JPS6031675B2 - インク噴出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、印刷すべき像に基づく指令に従っていくつか
のインク噴出オリフィスを通してインク液滴を噴出する
ようになった多インク噴出式印刷装置に関する。

この種のインク噴出組立体では、通常、各インク噴出オ
リフィスごとにそれぞれ別の圧力変換室が組立わせてあ
る。この変換室には変位装置、たとえば圧電要素が組込
んであり、この圧電要素を付勢したときに変換室を加圧
してそれぞれのオリフィスからインクを噴出させるよう
になっている。各圧電要素にはそれぞれ電子的駆動装置
すなわち電子ドライバーが接続してある。このような構
成は、相当多数のインク頃口を用いる場合、かなり高価
で複雑なものとなる。さらに、糠密な線形列のインク頃
口を用いる場合、この構成は望ましいものではない。本
発明の目的は、用いているインク頃口の数よりもかなに
少ない電子的な駆動装置すなわち電子ドライバ、および
変換器を用いる多インク噴出式印刷装置を提供すること
にある。

上記目的を達成するために、電子的駆動装置および変換
室の数がインク頃口の数よりもかなり少ない多インク蹟
口システムを提供する。

すなわち、本発明によれば、各々が、１つの出口オリフ
ィスと、出口がこの世口オリフィスに蓮通し入口が別々
にされた第１流路及び第２流路とを備え、且つ両流路に
所定圧の加圧インクが噴出されるよう構成されている、
Ｍ行×Ｎ列（Ｍ×ＮＺ２）のマトリックスに配列された
インク項口と、Ｍ個の第１流体室と、Ｎ個の第２流体室
と、上記第１及び第２流体室にそれぞれ設けられ、各流
体室の容積を減じて該流体室内に収容されたインクを加
圧する手段と、各第１流体室から各行のインク燈口の第
１流路にそれぞれが延びており、第１流体室からの加圧
インクをインク曙口に供給するＭ団の第１導管と、各第
２流体室から各列のインク贋口の第２流路にそれぞれ延
びており、第２流体室からの加圧インクをインク噴口に
供給すＮ個の第２導管と、所定の行の第１流体室のイン
ク加圧手段と所定の列の第２流体室のインク加圧手段と
を同時に付勢して、対応するインク項口の出口オリフィ
スからインク満を噴出させるよう構成されたインク噴出
装置が提供される。このように構成することによりＭ×
Ｎ個のインク噴口に対し、流体室と加圧手段はＭ十Ｎ個
しか必要とせず、従って流体室と加圧手段の数を減少さ
せることができる。

本発明においては、前記マトリックスを複数のブロック
に分割し、各ブロックの４・マトリックスの各行及び各
列にインク加圧手段を設けることができ、これにより、
流体室や加圧手段の能力を大きくすることなく小容量の
ものがそのまま使え、また加圧手段を付勢する手段の数
を減少させることができる。また、第１流体室を１つに
し複数のインク項口を１行のアレイとして並べ、第１導
管と第１流路とを一体に形成して第１流体室からの加圧
インクを全インク贋口へ供給し、第２流体室を各インク
頃口毎に設け、各第２流路と各第２導管とを一体に形成
して各第２流体室からの加圧インクをそれぞれ対応する
インク質口へ供給し、第１流体室のインク加圧手段と所
定の第２流体室のインク加圧手段とを同時に付勢して、
対応するインク燈口の出口オリフイスからインク滴を噴
出させるように構成することができる。

