JPS6068964A - インク噴射記録装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はノンインパクト記録装置に関し、特に印刷へ／
ドのオリフィスからインクの小滴を噴射する形式のいわ
ゆるインク噴射記録装置に関するものである。

［従来技術１ 従来のノンインバク１記録装置におり１てｌ土、情報パ
ターン（文字、数字、記号１図形等）を作る各種の装置
が利用されてり１て、それらは静電式、電解式、放電式
、感熱式等の各記録装置としてよく知られている。しか
しこれらは何れも特殊処理された記録用媒祠を必要とす
るばかりでなし中には複雑なプロセス及び特殊な印刷用
処理媒材を要するものである。

そのため、これらの装置のもつ欠点を改善する形でイン
ク噴射記録装置が開発された。これはインクの小滴を無
処理の記録媒材（以下記録紙と称する）上に所定の情報
パターンで付着させて印刷するという６ので、高速印字
、低′＠盲、を通紙使用による安いランニングコスト等
の特徴をもち、有望な記録装置として近年、注目されて
外てり・る。

然して、インク噴射記録装置にお−で、高速且つ低騒音
をもって広範囲の情報ノくターンを精度よく記録するた
めには、インクの噴射作用自体がそれらの目的に合致す
るようになってし１なければならない。そのためには、 ■　情報パターンの正確性を維持するために、インク小
滴の飛行特性を全インク小滴について、あらゆる使用環
境下で常に安定化させなければならない。

■　高速度で多数の小滴を噴射するのであるからインク
の無駄な消費を避けることが望ましい。

■　記録紙とインク噴射ヘッドとの相討移動を高速且つ
、スムーズに訂ゎ・Ｕるために、インク噴射ヘッドの構
成をできる限り軽量小型にすることが望ましい。

１■　更には、艮ノυ’７　＋１１７０使ノ１１を目的
とするのであるから、装置としての（Ｈｆｆｉ性を高く
保つことは勿論、特に、インク噴射ヘッドの構造は、故
１１ト除の意味からも、また保守）、’ｆ、検のためか
らも、できるだけ構造は簡単確実であることが望まれる
。

■　当然のこととして、低価格のものであることが望ま
れる。

等の条件が装置設ｄ１上の基本的な条件として望まれる
のである。しかしながら、現在知られているインク噴射
記録装置は、その何れもが、必ずしもこれらの基本的な
条件を満たしているとは言えないものばかりである。

従来のインク噴射記録装置のうちその第１の方式は、特
公昭、４２−８３５０号公報、特公昭４２−４３８１号
公報および特公昭４４−４５１７号公報に記載されてい
るように、 ◎　予めインクに高い圧力を与えて、インクをノズル先
端から連続的に流出せしめ、 ◎　ノズルを振動子によって機械的に振動させることに
より、確実にインク小滴を形成せしめ、◎　次に、ノズ
ル前方に設置された帯電電極を利用して、噴射された各
インク小滴に情報パターンに応じた電荷を（＝１勺し、 ◎　更に高電圧電界を発生する偏向電極板をインク小滴
の飛行空間に設置して、該一定高圧電界を通過するイン
ク小滴を、各小滴の電荷鳳に応じて偏向さゼ、それによ
り、所定の情報パターンを記録紙上に形成するという方
式である。

しかしながら、この方式には次のような欠点がある。即
ち、 （ａ）インクに高い連続的圧力を与えるため、特殊な加
圧装置を必要とする。

（ｂ）ノズルを磁歪振動子または圧電振動子などを用い
て機械的に高ｊ■振動させるために、ノズル構造が極め
て複雑となる。

（Ｃ）ノズルから高圧力で噴出されたインク柱な振動子
にＪ：リインク小滴化する際に、インク小滴を規則正し
い時間間隔で、且つ、均一ＮＪ法にする必要があるため
、実際の１２品化に当たっては。

複雑な装置ならびに電気回路を要する。

（ｄ）帯電電極に高電圧を要し、且つ、インク小滴を荷
電させる際に、４ｒ／報パターンに応じて制御する必要
があるので、その制御に精密さを要求され、その装置は
高価になる。

