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JPH09262979A - 記録液の運動慣性を用いた記録装置 - Google Patents

記録液の運動慣性を用いた記録装置

Info

Publication number
JPH09262979A
JPH09262979A JP8208551A JP20855196A JPH09262979A JP H09262979 A JPH09262979 A JP H09262979A JP 8208551 A JP8208551 A JP 8208551A JP 20855196 A JP20855196 A JP 20855196A JP H09262979 A JPH09262979 A JP H09262979A
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JP
Japan
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recording liquid
recording
liquid container
inertia
container
Prior art date
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Granted
Application number
JP8208551A
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English (en)
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JP3056422B2 (ja
Inventor
Hae Yong Choi
海龍 崔
Kwang Kyun Jang
光均 張
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sansei Denki KK
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Original Assignee
Sansei Denki KK
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sansei Denki KK, Samsung Electro Mechanics Co Ltd filed Critical Sansei Denki KK
Publication of JPH09262979A publication Critical patent/JPH09262979A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3056422B2 publication Critical patent/JP3056422B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14314—Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録液吐出口の直径に対してこれらの間隔を
最小にして、最大限の解像度を実現するとともに、記録
液吐出口の厚さを薄くして詰まることがないようにす
る。 【解決手段】 多数の記録液容器１１１を配列してなる
左右の記録液吐出部１１０と、左右の記録液吐出部間の
液室１２０と、各記録液容器を被記録材がある方向に往
復運動させるための駆動手段とを備える。記録液容器１
１１に運動エネルギーを付与した後記録液容器が停止さ
れるとき発生する慣性力で、記録液の液滴が吐出され
る。記録液容器１１１を往復運動させるための駆動手段
に静電力を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプリンター、プロッ
ターなどを含む記録装置に関するものであって、記録液
を盛っている記録液容器を、その吐出口が形成された方
向に移動及び停止を繰り返すように往復運動させるが、
停止されるとき毎に慣性によって記録液の吐出が成され
るようにした記録液の運動慣性を用いた記録装置であ
る。
【０００２】
【従来の技術】最近、一般的に広く用いられているイン
クジェットプリント方法を見ると、主に DOD( Dorp On
Demand) 方式を使用しており、この DOD方式は、インク
の滴を帯電するとか、偏向させる必要もないし、高圧も
必要ではないし、大気圧力の下で直ぐにインクの滴を吐
き出して容易く記録することができるので、DOD 方式の
利用が次第に増加しており、代表的な吐出原理は、抵抗
を利用する加熱式吐出方法と、ピエゾ形変化器を用いる
振動式吐出方法とがある。
【０００３】図１は、加熱式吐出方法の原理を説明する
ためのものであって、インクが内蔵されるチャンバ(a1)
があり、このチャンバ(a1)から被記録材に向かった吐出
口(a2)があり、この吐出口(a2)の反対側であるチャンバ
(a1)の底には抵抗(a3)が埋設されて空気の膨張を誘発す
るように構成されている。
【０００４】従って、抵抗によって膨張された空気の泡
(Bubble)は、チェンバ(a1)の内部のインクを吐出口に押
し出すことになり、インクはその力で被記録材に向かっ
て吐き出される。
【０００５】しかし、このような加熱式吐出方法はイン
クが熱に加熱されるので、化学的な変化を誘発すること
になり、このようなインクが吐出口(a2)の内径に付いて
詰まり現象を誘発する問題があり、又、発熱抵抗器の寿
命が短いという短所と共に水溶性インクを使用すべきで
あるので、文書の保存性が劣る。
【０００６】図２は、圧電素子による振動式吐出方法の
原理を説明するためのものであって、やはりインクが内
蔵されているチャンバ(b1)があり、このチャンバ(b1)か
ら被記録材に向かった吐出口(b2)があり、吐出口の反対
側の底には圧電素子(Piezo Transducer)が埋設されて振
動を誘発するように構成されている。
【０００７】上記のようにチャンバ(b1)の底で圧電素子
(b3)が振動を誘発すると、インクは振動の力によって吐
出口(b2)に押し出すことになり、従って、インクはその
振動の力によって被記録材へ吐出される。