これによれば、インク頃口を詰めて配置することができ
、装置全体を極めて小型にできる。本発明の他の目的は
、添付図面を参照しての以下の記載から明らかとなろう
。

第１図を参照して、インク贋口ハウジング組立体のうち
の１つの部材１０が示してあり、これによって発明の原
理を説明する。

部材１０には、１対の交換室Ｘａ，Ｙａが設けてある。
それぞれ変換室Ｘａ，Ｙａからは流体圧力流路１２，１
４が流体インク供給流路１６に通じており、これら３つ
の流路は相互に交わっている。流体インク供給流略１６
は、孔１８に蓮通しており、この孔は、導管２０を通し
て、ハウジングから離れたところに置いたインク供給タ
ンク２２に運適している。このインク供給タンクは、密
封した可榛性のある袋である。流路の交差しているとこ
ろには、出口オリフイス２４が設けてあり、この世口オ
リフィスを通してインク液滴が複写媒体に向って噴出す
る。第２図を参照して、変換室および流路は、部材１川
こ接合した平らで可榛性のある層２８で密封してある。
変換室Ｘａ，Ｙａは、流路１２，１４と蓮通しているこ
とを除いて密閉状態である。変換室および流路１２，１
４，１６には液体インクがいっぱいに満たしてある。セ
ラミック製の圧電要素３０は、１対の電極３２，３４に
はさんで接合してある。電極３２は、層２８に接合して
あって圧電要素３０をこの層にしっかり取付けてある。
圧電要素３０は、製作の時に既に極性が決められており
、電極３２，３４間で圧電を印加したときに、可操性層
２８を含む平面に対して平行な平面において収縮する。
この収縮は、可操性層２８を内方に榛ませ、変換室の体
積を減少させてその内部の液体インクを加圧する。ハウ
ジングの部材１０，２８はガラスまたはプラスチックで
よい。変換室Ｘａ，Ｙａのいずれかの圧電要素が付勢さ
れると、流路１２，１４のうちの対応した流路に流体の
圧力パルスが生じてその流路に沿ってインクの排出を行
う。流路１２，１４がオリフイス２４に対して或る角度
をなしており、オリフイス２４の液体流のインピーダン
スに対する流路１６の液体流のインピーダンスおよび変
換室Ｘａ，Ｙａからの圧力パルスの大きさおよび時間が
適切に設計してあるので、１度に１つの流路からだけイ
ンク流が噴出しても、それはオリフィス２４を完全に外
れてインク供給流路１６にインクを排出し、このオリフ
ィス２４を通してインク液滴を噴出させるほどオリフィ
ス内のインクを乱すことがない。オリフィス２４は、流
路１２，１４の交点に対して或る関係をもって設けてあ
り、変換室Ｘａ，Ｙａからの圧力パルスの大きさおよび
時間を適当に設計することにより、流路１２，１４内の
流体運動量ベクトルの合成ベクトルをオリフィス２４の
軸線上に位置すようにすることができる。したがって、
両変換室Ｘａ，Ｙａの圧電部材が付勢されて各流路１２
，１４とオリフィス２４の交点でそれぞれの変換室で発
生した圧力パルスが一致したときにのみ、インク液滴２
６がオリフィス２４から噴出することになる。ここで、
両変換室で発生した圧力パルスのピークが流路１２，１
４とオリフィス２４の交点で一致する必要はないが、少
なくともそこで圧力パルスがオーバラツプしなければな
らないということは了解されたい。図示実施例の場合、
オリフィスは各変換室から液圧的に等しい距離のところ
にあり、両変換室の圧電部材は同時に付勢されることに
なる。変換室が流路１２，１４と蓮適しているほかは密
閉してあるので、圧力パルスが消えると、インクは、そ
れが噴出した流路１２あるいは１４の中に引き込まれる
。

流路１２，１４の一方にのみパルスが加わった場合には
、その流路から噴出したインクは、パルス消滅後、大部
分もどることになるが、足りない量はインク供総合流路
１６から供給を受ける。両方の流路１２，１４に同時に
パルスが加わってインク液瓶をオリフィス２４から噴出
させた場合には、パルス消滅後インク供給流路１６から
インクが両流路１２，１４に引き入れられることになる
。したがって、変換室Ｘａ，Ｙａ内のインクおよび流路
１２，１４内の大部分のインクは、よどみ状態にある。
すなわち、そこに閉じ込められた状態であって、オリフ
ィス２４を通してインク液滴を噴出する機械的なラムの
ような作用を行う。液滴となった分のインクはタンク２
２から供給される。上述の原理は、相当多数の燈口を用
いる頃口列システムあるいは鋼密線形贋口列で特に役に
立つ。

これは以下の記載から明らかになる。電気工学で周知の
ように、或る装置を付勢するのに２つの独立した付勢器
を必要としかつ時系列化が許される場合、必要とする付
勢器の数は、被付勢装置の数の平方根のわずか２倍であ
る。たとえば、３６０の固の被付勢装置に対してはほん
の１２の固の付勢器でよく、４０９句圏の被付勢装置に
対しては１２８個の付勢器だけでよい。この原理は、第
３図に示すように被付勢装置をマトリクス列として具体
化すれば、理解できる。複数個の電気付勢器、すなわち
入力ドライバＸ，，Ｘ２，Ｘ３が「Ｘ」座標に沿って配
置してあり、別の電気付勢器、すなわちドライバＹ，，
Ｙ２，Ｙ３，が「Ｙ」の座標に沿って配置してある。６
個の付勢器、すなわちドライバは、９個所の交点で電気
的に接続してある。

これらの交点は、被付勢装置Ｘ，，Ｙ，；Ｘ，，Ｙ２；
×，，Ｙ３；×２，Ｙ，；Ｘ２，Ｙ２：Ｘ２，Ｙ３；×
３，Ｙ，：Ｘ３，Ｙ２；×３，Ｙ３：を表わしている。
任意の１つの付勢器だけが作動しても、被付勢装置のい
ずれをも作動させることはない。しかしながら、異なっ
た座標にある任意の２つの付勢器が作動すると、１つの
被付勢装置を作動させることになる。たとえば、付勢器
（ドライバ）Ｘ，とＹ２が作動させられると、被付勢装
置Ｘ，，Ｙ２が作動させられることになる。第４図を参
照して、ここに示した概略流体回路は、上述の概念を９
個のインク噴口４０，４２，４４，４６，４８，５０，
５２，５４，５６の列に応用したものである。