（ｅ）振動子によるインク小滴の形成と、小滴への荷電
時Ｉｌｊとをｉ確に同」Ｗさせる必要があるためその同
期手段が複雑になる。

（ｆ）偏向型−にも数千ボルトの高電圧をりえる必要が
ある。

（ｇ）帯電電極や偏倹電極がゴミおよびインクにより汚
されやすいため、所定の性能発揮を、それらにより阻害
されやすい。従ってそれの対策を要求される。

（１１）更には、ノズルと電極間に高電圧を印加するこ
とにより、インクの電気分子！ｒを生じさせることによ
って、ノズルおよび電極に腐蝕性のある副産物を生じ、
それがノズル及び電極を着しく劣化させる原因となるの
で、その防止対策が要求されることになる。

（ｉ）ノズルから連続的にインク小滴が噴射されること
は、情報パターンの形成に関与しない多数の小滴を噴射
するので、これら不必要なインクを回収して再使用又は
廃棄するための余計な装置を必要とする。

等である。これらの欠点を克服して、前記基本条件に基
いて、イＬ？顯生の１ｔ％いインク噴射記録装置を作る
ためには、尚、解決すべき多くの技術的問題点があり、
精密且つ複雑な装置ならびに電気回路を要し、製品は高
価になる。

その第２の方式は、特公昭３６−１３７６８号公報に示
されるＪ：うに、連続して飛翔中のインク小滴を偏向電
極により、乃準の軌道（’Ｉ’　ｒ・ａｊｅｃＬｏｒｙ
）から偏向させて、情報パターンを形成するということ
に関しては、市記第１の方式と同じであるが、ただ、イ
ンク小滴を形成する点と、偏向電界の強さを変化させて
、インク小滴の飛翔方向を偏向する点においてのみ、前
記第１の方式と異なるものである。

即ち、 ◎　先づ、ノズルの前記空間中に加速電極と偏向電極と
を、それぞれ設置し、 ◎　次に、ノズル先端でインクが凸状メニスカス状態に
なるような圧力をインクに加え、且つ、ノズルから流出
しない状態に保ち、 ◎　該加速電極とノズル中のインクとの間に一定の高電
圧を印ノＪ■シて、この強い蒲電界の作用により、ノズ
ルからインクを吸出し、吸出されたインクの流れは、本
質的に一定の液量および電荷を有する連続したインク小
滴に分断される。

◎　更に加速電極の外方に設けた、偏向電極に入力信号
に応じたでの制御を行い、電界を通過するインク小滴を
偏向せしめ、二′れにより所定の情報パターンを記録紙
上に形成するという方式しかしながら、この方式にも前
記第１の方式に劣らない欠点が存在する。即ち、■イン
ク小滴の形成時期と高圧パルス印加時期との同期性、■
それぞれの電極にゴミやインクが４１着しやすいという
こと、■高電圧によるノズル、電極の劣化、およびイン
ク小滴による情報パターン創成時に不必要なインク小滴
が生じるという事柄に関しては、何れも第１の方式の場
合の欠点と同じであるが、その上に （イ）　インクの静電吸出作用を利用するので小滴形成
速度に制限があり、高速印字は不可能となる。

（ロ）加速電極とノズル間に数千ボルトの高電圧を与え
る必要があるため装置が高価になる。

（ハ）更には、偏見電極にも、数千ボルトの歯型を与え
る必要があり、且つ、これをそれぞれのインク小滴毎に
、４８報パターンに応じて変化させなければならないの
で、その制御は困難さをイ゛１′う。

等である。これらの欠点を克服して、前記基本条件に基
いて、信頼性の高いインク噴射記録装置を完成させるに
は、尚、解決すべき多くの技術的問題点があり、精密且
つ、複雑な装置ならびに電気回路を要す。またｉｌの方
式に比し、高速印字ができないという基本的欠点が存在
する。

