JP2717025B2

JP2717025B2 - プリントヘッド

Info

Publication number: JP2717025B2
Application number: JP3511685A
Authority: JP
Inventors: 道徳朽網; 明中澤; 英幸菊地; 勝則山岸
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1990-07-10
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1998-02-18
Anticipated expiration: 2013-02-18

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明はプリントヘッドに関し、特にプリンタやファ
クシミリ等の画像記録装置に適用されるインクジェット
型のプリントヘッドに関する。

背景技術従来のインクジェット型のプリントヘッドは、ノズ
ル、圧力室、インク供給路、インクタンクを備え、圧力
室に圧力を発生させることによってノズルからインク粒
子を噴射させ、記録紙上に文字や画像を記録する。圧力
室に圧力を加える手段としては、圧力室の外壁に圧電素
子を接着し、この圧電素子にパルス状の電圧を加えるこ
とにより発生する圧電素子の変位を用いる方式が一般に
良く知られている。第１図はこの方式の従来のプリント
ヘッドの構造概要説明図である。同図中、圧力室１には
インク２が満たされ、圧力室１の外壁1aには圧電素子３
が接着されている。圧力室１の一端はノズル４に連通
し、他端は図示しないインクタンクに接続されている。

第２図は第１図のプリントヘッドの作用説明図であ
る。第2A図は圧電素子３に電圧が加えられてノズル４か
らインクが噴射されようとする状態を示し、第2B図はイ
ンク粒子５が噴射された状態を示している。

また、第３図に示すように、圧力発生手段としてノズ
ル６の近傍に設けられた発熱抵抗素子７を用いるものも
ある。この方式のプリントヘッドにおいては、この発熱
抵抗素子７に電圧パルスを加え、その時に発生した熱に
よりインク中にバブル８を発生させ、この圧力でノズル
からインク粒子９を噴射する。第3A図はバブル発生初期
の状態を、第3B図はバブルが多少成長した状態を、第3C
図はバブルが大きく成長してインク吐出が始まろうとす
る状態を、第3D図はインク吐出がさらに進行した状態
を、第3E図はインク粒子９が噴射された状態をそれぞれ
示している。

これら従来のタイプのインクジェット型のプリントヘ
ッドは、ワイヤを磁気駆動して、ワイヤをインクリボン
及び用紙を介しプラテンに押圧して印字を行うワイヤ駆
動型のプリントヘッドに比べ騒音が発生せずオフィス内
での使用に適しているとして注目を浴びている。

ところが、これらの従来のタイプのインクジェット型
のプリントヘッドは次の欠点を有していた。

すなわち、第１図及び第２図の場合は、プリントヘッ
ドのノズルにごみ等が付着したり、ノズルから気泡が混
入したり、また、インクの乾燥などによりノズルの目が
詰まったりするため、プリントヘッド全体を交換する必
要があった。

また、第３図の場合も、発熱部はノズル、圧力室と一
体で形成されており、同様の問題があった。

そして、近年、プリントヘッドをインクタンクと一体
にしてヘッドカートリッジを形成し、タンク内のインク
を全て消費した時点でヘッドカートリッジ全体を交換す
るデスポーザブルタイプのヘッドが用いられている。し
かしながら、このようなプリントヘッドでは、圧力発生
手段も同様に廃棄されるため、ヘッドの価格が高く、ラ
ンニングコストが高いという問題があった。

発明の開示そこで、本発明は、上記の問題を除去した新規、か
つ、有用なプリントヘッドを提供することを概括的目的
とする。

本発明の他の目的は、インクを供給される圧力室と、
圧力室と連通したノズルと、圧力室の一壁を形成する振
動板と、振動板に圧力を加える変位伝達手段と変位伝達
手段を変位させる駆動部とからなり、振動板に圧力を加
えてノズルからインクを噴射させる加圧手段と、変位伝
達手段の先端及び振動板のうち一方に設けられた弾性部
材とを備え、弾性部材の内部には気泡が分散しており、
気泡の分布密度は圧力室に近づく程小さくなるインクジ
ェット方式の印字を行うプリントヘッドを提供するにあ
る。本発明によれば、低騒音で良好な印字が行える。

本発明の他の目的は、変位伝達手段がワイヤからなる
プリントヘッドを提供するにある。本発明によれば、低
騒音で良好な印字が行える。

本発明の更に他の目的は、少なくとも圧力室は加圧手
段に対して着脱可能に設けられているプリントヘッドを
提供するにある。本発明によれば、信頼性が高くランニ
ングコストの低いプリントヘッドが実現できる。

本発明の他の目的は、圧力室に連通しておりインクを
供給するインクタンクを更に備え、圧力室とインクタン
クとは一体的に設けられており加圧手段に対して着脱可
能なノズル部を構成するプリントヘッドを提供するにあ
る。本発明によれば、信頼性が高くランニングコストの
低いプリントヘッドを実現できる。

本発明の更に他の目的は、ワイヤの先端が振動板の中
心部分を加圧するようにワイヤの先端部を案内するワイ
ヤガイドを更に備えたプリントヘッドを提供するにあ
る。本発明によれば、ワイヤの先端部の揺動を抑制して
安定した印字が行える。

本発明の他の目的は、ワイヤの先端及び振動板のうち
一方に設けられた突起を更に備え、突起は振動板の中心
部分を加圧する位置に設けられているプリントヘッドを
提供するにある。本発明によれば、ワイヤ及び振動板の
径に関係なく振動板の中心部分を確実に加圧できるの
で、ノズルの密度を向上して高密度の印字を行える。

本発明の更に他の目的は、突起は振動板と同一の材料
及び弾性材料とからなるグループより選択された材料か
らなるプリントヘッドを提供するにある。本発明によれ
ば、低騒音で高密度の印字を行える。

本発明の他の目的は、振動板は複数の重ね合わされた
板からなるプリントヘッドを提供するにある。本発明に
よれば、振動板の残留振動を抑えてインクを安定に噴射
することができる。

本発明の更に他の目的は、振動板の少なくとも片面は
表面処理を施され板間摩擦係数を調整されているプリン
トヘッドを提供するにある。本発明によれば、振動板を
構成する板間の摩擦係数を最適化することができる。

本発明の他の目的は、加圧手段は変位伝達手段の振動
板に対する圧力を制御する駆動信号を駆動部に供給する
ことによりノズルより噴射されるインクの粒子の質量を
制御するプリントヘッドを提供するにある。本発明によ
れば、コントラストを有する階調記録が行える。

本発明の更に他の目的は、加圧手段は駆動信号のパル
ス電圧及び／又はパルス幅を制御して変位伝達手段の振
動板に対する圧力を制御するプリントヘッドを提供する
にある。本発明によれば、コントラストを有する階調記
録が行える。

本発明の他の目的は、駆動信号の立ち下がりエッジは
立ち上がりエッジに比べて緩やかであるプリントヘッド
を提供することにある。本発明によれば、振動板の残留
振動を抑えることができる。

