JPS608953B2 - 液滴動作式印字機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、個々の点を印字するために一列に配置された
複数のノズルが設けられ、接触部への印加電圧を変える
と印字液がノズルから外部に放出されてノズルの出口開
□部の前方に配置されている記銀担体上に運ばれるよう
にノズルの入口閉口部の前方のＥＯ字液中の直接接触圧
電変換器が配置されているアナログ曲線又はアルファベ
ットや数字記号並びに像の点状記録のための液滴動作式
印字機構に関する。

この種の印字機構はアメリカ合衆国特許第３２１１０８
８号公報により公知である。

この公知例では印字密度を大きくするため一列に配置さ
れたノズルの相互間隔を如何にして小さくするかという
問題がある。そのため指数ホーンとして形成されるノズ
ルに入口面をずらして配置することが提案された。しか
しノズルの入口開□部をずらした構成でもまた個々の圧
電変換器のスペースを考慮した場合ノズルの間隔を小さ
くすることはできない。個々のブロック状の変換器又は
個々の厚い板状変換器を使用する場合には変換器の端面
の十分な振れを達成するために個々の変換器を比較的大
面積にしなければならない。そのためノズル相互間の比
較的大きな間隔が生じる。そのほかにも狭いノズル間隔
を得るため変換器をずらす場合には個々の振動子の取付
は困難である。本発明の目的は冒頭で述べた種類の機構
において印字液の押出しのために十分に大きな駆動運動
が得られるとともにノズルを極めて狭く並列配置できる
ようにする手段を提供することである。

この目的は本発明によれば、圧電運動を発生させる圧電
変換器が棒状に形成されて櫛の歯のように互いに平行に
配置され、この棒状圧電変換器が少くとも一端部で支持
され、その際少くとも２つの相並列した棒が櫛の背部を
介して結合され、棒の振動領域部分がノズルの入口閉口
部の前方に直面するようにしたことによって達成される
。本発明の構成により棒の長手方向の拡がりに応じて十
分に大きな衝撃振幅を比較的小さい断面積の時でも発生
させることができ、その結果小さい断面積のために個々
のノズルを極めて狭く並列配置することが可能となる。
大きな衝撃振幅が得られるためノズルをホーン状に形成
せずにすみ、その結果ノズルを狭く配列するのに不都合
である比較的大きな入口断面積が回避される。その上さ
らに櫛形の構造をみているので棒をノズルの反対側の端
部で極めて簡単に保持することができる。

本発明では不要となったずらし配列の場合にはこの製作
技術上の有利な櫛形構造にすることは不可能であろう。

ノズル開□部の長手方向に棒を配列すると全体の配列を
簡単にかつ容易に製作できる非常に平らな容器に納める
ことができるという長所がある。棒を曲げ振動子として
形成すれば有利である。なぜならこの場合には棒の自由
端面が大きな振動振幅（衝撃振幅）を行なうので、長手
方向に運動する棒の場合よりも一層小さなノズルを入口
断面でもつて動作できるからである。そのため一層狭い
ノズルの並列配置が可能となる。実際には曲げ振動子は
長手方向に振動する棒よりもはるかに耐破損性があるの
で、その結果動作の確実性の増加が達成される。圧電セ
ラミックが圧電セラミックと同一の熱膨張係数を持つ金
属と接合されている二薄層振動子は特に動作が確実であ
ることが実証されている。

棒の製作とその取付は、一単体から平行したスリットの
切目を入れて櫛のように棒を製作し、その際棒の堅固な
取付として作用する背部を残しておくことにより簡単に
出来る。このように構成された櫛により全ての棒の片側
の接触が簡単に可能となる。本発明の別の実施例により
棒の両端部でそれを取付け、棒の中間部にノズルを配列
すると、特に良好な機械的安定性が達成されるので有利
である。

実験結果によればノズルの入口開□部の直径が０．１５
血の時ノズル間隔を０．３肌以下に狭くすることができ
た。

棒の長さが８肌の場合一個のノズルにつき水滴頻度数は
最高３０００／ｓｅｃである。さらに短かし、棒であれ
ばそれ以上の頻度数が達成される。次に図面により本発
明の実施例を説明する。