【０００８】このように、圧電素子の振動による吐出方
法は熱を用いないので、インクの選択の幅が広いという
利点はあるが、上記圧電素子の加工が難しく、特に圧電
素子をチャンバ(b1)の底に付着する作業が難しいので、
量産性が低下される。
【０００９】また、図３は磁気場を用いる磁場式吐出方
法の原理を説明するためのものであって、インクの内装
されたパイプ(c1)の上、下にマクネット(c2)(c3)を配列
し、そのパイプ(c1)の端面部に吐出口(c4)を形成し、こ
れらマグネット(c2)(c3)の間の内部インクに電流が印加
できるように構成されている。
【００１０】上記パイプ(c1)の内部インクは、マグネッ
ト(c2)(c3)によって導電性を帯び、このとき電流を印加
すると、インクが吐出口(c4)から出て被記録材へ吐き出
される。
【００１１】しかし、このような磁場式吐出方法は、電
極の腐食による吐出口の詰まり現象があり、又、電力の
消費が非常に多いという短所があり、磁性材料の選択が
難しいという問題がある。
【００１２】その他にも、上記のように従来のインクジ
ェットプリント方法等は、次のような短所がある。
【００１３】即ち、上記のような従来の方法を利用して
作られたプリンターの解像度(DPI:Dot Per Inch) は約
600DPIであって、この解像度をもっと稠密に高めること
ができないという点である。
【００１４】その理由を見ると、従来の方法等は図４に
示したようにインクの供給を受けるためのチャンバの直
径(d1)が吐出口の直径(d2)より約２倍以上大きいので、
一つのチャンバがもつ間隔(d3)をもっと狭めることがで
きず、特に加熱式吐出方法の場合、抵抗板による発熱が
近接した他のチャンバに影響を与えて誤作動が誘発され
ることができるので、もっと狭めることができない。
【００１５】それから、図４に示したように、従来の方
法等は吐出口(d5)をなしているプレート(d4)の厚さを比
較的厚く形成しているところ、その理由は液滴(Dropli
t) をなすインクが広く振りまかれるか、又は外れた方
向に落ちず、正確な目標地点に到達されることができる
ようにするためである。
【００１６】しかしながら、この吐出口(d5)の孔の長さ
が長いので、その内壁には堅いインクや埃等による異物
質が引っ付いて長時間使用した時、この吐出口(d5)を詰
める短所があり、これはインクの自体成分を改善するこ
とのみに容易に解決される問題ではない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は上記
のような従来のいろいろの問題点を解決するために案出
されたものであって、発明の主な目的は、記録液（印刷
液）を吐き出すための記録液の吐出方法を全く新しく
し、これによる新しい装置を提供しようとするものであ
って、記録液吐出口の直径に対してこれらの間隔を最小
間隔に狭めて最大限の解像度(DPI) を実現することにそ
の目的があり、又一方には、上記記録液吐出口の厚さを
薄くして詰まらないようにすることに又他の目的があ
り、さらに、より信頼性のあるプリント装置を提供して
商品性に向上させようとすることにその目的がある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】そして、このための特徴
的な構成は、記録液の供給を連続的に受けることがで
き、被記録材に向かって吐出口が形成された記録液容
器、これら記録液容器を繰り返して羅列した記録液吐出
部、上記記録液吐出部を左、右両側に各々１列ずつ保有
する液室、上記のような各々の記録液容器を被記録材が
ある方向に往復運動させるための駆動手段から構成して
記録液容器に移動エネルギーを付与した後、記録液容器
が停止されるとき発生する慣性力で記録液の滴が吐きだ
されるようにし、特に記録液容器を往復運動させるため
の駆動手段にて電磁力を用いるようにすることに特徴が
ある。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施方法は、記録液容器
を被記録材がある方向に往復運動させるが、被記録材に
向かった移動が停止される瞬間ごとに、上記の吐出口の
内側の記録液が慣性によって抜け出て被記録材の上に記
録液を振りまけられるようにする。
【００２０】図５は、本発明を実施するための代表的な
構成のプリンターヘッド(100) を示す概略図であり、図
６はその一部分の拡大端面図であり、図７は図５の横端
面図である。
【００２１】先ず、本発明の記録液の容器部分を説明す
る。
【００２２】本発明は、記録液容器を被記録材がある方
向に往復運動させるが、正確な往復運動を導くことより
記録液容器を棒状に形成してその弾性による回動運動を
誘発させることが往復運動を導くことにおいて容易いの
で、これによる実施例を示している。
【００２３】しかし、被記録材をむかって正確に往復運
動させることができるときは、記録液容器を必ず棒状で
はない球形や正方形などにして実施することもできる。
【００２４】上記ヘッド(100) は、図５に示したように
中央の記録液用液室(120) と、その液室の左、右両側に
配列された２列の記録液吐出部(110) を持つ。
【００２５】上記記録吐出部(110) は、複数の記録液容
器(111) などで成され、これら記録液容器は長い棒状
で、その終端で被記録材に向かった方向に記録液吐出口
(112)を持つ。
【００２６】又、左側の記録液吐出部(110) のもつ記録
液容器(111) 等と右側の記録液吐出部(110) のもつ記録
液容器(111) 等は、互いにジグザクに行き違うように配
列して左側記録液吐出部(110) の吐出口(112) 等が吐き
出した記録液と、右側記録液吐出部(110) の吐出口(11
2) 等が吐き出した記録液が互いに重ならないようにし
て効率を高める。
【００２７】このとき、上記記録容器は図５及び図６に
示したように中が空いた管体であって、断面形状は高さ
より幅がより広い四角の平版形にするが、その内端が上
記液室と一体につながることが望ましく、吐出口(112)
を持つ終端は撓まれて揺れることができるようにする。
それから、上記記録液容器の又他の実施例を見ると、
断面形状を平版形ではない円筒形、又は広さが広く高さ
が低い楕円形、あるいは多角形等とすることができる。
