JPS6068964A - Inkjet recorder - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain a print head which makes the jetting small ink drops necessary for printing each time an electrical pulse is applied by arranging electromechanical conversion elements in a pressure chamber communicating with a plurality of orifices provided corresponding to each other. CONSTITUTION:A print head 18 made up of a plurality of jetting heads 131- 140, which are each provided with an office and a pressure chamber communicating therewith and electromechanical conversion elements are arranged in the pressure chamber corresponding to each other. A series of print heads can be arranged either vertically or horizontally and a printing paper 12 moves vertically with respect to the heads.

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。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a non-impact recording device, and is particularly applicable to printing/
The present invention relates to a so-called ink jet recording device that jets small droplets of ink from an orifice in a cylinder.

［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。[Prior art 1] In the conventional non-impact recording device, various devices are used to create information patterns (letters, numbers, symbols, shapes, etc.), and these are electrostatic type and electrolytic type. , discharge type, heat-sensitive type, and other types of recording devices are well known. However, all of these methods not only require specially treated recording media, but also require complicated processes and special printing processing media.

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。Therefore, ink jet recording devices have been developed to improve the drawbacks of these devices. This method prints by depositing small droplets of ink on an unprocessed recording medium (hereinafter referred to as recording paper) in a predetermined information pattern6, resulting in high-speed printing, low blindness, and low cost due to the use of passing paper. In recent years, it has attracted attention as a promising recording device due to its characteristics such as low running cost.

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。However, in order to use an ink jet recording device to accurately record a wide range of information at high speed and with low noise, the ink jet action itself must meet these purposes. Must be. To this end, ■ the flight characteristics of the ink droplets must be constantly stabilized for all ink droplets under all usage environments in order to maintain the accuracy of the information pattern;

■　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。■ Since a large number of droplets are ejected at high speed, it is desirable to avoid wasteful consumption of ink.

■　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。(2) In order to move the recording paper and the ink jet head quickly and smoothly, it is desirable to make the structure of the ink jet head as light and compact as possible.

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
。1) Moreover, since the purpose is to achieve 1170 + 1170 marks, it is of course necessary to maintain high Hffi characteristics as a device, and in particular, the structure of the ink jet head must be It is desirable for the structure to be as simple and reliable as possible for safety, maintenance, inspection, and inspection.

■　当然のこととして、低価格のものであることが望ま
れる。■ Naturally, it is desirable that the product be of low cost.

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。Conditions such as the following are desired as basic conditions for the device configuration d1. However, all currently known ink jet recording devices do not necessarily satisfy these basic conditions.

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。Among conventional ink jet recording devices, the first method is as described in Japanese Patent Publication No. 42-8350, Japanese Patent Publication No. 42-4381, and Japanese Patent Publication No. 44-4517. ◎ The nozzle is mechanically vibrated by a vibrator to ensure the formation of ink droplets. ◎ Next, the nozzle is placed in front of the ◎ A deflection electrode plate that generates a high-voltage electric field is installed in the flight space of the ink droplets. Then, the ink droplets passing through the constant high-voltage electric field are deflected according to the electric charge of each droplet, thereby forming a predetermined information pattern on the recording paper.

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。However, this method has the following drawbacks. (a) A special pressure device is required to apply high continuous pressure to the ink.

（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。(b) Since the nozzle is mechanically vibrated at a high pitch using a magnetostrictive vibrator or a piezoelectric vibrator, the nozzle structure becomes extremely complicated.

（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。(C) Ink ejected at high pressure from a nozzle on a columnar vibrator J: When re-inking into small droplets, it is necessary to make ink droplets at regular time intervals and in a uniform NJ method. Regarding the 12-item version.

複雑な装置ならびに電気回路を要する。Requires complex equipment and electrical circuits.

（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。(d) High voltage is required for the charging electrode, and since it is necessary to control the ink droplet according to the 4R/report pattern when charging the ink droplet, precision is required for the control, and the device is expensive. become.

（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。(e) Since it is necessary to ensure that the formation of ink droplets by the vibrator and the charging time Ilj of the droplets are exactly the same, the means for synchronizing them becomes complicated.