各インク鰭口は、２つの圧力流路１２，１４、インク供
給流路１６および出口オリフィス２４を有する。６個の
電気入力ドライバＸ，，Ｘ２，Ｘ３，Ｙ，，Ｙ２，Ｙ３
が、電線５８，６０，６２，６４，６６，６８のそれぞ
れによって、変換室Ｘａ，Ｘｂ，Ｘｃ，Ｙａ，Ｙｂ，Ｙ
ｃの圧電要素３川こ電的に接続してある。

第５図を参照して、ここには代表的な電子ドライバに電
気的に接続した圧電要素３０が示してある。

この電子ドライバは、ェミッタホロワ形態のＮＰＮ型ト
ランジスタであり、そのベースに与えられる正のパルス
状入力信号に応じて非導適状態と飽和導適状態とに駆動
される。電子ドライバは、すべて、同じようにしてそれ
ぞれの圧電要素に電気的に後続してある。第４図にもど
って、導管７０が変換室Ｘａを噴口４０，４６，５２の
圧力流路１２と蓮通させており、導管７２が変換室Ｘｂ
を曙口４２，４８，５４の圧力流路１２と蓮通させてお
り、導管７４が変換室Ｘｃを頃口４４，５０，５６の圧
力流路１２と運速させており、導管７６が変換室Ｙａを
頃口４０，４２，４４の圧力流路１４と蚤通させており
、導管７８が変換室Ｙｂを階口４６，４８，５０の圧力
流路１４と蓮通させており、導管８０が変換室Ｙｃを噂
口５２，５４，５６の圧力流路１４と蓮通させている。

変換室、導管および圧力流路は、パルスの時間および大
きさと共に、すべて、各インク燈口での液圧特性が同じ
になるように設計してある。オリフィスとそれの蓮適し
ている２つの変換室との距離が液圧的に異なっているこ
ともあるので、実際には変換室を互に位相をずらして付
勢して各変換室で発生した圧力パルスを入口流路１２，
１４とオリフィス２４の交点で一致させることになる。
次表は、特定のドライバが作動したとき‘こ液滴を噴出
する贋口を示す。第６一８図を参照して、第４、５図の
構造による９膿口インク噴出組立体が示してあり、第１
、２、４、５図のと同じ要素は、同じ参照符号で示して
ある。説明の便宜上、第６図は、変換室Ｘａ、Ｘｂ、Ｘ
ｃだけの流路を示し、第７図は、変換室Ｙａ，Ｙｂ、Ｙ
ｃだけの流路を示している。また、別個の流路であるこ
とを明確にするために、或る稀略をハッチングで示した
り、別の流路を点で埋めてある。ハウジング２００にこ
れらの変換室および流路が設けてあり、稀路は必要に応
じて孔を穿ったり、栓止めしたりして作り、変換室はハ
ウジングをフライス加工して作ってもよい。第８図を参
照して、各主流路７０，７２，７４，７６，７８，８０
およびそれぞれ分岐流路が、互に蓮通しないように異な
ったレベルにある他の主流路およびそれの分＊皮流路を
横切って変換室から圧力流路に通じている。分岐流路は
、すべて、背中合わせの変換室ＸａとＹａの壁２０２の
間のレベルに設けてあって変換室Ｘａ，Ｙａを交流させ
ずにこれらの分岐流路を穿孔できるようになっている。
各噴口のインク供兼官流路１６は、２つの平行な主供給
流離２０４，２０６から分岐している。主供給流路２０
４は、ハウジング２００の上部で噴口を横切るように延
在しており、主供給流路２０６は、ハウジング２００の
下部で階口を横切るように延在している。これら主供給
流路２０４，２０６は一方の端ををハウジング内部にお
いて横流路２０８で、他方の端を外部のＣ字形管状連結
臭２１０で連絡してある。可髭性の袋で作ったインク．
タンク２２が導管２０‘こよって管状連結具２１川こ達
通させてある。第４−８図の特定の例においては、変換
室の数は電子ドライバと同じである。

しかしながら、噴口の数が増すにつれて、１つの変換室
に蓮適する贋口の数には液圧的に限りがある。したがっ
て、複数個の燈□で同時に圧力パルスを発生させるため
には２つ以上の変換室を１つの電子ドライバに接続する
必要があるかもしれない。これが第９図に示してあって
、１９固の噂口１００，１０２，１０４，１０６，１０
８，１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０
，１２２，１２４，１２６，１２８の列が第４図の９贋
口列に加えてある。４個の電子入力ドライバＸ４，Ｘ５
，Ｘ６，Ｙ４が加わり、８個の変換室Ｘｄ，Ｘｅ，Ｘｆ
，Ｙｄ，Ｙａ２，Ｙｂ２，Ｙｃ２，Ｙｄ２も加わってい
る。