【００２８】一方、本発明で例を挙げている記録液容器
(111) をより効果的に製造するためには、管体の内面を
非常にきれいに処理する必要があり、このために内面処
理に有用な食刻液を投入して内部に残存する異物質を容
易に除去することができる。
【００２９】従って、このような食刻液の投入のために
記録液容器(111) の一側面に一つ以上の長さ方向に配列
された食刻液孔(113) が形成されており、その食刻液孔
へ食刻液を投入することができるようにし、このような
食刻液孔(113) の大きさは、記録液吐出口より、ずっと
小さくてインクの吐出作動に影響が及ばないようになっ
ている。 次は、上記のような
記録液容器(111) に運動エネルギーを付与するための駆
動手段部分を説明する。
【００３０】本発明の駆動手段としては静電力を用いる
ことが最も望ましく、これは図８に示したように記録液
容器(111) に電極板を埋設し、任意の距離をおいている
ヘッド(100) に又他の電極板(202) を埋設してこれらの
間に発生する静電力で上記棒状の記録液容器(111) が弾
性により揺れることができるようにする。
【００３１】そして、上記の静電力を効果的に調節する
ために二つの電極板(201)(202)の中、いずれかの一側に
は電源を供給して静電力が誘発されるようにする。
【００３２】又、静電力を用いることにおいて、両側の
電極板の中、いずれかの一つを省略するが、その省略さ
れた側の材質は静電力の影響を受ける材質にすることが
できる。
【００３３】例えば、ヘッド(100) には電源の供給によ
って静電力を発揮するタングステン(W) 材の電極板を埋
設し、記録液容器(111) は電極板を省略するが、その材
質をニッケル(Ni)等の金属材にして電極板を省略するこ
とができる。
【００３４】一方、駆動手段の又他の実施例を説明する
と、図10に示したように棒状の記録液容器に熱膨張係数
の異なるバイメタル機構(300) を付着して電源或いは熱
が供給されるときごとに記録液容器(111) が揺れるよう
にすることができる。
【００３５】即ち、バイメタル機構は、熱を供給したと
き熱膨張係数が大きい方から小さい方へ撓まれるように
されているので、このとき撓まれる力を棒状の記録液容
器に適用させることである。
【００３６】駆動手段の又他の実施例は、図11に示した
ように棒状の記録液容器にバイモルフ(Bimorph) 形圧電
素子(Piezo Electric element)) を付着して電源が供給
されたとき、上記記録液容器の終端が揺れるようにする
ことができる。
【００３７】圧電素子(400) は電源が供給されたとき、
その体積が増える性質を持っているので、これを棒状の
記録液容器(111) の一側の表面に付着するか、その終端
とヘッド(100) との間に直交する方向に介入させること
により、棒状の記録液容器の終端を押して引いて揺れる
ようにしたものである。
【００３８】駆動手段の又他の実施例は、図12に示した
ように電磁力を用いるものであって、これは上記の静電
力を用いることと類似するが、極板板の代わりにマグネ
ット(501)(502)を記録液容器(111) の周辺に配置させ、
上記の記録液容器(111) に電流を流したとき、発生する
変形によって往復運動することができるようにしてい
る。
【００３９】このとき、やはり電流として上記の電磁力
を調節して吐き出される力を調節するようにしたもので
ある。
【００４０】次は、上記のように構成された本発明の作
動状態に対して説明する。
【００４１】先ず、図８に示したように記録液容器(11
1) はヘッド(100) に連結された液室(120) を通じて記
録液(101) の供給を受けることになるところ、このとき
記録液(101) は毛細管吸入作用(Capillary Suction) に
よって液室(120) から記録液容器(111) の終端吐出口(1
12) まで行くことになる。
【００４２】このような状態で電極板(201) に電源が供
給されると、その電極板(201) に静電力が発生して記録
液容器(111) の終端を後退させることになり、これは図
９の(A) のような状態である。
【００４３】このときの記録液容器(111) は弾性力を保
有することになり、その内部の記録液(101) は位置エネ
ルギーを持つことになる。
【００４４】以後、電極板(201) に電源の供給が中断さ
れると、その電極板(201) の保有した静電力が消滅され
るので、このときは図９の(B) に示したように記録液容
器(111) の自体弾性力によって終端が前進回動して運動
することになり、この前進回動の終わる時点でその内部
の記録液(101) は慣性を保有しているので、上記記録液
容器(111) の終端の吐出口(112) を通じて滴になった状
態に離れ出て被記録材に付くことになる。
【００４５】それから、電極板(201) に再び電源が供給
されると、静電力が再び発生するので、記録液容器(11
1) は再び後退して弾性力を保有することになるが、こ
れは図９の(C) に示したように、このような過程で記録
液(101) はやはり毛細管吸入作用によって連続的に供給
されて次の吐出に備えることになる。
【００４６】ここで、図１５乃至図１６のように上記電
極板(201) の形状は階段状電極板(301) 又は斜線状電極
板(401) にすることもできる。
【００４７】一方、上記のように記録液(101) を吐き出
させることにおいて、記録液(101)の吐出力を調整する
ための方法は記録液容器(111) の長さを予め調整して形
成する方法があり、電極板(201) と電極板(202) の間の
距離を遠くして記録液容器(111) が撓まれる距離を遠く
して弾性力に向上させる方法があり、電圧を高めて静電
力を大きくする方法が使うことができる。
【００４８】上記のように、図９の(A) から(B), (C)に
続く過程を繰り返したとき、記録液(110) を連続的に振
りまくことになり、このような一つ一つの記録液容器(1
11)等は各々の記録液吐出部から個別的に作動すること
になる。
【００４９】従って、予め決められた別の信号によって
電源の短絡作動が液室(120) を中央に置いて左、右両側
に形成された記録液吐出部(110) 全体を作動させると、
任意の記録内容が印刷することができる。