本発明の更に他の目的は、インクを供給される圧力室
と、圧力室と連通した複数のノズルと、圧力室の一壁を
形成する振動板と、振動板に圧力を加えてノズルからイ
ンクを噴射させる加圧手段とを備え、加圧手段は、振動
板に圧力を加える変位伝達手段と、変位伝達手段を変位
させる駆動部と、非印字時にも変位伝達手段の先端が振
動板と接触するように駆動部にバイアス電圧を供給する
バイアス手段とからなり、バイアス手段はバイアス電圧
を各変位伝達手段に対応する駆動部に対して独立に設定
するインクジェット方式の印字を行うプリントヘッドを
提供するにある。本発明によれば、振動板に対する圧力
を一定に制御し得、振動板の残留振動を抑えることがで
きるので、高品質な印字が可能となる。

本発明の更に他の目的は、少なくとも圧力室は加圧手
段に対して着脱可能に設けられており、圧力室の代わり
にインクリボンを装着することによりインパクト方式の
印字が可能であるプリントヘッドを提供するにある。本
発明によれば、インクジェット方式の印字とインパクト
方式の印字とを選択して行うことができる。

本発明の他の目的は、少なくとも加圧手段を移動可能
に支持する移動ステージを更に備え、移動ステージは印
字を行う記録紙に対して近づく方向及び遠ざかる方向に
移動可能であるプリントヘッドを提供するにある。本発
明によれば、インクジェット方式の印字とインパクト方
式の印字とを選択して行うことができる。

更に本発明の目的及び特長は以下図面と共に述べる説
明より明らかとなろう。

図面の簡単な説明第１図は従来のプリントヘッドの一例の要部を示す断
面図、第2A図及び第2B図は夫々第１図のプリントヘッドの動
作を説明する断面図、第3A図〜第3E図は夫々従来のプリントヘッドの他の例
を説明する要部断面図、第4A図〜第4E図は本発明になるプリントヘッドの第１
実施例を説明する要部断面図、第5A図及び第5B図は夫々本発明になるプリントヘッド
の第２実施例の要部を示す平面図及び断面図、第６図は第２実施例におけるインクカセットとインク
タンクとの接続を説明する図、第７図は第２実施例の加圧機構を示す断面図、第８図は第２実施例の組立状態を示す断面図、第９図は第２実施例が適用されるプリンタの要部を示
す断面図、第10A図〜第10C図は夫々ノズルの配置の実施例を説明
する図、第11図は本発明になるプリントヘッドの第３実施例に
おけるインクカセットとインクタンクとの接続を示す断
面図、第12図は第３実施例の組立状態を示す側面図、第13A図及び第13B図は夫々第３実施例を第７図の加圧
機構に適用した場合を示す一部断面図、第14図はノズルカセットを示す断面図、第15図は本発明になるプリントヘッドの第４実施例の
加圧機構を示す断面図、第16図は本発明になるプリントヘッドの第５実施例を
説明する要部断面図、第17図及び第18図は夫々第５実施例の要部を示す断面
図、第19図は第５実施例の更に他の変形例の要部を示す断
面図、第20図及び第21図は夫々本発明になるプリントヘッド
の第６実施例の要部を示す断面図、第22図は第６実施例の変形例の要部を示す断面図、第23図はワイヤの揺動を説明する断面図、第24図は本発明になるプリントヘッドの第７実施例の
要部を示す断面図、第25図は第７実施例の側面図、第26図は本発明になるプリントヘッドの第８実施例の
要部を示す断面図、第27図は本発明になるプリントヘッドの第９実施例の
要部を示す断面図、第28A図〜第28C図は夫々振動板の板に施す機械的表面
処理を説明する図、第29A図〜第29C図は夫々振動板の板に施すワックス塗
布を説明する図、第30図は本発明になるプリントヘッドの第10実施例の
要部を示す断面図、第31図は第10実施例を適用したプリンタを示す側面
図、第32図は第10実施例の要部を示すブロック図、第33図は第10実施例の要部を示す側面図、第34図は第10実施例で用いる駆動機構の要部を示す斜
視図、第35図は本発明になるプリントヘッドの第11実施例の
要部を示す一部断面図、第36図は印字電圧を示す図、第37図は第11実施例を示すブロック図、第38図は第37図中の制御回路の動作説明用フローチャ
ート、第39A及び第39B図は夫々本発明になるプリントヘッド
の第12実施例の要部を示す側面図、第40図は第12実施例の動作を説明する一部断面図であ
る。

発明を実施するための最良な形態第４図は本発明の第１実施例を説明する図である。

第4A図は本実施例の構造概要を示す断面図である。圧
力室11は、ノズル13に連通するとともに、図示しないイ
ンクタンクに連通している。加圧機構12は、ワイヤ等の
変位伝達部14と、変位伝達部14に印字信号に応じ変位を
与えて圧力室11に圧力を発生させる駆動部15とから構成
されている。

なお、駆動部としては、通常のワイヤドット型印字ヘ
ッドのようなワイヤ磁気駆動型のものや、積層型圧電素
子、変位拡大機構を有する圧電素子を用いることができ
る。

第４図においては、圧力室の外壁11aと加圧機構12と
が分離可能に設けられている。その分離箇所は、第4C図
〜第4E図に示されるようになる。第4C図はワイヤである
変位伝達部14の先端で分離された例を、第4D図は変位伝
達部が途中で分離されて外壁（振動板）11a側の先端部1
6が外壁11aに固定された例を、第4E図は変位伝達部14の
基部で分離されて変位伝達部14が外壁11aに固定された
例を、それぞれ示している。いずれの場合も、プリント
ヘッドは、圧力室側と駆動部側が、上記分離箇所で微小
距離を介して、又は、両者が接触した状態で、対向する
ように組み立てられる。

また、加圧機構としてワイヤ磁気駆動型のワイヤドッ
トプリントヘッドを用いる場合は、外壁11aと加圧機構
とを分離し、ワイヤ先端と外壁11aとが互いに接触する
ように配置することもできる。

上述のように、別々に作製された圧力室側の部品と駆
動部側の部品とが分離可能に組み立てられている場合、
圧力室側の部品だけを交換することが可能である。従っ
て、圧力室側の部品に含まれるインクタンクの中のイン
クが消費された後、圧力室側の部品のみが廃棄され、圧
力発生手段を含む駆動部側の部品を廃棄する必要がない
ので、経済的に有利である。

ところで、本発明では、駆動部として、ワイヤ磁気駆
動型等を使用しているので、ワイヤ等の変位伝達部14の
変位をきわめて大きくすることができる。例えば、通常
のワイヤドットプリンタに使用されているワイヤ（ドッ
トピン）では、その変位量が200μｍ程度である。尚、
圧電素子の変位量は0.1μｍ程度である。

従って、圧力室側の部品及び駆動部側の部品の精度が
悪いことに起因して両者を一体に組合せた際に、外壁11
aと伝達部14の先端との間に数10μｍ程度の間隙が形成
される場合でも、このワイヤの変位により十分に圧力室
の容積が減少させられることができる。

印字に際しては、駆動部15を作動させる。これによ
り、変位伝達部14が第4B図に示すように左方に所定量移
動し、外壁11aを押圧、変位させる。その結果、圧力室1
1内のインクに圧力が加えられて、ノズル13からインク
粒子17aが噴射される。