尚、極めてｖＩａな例であるが、もう１つの方式も知ら
れている。それは、米国特￥１第２，５１２，７４３号
明細告、に示されている。この開示によれば、インクを
）；もたしたボーン状のノズル内に、機械的共振周波数
で超音波衝撃波を連続的に発生させ、衝撃波がノズルの
内部傾斜面に沿って大径部から小征部まで移動していく
過程で、衝撃波の強さが増大し、この超音波ＩＪｊ　Ｍ
波によってインクに生ずるキャビテーションの気泡作用
により、ノズルの端部からインクの噴霧を噴射させるも
のである。しかし、この方式には次の欠点がある。

（、）この装置は、機械的共振によって定まる一定速度
で動作する。

（ｂ）噴射系は、−滴の噴射後に平衡常態に復元しない
から、−個の電気的信号に応答して、−個のインク小滴
を形成することはでさなし・。多数の信号の複合した共
振効果がインク噴射に必要である。

（ｃ）インクは噴霧状に噴射されるので、高精度の情報
パターンを得るために制御することは困難である。

これがため、この方式はこのままでは汎用のインク噴射
記録として用いることが出来ず、その改善策が望まれて
いるものである。

従って、この方式は現段階では、あくまで特殊目的に用
いられる方式という認識の場を出なり・ものであり、加
えて前記基本条件の大部分にも合致しないものと言うこ
とができる。

［発明の目的１ 本発明の目的は、これらのインク噴射記録装置において
、印字のための電気パルスが印加される度に、印字に必
要なインク小滴の噴射が行なわれるように改良された印
字ヘッドを有するインク噴射記録装置を提供することに
ある。

［発明の構成］ 即ち本発明は、Ｉ：ｊ＋字のための電気信号パルスが印
加される都度、印字ヘッドの圧力室の容積を電気機械変
換素子によって変化させて、インク噴出用出口オリフィ
スからインク滴を噴射するインク噴射記録装置であって
、複数のオリアイスと、該オリフィスに連通する複数の
圧力室と、該圧力室に対応して設けられた複数の電気機
械変換素子とを有する印字ヘッドを傾１えたことを特徴
とするである。

本発明の目的は、例えば下記の如きインク噴射記録装置
においても有効に達成される。即ち、（、）オリアイス
とインク溜りに絶えず連通している圧力室をインク溜り
からのインクで満たし、圧力室は、その壁の少なくとも
一部を電気機械変換手段により変形せしめ得るように構
成され、（ｂ）非記録時にはインク溜り内のインクの層
圧力とオリアイスにおけるインクの表面張力とにより、
インクを平衡状態に保ち、 （ｃ）電気パルスが印加去れる時、電気機械変換手段の
作動により前記圧力室の壁を内方に変位させて、該圧力
室のインクの量の一部を１個のインク滴としてオリアイ
スから記録媒体方向に噴射させ、 （ｄ）１個のインクの噴射後に、圧力室の容積を復元さ
せて、最初のインクの平衡状態に復元せしめるようにし
たことを特徴とするインク噴射記録装置を代表的な例と
して挙げることができる。

［実施例１ 以下、本発明に係る印字へ・／１・を搭載した前記イン
ク噴射記録装置を図示実施例に基いて説明する。

１１．２．３図は本発明が利用されるインク噴射記録装
置の原理を説明させるだめの実施例の概略図である。

第１図は、記録紙１２に情報パターンを記録するように
した装置１１を示す概略図である。記録紙１２は装置１
１に対し、供給ローラ１３から巻き取りローラ１４まで
動くように示しである。しかし、装置１１と記録紙１２
どの間の相対的な運動は、装置１１と記録紙１２との何
れか、又は両方を実際に動かし得るような適当なｈ法で
ｔｒうことかできることは明らかである。

装置１１は、使用する特定のインクを貯蔵する適当なイ
ンク溜り１６を含んでいる。このインク溜り１６は連通
管１７を通ってインク小滴を噴射する装置即ち、印字ヘ
ッド（インク噴射へノド）１８に通じている。電子パル
ス発生装置１９はパルスをワイヤのような適当な伝送手
段２１を通して印字ヘッドにパルス電圧を送る。この時
、印字へノド１８は前記発生装置１９がらの１発のパル
ス電圧を受けると、インクの１個の不連続な小滴２２を
オリフィス２４がら噴射する。即ち、各パルス電圧は、
それぞれ１個のインク小滴を作り、その液量は印加され
たパルス電圧のエネルギーによって制御されている。