導管１３０が変換室Ｘｄを頃ロー００，１０６，１１２
，１２４の圧力流路に蓮通させ、導管１３２が変換室Ｘ
ｅを頃ロー０２，１０８，１１４，１２６の圧力流路に
蓮通させ、導管１３４が変換室Ｘｆを頃口１０４，１１
０，１１６，１２８の圧力流離１２に運速させている。
導管７０は、変換室Ｘａを噴口１１８の圧力流路１２に
も蓮通させており、贋口７２は変換室Ｘｂを贋口１２０
の圧力流路１２とも蓮通させており、導管７４は変換室
Ｘｃを頃口１２２の圧力流路１２にも運速させている。
導管１３６が変換室Ｙａ２を噴口１００，１０２，１０
４の圧力流路１４と蓮通させ、導管１３８が変換室Ｙげ
を贋口１０６，１０８，１１０の圧力流路１４と運速さ
せ、導管１４０が変換室Ｙｃ２を噂口１１２，１１４，
１１６の圧力流路１４と蓮通させ、導管１４２が変換室
Ｙｄを頃口１１８，１２０，１２２の圧力流路の圧力流
路１４と蓮通させ、導管１４４が頃口１２４，１２６，
１２８の圧力流路１４と変換室Ｙｄ２とを蓮通させてい
る。変換室Ｘｄ，Ｘｅ，Ｘｆの圧電要素３０は、それぞ
れ、電線１４６，１４８，１５０によって電子ドライバ
Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６に接続してある。

変換室Ｙａ，Ｙａ２の圧電要素３０は、電線６４，６４
ａによってドライバＹ，に並列に接続してある。変換室
Ｙｂ，Ｙｂ２の圧電要素３川ま、電線６６，６６ａによ
ってドライバＹ２に並列に接続してある。変換室Ｙｃ，
Ｙｃ２の圧電要素３０は、電線６８，６８ａによってド
ライバＹ３に並列に接続してある。変換室Ｙｄ，Ｙｄ２
の圧電要素３０は、電線１５２，１５２ａによってドラ
イバＹ４に並列に援続してある。詳しい参照符号が、混
乱を避けるべく、暖□のいくつかにのみ付してあるが、
各頃口が同一のものであることは了解できよう。

また、混乱を避けるべく、インク供給タンクとインク供
給通路の相互連絡状態を示していないが、第４図に示す
のと同じであると了解されたい。変換室、導管および圧
力流路は、すべてパルスの時間および大きさと共に、各
インク階口での液圧特性が同じとなるように設計してあ
る。

次の表は、特定のドライバが作動したときに液滴を噴出
する贋口を示している。第９図は、「Ｙ」座標に沿った
１つの電子ドライバによって付勢される多数の変換室を
示している。

第１０図を参照して、「×一座標に沿った１つの電子ド
ライバによって付勢される多数の変換室を第９図の配置
に加えたものが示してある。変換室Ｘａ２，Ｘｂ２，Ｘ
ｃ２，Ｘｄ２，Ｘｅ２，Ｘｆ２が第９図の配置に加わっ
ており、各々の圧電要素３０は、それぞれ、電線５８ａ
，６０ａ，６２ａ，１４６ａ，１４８ａ，１５０ａによ
って電子入力ドライバＸ，，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５，
ふのそれぞれ１つに電気的に接続してある。導管１６０
が変換室Ｘａ２を贋口５２，１１８に接続しており、導
管１６２が変換室ＸＱを贋口５４，１２０１こ接続して
おり、導管１６４が変換室Ｘｃ２を噴口５６，１２２に
穣続しており、導管１６６が変換室Ｘｄ２を損ロー’２
，１２４に接続しており、導管１６８が変換室Ｘｅ２を
頃口１１４，１２６に接続しており、導管１７０が贋口
１１６，１２８に変換室Ｘｆ２を接続している。第９図
についての先の表に記載したと同じ電子ドライバが作動
したとき同じ階口がインク液瓶を噴出する。先の２つの
実施例では、２４個の頃口に対して１４個および２の園
の変換室を用いたが、これは系内で変換室をどのように
して追加するかを説明したにすぎない。

かなりの数の噴口を用いる高速印刷用の系では、変換室
の数の割合はかなり小さい。たとえば、１インチ（２．
５４伽）当り約２００個の暖□、すなわち８インチ２０
．３肌）当り合計約１６００個の噴口を用いる系では、
約８の固の電子ドライバおよび約１２０乃至４０の固の
変換室を用いればよい。また、１インチ２．５４伽）当
り約４５の固の頃口、すなわち８インチ（２０．３伽）
当り合計約３６０の固の燈□を用いる系では、約１２の
固の電子ドライバおよび約１８０乃至８０の固の変換室
を用いればよい。上述のことから容易にわかるように、
電子ドライバおよび変換室の数の点でコストを節減でき
る。このコスト節減に加えて、変換室が贋口よりもかな
り少ないということにより、噴口と同じ数の変換室を用
いている系に比べてより鋼密な列に頃口を配置できると
いう重要な利点がある。変換室の数が項□と同じである
場合、変換室の間隔は、変換室とそれぞれの噴口の間の
流路長さによって液圧的に制限を受けるので、変換室に
実際に利用しているスペースに合わせて噴口の間隔が制
限されることになる。また、変換室が少ない場合には変
換室を大きくすることができるという利点がある。これ
によれば、変換室の製作や圧電要素を接合する層２８の
取扱いという見地から組立体を製作することができる。