次に、第５図乃至第13図に関連して本発明の第２実施
例を説明する。

第５図は本実施例のプリントヘッドの構造説明図であ
り、第5A図は正面図、第5B図は第5A図中、線Ａ−Ａ′に
沿った断面図を示す。

インクカセット21は、２列千鳥状に配列された複数
個、例えば48個のノズル24と、各ノズル24にそれぞれ連
通する圧力室25とを備え、各圧力室25は、インク供給路
26を介しインク供給口27に連絡している。インク供給口
27は、第６図に示すように、インクタンクカセット28に
連結ホース28aを介し接続している。インクタンクカセ
ット28は、インクタンクカートリッジ29を着脱可能に収
納し、インク供給口27にインクを補給する。ノズル24の
径は、プリンタとしての必要な解像度に適応させる必要
があり、例えば300dpiの解像度を得るためには50μｍが
必要である。

加圧機構20には、第７図に示す構成のものが使用され
る。これは、通常のワイヤドット型のプリントヘッドで
使用している周知の電磁駆動型のものである。このプリ
ントヘッドは、富士通製F6123F1プリンタ装置に使用さ
れているワイヤドットプリントヘッド等が使用出来る。
電磁吸引部30は鉄心、コイル、アーマチュア、復帰スプ
リング等を備えている。尚、この電磁駆動部は、周知の
釈放型であっても良い。駆動部31は、加圧機構20のワイ
ヤ（変位伝達部）23以外の部分であり、第１実施例の駆
動部15に相当する。尚、このワイヤドット型のプリント
ヘッド部は、インクカセット21に設けられたノズル及び
圧力室の数に合わせた数のワイヤを備えており、各ワイ
ヤに対応して電磁吸引部30が設けられている。

すなわち、本実施例のように、ワイヤドットプリント
ヘッドを用いることにより、ワイヤピンは、ワイヤピン
を駆動する駆動部（電磁吸引部）からケース31a内のガ
イド20aにより曲げられることにより、その複数個の先
端端を互いに微小間隙で配設することができるので、圧
力室とノズルを密着配置することができ、第５図のよう
なマルチノズル型のインクジェットプリントヘッドを実
現出来る。

プリントヘッドは、インクカセット21と加圧機構20と
を第８図に示すように組み立てられて構成される。この
プリントヘッド又は、インクカセット21の上下に取り付
けられた着脱ピン32が駆動部31であるワイヤドットプリ
ントヘッドのケース31aに設けられた凹部に係合されて
いる。この状態で、変位伝達部であるワイヤ23の先端は
第5B図に示す如く圧力室25の外壁25aに微小距離を介し
て、または密着して対向している。また、各ワイヤ23の
先端部分はワイヤガイド22により案内される。このプリ
ントヘッドによる印字は、各ワイヤ23に対応して設けら
れた電磁吸引部31のうちのインクの噴射が必要なノズル
24と連通する圧力室を変位させるワイヤを有する電磁吸
引部のコイルに電流を供給することで行なわれる。プリ
ントヘッドはこのように組み立てられているので、イン
クカセット21を、保守、交換等のために容易に加圧機構
20側と分離して取り外すことができ、信頼性向上、ラン
ニングコスト低減が可能になる。また従来のワイヤドッ
ト型プリンタの騒音レベルが55〜65dBだったのに対し、
45dB程度の騒音レベルを実現することができた。また、
インクカセット21の着脱ピン23がワイヤドットプリント
ヘッドのケース31aを覆うようなカバー構成とすること
で更に騒音を減らすことができる。そして、インクカセ
ット21を加圧機構側と分離しない構成の場合は、騒音を
完全になくすことができる。

なお、本実施例では第4C図の分離形式のものについて
述べたが、ワイヤ23の一部または全てを外壁25aに固定
する第4D図又は第4E図の分離形式を採用しても同様の効
果が得られる。

本実施例では、ノズル24の径は50μｍ、ノズル24の長
さ（厚さ）は200μｍ、ノズル24のピッチは280μｍ、圧
力室25の径は500μｍ、圧力室25の長さ（厚さ）は100μ
ｍ、外壁25aの厚さは50μｍ、ワイヤ23の径は200μｍ、
第5A図に示すインクカセット21の外形寸法は2.0mm×4.0
mmである。インクカセット21の材質としては、ヘッド部
分にステンレス、樹脂、ガラスなどを利用できるが、本
実施例はステンレスSUS304を用いた。また、インクタン
ク及びヘッド部周囲にはアクリル樹脂やポリカーボネー
ト樹脂等を利用できる。通路はエッチングなどの周知の
技術で製作することができる。

本実施例において、インクとして表面張力52dyne/cm
で粘度4cPのブラック染料を含んだものを使用し、駆動
電圧100v及び駆動周期5kHzの条件で記録を行った結果、
良好な印字を行うことができた。ワイヤ23の変位量とし
ては20μｍ程度である。このとき得られる粒子の速度は
６〜10m/sの範囲であった。

ワイヤ駆動を用いる利点は、通常の圧電素子の0.1μ
ｍ程度の変位量に比べ100μｍ程度の大きな変位量をと
ることができることである。このため、圧力室側と駆動
部側を分離脱着することができる。また、前述したよう
に、圧力室を小さくした場合でも、圧力室に十分大きな
変位を与えることができ、インクの噴射を確実に行なう
ことができる。

駆動条件を変えて変位量を変位させて粒子化を調査し
た結果、変位量が１μｍ以下になると圧力室25内に圧力
が発生せず、ノズル24内のメニスカスに変位は見られな
かった。インク粒子を噴射するに必要なワイヤ23の変位
量としては、１〜200μｍが適当であり、特に５〜80μ
ｍで良好であった。

寸法としては、ノズル24の径は30〜80μｍ、ノズル24
の長さ（厚さ）は50〜400μｍ、圧力室25の径は100〜50
0μｍ、圧力室25の長さ（厚さ）は50〜200μｍ、外壁25
aの厚さは10〜200μｍが適当である。又、ワイヤ23の径
は120〜200μｍでストロークは５〜80μｍが適当であ
る。

また、用いるインクの物性は、粒子化特性に影響を与
える。粘度としては、１〜30cpの液体インクを用いるこ
とができる。さらに、表面張力30〜70dyne/cmのインク
を用いることができる。

上記のようなプリントヘッドを搭載したプリンタの概
要を第９図に示す。プリンタは大略プラテン33、ガイド
ローラ34,35,36、プリンタカバー37、用紙ガイド38から
なる。用紙は、用紙ガイド38上を矢印で示すように搬送
されて印字部39に供給され、用紙に、インクカセット21
のノズルから噴射されるインク粒子を付着させることに
よって印字が行われる。この印字時に、例えば第5A図の
如く24ノズルを12個×２列に配置し、プリントヘッドが
搭載されているキャリアを用紙幅方向に走査させながら
上記ノズルを選択的に駆動することによって、ドット構
成の文字を印字することができる。

ノズル配列の実施例を第10A図〜第10C図に示す。第10
A図の場合は、複数のノズル40が記録紙100の幅方向（図
の左右方向）に対し傾斜させて直線状に配置されてい
る。第10B図の場合は、複数のノズル41が記録紙100の搬
送方向に直線状に配置されている。第10C図の場合は、
複数のノズル42が記録紙100の幅方向に全幅にわたり直
線状に配置されている。第10A図及び第10B図の場合はキ
ャリアの記録紙幅方向に走査させながら印字を行う。

