JP2000190508A - 複数セグメントのヒ―タを有する連続インクジェットプリントヘッド - Google Patents

複数セグメントのヒ―タを有する連続インクジェットプリントヘッド

Info

Publication number
JP2000190508A
JP2000190508A JP11333446A JP33344699A JP2000190508A JP 2000190508 A JP2000190508 A JP 2000190508A JP 11333446 A JP11333446 A JP 11333446A JP 33344699 A JP33344699 A JP 33344699A JP 2000190508 A JP2000190508 A JP 2000190508A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stream
ink
heater
nozzle
continuous
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
JP11333446A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4615651B2 (ja
Inventor
Nicholas Anagunosutopourosu Konstantin
コンスタンチン・ニコラス・アナグノストポウロス
Michael Kuwareku James
ジェイムズ・マイケル・クワレク
Gilbert Alan Hawkins
ギルバート・アラン・ホーキンス
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.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
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 Eastman Kodak Co filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of JP2000190508A publication Critical patent/JP2000190508A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4615651B2 publication Critical patent/JP4615651B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/02Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet
    • B41J2/03Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet by pressure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/075Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection
    • B41J2/08Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection charge-control type
    • B41J2/09Deflection means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/105Ink jet characterised by jet control for binary-valued deflection
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters 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
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/02Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet
    • B41J2/03Ink jet characterised by the jet generation process generating a continuous ink jet by pressure
    • B41J2002/032Deflection by heater around the nozzle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/16Nozzle heaters

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク小滴の配置誤差を補正することが可能
な連続インクジェットプリンタを提供する。 【解決手段】 選択的に独立に作動される複数のセクシ
ョンを有しているヒータを含み、前記セクションはノズ
ル内腔の外辺部の異なる各部分に沿って配置され、アク
チュエーターがそのセクションを選択的にどれも作動し
ないか、1つ、あるいは複数個作動し、ノズル内腔の外
辺部の一部分だけに関係付けられたセクションの作動に
よってストリームに対して熱が非対称に印加され、スト
リームの方向をプリント方向と非プリント方向との間で
制御し、ノズル内腔周辺全体の一部分だけに関連付けら