（ｆ）偏向型−にも数千ボルトの高電圧をりえる必要が
ある。(f) Deflection type - also requires a high voltage of several thousand volts.

（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。(g) Since charging electrodes and biasing electrodes are easily contaminated by dust and ink, the performance of the device is likely to be hindered by these substances. Therefore, countermeasures are required.

（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。(11) Furthermore, by applying a high voltage between the nozzle and the electrode, the electric molecules of the ink! r producing corrosive by-products on the nozzle and electrode;
Since this causes severe deterioration of the nozzle and electrode, preventive measures are required.

（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。(i) Continuous ejection of ink droplets from the nozzle ejects a large number of droplets that do not participate in the formation of the information pattern, so there is no need to collect these unnecessary ink for reuse or disposal. Requires extra equipment.

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。etc. Overcoming these drawbacks and based on the above basic conditions, IL? In order to create a 1t% efficient ink jet recording device, there are still many technical issues that need to be solved.
Precise and complex equipment and electrical circuits are required, making the product expensive.

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。The second method is disclosed in Japanese Patent Publication No. 36-13768, in which continuously flying ink droplets are deflected by a deflection electrode into a normal trajectory ('I' r ajecLory).
) to form an information pattern is the same as the first method, but by changing the point at which ink droplets are formed and the strength of the deflection electric field. This method differs from the first method only in that the flight direction of the droplets is deflected.

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。That is, ◎ First, an acceleration electrode and a deflection electrode are respectively installed in the space of the nozzle. ◎ Next, pressure is applied to the ink so that the ink becomes a convex meniscus state at the tip of the nozzle, and ◎ A constant high voltage is applied between the accelerating electrode and the ink in the nozzle, and the ink is sucked out of the nozzle by the action of this strong electric field, and the sucked ink is The stream is broken into successive ink droplets of essentially constant volume and charge.

◎　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。◎ Furthermore, the deflection electrode provided outside the accelerating electrode is controlled according to the input signal to deflect the ink droplet passing through the electric field and form a predetermined information pattern on the recording paper by deflection. However, this method also has drawbacks comparable to those of the first method. That is, ■ synchronization between the timing of ink droplet formation and the timing of high-voltage pulse application;
Regarding the fact that dust and ink tend to adhere to each electrode, the deterioration of the nozzle and electrode due to high voltage, and the generation of unnecessary ink droplets when creating an information pattern using ink droplets, all of these issues are important. This method has the same disadvantages as method 1, but in addition, (a) since it utilizes the electrostatic suction effect of ink, there is a limit to the droplet formation speed, making high-speed printing impossible.

（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。(b) The device becomes expensive because it is necessary to apply a high voltage of several thousand volts between the accelerating electrode and the nozzle.

（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。(c) Furthermore, it is necessary to provide the bias electrode with a tooth pattern of several thousand volts, and this must be changed for each ink droplet according to the 48-report pattern, so it is difficult to control it. is difficult.

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。etc. In order to overcome these shortcomings and complete a highly reliable ink jet recording device based on the above basic conditions, there are still many technical problems to be solved, and it is necessary to use a precise and complicated device and a highly reliable ink jet recording device. Requires electrical circuit. Furthermore, compared to the il method, there is a fundamental drawback in that high-speed printing cannot be performed.

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。Although this is an extremely vIa example, another method is also known. It is shown in US Pat. No. 2,512,743. According to this disclosure, an ultrasonic shock wave is continuously generated at a mechanical resonance frequency in a bone-shaped nozzle that carries ink (ink); In the process of moving to the main part, the strength of the shock wave increases, and this ultrasonic IJj M
The ink spray is ejected from the end of the nozzle by the bubble effect of cavitation generated in the ink by waves. However, this method has the following drawbacks.

（、）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。(,) This device operates at a constant speed determined by mechanical resonance.

（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。(b) The ejection system cannot form - ink droplets in response to - electrical signals because the ejection system does not restore its equilibrium state after ejecting a - drop. The combined resonant effects of multiple signals are required for ink jetting.

