JPH0455113B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ある数の一列に配置された圧電変換
器を有する記録ヘツドを備え、前記変換器の圧電
変形によつて記録液が一滴ずつ記録担体の方向に
向けて放出されるようなインクモザイク記録装置
における分解能を高める方法に関する。さらに、
本発明はこの方法を実施するための装置に関す
る。

〔従来の技術〕

インクモザイク記録装置とはここではたとえば
互いに並列配置されかつノズル板に対向して置か
れている棒状の圧電変換器のことである。このよ
うな棒状の圧電変換器はたとえばドイツ連邦共和
国特許第2527647号明細書によつて公知であり、
以下においては単に櫛形記録計と称することもあ
る。その場合に、棒状の圧電変換器は一方の端部
または両端部がそれぞれ橋絡部に結合されてい
る。同様に、本件出願人によりドイツ連邦共和国
特許出願第3320441号明細書にて出願された記録
装置によれば、両端部が橋絡部に結合されてプレ
ストレスを与えられた櫛形圧電変換器が提案され
ている。さらに、インクモザイク記録装置の記録
ヘツドは、同様に本件出願人によりドイツ連邦共
和国特許出願第P3306098号明細書にて出願され
ているように、インク通路を２個の圧電素子とそ
の両圧電素子の両側面側を覆うように置かれた２
枚の板とによつて構成し、その圧電素子の圧電変
形によつてインク通路の断面積を減少させること
によりインク通路内のインクを放出させるように
したインク通路マトリツクスを備えることもでき
る。同様に、インクモザイク記録装置は、ドイツ
連邦共和国特許出願公開第2262106号明細書によ
つて公知であるように、インク通路が圧電形圧力
室から放射状にインクノズルへ導かれる装置と類
似の方法によつて構成されるようにすることもで
きる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらのすべてのインクモザイク記録装置にお
いては、従来、１ミリメートル当たりほぼ４個の
液滴の分解能が得られている。文字品質を改善す
るためには、１ミリメートル当たりほぼ10個の液
滴が生じるようにするのが望ましい。上述した櫛
形記録計ではこの問題を解決するために、たとえ
ば、複数の圧電櫛を記録紙送り方向に位置をずら
せて配置するようにしている。しかしながら、そ
の場合には電子回路の個数が増加し、しかも文字
がゆがめられてしまうことがある。たとえば櫛形
記録計において圧電変換器間の間隔を減少させる
ことは、製作技術上の困難さはさておくとして
も、各変換器間の液圧結合の危険性がかなり高め
られる。

本発明が解決しようとする問題点は、冒頭で述
べた種類のインクモザイク記録装置における分解
能を、簡単な方法で、かつ圧電変換器を付加する
ことなく高めることができるようにする方法およ
び装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このような問題点は本発明によれば、液滴の放
出方向が常に記録担体と同じ角度をなすように記
録ヘツドを液滴の放出方向に対して横方向に周期
的に偏位させ、かつ、液滴の放出をこの偏位と同
期させることによつて達成される。

原理的にはそのために２つの方法が可能であ
る。第１の方法では、静止した記録ヘツド（以下
静止形記録ヘツドとも称する。）によつて発生さ
れた液滴間の間隔のほぼ1/4の大きさの振幅でも
つて記録ヘツドの偏位が生ぜしめられるようにな
される。一例として１ミリメートル当たり４個の
ノズルを備えた櫛形記録計を採用した場合には、
振幅は約60μｍとなる。この場合、記録ヘツドの
偏位と液滴の放出との同期化は、記録ヘツドが左
右のいずれか一方向での最大偏位に達する都度液
滴が放出されるように行なわれなければならな
い。このようにして、１ミリメートル当たりの液
滴の個数を２倍にすることができる。この場合、
記録ヘツドは液滴の放出瞬時においては静止状態
にあり、すなわち、液滴にはその飛行方向に対す
る横方向への速度成分は重畳されない。

第２の方法では、本発明の有利な実施態様にお
いては、記録ヘツドの偏位は、隣接した圧電変換
器間の間隔の一部分に相当する大きさであり、し
かも、記録担体上での液滴の着地点を、静止形記
録ヘツドによつて作られる場合の隣接した２点間
の間隔の1/2だけ最大ずらすことができるように
するために、液滴の放出方向に対して横方向に充
分な大きさの速度成分をその液滴に重畳できるよ
うな高さの周波数でもつて生ぜしめられる。

１ミリメートル当たり４個のノズルを有する櫛
形記録計の例の場合には、記録ヘツドの偏位は
10μｍ〜20μｍで全く充分であり、しかもその程
度の偏位の場合には実現が非常に容易である。記
録ヘツドが正弦波状に偏位する場合には、液滴の
放出がその正弦波の零点通過の都度および少なく
とも正弦波の一つの頂点の到達時に行なわれるよ
うにすると、記録ヘツドの偏位と液滴の放出との
同期化が特に簡単になる。零点通過時に液滴に最
大速度横軸方向成分が重畳され、その結果この時
点に放出された液滴は静止形記録ヘツドによつて
作られる場合の隣接した２点間の間隔のほぼ1/2
だけずらされる。正弦波の頂点では記録ヘツドの
横方向速度は実質的に零であり、その結果液滴に
は速度横軸方向成分は重畳されない。記録ヘツド
の偏位振幅は数μｍにすぎないので、この時点で
放出された液滴は静止形記録ヘツドにおいて零点
で放出された液滴と一次近似で同一とみなすこと
ができる。このようにして各ノズルからは３個の
異なつた液滴位置が得られ、それにより分解能が
著しく高められるようになる。