このプリンタにおける実際の印字条件、印字結果は次
の通りである。

ヘッド構成として、ノズル径50μｍ、ノズル長200μ
ｍ、圧力室径500μｍ、深さ100μｍのヘッドを試作し
た。さらに、ワイヤ径200μｍの条件で駆動系を試作し
た。この駆動系は、通常のワイヤドットプリンタで用い
られている電磁吸引型のものをそのまま用いることがで
きる。ノズルヘッド（インクカセット）の材質として
は、ステンレス、樹脂、ガラス等を利用できるが、ここ
ではステンレスを用いた。通路はエッチング等の周知の
技術で製作することができる。このヘッドを用い、イン
クとして表面張力52dyne/cm、粘度4cpのブラック染料を
含んだものを使用し、駆動電圧30v、駆動周期3kHzの条
件で記録を行った結果、良好な印字を行うことができ
た。ワイヤの変位としては20μｍ程度であり、このとき
得られる粒子の速度は６〜10m/sの範囲であった。

ワイヤ駆動を用いる利点は、前述のように、通常の圧
電素子の変位量（約0.1μｍ）に比べ大きな変位量をと
れることであり、そのため、圧力室側と駆動側を脱着で
きるものである。駆動条件を変え変位量を変化させて粒
子化を調査した結果、変位量１μｍ以下になると圧力室
内に圧力が発生せず、ノズル内のメンスカスに変位は見
られなかった。インク粒子を噴射できる変位量として
は、１〜200μｍが適当であり、特に50〜80μｍで良好
であった。

本実施例では、インクタンクカセットのインクを全て
消費した時点で、ノズル、圧力室、インクタンクを一体
として駆動部から離脱させて交換することができる。そ
のため、カセットは小型となり、また駆動部は継続して
使用するため経済的である。

上記実施例では、第６図に示す如くインクカセットと
インクタンク（インクタンクカセット）が連結ホースを
介し接続されているが、第11図に示す第３実施例のよう
に、インクカセット21をインクタンク43と一体化するよ
うにしても良い。この場合、インクカセット21とインク
タンク43とは供給チューブ48を介して接続されている。
第12図はこのインクカセット21をワイヤドットプリント
型の加圧機構20と組み立てたプリントヘッドを示し、第
８図と同様に着脱ピン32が設けてある。また、インクタ
ンク43に設けられたピン43aが加圧機構20側の凹部に係
合させられることで、位置決めが行なわれる。

第13図は、第３実施例を第７図に示す如き加圧機構20
に適用した場合を示す図であり、第13A図はノズルカセ
ット49を加圧機構20に装着する前の状態を示し、第13B
図はノズルカセツト49が加圧機構20に装着された状態を
示す。第14図はインクカセット21とインクタンク43とが
一体化して構成されたノズルカセット49を示す。第13図
及び第14図中、第７図，第11図及び第12図と実質的に同
じ部分には同一符号を付し、その説明は省略する。な
お、第13A図中、32A,32Bは着脱ピン32に対応する着脱爪
である。この着脱爪32A,32Bは、加圧機構20に設けられ
た凸部20yと凹部20zに夫々係合して、カセット側の複数
個のノズル21と加圧機構20のワイヤピン23との位置合わ
せが正確に行なわれる。

また、上記実施例では加圧機構として電磁駆動型のヘ
ッドを用いる例について述べたが、第15図に示す第４実
施例の如く積層型圧電素子51を加圧機構として用いても
良い。図中、52は圧力室53、ノズル54、インク供給口55
を備えたインクカセットで、積層型圧電素子51の底部51
aは、押え部56により圧力室53の外壁53aに押し付けられ
ている押え部材56の下端部56aは外壁53aに着脱可能に取
り付けられており、下端部56aを外壁53aから分離するこ
とによって、積層型圧電素子51をインクカセット52から
取り外すことができる。積層型圧電素子51の底部51aは
加圧機構の変位伝達部に相当し、それ以外の部分は駆動
部に相当する。

この積層型圧電素子51は、変位量が0.1mm程度である
通常の圧電素子とは異なり、インクカセット21を作動さ
せるのに十分な変位量を有しており、積層型圧電素子51
を加圧機構として用いることによって、前述と同様な効
果を得ることができる。

なお、例えば第４図に示す第１実施例においては、駆
動部15のエネルギーを効率良く圧力室11に伝達するに
は、通常のワイヤドットプリンタにおけるワイヤと同様
に、変位伝達部14の先端の静止位置と圧力室11の外壁11
aとを充分に離す必要がある。しかし、打撃音を小さく
抑えるには、例えば第4A図に示す如く変位伝達部14の先
端の静止位置を圧力室11の外壁11aと接触する状態にし
ておくことが有効であった。

次に、駆動部15のエネルギーを効率良く圧力室11に伝
達すると共に打撃音を抑えることができる実施例につい
て説明する。

第16図は本発明になるプリントヘッドの第５実施例の
構造概要を示す断面図である。同図中、第4A図と同一部
分には同一符号を付し、その説明は省略する。本実施例
では、第16図に示す如く、変位伝達部（ワイヤ）14と圧
力室11の外壁11aとの間に収縮性の部材61を設けてあ
る。部材61は図示の例では外壁11aに固定されている
が、変位伝達部14の先端に固定されていても良いことは
言うまでもない。なお、部材61には、ポリエステル、ポ
リアミド、ポリスチレン、ポリウレタンなどの樹脂、天
然ゴム、ブタジエンゴム、シリコンゴム等を使用するこ
とができる。

部材61の吸音効果を向上するためには、第17図に示す
変形例の如く気泡63を含有する弾性部材を用いると良
い。また、気泡63の分布密度を第18図に示す変形例の如
く圧力室11側に小さくすると、吸音効果は更に向上す
る。第17図及び第18図中、第16図と同一部分には同一符
号を付し、その説明は省略する。

従来のワイヤドット型プリンタの騒音レベルが55〜56
dBであるのに対し、本実施例では厚さ20μｍの部材61を
使用することにより騒音レベルを45dB程度に抑えること
が可能であった。なお、部材61の厚さとしては例えば10
〜200μｍが適当である。

また、第２実施例の如くノズル24が複数設けられてい
る場合は、第19図に示す変形例の如く部材61を圧力室25
の外壁25aに沿って設けても良い。第19図中、第5B図及
び第16図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。

上記各実施例では、圧力室の外壁は例えばステンレス
鋼板で、構成されている。従って、外壁を加圧して圧力
室内にインクを射出させるのに充分な圧力を発生するに
は、外壁の変位量を比較的大きくする必要がある。ま
た、プリントヘッドを小型化するために外壁の作用面積
を小さくすると、これに比例して外壁の変位量を大きく
する必要がある。このため、プリントヘッドを小型化し
てもインクの射出を確実にするために外壁の変位量を大
きくすると、ワイヤを駆動する駆動部への印加電圧を大
きくしなければならず、消費電力が大きくなってしま
う。