【００５０】以上から詳細に説明したように、本発明は
記録液(101) を吐き出させるための手段で記録液容器を
繰り返して往復運動させることにより、その内部の記録
液(101) に運動エネルギーを付与した後、上記記録液容
器(111) が停止されるとき、その終端の吐出口(112) か
ら被記録材へ液滴が移動するようにしたので、上記吐出
口(112) は記録液容器(111) の広さの殆どを占めても差
し支えない。
【００５１】従って、図13に示したように吐出口(112)
の直径(P1)を従来の他の記録装置での直径と同一の大き
さにすると仮定したとき、本発明の記録液容器(111) の
広さ(P2)は、吐出口(112) の直径の大きさより大同小異
の広さで狭く作られることは勿論であり、又これら記録
液容器(111) は近接した他の記録容器(111) との相互間
に干渉のみなければよいので、その隙間(P3)を極小化さ
せることかできるので、結論的に各々の吐出口(112) の
持つ間隔が狭くてもよいので、 DPI値はもっと大きくな
ることができる。
【００５２】一方、上記の吐出口(112) は押し出す力に
よって吐き出される従来の方法とは異に、自体的に持つ
運動エネルギーに対する慣性力によって吐き出されるの
で、図14に示したように孔の断面の長さ(T1)が短くても
広く振りまけず、十分な液滴（滴になった状態）を成し
ながら正確に被記録材に到達するメリットがある。
【００５３】従って、本発明の吐出口(112) には埃や水
分を無くした記録液のために詰まりとか、狭くなること
がないので、記録状態を常に良好に維持することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の加熱式インク吐出方法を示す例示図。
【図２】従来の振動式インク吐出方法を示す例示図。
【図３】従来の磁場式インク吐出方法を示す例示図。
【図４】従来の問題点を説明するための断面図。
【図５】本発明の印刷ヘッドの構成図。
【図６】図５のヘッドを部分的に断面に示した一部拡大
平面図。
【図７】図５のヘッドの拡大横断面図。
【図８】本発明の駆動手段を示す図７の一部拡大断面
図。
【図９】本発明の駆動手段の作動状態を示す断面図であ
って、(A)は記録液容器が後退して記録液に位置エネル
ギーを保有させた状態。(B)は記録液容器が前進完了し
て記録液が慣性によって吐き出される状態。(C)は記録
液容器が再び後退して弾性力を保有する状態。
【図１０】バイメタルを用いた駆動手段の又他の実施例
の断面図。
【図１１】圧電素子を用いた駆動手段の又他の実施例の
断面図。
【図１２】電磁力を用いた駆動手段の又他の実施例の断
面図。
【図１３】本発明の作用効果を説明するための部分図。
【図１４】本発明吐出口の側断面図である。
【図１５】本発明における電極板の他の実施例を示す断
面図。
【図１６】本発明における電極板の又他の実施例を示す
断面図。
【符号の説明】
100 ヘッド 101 記録液 110 記録液吐出部 111 記録液容器 112 吐出口 120 液室 201, 202 電極板 300 バイメタル機構 400 圧電素子 501, 502 マグネット a1 チャンバ a2 吐出口 a3 抵抗 b1 チャンバ b2 吐出口 b3 圧電素子 c1 パイプ c2, c3 マグネット c4 吐出口 d1 チャンバの直径 d2 吐出口の直径 d3 間隔 d4 プレート d5 吐出口 P1 吐出口の直径 P2 記録液容器の広さ P3 隙間 T1 断面の長さ
【手続補正書】
【提出日】平成８年８月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 記録液の運動慣性を用いた記録装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プリンター、プロ
ッターなどを含む記録装置に関するものであって、記録
液を入れている記録液容器を、その吐出口が形成された
方向に移動及び停止を繰り返すように往復運動させ、停
止毎に慣性によって記録液が吐出するようにした、記録
液の運動慣性を用いた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、一般に広く用いられているインク
ジェットプリント方法は、主に DOD(Dorp On Demand)
方式を使用している。この DOD方式は、インクの液滴を
帯電するとか、偏向させる必要もないし、高圧も必要で
なく、大気圧力の下で直ぐにインクの液滴を吐出して容
易に記録することができる。従って、DOD 方式の利用が
次第に増加している。代表的な吐出原理には、抵抗を利
用する加熱式吐出方法と、ピエゾ形トランデューサを用
いる振動式吐出方法とがある。
【０００３】図１は、加熱式吐出方法の原理を説明する
ためのものであって、インクが内蔵されるチャンバ(a1)
があり、このチャンバ(a1)から被記録材に向かった吐出
口(a2)があり、この吐出口(a2)の反対側であるチャンバ
(a1)の底には抵抗(a3)が埋設されて空気の膨張を誘発す
るように構成されている。
【０００４】従って、抵抗によって膨張した空気の泡(B
ubble)は、チェンバ(a1)の内部のインクを吐出口に押し
出すことになり、インクはその力で被記録材に向かって
吐き出される。
【０００５】しかし、このような加熱式吐出方法では、
インクが熱で加熱されるので、化学的な変化を誘発する
ことになり、このようなインクが吐出口(a2)の内径に付
着して詰まり現象を誘発する問題がある。又、発熱抵抗
器の寿命が短いという短所があると共に、水溶性インク
を使用しなければならないので、文書の保存性が劣ると
いう短所がある。
【０００６】図２は、圧電素子による振動式吐出方法の
原理を説明するためのものであって、やはりインクが内
蔵されているチャンバ(b1)があり、このチャンバ(b1)か
ら被記録材に向かった吐出口(b2)があり、吐出口の反対
側の底には圧電素子(Piezo Transducer)が埋設されて振
動を誘発するように構成されている。
【０００７】上記のようにチャンバ(b1)の底で圧電素子
(b3)が振動を誘発すると、インクは振動の力によって吐
出口(b2)に押し出すことになり、従って、インクはその
振動の力によって被記録材へ吐出される。