第１図に示す実施例においては、記録紙１２が印字ヘッ
ド１８を通過する時に噴出されたインク小滴の群が記録
紙上に線２３を形成するようになっている。

正確な情報パターンの記録を記録紙上に形成するために
は、印字ヘッド１８のオリフィス２４から記録紙１２ま
で実質的に直線軌道を画いてインク小滴が飛行するよう
にしなければならない。

また、装置１１と記録紙１２とを相対的に正確に位置決
めすることによって、電子パルス発生装置１９からのパ
ルス信号に基いて予定の情報パターンを形成するように
インク小滴を衝突させることができる。更に、情報パタ
ーンの記録を最良にするためには、インク小滴は正確な
形及び液量にする必要がある。即ち、これは小滴毎にそ
の大きさが均一で、且つ、パルス発生装置１９からの電
子１３号の間隔通りにインク小滴を噴出することを意味
する。

ｔｊＳ２及び第３図は、好ましい小滴噴射装置、即ち印
字ヘッド１８の詳細な構造を示す平面図及び断面図であ
る。但し、第３図の断面図においては、構造説明の都合
上印字へノド１８は電源が投入されていない時の状態（
後述の圧力板４１に何等の通電もされていない状態）で
示しである。印字ヘッド１８は圧力室３７の部分を形成
するハウジング３６から成っている。連通管１７はイン
クをインク溜り１６からの圧力室の入り口辿路３８に送
る。圧力室３７は出口通路：（９を含んでいる。圧力室
：（°７の−に力の壁は、圧力板（可撓板）４１によっ
て形成されている。圧力板４１は好ましくはピエゾ電気
材料にＪ：って形成されている。図示する実施例におい
て、圧力板４１は横方向に膨張する２枚のピエゾ電気プ
レート４２゜４３から成り立っていて、何れも薄板状円
板をなし、これらは導電性薄膜４４によって相互に固定
されている。プレー）　４２．４３の外面には導電性液
′ｆＬ４６．４７が取り（ｔｌけられており、これが両
プレートの面に電気的に接続し、且つ、ワイヤ４８．４
９によって外部に導かれている。そのため２つの表面に
電圧を印加することによってプレート４２．４３に電圧
をかけることができる。この場合プレー１１２．４３に
適当な正の電圧をかけると、一方のプレート４２が収縮
すると）（に、他方のプレート４３はｊ膨張してｔ５６
図及び第７図に示すような圧力板４１が圧力室３７の内
側へ撓み、また逆に両プレー１．４２．４３に適当な負
の電圧をかけると、今度は逆にｌｌｆｊ者のプレー）４
２が膨張すると共に、後者のプレート４３が収縮して、
ｆｊＳｓ図及び第８図に示すよう１こ圧力板４１が圧力
室３７の外力へ撓むことになる。

このように圧力板４１は、２枚のピエゾ電気プレート４
２．４３を接合して一体構造を成したものであり（以下
バイモルフと呼ぶ）、１枚の電気プレートのみの圧力板
（以下ユニモルフと呼ぶ）に比して、所定のパルスに対
し約２倍の変形をするから、圧力室３７の容積変化効率
が高い。

バイモルフはユニモルフに比して少ないパルス電圧ピー
ク値によって達成できることになる。上記バイモルフ、
ユニモルフ何れの場合にも円板状になすと、印加電圧に
対する変形効率が良いから、圧力室３７の容積変形に、
も有効である。

然して正の電圧印加で圧力板４１が圧力室３７の内方へ
撓むと圧力室の容積は減少し、圧力室内のインクに圧力
が加えられ、インクの一部を出口通路３９の方に押し出
し、記録紙１２に向かって噴射し、−力残りのインクを
インク溜りの静水圧に抗して連通管１７を介してインク
溜り１６に戻るようにする。

