JPH0340712B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば、所謂インク等の記録液体を
吐出飛翔させて記録する装置、殊に、低速から超
高速まで、連続して安定した記録の行なえるイン
クジエツト装置に関する。

ノンインパクト記録法は、記録時における騒音
の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
において、最近関心を集めている。その中で高速
記録が可能であり、而も、普通紙に特別の定着処
理を必要とせずに記録の行なえる、所謂、インク
ジエツト記録法（液体噴射記録法）は、極めて有
力な記録法であつて、これ迄にも様々な装置が考
案され、改良が加えられて商品化されたものもあ
れば、現在も尚実用化への努力が続けられている
ものもある。

この様なインクジエツト記録装置（液体噴射記
録装置）は、所謂インクと称される記録液体を記
録ヘツドに設けられてある吐出オリフイス吐出、
液滴（droplet）として飛翔させ、被記録部材に
付着させて記録を行なうものである。

斯かる記録装置は、適用される記録モードによ
つて種々の構造を成しているが、記録液体を吐出
飛翔させる方法が原理的にはシンプルである事、
高速記録用として適用され得る事等の為に有効な
記録装置として知られているのは、記録装置を具
備する記録ヘツドに付設されている電気・機械変
換体に電気信号に応じた機械的変移を与えて記録
ヘツド内部にある記録液体を吐出飛翔させるもの
で、例えばUSP3683212等等の明細書中に詳細に
述べられている。

USP3683212に示される記録装置に於ける液滴
を飛翔される原理は、記録ヘツドに付設された円
筒状の電気・機械変換体にリード電極を通じて電
気的インパルス（電気信号）を与えて、前記変換
体の内径をパルス的に変化させて圧力発生部の容
積を変化させる事に基づく。

即ち、前記変換体に与えられる電気的インパル
スに応答して前記の容積がパルス的に変化する
と、記録ヘツドに設けられてある吐出オリフイス
により記録液体が吐出されて液滴状となつて飛翔
し、吐出オリフイスの前方にある被記録部材上に
付着する。吐出した分の記録液体は、前記圧力発
生部の容積が元に戻る際に該圧力発生に通ずる流
入路より補給される。

この様な記録ヘツドを使用して連続的に安定し
て記録し得るのは最高滴発生周波数が精々数10K
Hz程度までであるので、記録ヘツド一本で記録を
行なう場合には、高速記録にも自ずと限度があ
る。

この解決として、前記記録ヘツドを複数本配列
して、全体としての最高記録周波数を向上させ
て、実質上高速記録化を計る工夫が成されてい
る。

而乍ら、この様な場合、解像度を上げる為に
は、各記録ヘツドの配列の位置決めを極めて正確
に行なう必要が生ずる。例えば、通常の良質画像
としては解像度10pel／mmを要求されるが、この
場合、各記録ヘツドの配列の位置決めを10分の１
mm以上の精度で行なう必要がある。

この様なことは、ヘツドの生産性、量産性の点
で著しく不利であつて企業化には不向きである。

更に、この様な不都合性は、配列する記録ヘツ
ドの数の増大に従つて、幾何級数的に増大し、ヘ
ツドの生産の保留の悪さが激増する。

又、各記録ヘツドへ信号を入力する為のリード
電極の配線は、配線する記録ヘツドの本数が増加
するに従つて、複雑化し、各リード電極相互間の
電気的絶縁の配慮が問題となつて来る。

本発明は前述の課題を改善するために提案され
たものであり、電気配線の煩雑さを解消するとと
もに、記録ヘツド要素の位置決めとほぼ同時の電
気的接続とを簡単にかつ確実に達成し得る構成を
備えたインクジエツト装置を提供することを目的
とする。

また、複数の記録ヘツド要素に対する煩雑な電
気配線を解消し、電気接続とほぼ同時の記録ヘツ
ド要素の位置決めを精度高く行い、吐出されたイ
ンクの被記録部材上での着弾点が極めて正確で、
高解像度高速記録に最適なインクジエツト装置を
提供することを目的とする。

本発明は前述の目的を達成するために提案され
たものであり、インク滴を吐出する吐出部及び前
記吐出部からインクを吐出するための電気信号を
受ける電極を備えた記録要素を用いて被記録媒体
に記録を行うインクジエツト装置において、前記
記録要素に記録信号を入力するためのリード電極
が配設され、前記記録要素を装着するための開口
部を有した装着部材を備えており、前記装着部材
の開口部に挿入されることで前記リード電極との
電気的接続状態が達成され、前記記録要素の吐出
面が前記装着部の表面より突出した状態で位置決
め固設されることで、記録がなされるよう構成さ
れたことを特徴とする。

