施例では、 振動板 2 5 aの中心部又はワイヤ 2 3の先端の中心部 に突起 8 0が設けられている。 ワイヤ 2 3が変位すると、 突起 8 0が振 動板 2 5 aの中心部を押すことになるので、 ワイヤ 2 3の圧力は常に振 動板 2 5 aの中心部に作用する。 また、 ワイヤ 2 3 と振動板 2 5 aとの 機械的磨耗により振動板 2 5 aに穴があく ことを防止できる。 更に、 ヮ ィャ 2 3の径を圧力室 2 5の径より小さくする必要もない。
突起 8 0の材質は特に限定されない。 例えば突起 8 0を振動板 2 5 a と同じステンレスで形成する場合、 突起 8 0は周知のエッチング技術に より振動板 2 5 a上に形成し得る。 他方、 突起 8 0を弾性部材で形成す ると、 本実施例の効果に加えて、 第 1 6図と共に説明した第 5実施例と 同様な騒音対策ともなる。
なお、 本実施例ではワイヤ 2 3の配列ピッチとノズル 2 4の配列ピッ チとが等しいが、 これに限定されるものではない。 また、 突起 8 0は、 1本のワイヤ 2 3に対して複数設けても良く、 その形状も円柱形状に限 定されるものではない。 更に、 ワイヤ 2 3に、 この突起と係合する凹部 を設けても良い。
上記各実施例においては、 圧力室の外壁又は振動板が一枚の部材から なる。 このため、 ワイヤが振動板を叩いた後でも振動板に残留振動が生 じ、 インクの射出が不安定になることがある。
そこで、 振動板の残留振動を抑えることのできる実施例について次に 説明する。
第 2 7図は本発明になるプリントへッ ドの第 9実施例の要部を示す。 同図中、 第 2 4図と実質的に同じ部分には同一符号を付し、 その説明は 省略する。 第 2 7図中、 ワイヤの図示は省略する。
本実施例では、 振動板 2 5 aが板 2 5 0 - ,〜 2 5 0 -Nからなる。 板 2 5 0—】〜2 5 0 は夫々ステンレス、 ガラス、 シリ コン、 樹脂などで形 成されている。 インク 1 7の射出に必要な振動板 2 5 aの変位量を得る には、 板 2 5 0— ,〜 2 5 0 の厚さは夫々 1 0〜 5 0 0〃mが適当であ り、 本実施例では振動板 2 5 aの残留振動を抑制するために板 2 5 0 - , 〜 2 5 0 - Nを重ねた合計の厚さが 5 0 0 / m以下となるように各板の厚 さ及び板の合計枚数が定められている。
また、 振動板 2 5 aの残留振動を抑制するためには、 振動板 2 5 aを 構成する板間の摩擦係数を最適化する。 板間の摩擦係数は、 各板に表面 処理を施すことにより設定できる。 表面処理の方法としては機械的表面 処理方法と、 板間にグリスゃヮックス等を塗布する方法とがある。
第 2 8 A図〜第 2 8 C図は振動板 2 5 aの板 2 5 0— ,〜2 5 0 Nに施 す機械的表面処理を説明する図である。 先ず、 第 2 8 A図に示す如く、 板 2 5 0 - ,〜 2 5 0 - Nの各々に周知の機械的表面処理を施して各板の少 なく とも片面を荒くする。 その後、 板 2 5 0 - ,〜2 5 0 - Nは第 2 8 B図 に示す如く重ねられて、 ハツチングで示す部分で接着及び 又は溶接さ れて振動板 2 5 aが完成する。 最後に、 振動板 2 5 aを第 2 8 C図に示 す如く圧力室 2 5に組み込んでハッチングで示す部分で接着及び Z又は 溶接される。
第 2 9 A図〜第 2 9 C図は振動板 2 5 aの板 2 5 0 - ,〜 2 5 0 -Nに施 すワックス塗布を説明する図である。 先ず、 第 2 9 A図に示す如く、 板 2 5 0— ,〜 2 5 0 - Nの各々の少なく とも片面にヮックスを塗布する。 そ の後、 第 2 9 B図に示す如く板 2 5 0 - Nを圧力室 2 5に組み込んでハツ チングで示す部分で接着及び Z又は溶接される。 この様な組み込みを他 の板 2 5 0 - ( N ！)〜 2 5 0— こついて行うことにより、 最終的には第 2 9 C図に示す如く振動板 2 5 aが圧力室 2 5に組み込まれる。 第 2 9 C 図中、 ハツチングは接着及び/又は溶接された部分を示す。