（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。(c) Since the ink is ejected in the form of a spray, it is difficult to control it to obtain a highly accurate information pattern.

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。For this reason, this system cannot be used as it is for general-purpose ink jet recording, and improvements are desired.

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。Therefore, at this stage, this method is no longer recognized as a method used for special purposes, and in addition, it can be said that it does not meet most of the basic conditions mentioned above.

［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。[Objective of the Invention 1] The object of the present invention is to provide improved printing in these ink jet recording devices so that the ink droplets necessary for printing are ejected every time an electric pulse for printing is applied. An object of the present invention is to provide an ink jet recording device having a head.

［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。[Structure of the Invention] That is, the present invention changes the volume of the pressure chamber of the print head by an electromechanical transducer every time an electric signal pulse for the I:j+ character is applied, and ink is ejected from the ink ejection outlet orifice. An ink jet recording device that jets droplets, the print head having a plurality of orifices, a plurality of pressure chambers communicating with the orifices, and a plurality of electromechanical transducers provided corresponding to the pressure chambers. It is characterized by a tilted angle.

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。The object of the present invention can also be effectively achieved, for example, in an ink jet recording apparatus as described below. (a) a pressure chamber in continuous communication with the oriice and the ink reservoir is filled with ink from the ink reservoir, the pressure chamber being configured such that at least a portion of its wall can be deformed by electromechanical conversion means; (b) When not recording, due to the layer pressure of the ink in the ink reservoir and the surface tension of the ink in the oriice,
(c) when the electrical pulse is applied and removed, the wall of the pressure chamber is displaced inwardly by actuation of the electromechanical transducer to reduce a portion of the volume of ink in the pressure chamber by 1. (d) After ejecting one ink droplet, the volume of the pressure chamber is restored to restore the initial equilibrium state of the ink. A typical example is an ink jet recording apparatus.

［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。[Embodiment 1] Hereinafter, the ink jet recording apparatus equipped with a printing function according to the present invention will be described based on the illustrated embodiment.

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。11.2.3 is a schematic diagram of an embodiment for explaining the principle of an ink jet recording apparatus in which the present invention is utilized.

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。FIG. 1 is a schematic diagram showing an apparatus 11 configured to record information patterns on recording paper 12. As shown in FIG. Recording paper 12 is device 1
1, it is shown moving from the supply roller 13 to the take-up roller 14. However, the device 11 and the recording paper 12
It is clear that the relative movement between them can be effected in any suitable manner that actually moves either or both of the device 11 and the recording paper 12.

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。The device 11 includes a suitable reservoir 16 for storing the particular ink to be used. This ink reservoir 16 communicates through a communication tube 17 to a device or printhead 18 for ejecting ink droplets. Electronic pulse generator 19 sends pulse voltages to the printhead through suitable transmission means 21, such as a wire. At this time, when the printing nozzle 18 receives one pulse voltage from the generator 19, it ejects one discrete droplet 22 of ink from the orifice 24. That is, each pulse voltage is
Each produces a single ink droplet, the volume of which is controlled by the energy of the applied pulse voltage.

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。In the embodiment shown in FIG. 1, groups of ink droplets ejected as recording paper 12 passes printhead 18 form lines 23 on the recording paper.

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。In order to form a record of an accurate pattern of information on the recording paper, the ink droplets must travel in a substantially straight trajectory from the orifice 24 of the printhead 18 to the recording paper 12.

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。Also, by precisely positioning the device 11 and the recording paper 12 relative to each other, the ink droplets can be impinged to form a predetermined information pattern based on pulse signals from the electronic pulse generator 19. . Additionally, the ink droplets must be of precise shape and volume for optimal recording of the information pattern. That is, this means that the ink droplets are uniform in size from droplet to droplet and are ejected at the intervals of the electrons 13 from the pulse generator 19.