以下、本発明を図面に従つて具体的に説明す
る。

第１図は、本発明の記録ヘツドの好適な実施態
様の一例の構造を模式的に示した斜視図である。

第１図に示される記録ヘツド１は、３×３のマ
トリツクス状に９本の記録ヘツド要素２の各々が
治具３の開口部４の各々に嵌合固設された構造を
有している。

第１図においては、図の煩雑さを避ける意味で
記録ヘツド要素２が２本しか示されていないが、
開口部４−２，４−３，４−５，４−６，４−
７，４−８，４−９の各々にも、開口部４−１，
４−４と同様に記録ヘツド要素２が嵌合固設され
るものである。

記録ヘツド要素２は、例えばUSP3683212、
USP3832579等の公報に記載されてあるものと同
様の構造を有するものが使用され得る。

但し、上記の公報に記載されてある記録ヘツド
要素と異なるところは、記録ヘツド要素に駆動信
号を入力する為のリード電極が、本発明の場合に
は、治具３に配設されてあることである。

本発明に於いて好適に使用される記録ヘツド要
素２の構造及び特性に就て第２図に従つて以下に
詳細に述べる。

第１図に示される記録ヘツド要素２は、流体力
学的に実質上滑めらかな内壁面を有し、比較的硬
度の高い材料からなる円筒状部材５と、該円筒状
部材５の外周に固設された円筒状の電気・機械変
換体６とを具備している。円筒状部材５は、通常
は、記録ヘツド１とは別の所に設けられている液
体供給部（不図示）から、必要に応じて設けられ
る供給管７を通じて液体を導入する為の流入口側
端部８と、円筒状部材５内にある液体を吐出する
為の吐出オリフイス９が設けられている吐出口側
端部１０と、流入口側端部８と吐出口側端部１０
との間にある圧力発生部１１とを具備している。

圧力発生部１１の円断面積は、圧力発生部１１
の全長に亘つて略々一定であり、吐出口側端部１
０は、圧力発生部１１側から円断面積が徐々に減
少し、その終端に於いて吐出オリフイス９を形成
している。流入口側端部８は、その円断面積が全
長に亘つて圧力発生部１１の円断面積と同等又は
略々等しい様になつており、その終端に於いて流
入口が形成されていて変換体６の取囲む部分の外
側に位置している。円筒状部材５は、流入口側端
部８に於いて、液体供給部から圧力発生部１１に
供給されて来る液体を導く供給管７を備えてい
る。供給管７は、例えば、ポリ塩化ビニルの様な
粘弾性を有する材料からなり、その内径は、少な
くとも円筒状部材５の外径よりも小さく、その一
端が拡張されて、円筒状部材５の流入口側端部８
の少なくとも一部分が挿入され、その外周がきつ
く締付けられている。

電気・機械変換体６は、圧力発生部１１の中心
軸の少なくとも一部分を取囲み、該圧力発生部１
１内にある液体にパルス状の圧力波を効果的に供
給し得る様に、音響的に実質上連続した結合関係
の基に、円筒状部材５の外周に固設されている。
変換体６には、圧力発生部１１の容積をパルス的
に変化させて液滴を吐出オリフイス９より吐出飛
翔させるのに与えられる電気的インパルスを入力
する為に外壁表面に外面電極層１２が、内壁表面
には内面電極層１３が設けられている。内面電極
層１３は、他との電気的接続を容易にする為に流
入口側端部８側で外面電極１２側に引出されてあ
る。外面電極１２及び内面電極１３は、各々治具
３表面に所定通りのパターンで配設されているリ
ード電極と、記録ヘツド要素２を治具３に嵌合固
設する際に電気的に接続される。

記録ヘツド要素２は被記録面への液滴の正確な
着地のために要求される精度内に於いて無偏心無
偏肉である事及び変換体６の内径の中心を通る軸
にオリフイス９の中心が位置する事の為に統計及
び製造上正確に成される必要がある。治具３は記
録ヘツド要素２を、正確に配列するため記録ヘツ
ド要素２を差し込むための開口部４が高精度のピ
ツチで穿孔される。

そして開口部４に挿入された記録ヘツド要素２
は治具３を構成する前後の部材によつて精度高く
位置決めされて固定される。

治具３が電気絶縁材料で構成される場合、治具
３の表面上にリード電極１４が通常採用されてい
る方法によつてプリントされ開口部４内まで配設
されたリード電極４と記録ヘツド要素２の各電極
層とが電気的に確実に接触されることで、各記録
ヘツド要素２への、液滴吐出の為の電気的信号を
入力し得る。

治具３を構成する材料としては、記録ヘツド要
素２を正確に、高精度に配列、固設し得る開口部
４が高精度で穿孔され、且つ加工上容易であるこ
と、機械的衝激に強いこと或いは材質に温度等の
外部雰囲気に対する依存性が出来る限りない様な
構造の与えられるものから選択して採用される。