本実施例によれば、 振動板 2 5 aの残留振動を抑制することができる ので、 インク 1 7の射出を安定に行うことができる。 次に、 コントラストを有する階調記録が行える実施例について説明す る。 第 3 0図は本発明になるプリントへッ ドの第 1 0実施例の要部を示 す。 同図中、 第 2 4図及び第 2 5図と同一部分には同一符号を付し、 そ の説明は省略する。
本実施例では、 ワイヤ 2 3が振動板 2 5 aに加える圧力 Pを制御する ことによりノズル 2 4から射出されるインク 1 7の粒子 1 7 aの量を制 御する。 圧力 Pは、 駆動部 3 1へ供給される駆動信号 Sのパルス電圧 V の増減及び 又は駆動信号 Sのパルス幅 Tの増減により制御する。
以下、 本実施例をより詳細に第 3 1図〜第 3 4図と共に説明する。 第 3 1図は本実施例を適用したプリンタの側面図を示し、 第 9図と同一部 分には同一符号を付し、 その説明は省略する。 第 3 2図は本実施例のブ ロ ッ ク図を示し、 第 3 3図は本実施例の側面図を示す。 第 3 4図は本実 施例で用いる駆動機構の要部を示す斜視図である。
第 3 1図に示すように、 キャリ ッジ 7 1にインクカセッ ト （ノズル 部） 2 1 と駆動機構 2 0とを積載し、 プラテン 3 3の外周に配設された ガイ ドローラ 3 4 , 3 5 , 3 6によって用紙ガイ ド （スタツ力） 3 8か ら記録媒体 7 2を矢印 E 1のように取込む。 ノズル部 7 1によって記録 紙 7 2に所定の印刷を行った後は、 矢印 E 2から矢印 E 3のようにプリ ンタカバ一 3 7の排出口から排紙する。
また、 第 3 2図に示すように、 駆動回路 9 5から駆動機構 2 0に送出 される駆動信号 Sのパルス電圧 Vまたはパルス幅 Tが階調指定部 9 6か らの指令によって V 1 または T 1のように所定の値に設定される。 所定 の駆動信号 Sを送出させることで駆動機構 2 0を駆動させ、 ノズル部 2 1から所定のインク粒子 1 7 aを噴射が行われるようにしている。
また、 キヤリ ッジ 7 1に積載されたノズル部 2 1 と駆動機構 2 0 とは、 第 3 3図に示すように、 駆動機構 2 0のワイヤ部 2 3 0がノズル部 2 1 の背面に位置されるように、 ノズル部 2 1の前面には記録紙 7 2が張架 され、 更に、 ノズル部 2 1 にはインク 1 7を供給するインクタンク 4 3 が形成されている。 従って、 インクタンク 4 3に貯溜されたインク 1 7 が消耗した場合は、 ノズル部 2 1をキャリ ッジ 7 1から取外し、 新たな ノズル部をキヤリ ッジ 7 1に取り付けることで、 容易にノズル部 7 1の 交換が行える。
駆動機構 2 0の駆動部 3 1 としては、 第 7図に示すものが使用できる c また、 第 3 4図に示す如く、 電磁吸引部 3 0の代わりに圧電素子 3 0 0 を使用しても良い。 この場合、 ワイヤ 2 3は圧電素子 3 0 0の一端に 続され、 圧電素子 3 0 0の駆動によりワイヤ 2 3を矢印 A方向へ突出さ せる o
本実施例では、 表面張力が 5 2 d y n e /cmで粘度が 4 c pのブラヅ ク染料を含んだインク 1 7を用いている。 この場合、 駆動信号 Sの電圧 Vを 1 0 0 V、 パルス幅 Tを 1 0 0〃 Sとして印刷を行ったところ、 記 録紙 7 2には記録濃度 ODが 1. Sの画像が印刷された。 次に、 電圧 V を 6 0 Vに低下させたところ、 記録濃度 ODが 0. 7の画像が得られた c 更に、 電圧 Vを 4 0 Vに低下させたところ、 記録濃度 ODが 0. 2の画 像が得られた。 また、 駆動信号 Sのパルス輻 Tを 1 0 0 Sに設定した 場合は、 電圧 Vを 4 0 V〜 1 0 0 Vに変動させることで記録濃度 ODが 0. 2〜 1. 3の画像が得られた。 驟動信号 Sの電圧 Vを 1 0 0 Vに設 定した場合は、 パルス幅 Tを 5 0〃 S〜 1 00 Sに変動させることに よっても、 同様に記録濃度 ODが 0. 2〜 1. 3の画像が得られること が確認された。