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。tjS2 and FIG. 3 are plan and cross-sectional views showing the detailed structure of a preferred droplet ejector, or printhead 18. However, in the cross-sectional view of FIG. 3, for convenience of explanation of the structure, the printing throat 18 is shown in the state when the power is not turned on (
The pressure plate 41, which will be described later, is shown in a state in which no current is applied. Print head 18 consists of a housing 36 forming part of a pressure chamber 37. A communication pipe 17 conveys ink from the ink reservoir 16 to an entrance trace 38 of the pressure chamber. The pressure chamber 37 contains an outlet passage (9). The force wall of the pressure chamber (7) is formed by a pressure plate (flexible plate) 41. The pressure plate 41 is preferably a piezoelectric In the embodiment shown, the pressure plate 41 consists of two laterally expanding piezoelectric plates 42 and 43, each in the form of a laminar disc, which are fixed to each other by a conductive thin film 44.A conductive liquid 46.47 is applied to the outer surface of the plates 42 and 43, which electrically connects the surfaces of both plates. And wire 48.4
9 leads to the outside. The plates 42,43 can then be energized by applying voltages to the two surfaces. In this case, if a suitable positive voltage is applied to plate 112.43, one plate 42 contracts, and the other plate 43 expands to t56.
When the pressure plate 41 as shown in FIG. 4
2 expands, the latter plate 43 contracts,
As shown in the fjSs diagram and FIG. 8, one pressure plate 41 is bent by the external force of the pressure chamber 37.

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。In this way, the pressure plate 41 is composed of two piezoelectric plates 4
2.43 are bonded together to form an integrated structure (hereinafter referred to as bimorph), and compared to a pressure plate with only one electric plate (hereinafter referred to as unimorph), it is approximately twice as strong for a given pulse. , the volume change efficiency of the pressure chamber 37 is high.

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。A bimorph can be achieved with a smaller pulse voltage peak value than a unimorph. The above bimorph,
In any case, if the unimorph is made into a disk shape, the deformation efficiency with respect to the applied voltage is good, so for the volume deformation of the pressure chamber 37,
is also valid.

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。However, when the pressure plate 41 is deflected inward into the pressure chamber 37 due to the application of a positive voltage, the volume of the pressure chamber is reduced, pressure is applied to the ink within the pressure chamber, and a portion of the ink is pushed out toward the outlet passage 39. The ink is ejected toward the recording paper 12, and the remaining ink is returned to the ink reservoir 16 through the communication pipe 17 against the hydrostatic pressure of the ink reservoir.

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。The end of the exit passageway 39 terminates in a precision diameter orifice 52 (I), which precisely controls the diameter of the ink droplets ejected from the printhead 18.

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。The size of the ink droplet is a function of the voltage across plates 42 and 43 and its pulse width as well as the diameter of orifice 52.

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。Pressure plate 41 is secured within printhead housing 36, as shown in FIG. 3, by suitable attachment means such as epoxy adhesive. A suitable piezoelectric transducer for the pressure plate 41 is manufactured by Flevite, Ohio, USA.
It is commercially available under the trade name ``Bimorph'' by Co., Ltd.

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。Now, power (not shown) is turned on to the print head 18,
When the Ekapulse is not sent (yet), a negative voltage is applied from the pulse generator 19 to the pressure plate 41 as shown in FIG. It is held in an outwardly bent position as shown in the figure. In this case, the ink will create a slight meniscus extending from the orifice 52. This meniscus is caused by static pressure from the ink reservoir 16 being applied to the ink in the pressure chamber 37. The surface tension of the ink prevents the ink from dripping out of the orifice.

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。However, during printing, when the pressure plate 41 is in this state, a positive pulse voltage from the pulse generator 19 is applied to eject ink droplets. That is, when an electric pulse signal having a selected amplitude and pulse width is applied from the pulse generator 19 to the pressure plate 41 via the conductors #48 and 49, the pressure plate 41 changes from the state shown in FIG. 5 to the planar state. After that, the state rapidly changes to the state shown in FIG. 6, the volume inside the pressure chamber is reduced, and a sudden pressure pulse is applied to the ink inside the pressure chamber 37. The pressure pulse causes the ink within the pressure chamber to travel through the outlet passageway 39 to the orifice 52 and exit the orifice 52 as discrete droplets in response to the pulse, as shown in the schematic diagram of FIG.
is injected from. This droplet 22 collides with the recording paper j2,
The relative movement between the print head and the recording paper will then constitute a line or other shape depending on the direction and magnitude of the relative movement.