この様な材料としては、電気的絶縁材料とし
て、例えばフオトセラムの商品名で市販されてい
る様な感光性ガラス、又は通常のガラス、石英、
或いはアクリル系樹脂、スチレン系樹脂等の比較
的硬度があつて、加工の容易なものが挙げられ
る。

その他の材料としては、例えは、ステンレス、
銅、銀青銅、黄銅等の金属が挙げられるが、金属
を使用する場合には、開口部４を設けた後、その
表面を電気的絶縁処理を行なつた上でリード電極
群の配設を行なう必要がある。

治具３に開口部４を正確に穿孔するには、エツ
チングによる方法が最も望ましい点から材料とし
ては、上記の中からエツチング穿孔に適した材料
を選択して使用するのが望ましい。

本発明に於いては、第１図の治具を作成した場
合、コーニン社のフオトセラムで良い結果が得ら
れた。

第１図に示す記録ヘツド１の場合、固設した記
録ヘツド要素２の位置摩れ、及び記録ヘツド１自
体の機械的強度、更には記録ヘツド要素２の各々
の相互間の電気的接触を避ける為に、記録ヘツド
１全体を電気絶縁性樹脂でモールドすることが望
ましい。

第３図には、本発明の記録ヘツドの別の好適な
実施態様例の模式的構成斜視図が示される。

第３図に示される記録ヘツド１５は、基本的構
造は、第１図に示される記録ヘツド１と同様であ
るが、ただ、治具１７がブロツク化されているこ
と及び記録ヘツド要素１６の内面電極１３にはリ
ード電極線１８が電気的に接続されてあることが
相違している。

第３図に於いても第１図の場合と同様に、治具
１７に設けられた開口部４の中、４−１，４−４
にのみ記録ヘツド要素１６が嵌合固設されてあ
り、他の開口部４−２，４−３，４−５，４−
６，４−７，４−８，４−９に嵌合固設される可
き記録ヘツド要素１６は、省略されて図示されて
ない。更に開口部４−５〜４−９にはリード電極
１９も不図示であるが、実際の場合には開口部４
−１〜４−４の場合と同様にリード電極が各々に
設けられるものである。

第１図及び第３図に示される記録ヘツドを組み
上げる事で液滴の被記録表面への着地点ずれは±
10μｍ以内におさえることが出来10pel／mm解像度
の記録においては、まつたく問題にならない程、
正確な印字を行なう事が出来、かつマトリツクス
配線がきわめて容易に成り得るため配線の煩雑さ
も解消出来るマルチオリフイスタイプの記録ヘツ
ドを得ることが出来た。

本発明のインクジエツト装置によれば、ヘツド
を位置精度高く配置できるため、イク滴の着地点
を極めて正確とすることができる。また、装着部
材の開口部にヘツド要素を装着することでヘツド
要素夫々と高密度に配線されたリード電極とが電
気的に確実に接続されるので、ヘツドの位置決め
と電気的接続を確実かつ簡単に行うことができ
る。

また、複数の記録ヘツド要素に対する煩雑な電
気配線を解消し、電気接続とほぼ同時の記録ヘツ
ド要素の位置決めを精度高く行い、吐出されたイ
ンクの被記録部材上での着弾点が極めて正確で、
高解像度高速記録に最適なインクジエツト装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第３図は、各々、本発明の記録ヘツ
ドの好適な実施態様の構成を模式的に示した斜視
図、第２図は本発明の記録ヘツドを構成する記録
ヘツド要素の一例を模式的に示した構成断面図で
ある。 １，１５……記録ヘツド、２，１６……記録ヘ
ツド要素、３，１７……治具、４……開口部、５
……円筒状部材、６……電気・機械変換体、７…
…供給管、８……流入口側端部、９……オリフイ
ス、１０……吐出口側端部、１１……圧力発生
部、１２……外面電極、１３……内面電極、１４
……リード電極、１８……リード電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インク滴を吐出する吐出部及び前記吐出部か
   らインクを吐出するための電気信号を受ける電極
   を備えた記録要素を用いて被記録媒体に記録を行
   うインクジエツト装置において、 前記記録要素に記録信号を入力するためのリー
   ド電極が配設され、前記記録要素を装着するため
   の開口部を有した装着部材を備えており、 前記装着部材の開口部に挿入されることで前記
   リード電極との電気的接続状態が達成され、前記
   記録要素の吐出面が前記装着部材の表面より突出
   した状態で位置決め固設されることで、記録がな
   されるよう構成されたことを特徴とするインクジ
   エツト装置。 ２ 前記装着部材は、前記記録要素を複数装着可
   能とする複数の開口部と、前記開口部ごとに記録
   信号を各記録要素に独立して入力するためのリー
   ド電極と、を備えていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載のインクジエツト装置。