出口通路３９の端部は精密な直径のオリフィス５２で終
わっておＩ）、これによって印字ヘッド１８から噴射さ
れるインク小滴の直径が正確に制御される。

インク小滴の大きさは、プレート４２と４３にががる電
圧及びそのパルス幅並びにオリフィス５２の直径の関数
である。

圧力板４１はエポキシ樹脂接着剤のような適当な取付手
段によって、第３図に示す通り、印字ヘッドのハウジン
グ３６内に収められている。尚、圧力板４１として適当
なピエゾ電気変換器は、米国オハイオ州のフレバイト・
コーポレーションにより、商品名゛バイモルフ゛として
市販されている。

さて、印字ヘッド１８に電源（図示せず）が投入され、
まだ）エカパルスが送られないときは、第４図（Δ）に
示すように、パルス発生装置１９がら負の電圧が圧力板
４１に印加されるから圧力板４１は印字動作に先立って
第５図に示すように外側に撓んだ状態に保持される。こ
の場合、インクはオリフィス５２から伸びる僅かなメニ
スカスをつくることになる。このメニスカスはインク溜
り１６からの静圧が圧力室３７のインクにかかるためで
ある。インクの表面張力はインクがオリフィスから滴ド
しないようにしている。

然して、印字に際しては、圧力板４１のこの状態におい
て前記パルス発生装置１９からの正のパルス電圧が印加
されることによって、インク小滴の噴射が行なわれるこ
とになる。即ち、導＃４８．４９を介してパルス発生装
置１９からの選定された振幅及びパルス幅をもつ電気パ
ルス信号が圧力板４１に印加されると、圧力板４１は第
５図の状態から平面状態を経て第６図の状態にゑ、激に
移行して、圧力室内の容積を減少ぜしめ、圧力室３７内
のインクに急激な圧力パルスを与える。圧力室内のイン
クはこの圧力パルスにより、出口通路３９を通ってオリ
フィス５２に′進み、そして第３図の概略図で示す通り
、パルスに応答した不連続な小滴としてオリフィス５２
から噴射される。この小滴２２は記録紙ｊ２に衝突し、
そして印字ヘッドと記録紙の間の相対運動は、その相対
運動の方向及び大きさによって線またはその他の形状を
構成することになる。

以上のように、圧力板４１は噴射前には負の電圧が印加
されていて、上方に凸形状をなし、噴射時には正の電圧
が印加されることにより上方に門形状に変形せしめられ
るから、その容積変化量は、無負荷電圧から正または負
の電圧を印加する場合に比して約２倍となり、圧力室３
７の容積変化効率は大きい。また印加するパルス電圧の
ピーク電圧値をよ１）小さくして同一の容積変化を１１
）ることができる。尚、噴射後には圧力板４１には再び
負の電圧を印加して上方に凸形状に復帰せしめて、次の
信号を持（戊する。

入１」及び出口通路３８．３９の大きさは使用するイン
クの粘度によっである大きさに規制される。より大とい
管は一層粘度のあるインクの場合に必要であろう。圧力
板４１による圧力パルスがオリフィス５２がらインク小
滴２２を噴射する時、その圧力はまたインクをインク溜
り１６がら加わるインクの静水圧に抗して入［１通路３
８からインク溜りへ逆流するように働く。この場合逆流
の量は入口通路３８の長さ、及び直径を調節することに
より制限され、そしてインクの摩擦阻止力はインク小滴
の噴射中に生しる逆流量を制限する。

尚、層状になった液体の流れが長さしの管を、速度■で
流れるときの摩擦阻止力Ｆ゛は、次の式によることが１
゛態明している。

Ｆ＝８πηＬＸｌ 但し、ηは液体の粘性係数である。

而して、インク溜り１６にかかる静水圧は、圧力室内の
インクを入口通路３８内に戻さないで、小滴がオリフィ
ス５２から出るように作用する。２インチのｍ水圧は大
部分の目的に対して十分である。

もし、入口通路３８を通る逆流が制限されないと、圧力
板４１からの圧力バルスは大量のインクを入１コ通路３
８を通して逆方向に押すことにその大部分のエネルギー
を費され、インク小満２２をオリフィス５２から噴射す
るために必要な圧力室内の圧力を十分高めることができ
なくな゛る。