従って、 第 3 2図に示す階調指定部 9 6からの指令によって駆動回路 9 5から送出する駆動信号 Sの電圧 V及びノ又はパルス幅 Tを所定の値 にすることで、 ノズル部 2 1から噴射されるインク粒子 1 7 aの質量が 制御され、 コントラストを有する階調画像の印刷を行うことができる。 なお、 ノズルが複数設けられているプリ ントヘッ ドの場合、 ワイヤの 静止位置での対応するワイヤの先端と振動板との間のギヤップに数 m 程度のバラツキが製造上の誤差等により生じてしまう。 しかし、 ギヤッ プが全て等しくないと、 ノズルから射出されるィンク粒子の速度及び量 がノズル毎に異なってしまい、 記録品質が低下してしまう。
そこで、 上記問題を解決し得る実施例を次に説明する。 第 3 5図は本 発明になるプリントへッ ドの第 1 1実施例の要部を示し、 第 2 6図と実 質的に同じ部分には同一符号を付し、 その発明は省略する。
本実施例では、 ワイヤガイ ド 2 2とインクカセッ ト （ノズル部） 2 1 との間に絶縁性材料からなるスぺーサ 9 9が設けられている。 また、 抵 抗 Rに流れる電流を検知して、 ワイヤ 2 3と突起 8 0の接触を検知する 接触センサ 1 0 8、 バイアス調整回路 1 0 9、 ドライバ 1 1 0、 記録信 号発生回路 1 1 1が設けられている。 V c cは電源を表わす。
図において、 例えば、 電源投入時に、 記録信号発生回路は、 バイアス 調整回路 1 0 9内の可変抵抗を調整することにより昇圧信号がドライバ 1 1 0に印加されると、 ドライバ 1 1 0は電磁回路 1 1 2に電圧を印加 するので、 ワイヤ 2 3は昇圧信号に応じて矢印方向 Aに徐々に移動する c ワイヤ 2 3、 振動板 2 5 a及び突起 8 0は夫々導体からなる。 従って、 ワイヤ 2 3が突起 8 0 と接触すると、 接触センサ 1 0 8が抵抗 Rに流れ る電流を検出することによりこの接触を検出する。 接触が検出されると、 接触センサ 1 0 8はこれに応答してバイアス調整回路 1 0 9に昇圧停止 信号を供給してバイアス電圧 V B を決定する。 この様な動作は各ワイヤ 2 3について行い、 各ワイヤ 2 3に対するバイアス電圧 V B が別々に決 定される。
実際の印字動作を行う場合、 ドライバ 1 1 0が電磁回路 1 1 2に印加 する印字電圧 V P は、 記録信号発生回路 1 1 1からの記録電圧 V R にバ ィァス電圧 V B を加えたものとなる。 なお、 第 3 6図に示す如く、 記録 電圧 V R の後緣の傾斜を緩やかにすると、 ワイヤ 2 3の戻り速度を振動 板 2 5 aの残留振動速度より緩やかにすることができるので、 この場合 は振動板 2 5 aの残留振動を抑えることが可能である。
第 3 7図は本実施例のブロック図を示し、 第 3 8図は制御回路の動作 説明用フローチヤ一トである。 第 3 7図中、 第 3 5図と同一部分には同 一符号を付し、 その説明は省略する。