記録ヘツドの偏位と液滴の放出との同期化をこ
のようにして行なうことの特別な利点は、記録ヘ
ツドの正弦波状偏位について考察すると、変位速
度が零点通過領域および同様に頂点において比較
的長い時間区間に亘つてほぼ一定であるというこ
とである。このことはこの領域で液滴の放出を行
なうようにすれば、文字への著しい影響はないこ
とを意味する。それ故記録ヘツドの偏位と液滴の
放出との時間的な同期化に関して電子回路に要求
されることは極く僅かである。

同期化に費用をかけ、またたとえば他の偏位関
数を用いることによつて、１ノズル当たりの記録
ドツトの個数をもつと増大せしめることが可能で
ある。原理的には記録ドツトは任意に接近して位
置せしめることができる。ところが、このような
本発明による方法の場合には、各圧電変換器毎に
２ドツトあるいはそれ以上のドツトの記録を行な
う場合、インクモザイク記録装置の記録速度、従
つて記録紙送り速度を低下させなければならない
という欠点が生じる。しかしながら、記録ドツト
が接近して位置せしめられている高記録品質があ
らゆる場合に必要であるというわけではないの
で、本発明の一つの実施態様によれば、切換えが
設けられ、それにより記録ヘツドはある時には静
止形記録ヘツドとして用いられて静止せしめら
れ、その場合には圧電変換器の個数に一致したド
ツトを記録し、かつその場合には最高の記録速度
でもつて動作することができ、一方、高分解能が
所望される場合にだけ記録ヘツドが周期的に偏位
せしめられるようにする。但し、その場合には記
録速度が低下するのは我慢しなければならない。

本発明による方法を実施するために、本発明に
よれば、記録ヘツドが横方向に偏位するために圧
電振動子上に取付けられているような装置が提案
される。それにより、簡単な方法で記録ヘツドの
偏位周波数および偏位振幅が正確に調整可能とな
り、このことは液滴との同期化のために是非必要
なことである。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。

第２図にはインクモザイク記録装置の原理構成
の外観が示されている。送りローラ１，２によつ
て、記録担体（たとえば通常の記録紙）３が間隔
保持体５を介して容器７の端面６近傍を矢印４方
向に動かされる。容器７には接続導線８が案内さ
れており、この接続導線８は、プラグ９によつ
て、所望の曲線、記号あるいは像などを記録する
ための制御信号および時間的な周期的偏位と個々
の液滴の放出とを同期化させるための制御信号な
どを供給する適当な制御機構に接続される。容器
７は第１図に一つの実現可能な実施例が示されて
いる記録ヘツドを有している。

記録ヘツドはノズル板１０から構成され、この
ノズル板１０は同時にインクモザイク記録装置の
カバー板を構成している。ノズル板１０は一列に
等間隔で並列配置された複数のノズル１１を有し
ている。各ノズル上には棒状圧電変換器１２が配
置されており、これらは一端が共通の橋絡部１３
に結合されそしてこの橋絡部の領域で固定装置１
４によつてノズル板１０と強固に結合されてい
る。各圧電変換器１２は、その電気的接続部への
印加電圧が変化させられることによつて変形させ
られ、それによりその変形した圧電変換器に対応
したノズル板１１からインク液滴が放出されるよ
うに、電気的に接続されている。

この記録ヘツドには別の圧電振動子１５が強固
に結合されており、そして、この圧電振動子１５
は、適当な交流電圧を印加すると矢印１６の方向
に周期的に記録ヘツドを偏位させるように電気的
に接続されている。従つて、この偏位はインク液
滴の放出方向に対して垂直でノズル列と平行に行
なわれる。偏位量はＸで示されている。

第３図には偏位量Ｘと時間ｔとの関係が示され
ている。その場合に、圧電振動子１５は記録ヘツ
ドをほぼ正弦波状に偏位させるものとする。この
実施例においては、偏位は隣接したノズルの間隔
の僅かにほんの一部分であり、放出されたインク
液滴に場合によつては速度の横軸方向成分を重畳
する。

第３図にはインク液滴が放出される時点t1〜t3
が例として示されている。その場合に、時点t1で
は記録ヘツドの速度は零、すなわち、放出された
インク液滴には速度の横軸方向成分は重畳されな
い。記録ヘツドはこの時点で最大距離偏位してい
る。しかしながら、この距離は隣接したノズル間
の間隔に比較して非常に小さいので、このように
して発生されたインク液滴は静止している記録ヘ
ツドから放出されたインク液滴と同一と見ること
ができる。時点t2と時点t3とでは記録ヘツドは大
きな偏位速度を有しているので、これらの時点に
おいては放出されたインク液滴はそれぞれ速度の
横軸方向成分が重畳される。時点t3での偏位は時
点t2での偏位に対して反対方向に行なわれる。