また出口通路３９の長さ、及び直径は、静水圧と入口通
路３８及び連通管１７によって生ずる摩擦損失に比較し
てより低い摩擦損失になるように選定する必要がある。

インク溜り１６を通じて加えられる許容可能のｍ水圧は によって表される。

但し、Ｄはオリフィスの直径 Ｓはインクの表面張力の定数 しかし、オリフィス５２でメニスカスを安定さぜるため
には、インクが印字ヘッド１８のハウジング３６の前面
を濡らしてはならないことである。即ちインクとハウジ
ング３６の前面との間の自然接触角を９０′以上にする
必要がある。この状態は、水性のインクを使用し、ハウ
ジング３６の前面５７をテア０ン（米国デュポン社の商
品名）で被覆すれば満足される。面５７にテフロンを被
覆するのが好ましいけれども、この発明の目的に適った
接触角を９０゜以上にしたインクと固体の組み合わせは
他に多数ある。

第４図（八）、（ロ）は時間の関数として、圧力板４１
への入力電圧と、圧力室３７の液体にかかる圧力との相
関関係を模式的に示す図である。

噴射系は、正の入力電圧パルス６２が圧力板４１に時間
Ｌ１において印加される直前まで第５図の状態を保って
いるが、ｔｌにおいて印加される正の電圧は圧力板４１
を第６図の状態まで撓まぜ、それによって、第５図の状
態時の値の約１０倍になるまでインクにかかる圧力を増
加させる。インクにかかる圧力のｆｉ大値（点６４）は
、１−２０　ｐｓｉ　（ポンド／平方インチ）の範囲内
に設定することができる。特に５ｐｓｉ前後が好ましい
。

この場合、圧力板４１の反応時間とインクの慣性とがあ
るために、たとえ時間Ｌ１における電圧パルスの印加が
急速であっても、インクの圧力は直ちには上昇しない。

即ち、第４図に示すように時面Ｌ１までは所定の静止値
に保たれていたインク圧力は時間（２における。α６４
の位置で最大値に上昇する。この点６４における増加し
たい高い圧力は、オリフィス５２においてインクに駆動
力として作用するから、出口通路３９におけるインクの
柱はオリフィス５２から流出して高速度に達する。この
高速度はオリフィス５２におけるインクの表面張力に打
勝って、インク柱をオリフィス５２から突出させる。

而して所定の時間、即ち！ｌＩ’５４図におけるし、か
らｔ３までの時間が経過して、パルス発生袋０２１９か
らの電圧が負の初期電圧にスイッチバック（切換え）さ
れると、圧力室３７内の１工カは、時間り、においで、
α６Ｇで示す値まで急速に低下し、最後に時１７ＩＨ，
においでその静止状態６７１こ戻る。

この際、特に突出したインク柱は前述の突出速度とこの
圧力低下作用との関係により、小滴２２となっ′Ｃオリ
フィス５２がら分離し、記録紙まで実質的に自然の直線
的な軌道をとって飛翔し、記録紙に到って線２８の中の
一小点を作ることになる。この過程は、一連の第５〜８
図に詳細に記Ｑされている。

第５図は時間Ｌ１以前の状態、即ち電源が投入されて、
圧力板４１にパルス発生装置１９がらの負の電圧が印加
されている状態における印字ヘッドの断面図である。

この状態において、パルス発生装置１９がら印字のため
の正の電圧パルスが印加されると、上方に撓んでいた圧
力板４１は平面状態を経て内方へ撓み第６図の状態に移
行する。

第６図は圧力板４１の内方撓のみが最大のとき、即ち時
間し、における圧力室の状態を示す。この場合、圧力板
４１への正電圧印加は、一方のプレート４２の収縮及び
他方のプレート４３の膨張を生じさせることにより、圧
力板４１を内方へ撓ませ圧力室３７の容積を減少ぜしめ
て、成る量のインクを移動させるように働く。

この時、入口通路３８にかがるインク溜り１６における
静水圧、インクの粘度、入Ｅ１通路３８の長さ、及び入
口通路の直径並びに前に述べた事柄によって、前記移動
されたインクの一部は入口通路３８を通って連通管に逆
流する。