第 3 7図では、 各ワイヤ 2 3； に対してセンサ 1 0 8 i とバイアス調 整回路 1 0 9 i とドライバ 1 1 0 i と電磁回路 1 1 2 i とが設けられて おり、 i = 1 , 2， …， Nである。 各電磁回路 1 1 2 i は、 コア 1 1 2 Aとァ一マチュア 1 1 2 Bとコイル 1 1 2 Cとからなる。 制御回路 1 2 0には例えば記録信号発生回路 1 1 1からの記録電圧 V R が供給される。 第 3 8図において、 ステップ S 1では、 プリンタ本体の電源をオンと して電源電圧 V c cをプリン夕各部に供給する。 ステップ S 2では、 バイ ァス回路 1 0 9 i を制御して昇圧信号をドライバ 1 1 0 i に供給する。 ステップ S 3では、 センサ 1 0 8 i がワイヤ 2 3 i と対応する突起 8 0 との接触を検出したか否かを判別する。 判別結果が Y E Sであれば、 ス テツブ S 4でバイアス調整回路 1 0 9 i から出力されるバイアス電圧 V B を固定する。 上記ステップ S 2〜S 4は、 各ヮィャ 2 3 i 〜2 3 N に 対して行われる。 その後、 ステップ S 5で実際の印字が行われる。
なお、 各バイアス電圧 V B は、 制御回路 1 2 0内又は外部接続された メモリ （図示せず） に記憶しておいても良い。
本実施例によれば、 各ワイヤ毎に振動板に対する圧力が一定となるよ うに駆動部にバイアス電圧が供給されるので、 ノズルから射出されるィ ンク粒子の速度及び量が一定となり、 高品質な印字が可能となる。 また- ワイヤは常に対応する振動板と接触しているので、 振動板の残留振動を 抑えることができ、 高速印字が可能となる。 更に、 ワイヤと振動板とが 接触する際の騒音を防止することもできる。
ところで、 上記各実施例は、 伝票などの複写用途には使用できない。 しかし、 ワイヤドッ トプリン夕のプリントへッ ドであれば複写用途にも 使用できる。 上記の如く、 各実施例ではワイヤ磁気駆動型の駆動機構 使用できるので、 これを利用して印字方式をインクジエツ ト方式とィン パク ト方式とで選択的に切換えることができれば非常に便利であり、 複 写用途にも対応できる。
そこで、 上記要求を満足させる実施例を次に説明する。
第 3 9 A図及び第 3 9 B図は夫々本発明になるプリントへッ ドの第 1 2実施例の要部を示し、 第 3 1図及び第 3 3図と同一部分には同一符号 を付し、 その説明は省略する。 第 3 9 A図はインクジエツ ト方式を用い る場合を示し、 第 3 9 B図はィンパク ト方式を用いる場合を示す。
第 3 9 A図では、 プリ ントへッ ドにノズル部 2 1が装着されている。 従って、 この場合の動作は例えば第 3 3図の場合と同じである。 本実施 例では、 ノズルの径は 5 0〃m、 ノズルの長さは 2 0 0〃m、 圧力室の 径は 5 0 0 m、 圧力室の長さは 1 0 0〃m、 ステンレス製の振動板の 厚さは 5 0 / m、 ワイヤの径は 2 0 0 mである。 駆動機構 2 0 として は、 第 3 4図に示す圧電駆動型の機構を使用した。 インクは、 表面張力 が 5 2 d y n e Zcmで粘度が 4 c pのブラック染料を含むものを使用し た。 これらの条件下で、 駆動部 3 1への駆動電圧を 2 0 Vで 3 k H zの 周期に設定して印字を行ったことろ、 良好な印字が行えた。 ワイヤの変 位量は 2 0 m程度であり、 インク粒子 1 7 aの速度は 6 m Z sであつ 第 3 9 B図では、 プリ ントへッ ドからノズル部 2 1を取り外し、 ィン クリボン 5 0 0をワイヤの先端と記録紙 7 2との間に配置してある。 ィ ンクリボン 5 0 0はインクリボンカートリ ッジ （図示せず） 内に収納さ れており、 インクリボンカートリ ツジはプリ ントへッ ドに対して装着さ れている。 この場合、 驟動部 3 1への駆動電圧を 1 0 0 Vに設定したと ころ、 カーボン複写紙を記録紙 7 2として用いて印字を行っても良好な 複写印字が得られることが確認できた。