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。As described above, the pressure plate 41 has a negative voltage applied to it before injection and has an upwardly convex shape, and is deformed upward into a gate shape when a positive voltage is applied during injection. The amount of change in volume is approximately twice that of the case where a positive or negative voltage is applied from a no-load voltage.
The volume change efficiency of No. 7 is large. Also, the peak voltage value of the applied pulse voltage is made smaller by 1) to achieve the same volume change by 11
) can be done. After the injection, a negative voltage is again applied to the pressure plate 41 to return it to its upwardly convex shape, and the next signal is generated.

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。The sizes of the inlet 1'' and outlet passages 38, 39 are regulated to a certain size depending on the viscosity of the ink used. Larger tubes may be necessary for more viscous inks. When the pressure pulse by the pressure plate 41 ejects the ink droplet 22 from the orifice 52, that pressure also causes the ink to enter the ink reservoir 16 against the applied hydrostatic pressure of the ink [1 passage 3].
The ink flows backward from 8 to the ink reservoir. In this case, the amount of backflow is limited by adjusting the length and diameter of the inlet passageway 38, and the anti-friction forces of the ink limit the amount of backflow that occurs during ejection of ink droplets.

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。Furthermore, when a layered flow of liquid flows through a long pipe at a speed of ■, the frictional inhibition force F' can be expressed by the following formula:
゛It is clear.

Ｆ＝８πηＬＸｌ 但し、ηは液体の粘性係数である。F=8πηLXl However, η is the viscosity coefficient of the liquid.

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。The hydrostatic pressure on the ink reservoir 16 thus acts to force the droplet to exit the orifice 52 rather than forcing the ink within the pressure chamber back into the inlet passageway 38. Two inches of water pressure is sufficient for most purposes.

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。If backflow through inlet passage 38 is not restricted, the pressure pulse from pressure plate 41 will cause a large amount of ink to enter one passage 3.
Most of the energy is expended in pushing the ink droplet 22 in the opposite direction through the orifice 52, and the pressure within the pressure chamber cannot be sufficiently increased to eject the ink droplet 22 from the orifice 52.

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。The length and diameter of the outlet passage 39 should also be chosen to result in lower frictional losses compared to the hydrostatic pressure and friction losses caused by the inlet passage 38 and the communicating tube 17.

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。The allowable m water pressure applied through the ink reservoir 16 is Represented by

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。where D is the orifice diameter S is the constant of the surface tension of the ink. However, in order to stabilize the meniscus at the orifice 52, the ink must not wet the front surface of the housing 36 of the printhead 18. That is, the natural contact angle between the ink and the front surface of the housing 36 needs to be 90' or more. This condition can be satisfied by using water-based ink and coating the front surface 57 of the housing 36 with Tear-On (trade name of DuPont, USA). Although it is preferred to coat surface 57 with Teflon, there are many other ink and solid combinations that provide contact angles greater than 90 degrees that are suitable for the purposes of this invention.

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。Figure 4 (8) and (b) show the pressure plate 41 as a function of time.
3 is a diagram schematically showing the correlation between the input voltage to the pressure chamber 37 and the pressure applied to the liquid in the pressure chamber 37. FIG.

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
。The injection system remains in the state of FIG. 5 until just before a positive input voltage pulse 62 is applied to pressure plate 41 at time L1, but the positive voltage applied at tl
is flexed to the condition of FIG. 6, thereby increasing the pressure on the ink to about 10 times the value in the condition of FIG. The fi maximum value of pressure on the ink (point 64) can be set in the range of 1-20 psi (pounds per square inch). Particularly preferred is around 5 psi.

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。In this case, because of the reaction time of the pressure plate 41 and the inertia of the ink, the pressure of the ink does not rise immediately even if the voltage pulse is rapidly applied at time L1.

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。That is, as shown in FIG.
It rises to the maximum value at the position. The increased pressure at this point 64 acts as a driving force on the ink at the orifice 52 so that the column of ink in the outlet passageway 39 flows out of the orifice 52 and reaches a high velocity. This high velocity overcomes the surface tension of the ink at the orifice 52 and causes the column of ink to protrude from the orifice 52.