かなり小さい変換室では、必要な圧力パルスを与える榛
みを得るにはかなり薄い膜層を必要とする。しかしなが
ら、変換室が大きければ、もっと厚い膜を用いても所定
の操みを得ることができる。第１図のインク噴出組立体
は、インク供給タンク２２に蓮通した整流作用のインク
供給流路１６が設けてあり、また、出口オリフィス２４
と流路１２，１４の交点の間に流体壁を与えて流路内の
流体の連続性を確保し、それによってェアポケットの形
成を防ぐように設計してあるが、このような整流作用の
ないインク噴口を用いてもよく、これらのインク頃口に
も本発明の原理を応用できる。

その例を２つばかり第１１図と第２図に示すが、これも
第４，９，１０図に示すシステムが用いることができる
。第１１図を参照して、ここで用いている要素は、第１
図の実施例のものと同じであり、「ａ」という小文字を
付けた同じ参照符号で示してある。

変換室Ｘａａ，Ｙａａは、その後端を、分岐路２０２，
２０４のそれぞれによって流体供給導管２００１こ蓮適
している。出口流路１２ａ，１４ａと関口２０７の交差
するところには、ドレン導管２０６が設けてあり、これ
は孔２０８，２１０１こ連適している。各孔は、ドレン
導管２０６を排出皿（図示せず）に運速させている。通
常、出口流路１２ａ，１４ａには共に液体インクのメニ
スカスが生じている。この特定の例において、関口２０
７は、オリフィスとしては作用しないが、排出シールド
にあるオーバサイズの欠として作用し、液滴を通過させ
るようになっている。変換室Ｘａａだけが付勢されてイ
ンクの噴流を出口１２ａから噴出させても、これは、開
口２０７を外れてドレン流路２０９に沿って流れ、孔２
１０を通って排出皿に流れる。同様にして変換室Ｙａａ
だけが付勢されて出口１４ａからインク噴流が噴出して
も、これは関口２０７を外れ、ドレン流路２０６を通っ
て孔２０８から排出皿に流れる。変換室×ａａ，Ｙａａ
が同時に付勢されると、出口１２ａ，１４ａからの噴流
は、液体運動量の合成ベクトルによって合流して関口２
０７を通って液瓶２１２となって噴出する。第１２図を
参照して、ここで用いている要素は、第１図の実施例の
ものと同じであり、小文字「ｂ」を付けた同じ参照符号
で示してある。

この実施例は、第１１図の実施例とほとんど同じであり
、出口流路１２ｂ，１４ｂの交点、ドレン流路３００，
排出孔３０２，３０４および開□３０５は、同じ目的、
同じ相互関係を有し、両変換室Ｘａｂ，Ｙａｂが同時に
加圧されたときののみ開□３０５を通して液滴３０７を
噴出する。この実施例において、出口流路１２ｂ，１４
ｂは、分岐路３０６，３０８を通して供給導管３１川こ
接続してあり、この供給導管は、孔１８ｂおよび導管２
０ｂを通してインク餅繋台タンク２２ｂに蓬通してある
。上記の実施例では、変換室が単独で加圧されたときに
は流路１２，１４，１２ａ，１４ａ，１２ｂ，１４ｂか
らの噴流がオリフィス２４または関口２０７，３０５を
外れると述べたが、変換室に加わる圧力パルスの大きさ
によっては、流路の片方からだけの噴流でも、充分な運
動量ないこ部分的あるいは完全に関口に達してそこから
液滴を噴出させる可能性があることは了解されたい。

これらの流路からの噴流が合わさって初めて充分な連動
量を獲得し、液瓶をオリフィス２４または関口２０７，
３０５を通して噴出するように圧力パルスを設計しなけ
ればならない。同期インク噴出原理は、ベクトル合成以
外のやり方で利用することもできる。