しかし、圧力板４Ｉにより生じさせられる圧力室３７内
におけるインクの移動は主としてインク柱１０１をオリ
フィス５２がら押し出す作用をする。

第７図は、圧力板４１がなお最大に撓んでいるけれども
、電圧の供給が第５図に点６６で示すｔ、においで低下
した後の状態を示す。

換言すれば、内方に最大限に撓んでいた圧力板４１への
電圧印加が逆になって該圧力板４１が第５図の状態に戻
り始める状態を示したものである。この場合、圧力室３
７内のインク圧力はｆ５４図（［１）に示すように最も
低下するがら、インク柱１０１の加速は減速に献する。

しかし、インク柱１０１の一部（先端部）は既に飛び出
し速度に達しているので、減速しつつあるインク柱がら
分離してインク小滴１０２を作る。その際インク柱の残
部は、圧力室３７内のインクになお連通している。

第８図は、第４図において、Ｉｌ、）′ｆｉｌｌ　Ｌ　
ｓにおける噴射系の状態を示す。即ち、圧力＆４１が第
４図（ロ）点６７に示す位置において、時間Ｌ５におけ
るその準備位置（正の電圧パルスが印加される前の状ｇ
Ｍ）に戻ったところを示す図である。

この場合、ｆ５４図（［１）で示す点６６から点６７に
至る間のインク圧力の低下作用は、インク柱１０１の残
部を出口通路３９内に吸い込むように作用する。

この間、オリフィスから飛び出したインク小満１０２の
表面張力は、該小滴の形状を球形にするように働く。各
パルスが小滴を作った後、噴射系は第５図に示すように
平衡状態に戻る。

尚、噴射するインクの量は、時間Ｌ１がらｔ３までの出
力パルスの幅及び電圧値、即ち加えられるエネルギーに
依存するから、この時間の長さを変更すると、４ミルか
ら２５ミルまでの間の直径を有するインク小滴を作るこ
とができる。このようにして印加する次のパルス６８は
別のもう１つの小滴を噴射する。そのため、小滴の頻度
はパルスが印加されるときの電圧パルスの頻度によって
制御される。

高品質のインク小滴を急速に出すため、第１〜３図に記
載する装置を用いたときの特定のパラメータの例は、下
記の通りである。

第　１　永− 第９図は、インクのドラ１構成により、文字、数字のよ
うなパターンを印字する点を除けば、第１図に示すもの
と同し装置の概略図である。

これは、電子パルス発生装置１９によって個々に制御で
鰺る一連の印刷へラド１１１−１２０を有する。

印刷ヘッド１１１−１２０はスタック１１０の中に垂直
にまとめられているので、同時に１−１０のイン゛り小
滴を噴射することができる。この発明によって、文字”
　ｉ”“を印刷するものと仮定する。第１１図は、文字
“ｒ゛がＹ軸に９個所の位置を有し、Ｙ軸に１０個所の
位（〃を有するインクの点の行と列から構成するための
方法を示す。文字１１　Ｔ　１１は、先ずＹ軸の位置１
にスタック１１０の位置を決めることによって第９図に
示す装置によって次のように形成される。即ち、最上段
の印刷へラド１１１を駆動してインク、弘がＹ軸の１０
の位置に記されるよう【こする。

次に、スタック１．１０をＹ軸の位置２に動かし、印刷
へラド１１１を再び駆動してＹ軸の位置１０に別のイン
ク点を記すようにする。この過程は、スタック１１０７
！ｌ’Ｘ軸の位置５に位置するまでつづけられ、そのと
き１０個のすべての印刷ヘッドを駆動してインク小滴が
印刷へラド１ｉｉ−１ｚｏのそれぞれから噴射されるよ
うにする。これは、文字“ｒ゛の垂直方向構成要素をつ
（るようにＹ軸上の１から１０までの位置に小滴を記す
。その後スタック１１０がＸ軸上の位置６から９まで動
くとき印刷へラド１１１を駆動して、それぞれＹ軸の位
置１０に点を印刷するようにする。