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。Then, for a predetermined time, that is! When the voltage from the pulse generation bag 0219 is switched back to the negative initial voltage after the time from t to t3 in Figure 1I'54 has elapsed, the power inside the pressure chamber 37 is smell,
It rapidly decreased to the value shown by α6G, and finally at 17IH,
The smell returns it to its resting state 671.

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。At this time, the particularly protruding ink column becomes a droplet 22 due to the above-mentioned relationship between the ejection speed and this pressure reduction effect, separates from the C orifice 52, and takes a substantially natural linear trajectory to the recording paper. The light then flies and reaches the recording paper, creating a small dot within the line 28. This process consists of a series of 5th to 8th
The details are marked in the figure.

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。FIG. 5 shows the state before time L1, that is, when the power is turned on,
3 is a cross-sectional view of the print head in a state where a negative voltage from the pulse generator 19 is applied to the pressure plate 41. FIG.

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。In this state, when a positive voltage pulse for printing is applied from the pulse generator 19, the pressure plate 41, which had been bent upward, passes through a flat state and bends inward, shifting to the state shown in FIG.

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。FIG. 6 shows the state of the pressure chamber when only the inward deflection of the pressure plate 41 is at its maximum, that is, at a certain time. In this case, applying a positive voltage to the pressure plate 41 causes one plate 42 to contract and the other plate 43 to expand, thereby deflecting the pressure plate 41 inward and reducing the volume of the pressure chamber 37. , which acts to move an amount of ink.

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。At this time, depending on the hydrostatic pressure in the ink reservoir 16 overflowing the inlet passage 38, the viscosity of the ink, the length of the inlet E1 passage 38, and the diameter of the inlet passage 38, as well as the aforementioned factors, a portion of the displaced ink flows back into the communication tube through the inlet passage 38.

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。However, the movement of ink within the pressure chamber 37 caused by the pressure plate 4I mainly serves to push the ink column 101 out of the orifice 52.

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。FIG. 7 shows the situation after the voltage supply has decreased at t, indicated at point 66 in FIG. 5, although the pressure plate 41 is still maximally deflected.

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。In other words, this shows a state in which the voltage application to the pressure plate 41, which had been deflected inward to the maximum extent, is reversed and the pressure plate 41 begins to return to the state shown in FIG. 5. In this case, pressure chamber 3
While the ink pressure in the ink column 101 decreases the most as shown in Fig. f54 ([1), the acceleration of the ink column 101 contributes to deceleration.

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。However, since a portion (the tip) of the ink column 101 has already reached the ejecting speed, it separates from the decelerating ink column and forms an ink droplet 102. The remainder of the ink column is then still in communication with the ink in the pressure chamber 37.

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。FIG. 8 shows that in FIG. 4, Il, )'fill L
The state of the injection system at s is shown. That is, when the pressure &41 is at the position shown at point 67 in FIG.
It is a figure which shows the place which returned to M).

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。In this case, the effect of reducing the ink pressure between the point 66 and the point 67 shown in FIG.

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。During this time, the surface tension of the ink droplet 102 ejected from the orifice acts to make the droplet spherical in shape. After each pulse creates a droplet, the ejection system returns to equilibrium as shown in FIG.

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。Note that the amount of ink to be ejected depends on the width and voltage value of the output pulse from time L1 to t3, that is, the applied energy. Ink droplets can be created that have a diameter. The next pulse 68 thus applied will eject another droplet. The frequency of droplets is therefore controlled by the frequency of the voltage pulses when the pulses are applied.

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。Examples of specific parameters when using the apparatus described in FIGS. 1-3 to rapidly eject high quality ink droplets are as follows.

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。1. FIG. 9 is a schematic diagram of the same apparatus as that shown in FIG. 1, except that patterns such as letters and numbers are printed by an ink drum 1 configuration.

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。It has a series of printing plates 111-120 individually controlled by electronic pulse generators 19.

