JPS5952665A - インク滴噴射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微小なインク滴を噴射下るインク滴噴射装置に
関Ｔる。

インク滴をｌｌｉ射Ｔるインク？楯噴射装買の内、必要
す時にインク滴の噴射が得られるオンデマンド型が、 ｉｌ＋　　不要インク処理のｒ（い １２）　　カラー化が極めて容易ｒ（ ＋３１　　インク滴の滴径が可変であり、濃淡表現が可
能な。

優れた特長点を有している為に、種々実用化に至ってい
る。

第１図並びに第２図は上Ｃｅ実用化に至ってい名著名な
インク滴噴射装置を示し、第１図はインクが満されるイ
ンク室＋ｌ＋７３Ｚ　１室のシングルキャビティ型と称
せられるもので、特公昭５５−　’＋　２１５８号に詳
しい説明が為されている。第２図は１紀インク室ｉｌ＋
が内方の室（１ａ）と外方の％（１ｂ）とに分割された
ダブルキャビティ型のインク滴噴射装置で特公昭５５−
４５６９８号に開示されている。この両者に共通Ｔるこ
とは、箪気信号に応答して圧電振動子（２）が湾曲振動
しその撮動によってインク室１Ｊ内の圧力が上昇してオ
リフィス１３１からインク柱（４）を突出せしめ、その
インク柱（４１が自分自身の運動エネルギと表面張力と
によってインク滴（５）となり対向配置された１録媒体
（図示せス）ニ向って飛翔Ｔるインク滴（５）のオンデ
マンド型噴射メカニズムにある。

本発明は斯るオンデマンド型インク滴噴射装置に属Ｔる
新規な噴射装置として本発明者等が６月２０日付で出願
した特願昭５５−８４２６４号（特開昭５７−８１６！
を号）の改良に係り、先ずは上記特許明細瞥に記載され
た本発明の基本となるインク滴噴＠装置ン説明する。

第５図は上２本発明の基本となるインク滴噴射装置を示
Ｔ断面内で、（Ｉｌｌは正弦波状、矩形波状。

鋸歯波状等の電気信号に応答して撮動Ｔる圧力変化手段
としての圧電振動子、　（Ｉｌｌは該圧電振動子ａ１が
長径端の一側壁ビ形成し対向箇所に小径の開孔（＋２１
を存Ｔるホーン状の圧力室、　（１３１は該ボーン状の
圧力室１１３）の開化（１２１を閉塞する樹脂板、金属
板、ゴムシート、フィルム等の薄板、ａ引よ該薄板０３
によって閉塞された圧力室（Ｉｌｌを満たし圧電振動子
（１ａ！の振動を上記薄板（１３１Ｃ罐播せしめる伝播
媒体で、該に播媒体（１４１は振動の伝播率が高く残留
振動に対してダンピング作用のある水、インク、シリコ
ンオイル、水銀等の液体、シリコングリス等め粘弾性物
質及び磁性流体等の如き液体に粉体をコロイド状に混入
したもの等が適宜用いられる。従って、薄板ａ３は振動
部として動作下る。住９は薄板（１３１の前方に僅小間
隙を隔てて配置されその間隙に一定の厚みのインク層ｕ
ｅを保持下る前面板、　（１７）は該前面板１（ｉｔの
略中夫の薄板０３対向箇所（二穿ＴこれＴこ微小径のオ
リフィス、（慢は上記インク層＋ｌｂｌに外部からイン
クを供給下るキャピラリイテユーブである。

斯る構造のインク滴噴射装置の圧電振動子（１０１に電
気信号が給電されると、該圧電振動子１１１３は湾曲振
動し圧力家財）側に湾曲した際、圧力室＋１υ内の圧力
を上昇せしめる。この圧力上昇は伝播媒体（１４１Ｙ介
して小面積の薄板住３にホーン状の形状と相俟って圧力
増幅されながら到達し、該薄板（＋３１インク層１１６
１側に急激に変位せしめる。従って、この薄板０の急激
す変位（二よってインク層ｔｔｅのインクは対向箇所に
穿ＴこれＴこオリフィス旺ηから突出しインク滴となり
噴射下る。次に圧電振鉤子＋１０１が逆方向に湾曲Ｔる
と圧力室αＤ内の圧力は減小し薄板ａ３は平面状態に戻
ってキャピラリイチューブａ８からインク層囲にインク
が補給される。