なお、 駆動部の駆動条件は、 インクジエツ ト方式を用いる場合とイン パク ト方式を用いる場合とで手動で切換えても自動的に切換えても良い c 自動的に駆動条件を切換える場合は、 例えばノズル部 2 1又はインクリ ボンカートリ ッジの装着をセンサ （図示せず） 等で検出して行えば良い c ところで、 ィンパク ト方式で印字を行う場合のワイヤの変位量は例え ば 2 0 0 mであるが、 ノズル部 2 1が取り外されている関係上、 プリ ントへッ ドをプラテン 3 3側に近づける必要がある。 第 4 0図は本実施 例においてプリントへッ ドを矢印方向 Aに移動する機構を示す。 第 4 0 図中、 一点鎖線はィンクリボン 5 0 0を収納しているィンクリボンカー トリ ッジ 5 0 1を示す。
第 4 0図において、 プリ ントへッ ドは移動ステージ 6 0 1を介して キャリ ッジ 7 1上に設けられている。 キャリ ッジ 7 1 はガイ ド 7 1 0に 沿ってプラテン 3 3の長手方向に移動可能である。 ィンパク ト方式で印 字を行う場合には、 レバー 6 0 5を矢印方向 Gへ回動することにより移 動ステージ 6 0 1をストッパ 6 0 2により止められる位置まで矢印方向 Aへ移動することができる。
なお、 本発明になるプリントへッ ドは、 カラー印字にも適用できるこ とは言うまでもなく、 又、 印字される情報は文字に限らず各種画像でも 良い。 また、 上記複数の実施例を自由に組み合わせても良い。
更に、 本発明は上記実施例に限定されるものではなく、 本発明の範囲 内で種々の変形が可能である。
産業上の利用可能性
上述の如く、 本発明になるプリントヘッ ドによれば、 ワイヤの先端で 圧力室の振動板を加圧構成としたので、 良好な印字が行えると共に駆動 部側と圧力室側とを分離可能な構造もとり得るので、 実用的には極めて 有用である。

Claims

請求の範囲
(1) インク （ 1 7) を供給される圧力室 （ 1 1， 2 5 ) と、 該圧力室と連通したノズル （ 1 3， 2 4 ) と、
該圧力室の一壁を形成する振動板 （ 1 1 a, 2 5 a) と、
該振動板に圧力を加えて該ノズルからインクを噴射させる加圧手段 ( 1 2, 2 0 ) とを備えたィンクジエツ ト方式の印字を行うプリント へッ ドにおいて、
該加圧手段 （ 1 2， 2 0 ) は該振動板 （ 1 1 a, 2 5 a) に圧力を加 えるワイヤ （ 1 4， 2 3) と該ワイヤを変位させる駆動部 （ 1 5， 3 1 ) とからなることを特徵とするプリ ントヘッ ド。
(2) 少なく とも該圧力室 （ 1 1 , 2 5 ) は該加圧手段 （ 1 2, 2 0 ) に対して着脱可能に設けられていることを特徵とする請求の範囲第 1項 記載のプリントへッ ド。
(3) 該圧力室 （ 1 1， 2 5 ) に連通しており、 インク （ 1 7) を供給 するインクタンク （ 2 8, 4 3) を更に備え、 該圧力室と該インクタン クとは一体的に設けられており該加圧手段 （ 1 2, 2 0 ) に対して着脱 可能なノズル部 （ 2 1 ) を構成することを特徴とする請求の範囲第 1項 記載のプリ ントへッ ド。
(4) 該ワイヤ （ 1 4, 2 3) の先端及び該振動板 （ 1 1 a, 2 5 a) のうち一方に設けられた弾性部材 （ 6 1 ) を更に備えていることを特徴 とする請求の範囲第 1項記載のプリントへッ ド。 (5) 該弾性部材 （ 6 1 ) の内部には気泡 （ 6 3 ) が分散していること を特徴とする請求の範囲第 4項記載のプリントへッ ド。
(6) 該気泡 （ 6 3) の分布密度は該圧力室 （ 1 1， 2 5 ) に近づく程 小さくなることを特徴とする請求の範囲第 5項記載のプリントへッ ド。
(7) 該振動板 （ 1 1 a) と該圧力室 （ 1 1 ) との間に設けられた弾性 部材 （ 6 5, 6 5 A) を更に備えていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のプリントへッ ド。