それぞれの変換器によって発生した圧力パルスがオリフ
ィスのところで一致したときに流路変位と流体速度とを
合わせることによって液満をオリフィスから噴出させて
もよい。この原理が第１３図に示してある。先の実施例
と同じ要素は、新たに「ｃ」を付して同じ参照番号で示
してある。インク項口ハウジング４１０は、液摘出口オ
リフィス４１２と、それぞれ円筒状の変換室Ｘａｃ，Ｙ
ａｃと通じている圧力流路４１４，４１６は、それだけ
に運通しているオリフィス４１２のところで互に交わっ
ている。流体補給流路４１７，４１８が、タンク（図示
せず）をそれぞれの変換室Ｘａｃ，Ｙａｃに接続してい
る。各変換室Ｘａｃ，Ｙａｃの圧電部材を横切って印加
された電圧は、各変換室によって発生させられた圧力パ
ルスによりそれぞれの圧力流路４１４または４１６にお
いて生じた流体変位量と流体速度がオリフィス４１２か
ら液滴を噴出させるにはそれだけでは不充分であるよう
な大きさおよび時間のものである。しかしながら、変換
室Ｘａｃで発生した圧力パルスと変換室Ｙａｃで発生し
た圧力パルスとがオリフィス４１２のところで一致した
ために流体変位と流体速度とが組合わさったときにオリ
フィス４１２から液滴を噴出させることになる。第１４
図は、第１３図の実施例の変形を示す。

先の実施例と同じ要素は、「ｄ」を付した同じ参照符号
で示してある。この実施例において、１対の圧力流路４
２０，４２２が、それぞれの変換室×ａｄ，Ｙ．ｄから
出口流離４２４に通じており、この世口流路の縦は液摘
出口オリフィス４２６となっている。各変換室Ｘａｄ，
Ｙ．ｄの氏電部村を横切って印加される電圧は、それぞ
れの圧力流離４２０，４２２に発生した圧力パルスによ
って生じた流体変位および流体速度がそれだけではオリ
フィス４２６から液滴を噴出するには充分ではないよう
な大きさと時間のものである。しかしながら、変換室×
ａｄで発生した圧力パルスと変換室Ｙａｄで発生した圧
力パルスとがオリフイス４２６で一致したために流体変
位と流体速度とが組合わさった場合には液滴をオリフィ
ス４２６から噴出させることになる。第１３図または第
１４図に示した同期動作暖□の各々を列にしたものを、
たとえば第４、６−８、９、１０図に示した実施例の頃
口と同様に或るシステムとして接続することができる。

また、第１４図に示したようにインク供給流路４１７ｄ
，４１８ｄを変換室に直接接続せずに、インク供聯合流
路１６と同様に、オリフィス４２６付近にインク供給流
路を設けてもよい。上述したマトリックス・アドレス・
システムの変換器は、時分割基本原理に基いてアドレス
指定しなければならない。

この原理は、変換器付勢瀕度、したがってインク噴口列
組立体の印刷速度の制限要因となる。上記の同期動作イ
ンク噴出原理を贋口ごとに１つのアドレス指定式の変換
器を用いる噴口列にも応用できることがわかった。この
ような噴口列でこの同期動作インク噴口原理を用いれば
、同期特作噴出原理を用いない項口列の変換器の寸法に
比べて、噴口あたり利用する変換器設置面積を小さくす
ることができる。変換器が噴口あたりに占める面積が小
さくなると、所定の空間により多くの変換器を詰めるこ
とができ、ひいて贋口ごとに１つのアドレス指定式変換
器を持った稲密な列の構造を可能とする。これら説明す
る原理は、マトリックス．アドレス．システム全体にわ
たっての付勢頻度を増大させることになる変換器のタイ
ム．シェアリングを必要としない。この原理は第１５、
１６図に示してある。ガラスまたはプラスチックのハウ
ジングは、ねじで一緒に留められた２つの都材５１２，
５１４を包含し、このねじは都材間の圧力密封をなす。
これらの都村５１２，５１４は、各々、平行な圧力流路
５１８，５２０，５２４，５２６，５２８，５３０，５
３２，５３４を形成する９個の対応溝を持っている。部
村５１２には、矩形の流体圧力主変換室５３６が設けて
あり、この主変換室は、９つの溝を横切って延びており
、それぞれ、流路５３８，５４０，５４２，５４４，５
４６，５４８，５５０，５５２，５５４によって圧力流
路５１８，５２０，５２２，５２４，５２６，５２８，
５３０，５８２，５３４に通じている。主変換室５３６
は、部材５１２に接合された可携性の層５５６によって
密封してある。帯状セラミックの圧電部材５５８が、１
対の電極５６０，５６２の間にはさんで接合してあって
、電極５６０が層５５６に接合され、圧電部材５５８を
この層に効果的に固定してある。圧電部材５５８は、そ
の製作中に極性が与えられていて導電部材、すなわち電
極５６０，５６２を横切って電圧を印加して付勢したと
きに最小寸法の方向において可操性層５５６の平面に対
して平行な平面で収縮する。圧電部材５５８の収縮は、
可榛性層５５６を内方に操ませて、主変換室５３６の体
積を減じると同時に９つの圧力流路のすべてに入ってい
る液体に圧力を加えることになる。部材５１２には、他
の９個の流体圧力液瓶噴出用変換室５６４，５６６，５
６８，５７０，５７２，５７４，５７６，５７８，５８
０も設けてあり、これらの変換室はそれぞれの流路５８
２，５８４，５８６，５８８，５９０，５９２，５９４
，５９６，５９８によってそれぞれ圧力流路５１８，５
２０，５２２，５２４，５２６，５２８，５３０，５３
２，５３４に接続してある。