れた異なる数のセクションの同時作動によって、ストリ
ームに対して対応する異なる非対称の熱の印加を発生さ
せ、ストリームの方向を1つのプリント方向と別のプリ
ント方向との間で制御することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、ディジタ
ル的に制御されるプリント装置の分野に関し、特に単独
の基板上に複数のノズルを統合化し、液体のインクスト
リームを小滴に分離することが液体インクストリームの
周期的な妨害によって生じる連続インクジェットプリン
トヘッドに関するものである。
【0002】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】多
くの異なるタイプのディジタル的に制御されるプリント
システムが発明されており、そして多くのタイプが現在
量産されている。これらのプリントシステムは、各種の
作動機構、各種のマーキング材料、および各種の記録媒
体を使用する。現在使われているディジタルプリントシ
ステムの例としては、レーザ電子写真プリンタ、LED
電子写真プリンタ、ドットマトリックスインパクトプリ
ンタ、感熱紙プリンタ、フィルムレコーダ、熱ワックス
プリンタ、染料拡散熱転送プリンタ、およびインクジェ
ットプリンタなどがある。しかし、現在では、そのよう
な電子プリントシステムは、従来の機械的なプリントプ
レスが非常に費用の掛かるセットアップを必要とし、そ
して特定のページの数千枚のコピーがプリントされない
限りほとんど商用にはならないが、その機械的なプリン
ト方法を大幅に置き換えるまでには至っていない。した
がって、たとえば、標準の用紙を使って高速且つ低コス
トで高品質のカラー画像を印刷することができる、改善
されたディジタル的に制御されるプリントシステムに対
するニーズが存在する。
【0003】インクジェットプリンティングはディジタ
ル的に制御される電子プリンティングの分野において顕
著な有力候補として認められてきている。というのは、
たとえば、そのノンインパクト性、低雑音特性、普通紙
の使用、およびトナーの転写および定着が不要となるこ
となどの特性があるからである。インクジェットプリン
ティングの機構は連続インクジェットまたはドロップオ
ンデマンドのインクジェットのいずれかとして分類する
ことができる。連続インクジェットプリンティングは少
なくとも1929年にまで逆のぼる。ハンセル(Han
sell)に対する米国特許第1,941,001号を
参照されたい。
【0004】従来の連続インクジェットは、インク小滴
がストリームの中に形成される場所の近くに置かれる静
電気荷電トンネルを利用する。この方法では、個々のイ
ンク小滴が帯電させられる。帯電されたインク小滴は大
きな電位差が存在している偏向板が存在することによっ
て下流で偏向させることができる。ガター(「キャッチ
ャ」と呼ばれることもある)を使ってその帯電されたイ
ンク小滴を途中で捕捉することができ、一方、帯電して
いないインク小滴は記録媒体にそのまま当たる。197
4年にイートン(Eaton)に対して発行された米国
特許第3,878,519号は、荷電トンネルおよび偏
向板による静電偏向を使って、液体ストリームの中のイ
ンク小滴の形成を同期化するための方法および装置を開
示している。
【0005】英国特許出願GB 2 041 831A
号は、コーンダ(Coanda)(壁付着)効果によっ
てデフレクタがインクジェットを操る機構を開示してい
る。偏向の度合いはデフレクタの位置を移動させること
によって、あるいは、ジェットにおける摂動の振幅を変
化させることによって変えることができる。
【0006】
【課題を解決するための手段】グラフィックアートのプ
リンティングシステムにおいては、インク小滴は、指定
された場所に非常に正確に着陸する必要がある。という
のは、そのようなシステムから高品質の画像が期待され
るからである。プリントヘッドと受信部との間の空気の
乱れまたは一様でない空気の流れ、ヒータの抵抗の変
動、またはインク小滴の偏向に影響する他の製造欠陥な
どの多くの要因がインク小滴の配置に影響する。
【0007】したがって、インク小滴の配置の誤差を補
正することが望ましい。そのような方法としては、空気
流の乱れをなくし、より一様な流れにすること、高速の
インク小滴、より一様なヒータ抵抗などの方法がある。
【0008】したがって、本発明の特徴は、インク放出
チャネル;ストリームの中のインクの連続的な流れを確
立するために、インク放出チャネルの中に開いているノ
ズル内腔;ノズル内腔の外辺部のそれぞれ異なる部分に
沿って配置されている、複数の選択的に独立に作動され
るセクションを有するヒータを含む連続インクジェット
プリンタにおいてインクを制御するための装置を提供す
ることである。アクチュエータはヒータを作動しない
か、あるいは1つまたは複数のヒータセクションを選択
的に作動し、ノズル内腔の外辺部全体のうちの一部分だ
けに関連付けられているヒータセクションの作動によっ
て、そのストリームに対する熱の非対称的な印加を発生
し、プリント方向と非プリント方向との間でそのストリ
ームの方向を制御し、そしてノズル内腔の外辺部全体の
うちの一部分だけに関連付けられた異なる数のヒータセ
クションを同時に作動することによって、ストリームに
対して対応している異なる非対称の熱が加えられ、それ
によって1つのプリント方向と別のプリント方向との間
でストリームの方向が制御される。
【0009】本発明のもう1つの特徴は、非プリント方
向において、第1のプリント方向において、第2のプリ
ント方向において、そして第1のプリント方向と第2の