第１図から印字機構の原理構成の外観が明らかである。
送りローラーと２を介して記録担体（通常の印字用紙）
３は間隔保持体５と容器７の端面６との間を矢印４方向
に動かされる。一方で自由端にプラグ９を備え他方で容
器７に案内される接続導線８は、このプラグを介して所
望のグラフ記号又は像などの記録のために制御信号を供
給する制御機構に接続される。容器７の端面６は一列に
並列配置された孔１０を備え、その直径は約０．１５肋
以下で容器内にある印字液１１（第６図）のためのノズ
ルとして使用される。端面６の長手面は第１図では水平
方向に、第２図では見易くするため垂直方向に描かれて
いる。孔の印字用紙側の関口部が１２でインク側の開口
部が１３である。好適には非電導体の印字液１１の他に
も容器７には圧電材料からなる榛１４が設けられている
。この榛は電気的に適当に制御されて印字液を水滴の形
でノズルから押出させるように接触及び配置されている
。第２図、第３図の実施例によればこの棒１４は断面が
長方形状に形成され、櫛の歯のように互いに平行に配置
され、その際個々の歯１４の自由端面１５に孔１０が対
応するようにされている。この対応関係は孔の長手方向
とこれに対応する歯の長手方向とが一致するように選ば
れている。歯の端面１５と対応する孔１０の印字液側閉
口部１３との間隔は約０．１柳以下である。孔と反対側
の歯の端部はこれらと交差する櫛の背部１６に達する。
この櫛の背部は、個々の歯の接触のための電気リード線
を従来方式又はプリント方式でこの背部に収納できるよ
うな幅を持って形成されている。第７図ではプリントリ
ード線が１７で歯の接触面との接続導線が１８で示され
ている。第７図において櫛の下側の面（図示せず）は１
つの共通の接触面を持ち、図示したその対向面は個々に
接触がなされるようにして個々の歯の接触が行なわれる
。歯の両接触面に電圧をかけると歯は第２、第３及び第
７図の実施例の場合ノズルから印字液を放出するための
衝撃振幅を生ずる圧電運動（縦振動）に励起される。こ
れに対し第４，第５、第６及び第８図による実施例の場
合には曲げ振動が発生する。そのためこれらを実施例で
は歯１４と櫛の背部１６とからなる圧電櫛は容器７の端
面６の面に平行して配置されている（この場合の容器の
取付位置と構成は第１図のそれとは異なっている）。即
ち個々の棒（歯）の自由端面領域は同様に孔列の個々の
孔の前にあるが、孔の前で長手方向にではなく孔を横切
る方向に配置されている。櫛の背部１６は取付ねじ１９
で孔列を収容する容器端面６に取付けられている。榛の
接触部に電圧をかけると棒は第４図の破線で示した位置
に変位する。印加電圧を短時間中断すると榛は実線で示
した曲がっていないもとの位置に急速に移動しそしてノ
ズル１０を通して一滴の印字液を押しだす。使用される
曲げ振動子はほぼ同一の熱膨張係数を持つ金属と圧電セ
ラミックとが接合されている二薄層に形成されている。
第４図ないし第６図では二薄層振動子の金属部分は２０
で、セラミック部分は２１ぜ示されている。この構造の
場合衝撃特性の改良のために断面が長方形でその長さが
０．３脚の金属からなる衝撃榛片２２を簡単に取付るこ
とができる（第６図）。樟片の間隔調整のために容器端
面６と取付ねじ１９との間にスべ−サ２３が設けられて
いる。第６、第７図に示すように、孔１０を印字液の出
口閉口部に近づくにしたがい断面積が縮小するように円
錐形に形成することができる。