圧力流路５１８，５２０，５２１，５２２，５２４，５
２６，５２８，５３０，５３２，５３４の前端には、そ
れぞれ、液滴オリフィス６００，６０２，６０４，６０
８，６１０，６１２，６１４，６１６が設けてある。可
榛’性層６１８が溝を横切る方向に置かれて、変換室を
隔離している側壁の頂部と各変換室の前、後壁の頂部に
形成した１対の肩部６２６とに接合してある。帯状セラ
ミックの圧電部村６２４が各変換室に設けてあり、これ
は１対の電極６２６，６２８の間にはさんで接合してあ
って、各電圧部材の電極６２８の方が可榛Ｉ性層６１８
に接合してある。この圧電部村６２４もその製作中に極
性が与えられて電極６２６，６２８を横切って電圧を印
加して付勢したときに可榛性層６１８の平面に対して平
行な平面において収縮する。圧電部材の収縮は、可操性
層６１８の対応部分を内方に轡曲ごせて対応した変換室
の体積を減じ、その中のインクに圧力を加える。インク
供ｖ給流路６２９が主変換室５３６と通じ、かつ導管６
３０を通じてインク供給タンク６３２に通じている。こ
のタンクは、ハウジングから隔たったところに設置して
ある密封した可榛・性の袋である。第１７図の流体回路
を参照して、電子的駆動装置、すなわちドライバ６３４
が主変換室５３６の圧電部材に設続してあり、電子入力
ドライバ６３６，６３８，６４０，６４２，６４６，６
４８，６５０，６５２が、それぞれ、変換室５６４，５
６６，５６８，５７０，５７２，５７４，５７８，５８
０の圧電部村に接続してある。

主変換室の圧電部材に印加される電圧は、主変換室と運
通した９つの圧力流路に発生させられた圧力パルスによ
って生じる流体変位置および流体速度が任意のオリフィ
スを通して液滴を噴出するに必要な限界値以下であるよ
うな大きさと時間のものである。各液滴噴出用変換室の
圧軍部材６２４に印加される電圧は、その圧力流路に発
生させた圧力パルスによって生じる流体変位置および流
体速度が主変換室で発生したものよりかなり下回るよう
な大きさと時間のものである。しかしながら、主変換室
で発生した圧力パルスと液滴噴出用変換室の任意のもの
で発生した圧力パルスとがオリフィスのところで一致し
たために流体変位と流体速度が組合わさると、それが限
界値を越えて液滴を噴出させることになる。このシステ
ムでは、付勢頻度は個々の液滴噴出用変換室の頻度によ
って制御される。

主要な流体変位および速度を主変換室５３６で発生させ
うるので、液滴噴出用変換室をかなり小さくできる。従
釆は、液瓶噴出のたびに完全な流体変位および流体速度
要求を満たす必要があったのである。作動しうる頃口の
数が増ええてもその割合には変換器の寸法が大きくなら
ないことがわかった。９つの液滴噴出用変換器と主変換
器とを組込んだ面積は、同期動作噴出原理を利用してい
ない従来システムで９つの噂口を作動させるために９つ
の別個の変換器を組込んだ面積よりも小さい。

明らかに、贋口数が増えるにつれて、この変換器占有面
積の差はかなり重要となる。変換器占有面積が小さけれ
ば小さいほど、構築しうる頃口列密度が大きくなる。し
たがって、この同時動作噴出システムによれば、稲密な
噂口列で液瓶噴出頻度を高くすることが可能となる。所
望に応じて、インク供給流路を第１７図のシステムの多
噴口列で用いてもよい。

この場合、主変換室は、１群の階口における各頃口の一
方の入口流路たとえば、１２，１２ａ，１２ｂに蓮通さ
せ、液滴噴出用変換器は、同じ群の頃口における各頃口
の他方の入口流路たとえば、１４、１４ａ，． １４ｂ
に蓮通させることになる。入口流路の交差角も変えて液
滴噴出用変換器がオリフィス２４からあるいは出口２０
７または３０５を通して液滴を噴出するのに必要な流体
運動量ベクトルの小さい方の部分のみを受け持つように
しなければならない。オリフイス２４および出口２０７
，３０５の鞄線も、２つの入口流路の液体運動用ベクト
ルの合成ベクトルと一致していなければならない。また
、第１３図に示した構造も第１７図の曙口列に用いても
よい。

この場合、主変換室は１群の贋口における各噴口の一方
の入口流路たとえば、４１４に蓮通させ、液滴噴出用変
換器は同じ群の噴口における各噴口の他方の入口流路（
たとえば、４１６）に蓮通させることになる。所望に応
じて、第１５図に示すように液体供給路を主変換室５３
６に直接接続する代りに、第１図のインク供給流路１６
に類似したインク供給流路をオリフイス６００，６０２
，６０４，６０６，６０８，６１０，６１２，６１４，
６１６付近に設けてもよい。