【０００８】このように、圧電素子の振動による吐出方
法は熱を用いないので、インクの選択の幅が広いという
利点はあるが、上記圧電素子の加工が難しく、特に圧電
素子をチャンバ(b1)の底に付設する作業が難しいので、
量産性に劣る。
【０００９】また、図３は磁場を用いる磁場式吐出方法
の原理を説明するためのものであって、インクが内蔵さ
れたパイプ(c1)の上下にマグネット(c2)(c3)を配置し、
そのパイプ(c1)の端面部に吐出口(c4)を形成し、これら
マグネット(c2)(c3)間の内部インクに電流を印加するよ
うに構成されている。
【００１０】上記パイプ(c1)の内部インクは、マグネッ
ト(c2)(c3)によって導電性を帯び、このとき電流を印加
すると、インクが吐出口(c4)から被記録材へ向かって吐
き出される。
【００１１】しかし、このような磁場式吐出方法は、電
極の腐食による吐出口の詰まり現象があり、又、電力消
費が非常に大きいという短所があり、さらに、磁性材料
の選択が難しいという問題がある。
【００１２】その他にも、上記従来のインクジェットプ
リント方法等は、次のような短所がある。
【００１３】即ち、上記従来方法を利用して作られたプ
リンターの解像度(DPI:Dot Per Inch) は約600DPIであ
るが、この解像度は、それ以上高めることができないと
いう点である。
【００１４】その理由は次のとおりである。従来の方法
は、図４に示したように、インクの供給を受けるための
チャンバの直径(d1)が吐出口の直径(d2)より約２倍以上
大きいので、チャンバ間隔(d3)を狭めることができない
のである。特に、加熱式吐出方法の場合、抵抗板による
発熱が近接した他のチャンバに影響を与えて誤作動を誘
発することがあるので、その間隔（d3）を狭めることは
非常に困難である。
【００１５】又、図４に示したように、従来方法では、
吐出口(d5)をなしているプレート(d4)の厚さを比較的厚
く形成しているが、その理由は、液滴(Droplit) をなす
インクが、広範囲に飛散したり、あるいは、外れた方向
に向かうようなことがなく、正確な目標地点に到達でき
るようにするためである。
【００１６】しかしながら、この吐出口(d5)の孔の長さ
は長いので、その内壁には堅いインクや埃等による異物
が付着するので、長時間使用した時、この吐出口(d5)が
詰まるという短所がある。これは、インク自体の成分を
改善するのみで容易に解決される問題ではない。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
記のような従来の種々の問題点を解決するために案出さ
れたものであって、発明の主たる目的は、記録液（印刷
液）を吐出するための記録液の吐出方法を全く新しく
し、これによる新しい装置を提供しようとするものであ
って、記録液吐出口の直径に対してこれらの間隔を最小
間隔に狭めて、最大限の解像度(DPI) を実現することに
ある。他の目的は、上記記録液吐出口の厚さを薄くして
詰まらないようにすることにある。さらに他の目的は、
より信頼性のあるプリント装置を提供して商品性を向上
させようとすることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
の本発明の特徴的な構成は、記録液の供給を連続的に受
けることができ、被記録材に向かって吐出口が形成され
た記録液容器と、これらの記録液容器を繰り返して配列
した記録液吐出部と、上記記録液吐出部を左右両側に各
々１列ずつ保有する液室と、上記のような各々の記録液
容器を被記録材がある方向に往復運動させるための駆動
手段とを備え、記録液容器に移動エネルギーを付与した
後、記録液容器が停止されるとき発生する慣性力で記録
液の液滴が吐出するようにし、特に、記録液容器を往復
運動させるための駆動手段として電磁力を用いるように
した点にある。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施方法は、記録液容器
を被記録材がある方向に往復運動させるが、被記録材に
向かった移動が停止される瞬間ごとに、上記の吐出口の
内側の記録液が慣性で吐出して被記録材上に振りまかれ
るようにするものである。
【００２０】図５は、本発明を実施するための代表的な
構成のプリンターヘッド(100) を示す概略図、図６はそ
の一部分の拡大端面図、図７は図５の横端面図である。
【００２１】先ず、本発明の記録液の容器部分を説明す
る。
【００２２】本発明は、記録液容器を被記録材がある方
向に往復運動させるものである。記録液容器を棒状に形
成してその弾性による回動運動を誘発させることが、記
録液容器の往復運動を導くことにおいて、容易であるの
で、これによる実施形態を示している。
【００２３】しかし、被記録材に向かって正確に往復運
動させることができるときは、記録液容器は、必ずしも
棒状である必要はなく、球形や正方形などにして実施す
ることもできる。
【００２４】上記ヘッド(100) は、図５に示したよう
に、中央の記録液用液室(120) と、その液室の左、右両
側に配列された２列の記録液吐出部(110) を持つ。
【００２５】上記記録吐出部(110) は複数の記録液容器
(111)で構成されている。これらの記録液容器は長い棒
状であって、その終端で被記録材に向かう方向に記録液
吐出口(112) を持っている。
【００２６】左側の記録液吐出部(110) の記録液容器(1
11)と右側の記録液吐出部(110) の記録液容器(111)は、
互いにジグザクに行き違うように配列して、左側記録液
吐出部(110) の吐出口(112)が吐出した記録液と、右側
記録液吐出部(110) の吐出口(112) が吐出した記録液と
が互いに重ならないようにして、効率を高めている。
【００２７】上記各記録容器は、図５及び図６に示した
ように中空の管体であって、断面形状は、高さより幅が
より広い四角の平板形にしており、その内端は上記液室
と連通することが望ましく、吐出口(112) を持つ終端は
撓んで揺動できるようにしている。上記記録液容器の他
の実施形態によれば、断面形状を平板形ではない、円筒
形、又は広さが広く高さが低い楕円形、あるいは多角形
等とすることができる。
【００２８】一方、本発明の実施形態に係る記録液容器