そこで、プリントヘッドを小型化しても小さな消費電
力がインクの射出を確実とし得る実施例について次に説
明する。

第20図は本発明になるプリントヘッドの第６実施例の
要部を示す。また、第21図は第６実施例の駆動部に電圧
が印加された状態を示す。第20図及び第21図中、第4A図
と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例では、圧力室11のノズル13と反対側の壁を構
成する外壁11aが例えばウレタンなどの弾性を有する材
料でリング状に形成されたゴム65を介して例えばエポキ
シ樹脂系の接着剤によって接着されている。ゴム板65の
厚さは10〜200μｍで、弾性率は0.01〜0.5N/m²の範囲に
設定される。駆動部15に電圧を印加すると、第21図に示
す如く変位伝達部14が長手方向に変位して外壁11aを加
圧し、外壁11aは内側に曲げられるが、同時にゴム板65
も圧力を受けて圧縮されて外壁11aが更に変位する。こ
れにより圧力室11内にパルス状の圧力が発生し、ノズル
13からインク17の粒子17aが射出する。

本実施例によれば、外壁11aはゴム板65の弾力により
変位しやすく、駆動部15の圧力が比較的小さくても外壁
11aを充分に変位させることができる。従って、インク1
7の粒子17aを確実に射出することが可能である。

本実施例では、圧力室11の径が500μｍ、圧力室11の
長さ（厚さ）が100μｍ、ノズル13の径50μｍ、ノズル1
3の長さ（厚さ）が200μｍ、ステンレス鋼板の外壁11a
の厚さが50μｍ、変位伝達部（ワイヤ）14の径が200μ
ｍ、変位伝達部14の変位は20〜50μｍである。この条件
下では、表面張力が52dyne/cmで粘度が4cpのブラック染
料を含んだインク17を使用して駆動部15に20vの駆動駆
動電圧を3kHzの駆動周期で印加すると、良好な印字を行
えることが実験により確認され。なお、この場合の変位
伝達部14の変位量は20μｍ程度で、得られたインク17の
粒子17aの速度は6m/sであった。

他方、上記と同一の条件下で第4A図に示した第１実施
例の如くゴム板65を有さない構成では、6m/sなるインク
17の粒子17aの速度を得るには駆動電圧を80vにする必要
があった。

第22図は第６実施例の変形例を示す。同図中、第20図
と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本変形例では、ゴム板65に代えて弾性及び熱接着性を
有する樹脂フィルム65Aを設けている。

即ち、圧力室11のノズル13と反対側の壁を構成する外
壁11aが、弾性及び熱接着性を有し、例えばエポキシ系
の接着性樹脂フィルムでリング状に形成されたフィルム
65Aを介して熱接着されている。熱接着は、圧力室11の
外壁11aを取り付ける個所にフィルム65Aを挟み、加圧下
で例えば80℃で１時間の加熱を行って接着する。

従って第６実施例と同様に、駆動時にフィルム65Aの
弾性により外壁11aの変位が容易に得られて、確実にイ
ンク17の粒子17aを射出させることができる。このよう
なプリントヘッドを使用して、上記条件下で駆動電圧を
25v、駆動周期を3kHzとして印字実験を行った結果、イ
ンク17の粒子17aの速度は6m/sであった。

このようにして、第６実施例及びその変形例によれ
ば、駆動部15の圧力が小さくても外壁11aを充分変位さ
せることができるので、駆動部15への印加電圧を低く設
定することができる。従って、消費電力を節約すること
ができ、プリントヘッドを小型化しても信頼性が確保で
き、しかもランニングコストが改善される。

なお、弾性部材65（又は65A）にウレタンゴム或いは
エポキシ系の接着性樹脂フィルムを使用した場合を説明
したが、例えばスチレンブタジェンゴム、ブタジェンゴ
ム、インプレンゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム等
の合成ゴム及び天然ゴム、或いはエポキシ系以外の樹脂
フィルム等を用いても良い。

ところで、変位伝達部（ワイヤ）14の突出により外壁
（振動板）11aに衝撃を与えてノズル３からインク17の
粒子17aを射出する構成では、ワイヤ14の先端14aが振動
板11aに激突する際に第23図中点線で示すように先端部1
4aが揺動する場合がある。この様な場合、振動板11aに
与える衝撃力が弱くなったり、振動板11aに二重の衝撃
力を与えてしまうこともある。このため、インク17の粒
子17aの射出する量及び速度が低下したり、二重の射出
により印字品質が低下したりする可能性がある。なお、
第23図中、第4A図と実質的に同じ部分には同一符号を付
し、その説明は省略する。

そこで、インク17の粒子17aの射出をより確実に行え
印字品質の向上を図れる実施例を次に説明する。

第24図は本発明になるプリントヘッドの第７実施例の
要部の断面図であり、第25図は第７実施例の側面図であ
る。第24図及び第25図中、第５図〜第12図と実質的に同
じ部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例では、第24図に示す如く、圧力室25に隣接し
てワイヤガイド22が設けられている。ワイヤガイド22に
は、ワイヤ23の先端部23Aの揺動を抑止する貫通穴22Aが
形成されている。貫通穴22Aは、ワイヤ23の先端部23Aが
揺動板25aの所定箇所を押す位置に形成されており、本
実施例では振動板25aの中心部を押す位置に形成されて
いる。従って、ワイヤ23の先端部23Aが揺動することを
防止し得、圧力室25に所定の衝撃力が確実に与えられ
る。このため、インク17の粒子17aの射出を正確に行
え、印字品質を向上することが可能となる。

第25図では、インク17を貯留したインクタンク43と、
インクタンク43からインク17の供給が行われる複数の圧
力室25（25_-1〜25_-N）とが形成されたインクカセット21
が支持具73によってキャリッジ71に係止され、また、複
数のワイヤ23（23_-1〜23_-N）を選択的に突出させるよう
駆動させる駆動部31を備えた加圧機構20がキャリッジ71
に固着されるように形成されている。

更に、それぞれの圧力室25にはノズル24（24_-1〜2
4_-N）が形成され、それぞれの圧力室25に対応したワイ
ヤ23が突出されることで、所定のノズル24から矢印Ｂの
方向へインク17の粒子17aの噴射が行われる。所定のノ
ズル24から矢印Ｂの方向へインク17の粒子17aを噴射さ
せると共に、キャリッジ71の移送により加圧機構20及び
インクカセット21を移動させ、記録紙72に所定の印字が
行われる。圧力室25の一方にはノズル24を、他方には振
動板25aが固着されており、ワイヤ23の矢印Ａ方向に突
出によって先端部23Aが振動板25aに衝撃を与えることで
ノズル24から矢印Ｂ方向へインク17の粒子17aの噴射が
行われる。

ノズル24（24_-1〜24_-N）に目詰まりが生じた場合は、
加圧機構20がキャリッジ71に固着された状態で、支持具
72の取外しによってキャリッジ71に係止されていたイン
クカセット21を新たなインクカセットと交換することで
修復され、直ちに印字処理が行える。インクカセット21
は安価に形成することができるため、例えば、消耗品と
して取り扱うように配慮されている。

