JPS5989167A - 圧力パルス滴エジエクタ及び同エジエクタから圧力パルス滴を噴出させる方法 - 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、圧力パルス滴エジェクタに関し、特にドロッ
プ・オン・デマンド式インクジエ・ノドプリンタの改良
に関するものである。

本発明は、各種の圧カパルス滴エジェクタ装置に使用す
ることができるが、ドロップ・オン・デマンド式インク
ジηソトエジエクタに使用したときに最良の効果をもた
らすことができる。

ドロップ・オン・デマンド式インクジエソＩ・動作にお
いては、インク滴は、形成される画像によって要求され
たときにのみ噴出される。滴を噴出さ・ｌるために、電
気的パルスが電気機械トランスデユーザに加えられ、同
トランスデューザは変形し“ζインク内に圧力パルスを
発生させる。インクは、表面張力のみによって噴出に至
るまでエジェクタ内に保持され”（いる。従って、通常
インクは、毛細管現象に基づく力または軽い重力によっ
てのみトロソゾ・オン・デマンｔ″式インクジェットニ
ジｎクタに供給される。エジェクタがＫＨｚレンジとい
う通常の噴出率で動作している時、ノズルをｊｉｒＩシ
てエジェクタ内に空気が取り込まれる。このことは、周
知のように噴出動作に影響を及ぼし、１し１ツブ・オン
・デマンド式エジェクタ動作の大きな間旌点でもある。

本発明は、空気取り込みが生じた時にインクジ丁−ノト
エジｌクタ内のインクに正圧を与え、空気取り込めの問
題を解消するものである。本発明は、２″）の逆止弁と
、當時ノズル領域をインクで満たＪ゛ための電気機械ト
ランスデユーサの動作を用いたものであり、空気取り込
みの最大の原因となるインク流路内部へのインク面の後
退を防止するものである。

本発明の利点は、以下に述べる詳細な説明及び特に図面
に示された好適な実施例を参照するときにより良く理解
できる。図面は等尺では示されておらず、例えば電気機
械トランステ１−サの寸法の変化は理解を明確にするた
めに誇張して描かれている。

第１図は、電気機械トランスデユーサの形状、即ち壁の
厚みと長さ上に電気的駆動パルスが加わったときの影響
を実線と破線で示した管状電気機械トランスデユーサの
側断面図である。

第２図は、本発明の逆止弁を備えたインクジェットエジ
ェクタの弁体止状態の側断面図である。

第３図は、管状電気機械トランスデユーサの壁面にパル
ス信号が加わった後の第２図のインフジエラ１−エジェ
クタを示すものである。

第４図は、電気機械トランスデユーサに対するパルス信
号が終了して滴が噴射されてしまった状態の第２図のイ
ンクジェットエジェクタを示すものである。

第１図には、基板（３）に固設された管状の電気機械ト
ランスデユーサ（１１が断面で示されている。電気ｌａ
械トランスデューザ（」）は、導電性の内部被覆（５）
と導電性の外部被覆とを有している。導線（９）。

（１１）　　（第２図〜第４図参照）は、それぞれ内部
被覆（５）と外部被覆（７）に接続されている。、電気
的パルスを、管状の電気ｔＪＭ械トランスデユーサ（１
，１を横断して導電性内部被覆（５）と導電性外部被覆
（７）の間に加えるためにば、導線（９１、（Ｉ　ｌ　
）に電源（図示上ず）を接続する。製造時に、導電性被
覆（５）と（７）との間に電気的パルスを加えたとき、
電気機械トランスデユーサ（１）の形状が第１図の状態
になるように電気機械トランスデユーサ＜１１は分極化
される。