具体的な例として、今、ノズル間隔を約250μ
ｍとする。圧電振動子１５によつて生ぜしめられ
る最大偏位は約20μｍである。さらに、個々の圧
電変換器１２は最大周波数4000Hzで動作するも
のとする。その場合に、第３図において記録ヘツ
ドの偏位とインク液滴の放出とを同期させること
ができるようにするためには、偏位周波数は
1000Hz以上に大きくしてはいけない。インク液
滴に重畳することのできる速度の横軸方向成分は
その場合には約0.15ｍ／secであり、記録担体と
ノズル板との間隔が数ミリメートルの際にインク
液滴の記録担体上での着地点を隣接したノズルの
間隔のほぼ1/3だけずらすためには充分である。

なお、記録ヘツドの偏位はもちろん正弦波関数
のほかに他の関数に基づいて行なうこともでき
る。同様に、放出時点も上記の時点t1，t2，t3以
外の時点を選ぶことも可能である。さらに、多数
の時点を設定し、従つて記録時点を任意に接近さ
せることも原理的には可能である。必要な場合に
は速度の大きな横軸方向成分が得られるようにす
るために、非常に高い偏位周波数を設定してもよ
い。しかしながら、その場合には種々異なつた放
出時点が必ずしも一偏位周期内にない。

第４図により高分解能を実現する実例について
説明する。第４図のａにはその都度同時にインク
液滴を放出するノズルが簡略化して示されてい
る。第４図のｂには時点t1での記録ドツトが示さ
れており、これらの記録ドツトは大きな間隔を持
たされているノズル位置と実質的に一致してい
る。第４図のｃには時点t2での記録ドツトが示さ
れており、これらの記録ドツトは左側にずらされ
ている。第４図のｄには時点t3での記録ドツトが
示されているが、これらの記録ドツトは右側にず
らされている。最後に、第４図のｅにはこのよう
にして可能になつた記録ドツトの全体が示されて
いる。このようにして、本発明によれば、３個の
ノズルを用いて、９個の記録ドツトを得ることが
できる。

第５図は任意の記号たとえば数字７を静止した
記録ヘツド（すなわち従来の静止形記録ヘツド）
を用いて記録した場合と、周期的に偏位する記録
ヘツドを用いて記録した場合との相違を比較して
示したものであり、左側の白丸ドツトによつて描
かれた数字は従来の記録ヘツドによつて描かれた
数字であり、右側の黒丸ドツトによつて描かれた
数字は本発明による記録ヘツドによつて描かれた
数字である。その場合に、１ミリメートル毎に４
個のノズルを用いることにより、１ミリメートル
毎に12個の記録ドツト、すなわち肉眼では完全に
つながつている文字が得られる。

記録ヘツドの偏位は遮断可能であり、それゆえ
必要な場合には、たとえばドラフトなどを作成す
る場合には分解能は低いが、しかしながら速い紙
速度でもつて動作させることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、低分解能および高分解能を得
るために、１つの記録ヘツドしたがつて１つの制
御用電子回路を必要とするだけで、分解能を高め
るための付加的な費用を最小限にとどめることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクモザイク記録装置
の櫛形に形成された記録ヘツドの一例を示す平面
図、第２図はインクモザイク記録装置の斜視図、
第３図は第２図に示した記録ヘツドの時間的変位
を示す波形図、第４図は異なつた時点に記録ノズ
ルによつて形成される記録ドツトについて説明す
るための説明図、第５図は従来の静止形記録ヘツ
ドによつて作成された文字と本発明における記録
ヘツドによつて作成された文字との分解能の相違
について説明するための説明図である。 １，２……送りローラ、３……記録担体、７…
…容器、８……接続導線、９……プラグ、１０…
…ノズル板、１１……ノズル、１２……棒状圧電
変換器、１５……圧電振動子、１６……偏位方
向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 列状に配置された圧電変換器を有する記録ヘ
   ツドを備え、前記変換器の圧電変形によつて記録
   液滴が記録担体に向けて放出されるインクモザイ
   ク記録装置における分解能を高める方法におい
   て、前記液滴の放出方向が常に記録担体と同じ角
   度をなすように記録ヘツドを液滴の放出方向に対
   して横方向に周期的に偏位させ、前記液滴の放出
   はこの偏位と同期させることを特徴とする記録装
   置の分解能を高める方法。 ２ 偏位は、隣接した圧電変換器間の間隔の小部
   分であり、記録担体上での液滴の着地点を必要な
   距離だけずらすことができるようにするために、
   液滴の放出方向に対して横方向の充分な大きさの
   速度成分を前記液滴に重畳することのできるよう
   な高さの周波数でもつて生ぜしめることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 記録ヘツドは正弦波状に偏位させ、液滴の放
   出は正弦波の零点通過の都度および必要な場合に
   は正弦波の一つの頂点到達時に行うことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 記録ヘツドを横方向に偏位するために圧電振
   動子に取付けることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項ないし第３項のいずれか１項に記載の方
   法。