本実施例では、貫通穴22Aの径はワイヤ23の直径より1
0〜100μｍ程度大きく、貫通穴22Aの長さはワイヤ23の
突出量が10〜200μｍ程度であれば、10〜200μｍより大
にする必要がある。ノズル24の径を50μｍ、ノズル24の
長さを200μｍ、圧力室25の径を500μｍ、圧力室25の長
さを200μｍ、振動板25aの厚みを100μｍにそれぞれ形
成した。更に、ワイヤドットプリンタに用いられる駆動
部31によって径が200μｍのワイヤ23を約20μｍの突出
量によって突出させ、インク17として表面張力20dyne/c
mで粘度2cpのブラック染料を含んだものを使用し、駆動
部31に20v、1kHzの駆動電圧を供給することで印字を行
ったところ、ワイヤ23の先端部23Aの揺動がなく、6m/s
の安定したインク粒子17aの噴射速度が得られ、良好な
印字を行うことが確認された。

また、このような構成では、前述のようなノズル24の
目詰まりによってインクカセット21を新たなインクカセ
ットに交換する場合、ガイド22がインクカセット21側に
固着されているため、ワイヤ23の先端部23Aに位置ずれ
が生じることのないように行うことができる。従って、
常に、振動板25aの所定箇所にワイヤ23の先端部23Aが位
置されることになり、かつ、ワイヤ23の突出に際しての
先端部23Aの揺動を抑止することで均一なインク粒子17a
の噴射が得られる。

なお、第24図では振動板25aとワイヤガイド22とは接
触しているが、第5B図の如く振動板25aとワイヤガイド2
2との間にギャップを形成しても良い。

ところで、上記各実施例においては、振動板（圧力室
の外壁）の面積はワイヤの先端の面積より大きくなけれ
ばならない。しかし、振動板とノズルとは１対１に対応
しているため、ノズルの集積度を高くすることは難し
い。

そこで、ノズルの集積度を向上し得る実施例について
次に説明する。第26図は本発明になるプリントヘッドの
第８実施例の要部断面図であり、同図中、第5B図と実質
的に同じ部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。

本実施例では、振動板25aの中心部又はワイヤ23の先
端の中心部に突起80が設けられている。ワイヤ23が変位
すると、突起80が振動板25aの中心部を押すことになる
ので、ワイヤ23の圧力は常に振動板25aの中心部に作用
する。また、ワイヤ23と振動板25aとの機械的磨耗によ
り振動板25aに穴があくことを防止できる。更に、ワイ
ン23の径を圧力室25の径より小さくする必要もない。

突起80の材質は特に限定されない。例えば突起80を振
動板25aと同じステンレスで形成する場合、突起80は周
知のエッチング技術により振動板25a上に形成し得る。
他方、突起80を弾性部材で形成すると、本実施例の効果
に加えて、第16図と共に説明した第５実施例と同様な騒
音対策ともなる。

なお、本実施例ではワイヤ23の配列ピッチとノズル24
の配列ピッチとが等しいが、これに限定されるものでは
ない。また、突起80は、１本のワイヤ23に対して複数設
けても良く、その形状も円柱形状に限定されるものでは
ない。更に、ワイヤ23に、この突起と係合する凹部を設
けても良い。

上記各実施例においては、圧力室の外壁又は振動板が
一枚の部材からなる。このため、ワイヤが振動板を叩い
た後でも振動板に残留振動が生じ、インクの射出が不安
定になることがある。

そこで、振動板の残留振動を抑えることのできる実施
例について次に説明する。

第27図は本発明になるプリントヘッドの第９実施例の
要部を示す。同図中、第24図と実質的に同じ部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。第27図中、ワイヤ
の図示は省略する。

本実施例では、振動板25aが板250_-1〜250_-Nからな
る。板250_-1〜250_-Nは夫々ステンレス、ガラス、シリコ
ン、樹脂などで形成されている。インク17の射出に必要
な振動板25aの変位量を得るには、板250_-1〜250_-Nの厚
さは夫々10〜500μｍが適当であり、本実施例では振動
板25aの残留振動を抑制するために板250_-1〜250_-Nを重
ねた合計の厚さが500μｍ以下となるように各板の厚さ
及び板の合計枚数が定められている。

また、振動板25aの残留振動を抑制するためには、振
動板25aを構成する板間の摩擦係数を最適化する。板間
の摩擦係数は、各板に表面処理を施すことにより設定で
きる。表面処理の方法としては機械的表面処理方法と、
板間にグリスやワックス等を塗布する方法とがある。

第28A図〜第28C図は振動板25aの板250_-1〜250_-Nに施
す機械的表面処理を説明する図である。先ず、第28A図
に示す如く、板250_-1〜250_-Nの各々に周知の機械的表面
処理を施して各板の少なくとも片面を荒くする。その
後、板250_-1〜250_-Nは第28B図に示す如く重ねられて、
ハッチングで示す部分で接着及び／又は溶接されて振動
板25aが完成する。最後に、振動板25aを第28C図に示す
如く圧力室25に組み込んでハッチングで示す部分で接着
及び／又は溶接される。

第29A図〜第29C図は振動板25aの板250_-1〜250_-Nに施
すワックス塗布を説明する図である。先ず、第29A図に
示す如く、板250_-1〜250_-Nの各々の少なくとも片面にワ
ックスを塗布する。その後、第29B図に示す如く板250_-N
を圧力室25に組み込んでハッチングで示す部分で接着及
び／又は溶接される。この様な組み込みを他の板250
_-(N-1)〜250_-1について行うことにより、最終的には第2
9C図に示す如く振動板25aが圧力室25に組み込まれる。
第29C図中、ハッチングは接着及び／又は溶接された部
分を示す。

本実施例によれば、振動板25aの残留振動を抑制する
ことができるので、インク17の射出を安定に行うことが
できる。

次に、コントラストを有する階調記録が行える実施例
について説明する。第30図は本発明になるプリントヘッ
ドの第10実施例の要部を示す。同図中、第24図及び第25
図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。

本実施例では、ワイヤ23が振動板25aに加える圧力Ｐ
を制御することによりノズル24から射出されるインク17
の粒子17aの量を制御する。圧力Ｐは、駆動部31へ供給
される駆動信号Ｓのパルス電圧Ｖの増減及び／又は駆動
信号Ｓのパルス幅Ｔの増減により制御する。

以下、本実施例をより詳細に第31図〜第34図と共に説
明する。第31図は本実施例を適用したプリンタの側面図
を示し、第９図と同一部分には同一符号を付し、その説
明は省略する。第32図は本実施例のブロック図を示し、
第33図は本実施例の側面図を示す。第34図は本実施例で
用いる駆動機構の要部を示す斜視図である。

第31図に示すように、キャリッジ71にインクカセット
（ノズル部）21と駆動機構20とを積載し、プラテン33の
外周に配設されたガイドローラ34,35,36によって用紙ガ
イド（スタッカ）38から記録媒体72を矢印E1のように取
込む。ノズル部71によって記録紙72に所定の印刷を行っ
た後は、矢印い２から矢印E3のようにプリンタカバー37
の排出口から排紙する。

また、第32図に示すように、駆動回路95から駆動機構
20に送出される駆動信号Ｓのパルス電圧Ｖまたはパルス
幅Ｔが階調指定部96からの指令によってV1またはT1のよ
うに所定の値に設定される。所定の駆動信号Ｓを送出さ
せることで駆動機構20を駆動させ、ノズル部21から所定
のインク粒子17aを噴射が行われるようにしている。