休止状態では、電気機械トランスデユーサ（１１ば実線
の形状になる。パルスが加わると、トランスデユー９の
壁は、破線で示すように半径力向には厚く、長手方向に
は短くなる。励起状態で壁が厚くなったときにトランス
デユーサ管の外径が変化せず、内径が減少するように、
周知の技術でトランスデユーサの寸法を選ぶ。基板（３
）は、電気機械トランスデユーサ（１）の左端（図にお
いて）を固定保持するために用いられ、これによって右
端のめが矢印（１３）で示す方向に自由に移動できる。

パルスが除去されると、電気機械トランステ１−ザ（１
１は実線で示す形状に復元する。パルスは、電気機械ト
ランスデユーサ（１）固有の特性に応じて電位を与えあ
るいは電位を消勢させるものである。

次に第２図に着目すると、そこには全体を（１５）で示
すように、第１図に示した管状電気機械トランスデユー
サｔｌ）を組み込んだインクジェットエジェクタの実施
例が示されている。電気機械トランスデユーサ（１１と
掻板（３）は、インクジェット基体（１７）内に封入さ
れており、基板（３）は強固に固着されているが、電気
機械トランスデユーサ（１）はインクジェット基体（１
７）の内部でＩＮ動できるように支持される。電気機械
トランスデユーサｉｌｌの両端は、基板（３）側端部に
逆止弁（１９）を、インクジェットエジェクタのオリフ
ィス側端部に逆１に、／Ｐ（２１）を設けている。これ
らの逆止弁（１９）　、　　（２１）は以下に述べる第
３図及び第４図に説明する流路（２５）を閉塞するよう
に設計される。

次に第３図に着目すると、導線（９１、（１１）に−発
の駆動パルスが与えられると、電気機械トランスデユー
男（１）の導電性内面被覆（５）と導電性外面被覆（７
）との間の厚みが、電気機械１ランスデユーザ（１）の
長さが減少することにより増加する。管状電気機械１ラ
ンスデユーサｆｉｌの壁厚が増加すると、インク流路（
２５”）内に入っているインクが圧縮される。逆止弁（
１９）は、電気機械トランスデユーサ（１）内のインク
流路（２５’　）内のインクに下流方向に圧力が加えら
れると閉じるように設言１される。逆止弁（２１）は、
電気機械トランスデユーサ（１）によってインク流路（
２５’）内のインクに圧力が加えられると開くように設
計される。電気機械トランスデユーサ（１）の長さが縮
むという動きは、実際に矢印（１３）で示される方向に
逆１に弁（２１）を動かずごとになる。逆止弁（２１）
は開いているので、インクは、ここを通じ、逆止弁（２
１）と出口オリフィス（２３）の間のインク流Ｗ８（２
５”）内に流れる。

第４図に着目すると、駆動パルスの終了時において、電
気機械ｌ・ランスデューサ（１，１の壁が簿くなり、電
気機械トランスデユーサ（１１が長くなって、電気機械
トランスデユーサ（１１は第４図に示すように休止状態
の形状に復元する。インク流路（２５’）におりる圧力
を除去すると、電気機械トランスデユーサ（１１の厚み
の減少及び長さの増大により、逆止弁（１９）を開かせ
るような圧力差が逆止弁（１９）の前後に生じ、電気機
械トランスデユー９・＋１１によって囲まれた部分であ
るインク流路（２５’　）内部にインクが流れ込むこと
になる。同時に、電気機械トランスデユーサ＋１１の長
さが増大することにより逆止弁（２１）はオリフ、ｆス
（２３）の方向に移動することになる。電気機械トラン
スデユーサ（１，１と逆止弁（２１）のこのようなピス
トン運動によりインク滴（２７）が噴出される。このよ
うに、２つの逆止弁の動作は、逆止弁（１９）からオリ
フィス（２３）に至るインク流路（２５’　）に空気取
り込めを常時防止する。