第８図は個々の棒１４ａがその両端面で櫛の背部１６ａ
．１６ｂに移行している棒の構造を示している。

電気薮触部の印加電圧を変化させると個々の歯は櫛の両
背部の中間地点で最大の曲げ振動振幅を行なうので、こ
の位置でノズルー川まその縦方向が前述した最大の振動
振幅の範囲で櫛面に垂直になるように配列されている。
この場合容器７の構造、取付位置等の第１図における容
器の構造等とは勿論異なっている。第８図の実施例では
従って穣の自由端面領域は櫛の両背部１６ａと１６ｂと
の中間領域を示すことになる。

従って個々の歯はあたかも櫛の両背部との中間領域で切
断されているかのようである。孔１０の長手軸は２４で
棒の長手軸は２５で示されている。図面の簡単な説明− 第１図は印字機構の外観の概略図、第２図は本発明によ
る印字機構の実施例の一部切断外観図、第３図は第２図
のｍ−ｍ線の一部断面図、第７図は第２図の接触実施例
の平面図、第４図、第５図、第６図、第８図及び第９図
は本発明による別の実施例で第４図はその側断面図、第
５図は第４図の平面図、第６図は第４図の棒の変形の側
断面図、第８図は第５図の変形の平面図、第９図は第８
図の側断面図である。

１０……ノズル、１２……ノズルの出口開口部、１３…
…ノズルの入口開□部、１４，１４ａ・・・・・・棒、
１５…・・・棒の端面、１６，１６ａ，１６ｂ・・・・
・・棒の端部、２０・・・・・・棒の金属部分、２１・
・・…棒のセラミック部分、２４・・・・・・ノズルの
長手軸、２５・・・・・・棒の長手軸。

Ｆ量９−・ Ｆ責９・２ Ｆｉｇ．３ Ｆｉ９．ム Ｆｉｇ．５ Ｆね‐６ Ｆｉｇ．７ Ｆｉｇ．８ Ｆｉｇ，９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 個々の点を印字するために一列に配置された複数の
   ノズルが設けられ、その入口開口部の前方の印字液中に
   直接接触形圧電変換器が配置され、接触部への印加電圧
   を変えると印字液がノズルから外部に向って放出されて
   ノズルの出口開口部の前方に配置されている記録担体に
   運ばれるようにした、アナログ曲線又はアルフアベツト
   や数字記号並びに像などを点状に記録するための液滴動
   作式印字機構において、圧電運動を発生させる圧電変換
   器が棒状に形成されて櫛の歯のように互いに平行に配置
   され、この棒状圧電変換器がその少くとも一端部で支持
   され、その際少くとも２つの相並列した棒が櫛の背部１
   ６を介して結合され、棒の振動領域部分１５，２２がノ
   ズル１０の入口開口部１３の前方に直面するようにした
   ことを特徴とする液滴動作式印字機構。 ２ 棒の自動端面１５をノズルの入口開口部１３の前方
   に棒１４の長手軸とノズル１０の長手軸とが一列になる
   ように配置し、その際接触部への印加電圧の変化が棒の
   縦振動をひき起こすように棒の接触を行なうことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の印字機構。 ３ 接触部への印加電圧の変化時に長手方向に対して直
   角に曲がるように棒を形成及び接触させ、曲げ面がノズ
   ルの長手軸の方向にあり個々のノズルの長手軸２４がそ
   の対応する棒の長手軸２５とほぼ直角に交差するように
   棒をノズルの前方に配置することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の印字機構。 ４ 棒は二薄層材料から形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の印字機構。 ５ 圧電セラミツク２１と金属２０とからなる二薄層材
   料が接合され、その際セラミツクと金属とはほぼ同一の
   熱膨張係数を持っていることを特徴とする特許請求の範
   囲第４項記載の印字機構。 ６ 櫛の背部と棒とが一体製造されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の印字機構。 ７ 棒をスリツトの切目を入れて形成することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第６項記載の印字機構。 ８ 棒１４ａがその両端部１６ａ，１６ｂで支持され、
   ノズルがその棒の中間部に配置されることを特徴とする
   特許請求の範囲第３項ないし第７項のいずれかに記載の
   印字機構。９ 印字液が非電導体であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の印字機構。