(111) をより効果的に製造するためには、管体の内面を
非常にきれいに処理する必要がある。このためには、内
面処理に有用な食刻液を投入すれば、内部に残存する異
物を容易に除去することができる。
【００２９】このような食刻液の投入のために、記録液
容器(111) の一側面に長さ方向に配列された１つ以上の
食刻液孔(113) が形成されており、その食刻液孔へ食刻
液を投入することができるようにしている。食刻液孔(1
13) の大きさは、記録液吐出口よりずっと小さくて、イ
ンクの吐出作用に影響が及ばないようになっている。次
に、上記記録液容器(111) に運動エネルギーを付与する
ための駆動手段部分を説明する。
【００３０】本発明の駆動手段としては静電力を用いる
ことが最も望ましい。図８に示したように、記録液容器
(111) に電極板を埋設する一方、任意の距離離れている
ヘッド(100) に他の電極板(202) を埋設して、これらの
間に発生する静電力で上記棒状の記録液容器(111) が弾
力的に揺動できるようにしている。
【００３１】そして、上記静電力を効果的に調節するた
めに、二つの電極板(201)(202)のうちのいずれかには電
源を供給して静電力が誘発されるようにしている。
【００３２】又、静電力を用いることにおいて、両側の
電極板のうちのいずれか一つを省略できるが、その省略
された側の材質は、静電力の影響を受ける材質にする。
【００３３】例えば、ヘッド(100) には電源の供給によ
って静電力を発揮するタングステン(W) 材の電極板を埋
設する。一方、記録液容器(111)の方は電極板を省略す
るが、その材質をニッケル(Ni)等の金属材にして電極板
を省略することができる。
【００３４】駆動手段の他の実施形態を説明する。図10
に示したように、棒状の記録液容器に熱膨張係数の異な
るバイメタル機構(300) を付設して、電源或いは熱が供
給される度に、記録液容器(111) が揺動するようにする
ことができる。
【００３５】バイメタル機構は、熱を供給したとき熱膨
張係数が大きい方から小さい方へ撓む。このときの撓み
力を棒状の記録液容器に適用させるのである。
【００３６】駆動手段のさらに他の実施形態を図11に示
している。棒状の記録液容器にバイモルフ(Bimorph) 形
圧電素子(Piezo Electric element) を付設して、電源
が供給されたとき、上記記録液容器の終端が揺動するよ
うにすることができる。
【００３７】圧電素子(400) は電源が供給されたとき、
その体積が増える性質を持っているので、これを棒状の
記録液容器(111) の一側の表面に付設するか、その終端
とヘッド(100) との間に直交する方向に介装することに
より、棒状の記録液容器の終端を押し引きして揺動する
ようにする。
【００３８】駆動手段のさらに他の実施形態は、図12に
示したように電磁力を用いるものであって、これは上記
の静電力を用いることと類似するが、極板の代わりにマ
グネット(501)(502)を記録液容器(111) の周辺に配置
し、上記の記録液容器(111) に電流を流したときに生ず
る変形によって往復運動することができるようにしたも
のである。
【００３９】この場合、電流で上記電磁力を調節して、
吐出力を調節するようにしている。
【００４０】次に、上記構成の本発明の作動について説
明する。
【００４１】先ず、図８に示したように、記録液容器(1
11) は、ヘッド(100) に連結された液室(120) を通じて
記録液(101) の供給を受ける。このとき、記録液(101)
は、毛細管吸入作用(Capillary Suction) によって液室
(120) から記録液容器(111)の終端吐出口(112) まで行
くことになる。
【００４２】このような状態で電極板(201) に電源が供
給されると、その電極板(201) に静電力が発生して記録
液容器(111) の終端を後退させることになる。これは図
９の(A) のような状態である。
【００４３】このときの記録液容器(111) は弾性力を保
有することになり、その内部の記録液(101) は位置エネ
ルギーを持つことになる。
【００４４】以後、電極板(201) に電源の供給が中断さ
れると、その電極板(201)に保有された静電力が消滅す
るので、図９の(B) に示したように、記録液容器(111)
自体の弾性力によって終端が前方に回動することにな
り、この前方回動の終わる時点で、その内部の記録液(1
01) は、慣性を保有しているので、上記記録液容器(11
1) の終端の吐出口(112) から液滴状態で飛び出て、被
記録材に付着することになる。
【００４５】電極板(201) に再び電源が供給されると、
静電力が再び発生するので、記録液容器(111) は、図９
(c)に示したように、再び後退して弾性力を保有するこ
とになる。このような過程で、記録液(101) は再び毛細
管吸入作用によって記録液容器（111）に連続的に供給
されて次の吐出に備えることになる。
【００４６】ここで、図１５〜図１６のように、上記電
極板(201) の形状は階段状電極板(301) 又は傾斜状電極
板(401) にすることもできる。
【００４７】一方、上記のように記録液(101) を吐出さ
せる場合、記録液(101) の吐出力を調整するための方法
として、記録液容器(111) の長さを予め調整しておく方
法がある。この方法では、電極板(201) と電極板(202)
の間の距離を大きくするとともに、記録液容器(111) が
撓む距離を大きくして弾性力を高め、電圧を高くして静
電力を大きくする。
【００４８】上記のように、図９の(A) から(B), (C)に
続く過程を繰り返したとき、記録液(110) を連続的に吐
出することになる。このような一つ一つの記録液容器(1
11)は、各々の記録液吐出部から個別的に作動すること
になる。
【００４９】従って、予め決められた別の信号によっ
て、電源の短絡作動が、液室(120) を挟んで左右両側に
形成された記録液吐出部(110) 全体を作動させると、任
意の記録内容が印刷される。
【００５０】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
記録液(101) を吐出させるための手段で記録液容器を繰