この様に１Ｍ板（１３１の振動によりインク滴の噴射並
びにインクの袖吟が行なわれており、この薄板α３を荀
′気信号に応答して忠実に振動させることが非常に重要
である。

一万、上紀圧力家財）への伝播媒体Ｉの充填は第４図に
示す如く圧力室ａυと連通した細孔ａ９を形成し、この
細孔（［！ｌから圧力室１１１）内の空気を真空脱気し
ｒ（がら上配置云譜媒体りｎ哨填せしめ、その後ネジ式
の密閉栓（２０１で閉塞する方法が採られている。

この方法によると、密閉栓（２）の座部と細孔１１９と
の間にはボ密的に細孔ａ９を閉塞下る為の０リング等の
弾性バッキング（２Ｄが配挿せしめられている。

然し乍ら、密閉栓（２αの密閉度を高める為に密閉栓（
イ）のネジ込み量ヲ増や丁と、細孔（１９内の伝播媒体
（１４１の圧力が上昇して圧力塞ｔＪυ内のｆｉ：播媒
体ａ０ヲ加圧し、第４図にボＴ如く薄板（１３１を撓ま
せる危惧が発生Ｔる。斯る薄板（１３１の撓み危惧は密
封状順の圧力室料：内でのｂｃＷＩｔ媒体Ｉの媒体線の
際にも発生する。この様に薄板α３が撓むと該薄板＋ｔ
：ｎは圧電振動子１１Ｄ（二よる圧力変化を受けても忠
実に振動Ｔることができず、オンデマンド的にインク滴
’＆　１ｉｆｆｉ　＠させることができない。

また圧力家財）を密閉下ると、内部に充填された伝播媒
体１１４１が経年変化ン来Ｔこし所望のインク滴の噴ｑ
Ｎが得られない虞がある。

本発明インク滴噴射装置は斯る点に鑑み１為されたもの
で、以下に＠５図以降を参照しつつ詳述下る。

第５図は本発明装置を示す断面図であって、（１（ｊ〜
（２１）は第３丙並びに第４烏と同様に圧電振動子乃至
弾性バッキングで、異なるところは新Ｔこに振動部を司
どる薄板（１３に該い、９板（１３１の振動に影響を与
えない程度の開孔面ｍを有Ｔる連通通路（２２１ｙ形成
したところにある。即ち、圧力室旧）は連通通路ｔ２２
１を介して絶えずインク層圃と連通している。ま１こ。

圧力室＋１３＋とインク層ｌｌｅとは連通している為に
圧力室ａＤに充填される伝播媒体ａ釘まインクが採＋ｎ
されている。

この様に薄板（１３１に連通通路（２渇を荷下るインク
滴１ｐｌｉ財装置の圧力室１１１１にインクから成る伝
播媒体ａの充填は従次と１．′５Ｊ様に圧力室料）７開
放しｆこ状１砿でインク中に浸漬セしのて真空脱気７行
ｌＣい、細孔ｎから一ヒ紀ｑ三力室１１１１の空気と伝
播媒体（１４）とを置換Ｔる。・！Ｔここの時図示して
いｆｆいがインクｌ＠１１６）にも細孔を介し、て」−
２に（番媒体ｕ４ｉと同頁のインクが充填される。そし
て圧力室１１］】と連曲し、ている上記細孔１１１に弾
性バッキング（２１１ｉ挿通した密閉栓（優をネジ込む
。１ｕｌ二この細孔ａ９を水密的ｔ−閉盟する為に密閉
栓（２（ｎのネジ込み用を増やＴと、細孔、（１９内の
伝；番媒体（１石の圧力は上昇して圧力室（１１１内の
伝播媒体（１滲を加圧Ｔる。この加圧は振動部の薄板０
３１に広部し該薄板１１３！を一旦撓ませる。然し、薄
板ａ３を撓まセτいる伝を香一体重）の圧力上昇は連通
通路（社）からインク層（１６Ｉ側に該インク層１１θ
内のインクとに播媒体（１４１とのインク圧が同圧とな
るまでリークし。