管状電気機械トランスデユーサ＋１１は商業的に有用で
ある。これらの電気機械１−ランスデューサ（１）に用
いる逆１１．弁（１９）　、　　（２１）は、［ドロッ
プ・オン・デマント一式インクジェットエジェクタ用及
びこれに用いる逆止弁」という発明の名称の出願（同時
提出の特許側（１））に適用することも可能である。逆
止弁（１９）、　　（２１）は、例えば電気機械トラン
スデユーサ（１）にエポキシ接着剤により固着すること
ができる。

電気機械Ｉ−ランスデューサ（１）に与えられるパルス
ｆＩｊに、インクはまず電気機械トランスデユーサ（１
）内から逆止弁（２１）を通って逆止弁（２］）とオリ
フィス（２３）の間のインク流路（２５″）に移送され
る。そして、インクは、インクが逆止弁（１９）を通っ
て電気機械トランスデユーサ（１）内のインク流１／８
　（２５’　）内に流れている間、並行的に電気機械ト
ランスデユーサ（１）と逆止弁（２１）のピストン連動
に似た運Ｕ」によりオリフィス（２３）を通して発射さ
れる。この２段階のポンプ運動により、オリフィス（２
３）付近の減圧状態が、インク流路（２５）内に空気が
吸い込まれるに充分な大きさになることを防止する。

以上、一つの実施例について述べたが、特許請求の範囲
に記載した本発明の思想と目的を紹えない範囲で変形を
加えることができることは当業者ならば容易に理解でき
よう。

【図面の簡単な説明】

第Ｆ図は管状電気機械トランスデユーサの側断面図、第
２図は本発明の逆止弁を備えたインクジェットエジェク
タの弁体止状態の側断面図、第３図は管状電気機械トラ
ンスデユーサの壁面にパルス信号が加わった時のインク
ジエソ１−エジェクタの側断面図、第４図は滴噴出後の
状態を示す電気機械トランスデユーサの側断面図である
。 （１）：電気機械トランスデユーサ （３）：幕板 （５）：内面被覆 （７）：外面被覆 （９１，（１１）　　：導線 （１３）　、　　（２９）　　：矢印 （１５）　　：インクジェソトエジェクク（１７）　　
：インクエジェクタ基体 （１９）　、　　（２１）　　：逆止弁（２３）　　ニ
オリフイス （２５）　、　　（２５’）　、　　（２５″）　　：
インク流路（２７）　　：滴 特許出願人　　ゼロックス　コーポレーション代理人　
　手掘　益（ばか２名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　　ｆａｒ　　エジェクタ基体（１７）と、ｆｂｌ
   　　前記エジェクタ基体（１７）内部に出口オリフィス
   （２３）を有するインク流路（２５）と、（（］）前記
   流路（２５）の一部分を囲繞し前記エジェクタ基体（１
   ７）内部において摺動可能に取りイ菟１りられた管状の
   電気機械トランスデユーサ（１）と、（ｄｌ　　前記電
   気機械トランスデユーサ＋１）の両端に取り付りられた
   逆止弁（１９）、　　（２１）と、（０１前記電気機械
   トランスデユーサ（１）の端部であってＩｊｌ　Ｌオリ
   フィス（２３）側とは反対側の端部を固定状態に保持す
   る手段（３）と、を備えた圧力パルス滴エジェクター− ２、（８１オリフィス（２３）を有するインク流路（２
   ５）内に、休止状態の管状電気機械トランスデユー’１
   （１１を取すイ・Ｊす、 （１１）前記電気機械トランスデユーサ（１）に、その
   内径が半径方向に収縮するように、またその長さが長手
   方向に短縮するように一発の駆動パルスを与え、 （Ｃ１前記電気機械トランスデユーサ（１１が休止状態
   になるように前記電気機械トランスデユーサ（１）に対
   するパルスを停止させ、前記電気機械トランスデユーサ
   （１）がその休止状態に至るという動作で前記エジェク
   タ（１５）から−個の滴を噴出さセること、 よりなる、エジェクタから圧カバルス滴を噴出させる方
   法。