プリント方向との間の第3のプリント方向においてスト
リームが選択的に方向付けられるように、ヒータセクシ
ョンを選択的に作動することができるアクチュエータを
有するプリントヘッドを提供することである。
【0010】本発明のもう1つの特徴は、ヒータが3つ
の選択的に独立に作動されるセクションを有し、それら
のセクションがノズル内腔の外辺部のそれぞれ左、中
央、および右の部分に沿って配置され、そしてアクチュ
エータはヒータのないセクション、左および中央のヒー
タセクションを同時に、中央のヒータセクションだけ
を、そして中央および右のヒータセクションを同時に選
択的に作動することができ、ヒータのないセクションの
作動はストリームを非プリント方向に向け、左および中
央のヒータセクションの同時作動はストリームを第1の
プリント方向に向け、中央および右のヒータセクション
の同時作動はストリームを第2のプリント方向に向け、
そして中央のヒータセクションだけの作動はストリーム
を第1のプリント方向と第2のプリント方向との間の第
3のプリント方向に向けるようにするプリントヘッドを
提供することである。
【0011】本発明のもう1つの特徴は、複数のノズル
内腔を有し、そのノズル内腔が所定の分解能に従って左
から右へ間隔を開けて並べられているプリントヘッドを
提供することである。各ノズル内腔はそのノズル内腔の
外辺部に沿って配置されている選択的に独立に作動され
るセクションを有しているヒータを有しており、そして
アクチュエータがヒータセクションを選択的に作動する
ことができ、与えられたノズル内腔からのストリーム
が、非プリント方向に、その与えられたノズル内腔の1
つの側面に隣接しているノズル内腔と整列しているレシ
ーバ上にスポットを発生するために第1のプリント方向
に、その与えられたノズル内腔のもう1つの側面に隣接
しているノズル内腔と整列されているレシーバ上にスポ
ットを発生するために第2のプリント方向に、そしてそ
の与えられたノズルと整列しているレシーバ上にスポッ
トを発生するために第3のプリント方向に選択的に向け
られるようになっている。
【0012】本発明、およびその目的および利点は以下
に提示される好適な実施形態の詳細説明の中でさらに明
らかになるだろう。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に提示される本発明の好適な
実施形態の詳細な説明において、以下の図面に対する参
照が行われる。図1は、本発明によるプリント装置の一
例の単純化された概略のブロック図;図2は、加熱偏向
が非対称になっているノズルの断面;図3は、加熱偏向
が非対称になっているノズルの平面図;図4は、加熱偏
向が非対称であるノズルの拡大された断面図;図5は、
ヒータのセクションの長さが増加するにつれて偏向の角
度が増加する様子を示すグラフ;図6は、インク小滴が
この図の紙面から出てくる方向で、ノズルの開口部を覗
き込んだ図;図7は、図6のノズルの側面からの可能な
インクの径路の図;図8は、単独のノズルからのインク
小滴の相対的な位置を示す図;図9は、この図の紙面か
らインク小滴が出てくる方向で、ノズルの開口部を覗き
込んだ図;図10は、図9のノズルの側面からの可能な
インクの径路の図である。
【0014】この説明は、特に本発明による装置の部分
を形成するか、あるいはより直接的に協同動作する要素
に関する。特に示されていない要素、あるいは説明され
ていない要素は、この分野に熟達した人にとってよく知
られている各種の形式を取り得ることを理解されたい。
【0015】図1を参照すると、連続インクジェットプ
リンタのシステムがラスター画像データ、ページ記述言
語の形式でのアウトラインイメージデータ、あるいは他
の形式のディジタル画像データを提供するスキャナまた
はコンピュータなどの画像ソース10を含む。この画像
データは画像処理ユニット12によってハーフトーンの
ビットマップ画像データに変換される。また、画像処理
ユニット12はメモリの中にその画像データを格納す
る。複数のヒータ制御回路14が画像メモリからデータ
を読み出し、プリントヘッド16の部分である一組のノ
ズルヒータ50に対して時間的に変化する電気的パルス
を印加する。これらのパルスは適切な時刻において、そ
して適切なノズルに対して印加され、連続インクジェッ
トストリームから形成されるインク小滴が、画像メモリ
の中のデータによって指定されている適切な位置におい
て記録媒体18上にスポットを形成するようになってい
る。
【0016】記録媒体18は記録媒体搬送システム20
によってプリントヘッド16に対して相対的に移動さ
れ、記録媒体搬送システム20は記録媒体搬送制御シス
テム22によって電子的に制御され、記録媒体搬送制御
システム22はさらにマイクロコントローラ24によっ
て制御される。図1に示されている記録媒体搬送システ
ムは概略だけが示されており、多くの異なる機械的構成
が可能である。たとえば、記録媒体搬送システム20と
して搬送ローラを使って、インク小滴が記録媒体18へ
転送され易くなるようにすることができる。そのような
転送ローラの技術はこの分野においてよく知られてい
る。ページ幅プリントヘッドの場合、記録媒体18を静
止しているプリントヘッド上で動かすことが最も便利で
ある。しかし、走査型プリントシステムの場合、プリン
トヘッドを1つの軸(部分走査方向)に沿って動かし、
記録媒体を相対的なラスタ運動における直交軸(主走査
方向)に沿って動かすのが普通は最も便利である。
【0017】インクは圧力が掛けられたインク貯蔵容器
28の中に含まれている。非プリント状態においては、
連続インクジェットドロップのストリームはそのストリ