第９図は、１１１から１２０までの１０個の印刷ヘッド
を示しているが、読みやす調文字は少なくとも５個の垂
直方向の位置によってつくることができることが知られ
ている。しかし、見易い構成の文字を作るためには印刷
ヘッドは７−１０個の垂直位置を有するのが好ましい。

スタック１１０は、親ねじ１２２に協動するねじつき支
持材１２１に取り（ｆＩけである。親ねしはその端部１
．２３，１２４におい−〔回転可能に軸受けされており
、ステ・ンプモーター１２６に駆動される。親ねじ１２
２におけるインチ当りのねじ山の数は、ステップモータ
ー１２６の各単位回転量が第１１図のＹ軸においで印刷
ヘッドを相隣る２つの列の間を水平方向に動かすように
選定されている。この方法によって、ステップモーター
１２６の各単位回転量は印刷ヘッドを第１１図のＹ軸に
沿っ′Ｃ前の位置から大の位置まで前進させる。

第１０図は、第９図に示すような積重ね式にぜずに横に
並べる関係にした複数個の印刷ヘッド１３１−１４０を
有する装置を示す。記録紙１２は、文字及び他の形状を
印刷するためヘッドに対して垂直方向に動く。一連の印
刷ヘッドは、必要に応じて垂直方向、水平方向のいずれ
の回外にしてもよいということを理解でトるであう。従
ってスタック状の各ノズルは例えば垂直方向に配置され
たピエゾ電気プレートからインクを供給されて′もよい
。同様に、記録紙とヘッドの間の相対的な動きは垂直方
向または水平方向のいずれにもすることがで外る。

以上述べた通り、本発明によれば、前述のインク噴射記
録方式に必要とされている基本条件を総て満たした優れ
た効果を生ずるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る印刷へ７ドを搭載した小滴噴
η・ｊ記録装置を組み入れた記録装置を示す略図、 第２図は、第１図に示す小滴噴射装置の一実施例の平面
図、 ｆｊＳ３図は、第２図のＩＱ　３−３に沿う断面図、第
４Ａ図は、小滴噴射装置に印加される電圧パルスを示す
図表及び第４Ｂ図は」二記電圧パルスの印加による、時
間の関数としての圧力室内の液体圧力変化を示す図表、 ｔｊＳ５図は、ピエゾ電気プレートに電圧パルスが印加
される直前の状態を示す液体噴射装置の断面図、 第６図は、ピエゾ電気プレートが最大に撓んでいる状態
における該Ｘｔの断面図、 第７図は、ピエゾ電気プレートが元の位置に復帰しよう
とする状態における該装置の断面図、第８図は、ピエゾ
電気プレートが元の位置に復帰した時の状態における該
装置の断面図、ｆ５！〕図は、記録紙１こ複数個の小滴
を噴射することのできる装置の略図、 第１０図は、記録紙に複数個の小滴を噴射する他の装置
を示す略図、 第１１図は、第９及び第１０図に略図的に示す記録装置
によって形成された文字を示すものである。 １１・・・・・・記録装置　１２・・・・・・記録用媒
材（記録紙）１６・・・・・・インク溜り　１８・・・
・・・印刷ヘッド１９・・・・・・電子パルス発生装置 ２２・・・・・・インク小２Ｖａ　２４−・−・−・オ
リフィス３７・・・・・・圧力室　３８・・・・・・入
口通路３９・・・・・・出し１通路　４１・・・・・・
圧力板（可視板）４２．４３・・・・・・ピエゾＴｉ　
気７’レート５２・・・・・・オリフィス　５６・・・
・・・メニスカス代理人　弁理士　野　ｌ］］　義　親 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）印字のための電気信号パルスが印加される都度、
   印字ヘッドの圧力室の容積を電気機械変換素子によって
   変化させて、インク噴出用出口オリフィスからインク滴
   を噴射するインク噴射記録装置であって、複数のオリフ
   ィスと、該オリフィスに連通する複数の圧力室と、該圧
   力室に対応して設けられた複数の電気機械変換素子とを
   有する印字ヘッドを備えたことを１．＋ｊ徴とするイン
   ク噴射記録装置。