また、キャリッジ71に積載されたノズル部21と駆動機
構20とは、第33図に示すように、駆動機構20のワイヤ部
230がノズル部21の背面に位置されるにように、ノズル
部21の前面には記録紙72が張架され、更に、ノズル部21
にはインク17を供給するインクタンク43が形成されてい
る。従って、インクタンク43に貯溜されたインク17が消
耗した場合は、ノズル部21をキャリッジ71から取外し、
新たなノズル部をキャリッジ71に取り付けることで、容
易にノズル部71の交換が行える。

駆動機構20の駆動部31としては、第７図に示すものが
使用できる。また、第34図に示す如く、電磁吸引部30の
代わりに圧電素子300を使用しても良い。この場合、ワ
イヤ23は圧電素子300の一端に接続され、圧電素子300の
駆動によりワイヤ23を矢印Ａ方向へ突出させる。

本実施例では、表面張力が52dyne/cmで粘度が4cpのブ
ラック染料を含んだインク17を用いている。この場合、
駆動信号Ｓの電圧Ｖを100V、パルス幅Ｔを100μＳとし
て印刷を行ったところ、記録紙72には記録濃度ODが1.3
の画像が印刷された。次に、電圧Ｖを60Vに低下させた
ところ、記録濃度ODが0.7の画像が得られた。更に、電
圧Ｖを40Vに低下させたところ、記録濃度ODが0.2の画像
が得られた。また、駆動信号Ｓのパルス幅Ｔを100μＳ
に設定した場合は、電圧Ｖを40V〜100Vに変動させるこ
とで記録濃度ODが0.2〜1.3の画像が得られた。駆動信号
Ｓの電圧Ｖを100Vに設定した場合は、パルス幅Ｔを50μ
Ｓ〜100μＳに変動させることによっても、同様に記録
濃度ODが0.2〜1.3の画像が得られることが確認された。

従って、第32図に示す階調指定部96からの指令によっ
て駆動回路95から送出する駆動信号Ｓの電圧Ｖ及び／又
はパルス幅Ｔを所定の値にすることで、ノズル部21から
噴射されるインク粒子17aの質量が制御され、コントラ
ストを有する階調画像の印刷を行うことができる。

なお、ノズルが複数設けられているプリントヘッドの
場合、ワイヤの静止位置での対応するワイヤの先端と振
動板との間のギャップに数μｍ程度のバラツキが製造上
の誤差等により生じてしまう。しかし、ギャップが全て
等しくないと、ノズルから射出されるインク粒子の速度
及び量がノズル毎に異なってしまい、記録品質が低下し
てしまう。

そこで、上記問題を解決し得る実施例を次に説明す
る。第35図は本発明になるプリントヘッドの第11実施例
の要部を示し、第26図と実質的に同じ部分には同一符号
を付し、その説明は省略する。

本実施例では、ワイヤガイド22とインクカセット（ノ
ズル部）21との間に絶縁性材料からなるスペーサ99が設
けられている。また、抵抗Ｒに流れる電流を検知して、
ワイヤ23と突起80の接触を検知する接触センサ108、バ
イアス調整回路109、ドライバ110、記録信号発生回路11
1が設けられている。V_CCは電源を表わす。

図において、例えば、電源投入時に、記録信号発生回
路は、バイアス調整回路109内の可変抵抗を調整するこ
とにより昇圧信号がドライバ110に印加されると、ドラ
イバ110は電磁回路112に電圧を印加するので、ワイヤ23
は昇圧信号に応じて矢印方向Ａに徐々に移動する。ワイ
ヤ23、振動板25a及び突起80は夫々導体からなる。従っ
て、ワイヤ23が突起80と接触すると、接触センサ108が
抵抗Ｒに流れる電流を検出することによりこの接触を検
出する。接触が検出されると、接触センサ108はこれに
応答してバイアス調整回路109に昇圧停止信号を供給し
てバイアス電圧V_Bを決定する。この様な動作は各ワイヤ
23について行い、各ワイヤ23に対するバイアス電圧V_Bが
別々に決定される。

実際の印字動作を行う場合、ドライバ110が電磁回路1
12に印加する印字電圧V_Pは、記録信号発生回路111から
の記録電圧V_Rにバイアス電圧V_Bを加えたものとなる。な
お、第36図に示す如く、記録電圧V_Rの後縁の傾斜を緩や
かにすると、ワイヤ23の戻り速度を振動板25aの残留振
動速度より緩やかにすることができるので、この場合は
振動板25aの残留振動を抑えることが可能である。

第37図は本実施例のブロック図を示し、第38図は制御
回路の動作説明用フローチャートである。第37図中、第
35図と同一部分には同一符号を付し、その説明は省略す
る。

第37図では、各ワイヤ23_iに対してセンサ108_iとバイ
アス調整回路109_iとドライバ110_iと電磁回路112_iとが設
けられており、ｉ＝1,2,…,Nである。各電磁回路112
_iは、コア112Aとアーマチュア112Bとコイル112Cとから
なる。制御回路120には例えば記録信号発生回路111から
の記録電圧V_Rが供給される。

第38図において、ステップS1では、プリンタ本体の電
源をオンとして電源電圧V_CCをプリンタ各部に供給す
る。ステップS2では、バイアス回路109_iを制御して昇圧
信号をドライバ110_iに供給する。ステップS3では、セン
サ108_iがワイヤ23_iと対応する突起80との接触を検出し
たか否かを判別する。判別結果がYESであれば、ステッ
プS4でバイアス調整回路109_iから出力されるバイアス電
圧V_Bを固定する。上記ステップS2〜S4は、各ワイヤ23_i
〜23_Nに対して行われる。その後、ステップS5で実際の
印字が行われる。

なお、各バイアス電圧V_Bは、制御回路120内又は外部
接続されたメモリ（図示せず）に記憶しておいても良
い。

本実施例によれば、各ワイヤ毎に振動板に対する圧力
が一定となるように駆動部にバイアス電圧が供給される
ので、ノズルから射出されるインク粒子の速度及び量が
一定となり、高品質な印字が可能となる。また、ワイヤ
は常に対応する振動板と接触しているので、振動板の残
留振動を抑えることができ、高速印字が可能となる。更
に、ワイヤと振動板とが接触する際の騒音を防止するこ
ともできる。

ところで、上記各実施例は、伝票などの複写用途には
使用できない。しかし、ワイヤドットプリンタのプリン
トヘッドであれば複写用途にも使用できる。上記の如
く、各実施例ではワイヤ磁気駆動型の駆動機構を使用で
きるので、これを利用して印字方式をインクジョット方
式とインパクト方式とで選択的に切換えることができれ
ば非常に便利であり、複写用途にも対応できる。

そこで、上記要求を満足させる実施例を次に説明す
る。

第39A図及び第39B図は夫々本発明になるプリントヘッ
ドの第12実施例の要部を示し、第31図及び第33図と同一
部分には同一符号を付し、その説明は省略する。第39A
図はインクジェット方式を用いる場合を示し、第39B図
はインパクト方式を用いる場合を示す。