り返して往復運動させることにより、その内部の記録液
(101)に運動エネルギーを付与した後、上記記録液容器
(111) が停止するとき、その終端の吐出口(112) から被
記録材へ液滴が移動するようにしたので、上記吐出口(1
12) は記録液容器(111) の幅の殆どを占めても差し支え
ない。
【００５１】従って、図13に示したように、吐出口(11
2) の直径(P1)を従来の記録装置での直径と同一の大き
さにすると仮定したとき、本発明の記録液容器(111) の
幅(P2)は、吐出口(112) の直径の大きさにほとんど等し
い幅に狭く作れることは勿論である。又、これら記録液
容器(111) は近接した他の記録容器(111) との間に相互
干渉がない限り、その隙間(P3)を最小にすることができ
るので、結論的に各々の吐出口(112) の持つ間隔は狭く
てもよいので、 DPI値をもっと大きくすることができ
る。
【００５２】一方、上記吐出口(112) は、押し出す力に
よって吐出する従来の方法とは異なり、記録液自体が持
つ運動エネルギーに対する慣性力によって吐出されるの
で、図14に示したように、孔の断面の長さ(T1)が短くて
も広い範囲に飛散することはなく、十分な液滴（滴にな
った状態）をなしながら正確に被記録材に到達するメリ
ットがある。
【００５３】従って、本発明の吐出口(112) には、埃や
水分を無くした記録液のために、詰まったり、狭くなっ
たりするようなことがないので、記録状態を常に良好に
維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の加熱式インク吐出方法を示す例示図。
【図２】 従来の振動式インク吐出方法を示す例示図。
【図３】 従来の磁場式インク吐出方法を示す例示図。
【図４】 従来の問題点を説明するための断面図。
【図５】 本発明の印刷ヘッドの構成図。
【図６】 図５のヘッドを部分的に断面で示した一部拡
大平面図。
【図７】 図５のヘッドの拡大横断面図。
【図８】 本発明の駆動手段を示す図７の一部拡大断面
図。
【図９】 本発明の駆動手段の作動状態を示す断面図。
(A)は、記録液容器が後退して記録液に位置エネルギー
を保有させた状態を示す。(B)は、記録液容器が前進完
了して記録液が慣性によって吐出される状態を示す。
(C)は、記録液容器が再び後退して弾性力を保有する状
態を示す。
【図１０】 バイメタルを用いた駆動手段の他の実施形
態の断面図。
【図１１】 圧電素子を用いた駆動手段の他の実施形態
の断面図。
【図１２】 電磁力を用いた駆動手段の他の実施形態の
断面図。
【図１３】 本発明の作用効果を説明するための部分
図。
【図１４】 本発明吐出口の側断面図。
【図１５】 本発明における電極板の他の実施形態を示
す断面図。
【図１６】 本発明における電極板の他の実施形態を示
す断面図。
【符号の説明】 100 ヘッド 101 記録液 110 記録液吐出部 111 記録液容器 112 吐出口 120 液室 201, 202 電極板 300 バイメタル機構 400 圧電素子 501, 502 マグネット a1 チャンバ a2 吐出口 a3 抵抗 b1 チャンバ b2 吐出口 b3 圧電素子 c1 パイプ c2, c3 マグネット c4 吐出口 d1 チャンバの直径 d2 吐出口の直径 d3 間隔 d4 プレート d5 吐出口 P1 吐出口の直径 P2 記録液容器の広さ P3 隙間 T1 断面の長さ

Claims (29)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】記録液の供給を連続的に受けることがで
    き、被記録材に向かって吐出口が形成された記録液容
    器、 上記記録液容器を被記録材がある方向に往復運動させる
    ための駆動手段、から構成して記録液容器に運動エネル
    ギーを付与した後、記録液容器が停止される間発生する
    慣性力で記録液の滴が吐き出されることができるように
    して成されることを特徴とする記録液の運動慣性を用い
    た記録装置。
  2. 【請求項２】上記記録液容器の吐出口は、記録液容器の
    往復運動する方向に形成するが、被記録材がある方向に
    一つ以上形成して成されることを特徴とする請求項１記
    載の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  3. 【請求項３】上記記録液容器は、棒状に形成していずれ
    かの一側端あるいは両側端を固定させて成されることを
    特徴とする請求項１記載の記録液の運動慣性を用いた記
    録装置。
  4. 【請求項４】上記棒状の記録液容器の吐出口は、記録液
    容器の終端或いは中端に形成して成されることを特徴と
    する請求項２記載の記録液の運動慣性を用いた記録装
    置。
  5. 【請求項５】上記棒状の記録液容器は、中が空いた管に
    て形成して成されることを特徴とする請求項３記載の記
    録液の運動慣性を用いた記録装置。
  6. 【請求項６】上記棒状の記録液容器は、端面が四角に成
    された平板形状に形成して成されることを特徴とする請
    求項３記載の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  7. 【請求項７】上記棒状の記録液容器は、中が空いた管に
    て形成するが、内端を記録装置の本体に固定された液室
    と一体に連結して支持されることができるようにして成
    されることを特徴とする請求項３記載の記録液の運動慣
    性を用いた記録装置。
  8. 【請求項８】上記記録液容器は、毛細管吸入作用（Capi
    llay Suction）によって液室から吐出口の方に記録液の
    供給を受けるようにして成されることを特徴とする請求
    項７記載の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  9. 【請求項９】上記棒状の記録液容器は、一つ以上横に羅
    列して１列の記録液吐出部をなすようにして成されるこ
    とを特徴とする請求項３記載の記録液の運動慣性を用い
    た記録装置。
  10. 【請求項１０】上記記録液吐出部の羅列された記録液容