圧電素子以外の付勢装置を用いてもよく、たとえば電磁
式のものでも磁気ひずみ式のものであってもよいことは
了解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を説明するインク噴出組立体の
破断図、第２図は、第１図の２一２に沿った断面図、第
３図は、電子マトリクス系を示す図、第４図は、本発明
の原理を説明する概略流体回路、第５図は、圧電要素に
電気的に接続した代表的なドライバを示す概略図、第６
図は、線形列のインク噴出組立体の頂面図、第７図は、
第６図の底面図、第８図は、第６図の７一７線に沿った
断面図、第９図は、第４図の流体回路の変形例を示す概
略図、第１０図は、第９図の流体回路の変形例を示す概
略図、第１１図は、第１図のインク噴出組立体の変形例
を示す図、第１２図は、第１図のインク噴出組立体の別
の変形例を示す図、第１３図は、第１図の実施例の変形
例において本発明の原理を説明するインク噴出組立体の
横断面図、第１４図は、第１３図のインク噴口組立体の
変形例を示す横断面図、第１５図は、第１−１４図の実
施例とは異なった実施例において本発明の原理を説明す
るインク噴口列の部分破断平面図、第１６図は、第１６
図の１６−１６線に沿った図、第１７図は、第１５図の
実施例の流体回路図である。 １０…・・・ハウジング部材、１２，１４…・・・圧力
流路、１６・・・・・・インク供給流路、１８・・・・
・・孔、２０…・・・導管、２２・・・・・・インク供
給タンク、２４・・・・・・出口オリフィス、２６・…
・・インク液滴、２８・・・・・・可擬性層、３０・・
・・・・圧電要素、３２，３４・・・・・・電極、Ｘａ
，Ｙａ・・・・・・圧力変換室、Ｘ，Ｙ…・・・入力ド
ライ／ゞ。 ｆ／○．／ ‘／Ｇ．２ 〆／Ｇ〆 Ｆ／Ｇ．夕 Ｆ／Ｇ．５ 〆／Ｇ．○ ‘／夕．７ ‘／Ｇ．夕 〆／Ｇ．６ ‘′Ｇ．／Ｏ Ｆ／Ｇ．〃 〆／Ｇ．／２ Ｆ′Ｇ．′３ Ｆ′Ｇ．′４ ‘′６．′５ Ｆ′Ｇ．′６ Ｆ′Ｇ．′７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各々が、１つの出口オリフイスと、出口がこの出口
   オリフイスに連通し入口が別々にされた第１流路及び第
   ２流路とを備え、且つ両流路に所定圧の加圧インクが供
   給されたときのみ出口オリフイスからインクが噴出され
   るよう構成されている、Ｍ行×Ｎ列（Ｍ×Ｎ≧２）のマ
   トリツクスに配列されたインク噴口と、Ｍ個の第１流体
   室と、 Ｎ個の第２流体室と、 上記第１及び第２流体室にそれぞれ設けられ、各流体室
   の容積を減じて該流体室内に収容されたインクを加圧す
   る手段と、各第１流体室から各行のインク噴口の第１流
   路にそれぞれが延びており、第１流体室からの加圧イン
   クをインク噴口に供給するＭ個の第１導管と、各第２流
   体室から各列のインク噴口の第２流路にそれぞれが延び
   ており、第２流体室からの加圧インクをインク噴口に供
   給するＮ個の第２導管と、所定の行の第１流体室のイン
   ク加圧手段と所定の列の第２流体室のインク加圧手段と
   を同時に付勢して、対応するインク噴口の出口オリフイ
   スからインク滴を噴出させるよう構成されたインク噴出
   装置。 ２ Ｍが１であり、Ｎが２である特許請求の範囲第１項
   記載のインク噴出装置。 ３ 前記マトリツクスが複数のブロツクに分割され、各
   ブロツクの小マトリツクスの各行及び各列にインク加圧
   手段が設けられている特許請求の範囲第１項記載のイン
   ク噴出装置。 ４ 第１流体室が１つ設けられており、また複数のイン
   ク噴口が１行のアレイとして並べられ、第１導管とと第
   １流路とが一体に形成されて第１流体室からの加圧イン
   クを全インク噴口へ供給しており、第２流体室が各イン
   ク噴口毎に設けられ、各第２流路と各第２導管とが一体
   に形成されて各第２流体室からの加圧インクをそれぞれ
   対応するインク噴出口へ供給しており、第１流体室のイ
   ンク加圧手段と所定の第２流体室のインク加圧手段とを
   同時に付勢して、対応するインク噴口の出口オリフイス
   からインク滴を噴出させるようになつた特許請求の範囲
   第１項記載のインク噴出装置。