上記薄板（１３）の（売みは序々に平板状態となる。即
ち。

細孔ｆ１９乞ホ密的に閉？ｉＴることｆ二よって発生Ｔ
る圧力上ダＬは圧力室１１１１内の伝播媒体（１滲を加
圧し薄板ａ３を一旦撓ませたにも拘らず薄板１１３１に
形成された連通通路（２２からリーグレインク滴の非噴
射時薄板ａ３χ平槻状態に保持下る。従って、非噴射時
平板状態を呈下る薄板１１３１は圧電振動子１１０１の
振動に対して忠実に応答下ることになる〇 因みに連通通路（２２１の形状は第６図１ａｌ　ｌｂ＋
に示Ｔ如く単一の連通孔であっても良いし、複数個の円
弧状連通スリットであっても良く、その開孔面積が圧電
振動子１１０１の圧力変化が伝播媒体ａ４を介して薄板
Ｉに加えられＴこ時該薄板（１３１が振動しインク滴の
噴射が得られる程度のものであれば如何なる形状を採っ
ても良い。本発明者等の実験によると、厚み１０μＩ１
１％有効振動部径２■のステンレス板からなる薄板（１
３１に開孔径６０μｍの第６図１ａｌの如き単一連通孔
形状の連通通路（２２ｊを穿ち、その前方に厚み２００
μｍのインク層σ６１ン保持し、更にその前方に開孔径
５０μｍのオリフィスａ７１を配置して直径１０１の圧
電撮動子１１０１を２ＱＫＨｚ程度で振動せしめたとこ
ろ、上記オリフィス（１７）から６滴／■の解像度のオ
ンデマンド的インク滴のＩＩＩ　射”ｋ：得てい不。ま
Ｔこ連通通路（２２のみを７０　／！ＩＩ＋とし他は同
じ条件で実験を行ｒ（っでもオンデマンド的にインク滴
が噴射されることを確９１している。

本発明は以ｌ二の説明から明らかな如（、圧力室にイン
クを充填しこのインクを１云＃ｒ媒体として圧力変化手
段の圧力変化を小面積の担動部に集中的に印加して前面
に保持されたインク層からインク滴を噴射゛４−るイン
ク滴１’ｌｆ　’ｉｔ装臂に於いて、上紀振動部に該振
動部の振切１にＷ＃響を与え１「い程度の開孔面ｆａビ
有する連辿通路ン形成してＬＩＥ力室とインク層とケ連
１山せしめ１こので、インク弔・１上刃室に充填下る際
等に発生Ｔる異常圧カ上ケ目・・ＩＪＥ連通通路を介し
てインク精側にリークさせと）ことがで★、非１１Ｒ’
Ｎ時［Ｅ　’７］室とインク層とのインクＬ１：は同圧
となりｔ配圧カヒ昇に起因Ｔる振動部の撓み変形をｒｌ
ｌｉｌｊｆｉＴることができる。従って、鴎動部は絶え
ず圧力変化手段の圧力変化に対して忠実に応答し経年に
貝ってオンデマンド的Ｃニインク滴を噴射せしめること
がでホる。

４Ｉ　　−面０月１０車な説明 第１図並びに第２肉は従来のオンデマンド型インク滴噴
射装置な示Ｔ断面噛、第６図並びに第４図は本発明装置
の基本構造ン示す断面図、第５崗は本発明インク滴噴射
装置を示す断面図、弔６図１ａｌｌｂ＋は本発明の要部
を示Ｔ拡大正面図である。

＋１０１・・・圧電娠動子、旧−・・・圧力室、（１（
・・・薄板、印・・・インク層、Ｃ１η・・・オリフィ
ス、（２２１・・・連通通路。

第１図 り 第２図　　　　　　　　　　　　　　第３図第４図　　
　　　　　　　　　　　　　第５図第６図 （ｆｌ）　　　　　　　　　　（Ｉ７）３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　内部にインクが充填されＴこ圧力室に圧力変化手
   段を関連ｆｌ″け、この圧力変化手段による圧力変化し
   Ｈｅインク乞介して圧力室の４１１１壁の一部に形成さ
   れＴこ小面積の振動部に集中的に印加１−１この振動部
   の前面に保持され１こインク層のインクンインク滴とし
   て噴射せしめるインク滴噴射装置に於いて、よ？振動部
   に該振動部の撮動に影響を与えない程度の開孔面情乞何
   Ｔる連通通路を形１戎して圧力室とインク層とン連通せ
   しめ、非噴射時圧力室とインク層とのインク圧￥間圧と
   したことを特徴と下るイン７滴噴射装置。