第39A図では、プリントヘッドにノズル部21が装着さ
れている。従って、この場合の動作は例えば第33図の場
合と同じである。本実施例では、ノズルの径は50μｍ、
ノズルの長さは200μｍ、圧力室の径は500μｍ、圧力室
の長さは100μｍ、ステンレス製の振動板の厚さは50μ
ｍ、ワイヤの径は200μｍである。駆動機構20として
は、第34図に示す圧電駆動型の機構を使用した。インク
は、表面張力が52dyne/cmで粘度が4cpのブラック染料を
含むものを使用した。これらの条件下で、駆動部31への
駆動電圧を20vで3kHzの周期に設定して印字を行ったと
ころ、良好な印字が行えた。ワイヤの変位置は20μｍ程
度であり、インク粒子17aの速度は6m/sであった。

第39B図では、プリントヘッドからノズル部21を取り
外し、インクリボン500をワイヤの先端と記録紙72との
間に配置してある。インクリボン500はインクリボンカ
ートリッジ（図示せず）内に収納されており、インクリ
ボンカートリッジはプリントヘッドに対して装着されて
いる。この場合、駆動部31への駆動電圧を100vに設定し
たところ、カーボン複写紙を記録紙72として用いて印字
を行っても良好な複写印字が得られることが確認でき
た。

なお、駆動部の駆動条件は、インクジェット方式を用
いる場合とインパクト方式を用いる場合とで手動で切換
えても自動的に切換えても良い。自動的に駆動条件を切
換える場合は、例えばノズル部21又はインクリボンカー
トリッジの装着をセンサ（図示せず）等で検出して行え
ば良い。

ところで、インパクト方式で印字を行う場合のワイヤ
の変位量は例えば200μｍであるが、ノズル部21が取り
外されている関係上、プリントヘッドをプラテン33側に
近づける必要がある。第40図は本実施例においてプリン
トヘッドを矢印方向Ａに移動する機構を示す。第40図
中、一点鎖線はインクリボン500を収納しているインク
リボンカートリッジ501を示す。

第40図において、プリントヘッドは移動ステージ601
を介してキャリッジ71上に設けられている。キャリッジ
71はガイド710に沿ってプラテン33の長手方向に移動可
能である。インパクト方式で印字を行う場合には、レバ
ー605を矢印方向Ｇへ回動することにより移動ステージ6
01をストッパ602により止められる位置まで矢印方向Ａ
へ移動することができる。

なお、本発明になるプリントヘッドは、カラー印字に
も適用できることは言うまでもなく、又、印字される情
報は文字に限らず各種画像でも良い。また、上記複数の
実施例を自由に組み合わせても良い。

更に、本発明は上記実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。

産業上の利用可能性上述の如く、本発明になるプリントヘッドによれば、
ワイヤの先端で圧力室の振動板を加圧構成としたので、
良好な印字が行えると共に駆動部側と圧力室側とを分離
可能な構造もとり得るので、実用的には極めて有用であ
る。

フロントページの続き (31)優先権主張番号特願平3−117786 (32)優先日平３(1991)５月23日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (31)優先権主張番号特願平3−128115 (32)優先日平３(1991)５月31日 (33)優先権主張国日本（ＪＰ） (56)参考文献特開昭57−140172（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−105360（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−53572（ＪＰ，Ａ) 特開昭55−14293（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−87354（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−127358（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを供給される圧力室と、該圧力室と連通したノズルと、接触面を有し該圧力室の一壁を形成する振動板と、該振動板の前記接触面に圧力を加える変位伝達手段と該
変位伝達手段を変位させる駆動部とからなり、該振動板
に圧力を加えて該ノズルからインクを噴射させる加圧手
段と、該変位伝達手段の該振動板の前記接触面と接する先端及
び該振動板の前記接触面のうち一方に設けられた弾性部
材とを備え、該弾性部材の内部には気泡が分散しており、該気泡の分
布密度は該圧力室に近づく程小さくなる、インクジェッ
ト方式の印字を行うプリントヘッド。
【請求項２】前記変位伝達手段は、ワイヤからなる請求
項１記載のプリントヘッド。
【請求項３】少なくとも該圧力室は該加圧手段に対して
着脱可能に設けられている、請求項１記載のプリントヘ
ッド。
【請求項４】該圧力室に連通しておりインクを供給する
インクタンクを更に備え、該圧力室と該インクタンクと
は一体的に設けられており該加圧手段に対して着脱可能
なノズル部を構成する、請求項３記載のプリントヘッ
ド。
【請求項５】該ワイヤの先端が該振動板の中心部分を加
圧するように該ワイヤの先端部を案内するワイヤガイド
を更に備えた、請求項２記載のプリントヘッド。
【請求項６】該ワイヤの先端及び該振動板のうち一方に
設けられた突起を更に備え、該突起は該振動板の中心部
分を加圧する位置に設けられている、請求項２記載のプ
リントヘッド。
【請求項７】該突起は、該振動板と同一の材料及び弾性
材料とからなるグループより選択された材料からなる、
請求項６記載のプリントヘッド。
【請求項８】該振動板は複数の重ね合わされた板からな
る、請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項９】該振動板の各板の少なくとも片面は表面処
理を施され板間摩擦係数を調整されている、請求項８記
載のプリントヘッド。
【請求項１０】該加圧手段は、該変位伝達手段の該振動
板に対する圧力を制御する駆動信号を該駆動部に供給す
ることにより該ノズルより噴射されるインクの粒子の質
量を制御する、請求項１記載のプリントヘッド。
【請求項１１】該加圧手段は、駆動信号のパルス電圧及
び／又はパルス幅を制御して該変位伝達手段の該振動板
に対する圧力を制御する、請求項１記載のプリントヘッ
ド。
【請求項１２】該駆動信号の立ち下がりエッジは立ち上
がりエッジに比べて緩やかである、請求項11記載のプリ
ントヘッド。
【請求項１３】インクを供給される圧力室と、該圧力室と連通した複数のノズルと、該圧力室の一壁を形成する振動板と、該振動板に圧力を加えて該ノズルからインクを噴射させ
る加圧手段とを備え、該加圧手段は、該振動板に圧力を加える複数の変位伝達
手段と、該変位伝達手段を変位させる複数の駆動部と、
非印字時にも該変位伝達手段の先端が該振動板と接触す
るように該駆動部にバイアス電圧を供給するバイアス手
段とからなり、該バイアス手段はバイアス電圧を各変位伝達手段に対応
する駆動部に対して独立に設定する、インクジェット方
式の印字を行うプリントヘッド。
【請求項１４】前記変位伝達手段は、ワイヤからなる請
求項13記載のプリントヘッド。
【請求項１５】少なくとも該圧力室は該加圧手段に対し
て着脱可能に設けられており、該圧力室の代わりにイン
クリボンを装着することによりインパクト方式の印字が
可能である、請求項１又は13記載のプリントヘッド。
【請求項１６】少なくとも該加圧手段を移動可能に支持
する移動ステージを更に備え、該移動ステージは印字を
行う記録紙に対して近づく方向及び遠ざかる方向に移動
可能である、請求項15記載のプリントヘッド。