(8) 該ワイヤ （2) の先端が該振動板 （ 2 5 a) の中心部分を加圧す るように該ワイヤの先端部を案内するワイヤガイ ド （ 2 2) を更に備え ていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のプリ ントへッ ド。
(9) 該ワイヤ （ 2 3) の先端及び該振動板 （ 2 5 a) のうち一方に設 けられた突起 （ 8 0) を更に備えており、 該突起は該振動板の中心部分 を加圧する位置に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項記 載のプリ ントへッ ド。
(10) 該突起 （ 8 0 ) は、 該振動板 （ 2 5 a) と同一の材料及び弾性材 料とからなるグループより選択された材料からなることを特徴とする請 求の範囲第 9項記載のプリントへッ ド。
(11) 該振動板 （2 5 a) は複数の重ね合わされた板 （ 2 5 O -! S 5 0 -N) からなることを特徴とする請求の範囲第 1項記載のプリ ントへッ (12 該振動板 （ 2 5 a) の各板 （ 2 5 0 -】〜 2 5 0 -N) の少なく とも 片面は表面処理を施され板間摩擦係数を調整されていることを特徴とす る請求の範囲第 1 1項記載のプリ ントへッ ド。
(13) 該加圧手段 （ 1 2, 2 0 ) は、 該ワイヤ （ 1 4, 2 3 ) の該振動 板 （ 1 1 a， 2 5 a) に対する圧力を制御する駆動信号 (S) を該駆動 部 （ 1 5, 3 1 ) に供給することにより該ノズル （ 1 3， 2 4 ) より噴 射されるインク （ 1 7) の粒子 （ 1 7 a) の質量を制御することを特徴 とする請求の範囲第 1項記載のプリントへッ ド。
(14) 該加圧手段 （ 1 2, 2 0 ) は、 駆動信号 （S) のパルス電圧及び Z又はパルス幅を制御して該ワイヤ （ 1 4， 2 3) の該振動板 （ 1 1 a, 2 5 a) に対する圧力を制御することを特徴とする請求の範囲第 1 3項 記載のプリ ントへッ ド。
(15) 該駆動信号 （S) の立下がりエッジは立上がりエッジに比べて緩 やかであることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載のプリントへッ ド c m 該加圧手段 （ 1 2, 2 0 ) は、 非印字時にも該ワイヤ （ 1 4, 2 3 ) の先端が該振動板 （ 1 1 a, 2 5 a) と接触するように該駆動部 ( 1 5, 3 1 ) にバイアス電圧を供給するバイアス手段 （ 1 0 8〜 1 1 2) を有することを特徴とする請求の範囲第 1項記載のプリントへッ ド。 (17) 該ノズル （ 1 3， 2 4 ) は複数設けられており、 該バイアス手段 ( 1 0 8〜 1 1 2 ) はバイアス電圧を各ワイヤ （ 1 4, 2 3 ) に対応す る駆動部 （ 1 5 , 3 1 ) に対して独立に設定することを特徴とする請求 の範囲第 1 6項記載のプリントヘッ ド。
08) 少なく とも該圧力室 （ 1 1 , 2 5 ) は該加圧手段 （ 1 2, 2 0 ) に対して着脱可能に設けられており、 該圧力室の代わりにインクリボン
( 5 0 0 ) を装着することによりインパク ト方式の印字が可能であるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記載のプリントへッ ド。
09) 少なく とも該加圧手段 （ 1 2, 2 0) を移動可能に支持する移動 ステージ （ 6 0 1 ) を更に備え、 該移動ステージは印字を行う記録紙に 対して近づく方向及び遠ざかる方向に移動可能であることを特徴とする 請求の範囲第 1 8項記載のプリントへッ ド。
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