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。Print heads 111-120 are grouped vertically in stack 110 so that they can eject 1-10 in-drops simultaneously. With this invention, characters”
Suppose we want to print i"". FIG. 11 shows a method for constructing the letter "r" from rows and columns of ink dots having nine positions on the Y-axis and ten positions on the Y-axis.Character 11 T 11 is first the position 1 on the Y axis
9 by positioning the stack 110 in the following manner. That is, by driving the topmost printing plate 111, the ink and the printing plate 111 are
[Rub] as indicated in the position.

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。The stack 1.10 is then moved to position 2 on the Y axis and the printing rod 111 is driven again to mark another ink dot at position 10 on the Y axis. This process is performed by the stack 1107
! This continues until position 5 of the l'X axis is reached, at which time all ten printheads are driven so that an ink droplet is ejected from each of printing rads 1ii-1zo. This marks the droplet at positions 1 to 10 on the Y-axis as it crosses the vertical component of the letter "r". Then, as the stack 110 moves from position 6 to 9 on the X-axis, the print The spatula 111 is driven to print a dot at each position 10 on the Y axis.

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。Although FIG. 9 shows ten print heads, numbered 111 to 120, it is known that legible characters can be created with at least five vertical positions. However, it is preferred that the print head have 7-10 vertical positions to produce characters with a legible configuration.

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。The stack 110 is mounted on a threaded support 121 that cooperates with a lead screw 122.
．． 23, 124 - [Rotatably supported on a bearing and driven by a step motor 126. Lead screw 12
The number of threads per inch in 2 is selected such that each unit revolution of stepper motor 126 moves the print head horizontally between two adjacent rows in the Y axis of FIG. . In this manner, each unit rotation of the stepper motor 126 advances the print head along the Y axis of FIG. 11 from the 'C' position to the 'C' position.

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。FIG. 10 shows an apparatus having a plurality of print heads 131-140 in a stacked, side-by-side relationship as shown in FIG. Recording paper 12 moves perpendicularly to the head to print characters and other shapes. It will be appreciated that the series of printheads may be supinated either vertically or horizontally as desired. Each nozzle in the stack may thus be supplied with ink, for example from a vertically arranged piezoelectric plate. Similarly, the relative movement between the paper and the head can be either vertical or horizontal.

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。As described above, according to the present invention, excellent effects are produced that satisfy all the basic conditions required for the above-mentioned ink jet recording method.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

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FIG. 1 is a schematic diagram showing a recording device incorporating a droplet jetting η/j recording device equipped with a printing device according to the present invention, and FIG. 2 is an embodiment of the droplet jetting device shown in FIG. FIG. 4A is a diagram showing the voltage pulses applied to the droplet ejector, and FIG. 4B is a diagram showing the voltage pulses applied to the droplet ejector. A diagram showing the change in liquid pressure in the pressure chamber as a function of time with the application of . FIG. 7 is a cross-sectional view of the device in a state where the piezoelectric plate is at its maximum deflection; FIG. 7 is a cross-sectional view of the device when the piezoelectric plate is returning to its original position A cross-sectional view of the device in the state when it has returned to its original position, f5! 10 is a schematic diagram showing another device capable of ejecting multiple droplets onto a recording sheet. FIG. , illustrating characters formed by the recording device shown diagrammatically in FIGS. 9 and 10. 11... Recording device 12... Recording medium (recording paper) 16... Ink reservoir 18...
...Print head 19...Electronic pulse generator 22...Ink small 2Va 24--Orifice 37...Pressure chamber 38... Entrance passage 39... Outlet 1 passage 41...
Pressure plate (visible plate) 42.43...Piezo Ti
Ki 7' rate 52... Orifice 56...
・・・Meniscus agent Patent attorney No. 1] Father-in-law Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （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。(1) Each time an electrical signal pulse for printing is applied,
An ink jet recording device that ejects ink droplets from an ink jet outlet orifice by changing the volume of a pressure chamber of a print head using an electromechanical transducer, the device comprising a plurality of orifices and a plurality of pressure chambers communicating with the orifices. and a plurality of electromechanical transducers provided corresponding to the pressure chambers.1. An ink jet recording device having a +j characteristic.