    器は、互いの間に隙間があってそれぞれ動かすことがで
    きるようにして成されることを特徴とする請求項９記載
    の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  11. 【請求項１１】上記記録液吐出部は、２列以上複数に配
    列して成されることを特徴とする請求項９記載の記録液
    の運動慣性を用いた記録装置。
  12. 【請求項１２】上記２列以上の記録液吐出部は、各列の
    吐出口を互いに行き違うようにジグザクに配列して成さ
    れることを特徴とする請求項１１記載の記録液の運動慣
    性を用いた記録装置。
  13. 【請求項１３】上記記録液吐出部の１列は、液室の一側
    に配列し、他の１列は液室の反対側に配列して成される
    ことを特徴とする請求項１２記載の記録液の運動慣性を
    用いた記録装置。
  14. 【請求項１４】記録液容器を往復運動させるための上記
    の駆動手段は、吐出部がある棒状の記録液容器の先端を
    揺らすが、内端が固定されることにより回動運動される
    ようにして成されることを特徴とする請求項１記載の記
    録液の運動慣性を用いた記録装置。
  15. 【請求項１５】上記記録液容器を回動運動させるが、そ
    の長さを異に形成して記録液の吐出力を決めるようにし
    て成されることを特徴とする請求項１４記載の記録液の
    運動慣性を用いた記録装置。
  16. 【請求項１６】記録液容器を往復運動させるための上記
    の駆動手段は、吐出部のある棒状の記録液容器を揺らす
    が、両側終端が固定されることによって中端が屈曲運動
    されるようにして成されることを特徴とする請求項１４
    記載の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  17. 【請求項１７】上記駆動手段は、記録液容器に付着した
    電極板と、この電極板に対して任意の距離をおいて固定
    された又他の電極板とから構成し、これら電極板の静電
    力により記録液容器が変形されてその弾性により往復運
    動するようにして成されることを特徴とする請求項１４
    記載の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  18. 【請求項１８】上記静電力は電極板の間の距離を異にす
    ることによって、記録液の吐出力を調整することができ
    るようにして成されることを特徴とする請求項１７記載
    の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  19. 【請求項１９】上記静電力は、電極板に電源を供給した
    ときのみ作用するようにして成されることを特徴とする
    請求項１７記載の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  20. 【請求項２０】上記静電力は、電圧の強さを異にするこ
    とによって、記録液の吐出力を調整することができるよ
    うにして成されることを特徴とする請求項１９記載の記
    録液の運動慣性を用いた記録装置。
  21. 【請求項２１】上記静電力を誘発するが、電源の供給を
    受ける電極板のみ備え、その反対側は電極板がなく金属
    材にて製造して静電力の影響を受けられるようにして成
    されることを特徴とする請求項１６記載の記録液の運動
    慣性を用いた記録装置。
  22. 【請求項２２】電源の供給をうける電極板は、記録液容
    器側に備え、その反対側は静電力の影響を受ける金属材
    にして作動するようにして成されることを特徴とする請
    求項２１記載の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  23. 【請求項２３】電源の供給を受ける電極板は、記録液容
    器がある反対側に備え、記録液容器側は静電力の影響を
    受ける金属材にして作動するようにして成されることを
    特徴とする請求項２１記載の記録液の運動慣性を用いた
    記録装置。
  24. 【請求項２４】上記駆動手段は、記録液容器に付着する
    が、熱膨張係数が異なる二重の板材を付着して熱の供給
    を受けたとき、吐出口がある終端が回動されることがで
    きるようにして成されることを特徴とする請求項１記載
    の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  25. 【請求項２５】上記駆動手段は、吐出口がある棒状の記
    録液容器の一側面にバイモルフ(Bimorph) 形圧電素子(P
    iezo Electric element)を付着して電圧による圧電素子
    の変形で記録液容器を回動させることができるようにし
    て成されることを特徴とする請求項１記載の記録液の運
    動慣性を用いた記録装置。
  26. 【請求項２６】上記駆動手段は、記録液容器の周辺にマ
    グネットを配置させ、上記記録液容器に電流を流したと
    き、発生する変形として往復運動するようにして成され
    ることを特徴とする請求項１記載の記録液の運動慣性を
    用いた記録装置。
  27. 【請求項２７】上記電極板が階段状になっていることを
    特徴とする請求項１７乃至２３の中、いずれか一つの項
    記載の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  28. 【請求項２８】上記電極板が斜線状になっていることを
    特徴とする請求項１７乃至２３の中、いずれか一つの項
    記載の記録液の運動慣性を用いた記録装置。
  29. 【請求項２９】上記記録液容器の一側面には記録液吐出
    口より小さい複数の蝕刻液孔を形成して上記記録液容器
    の内面処理用蝕刻液を投入できるように成されることを
    特徴とする請求項１記載の記録液の運動慣性を用いた記
    録装置。
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