ームをブロックするインクガター17のために記録媒体
18には達することができず、それによってインクの一
部分がインクリサイクリングユニット19によってリサ
イクルされるようにすることができる。インクリサイク
リングユニットはそのインクを再調整し、それを貯蔵容
器28へ戻す。そのようなインクリサイクリングユニッ
トはこの分野においてよく知られている。最適の動作に
対して適しているインク圧力は、ノズルの幾何学的形状
および熱的性質およびインクの熱的性質などの多くのフ
ァクタによって変わる。インク圧力調整器26の制御下
でインク貯蔵容器28に対して圧力を加えることによっ
て、一定のインク圧力を達成することができる。
【0018】インクはインクチャネルデバイス30によ
ってプリントヘッド16の裏面に配分される。インクは
プリントヘッド16のシリコン基板を通してエッチング
されたスロットおよび/または孔を通ってプリントヘッ
ドの前面(そこには複数のノズルおよびヒータが存在し
ている)まで流れることが好ましい。プリントヘッド1
6がシリコンから作られている場合、ヒータ制御回路1
4をプリントヘッドと一体にすることが可能である。
【0019】図2は、上記の係属出願に従って図1の連
続インクジェットプリントヘッド16を形成するような
チップのアレイの、1つのノズルチップの断面図であ
る。複数のノズル内腔46に沿ってインク放出チャネル
40が基板42(この例ではシリコン)の中にエッチン
グされている。放出チャネル40およびノズル内腔46
は、ノズル内腔を形成するためにp+のエッチングスト
ップ層を使って、シリコンの非等方性ウェットエッチン
グによって形成することができる。放出チャネル40の
中のインク70は大気圧以上の圧力が掛けられ、ストリ
ーム60を形成する。ノズル内腔46の上部のある距離
において、ストリーム60が、ヒータ50によって供給
される周期的な熱のパルスのために複数のドロップ66
に分離する。
【0020】図3を参照すると、上記の係属出願のヒー
タは2つのセクションを有し、それぞれがノズルの外辺
部の約2分の1をカバーしている。放出回路からヒータ
環50までの電源の接続72aおよび72b、およびグ
ランドの接続74aおよび74bも示されている。ヒー
タセクションの1つに対して、ただし、両方に対してで
はなく、電流を供給することによって、熱の非対称の印
加によってストリーム60を偏向することができる。ス
トリーム60が偏向されると、インク小滴66はインク
ガター17などの遮断装置によって記録媒体18に到着
しないようにブロックすることができる。代わりのプリ
ント方式においては、インクガター17を、偏向された
インク小滴66が記録媒体18に到着することができる
ように、偏向されていないインク小滴67をブロックす
るように配置することができる。
【0021】ヒータは約30オーム/スクエアのレベル
でドーピングされたポリシリコンから作られた。ただ
し、他の抵抗性のヒータ材料を使うこともできる。ヒー
タ50は基板に対する熱損失を最小化するために、熱的
および電気的な絶縁層56によって基板42から分離さ
れている。ノズルの内腔は、ノズルの出口のオリフィス
が絶縁層56によって画定されるようにエッチングする
ことができる。インクと接触している層は保護のために
薄い膜の層64で非作動することができる。プリントヘ
ッドの表面を疏水性の層68でコートして、プリントヘ
ッドの前面にわたってインクが間違って広がるのを防止
することができる。
【0022】図4は、上記の係属出願のノズル領域の拡
大図である。液体のストリームがヒータのエッジと接触
する場所にメニスカス51が形成されている。電気的な
パルスがヒータ50のセクションの1つ(図4の左側)
に供給されると、最初にヒータの外側のエッジ上にあっ
た接触線(点線で示されている)がヒータの内部エッジ
(実線で示されている)に向かって内側へ動かされる。
ストリームの他の側(図4の中の右側)は作動されてい
ないヒータに対して固定されたままになっている。内側
に移動している接触線の効果は、ストリームを活性化さ
れたヒータセクションから遠ざける方向(図4における
左から右へ、あるいは+x方向)にストリームを偏向さ
せることである。電気的パルスが終わった後、しばらく
してその接触線がヒータの外側に向かって戻る。
【0023】ヒータがノズルの周辺の半分だけを囲んで
いるノズルを採用することによって、インク小滴を偏向
させることもできる。静止状態、すなわち、偏向されて
いない状態は十分な振幅のパルスを利用してインク小滴
を分解させるが、大きな偏向を生じさせるには十分でな
い。偏向が必要な時、振幅のより大きな、あるいは幅の
より広いパルスがヒータに対して印加され、より非対称
性の強い加熱を生じさせる。
【0024】<偏向の角度に影響するパラメータ>本発
明によれば、ストリームまたはインク小滴の偏向の角度
は、電力が供給されるヒータの長さを選択的に調整する
ことによって予期しない程度に変化させられることが発
見されている。図5はヒータのセクションの長さが増加
するにつれて、偏向の角度が増加することを示してい
る。図6はヒータの長さがゼロ(可能な長さの0%)か
らノズルの周辺の半分(可能な長さの100%)まで変
えられたノズルから導かれている。ヒータの抵抗が一定
であり、電流レベルが一定であると仮定して、ストリー
ムの偏向は最初はヒータの長さに対して線形の関係にあ
り、長さが周辺の半分に達すると飽和する。
【0025】図6は、インク小滴がこの図の紙面から出
てくるような配置にしてノズルの開口部を覗いた図であ
る。図7は、図6のノズルの側面からの可能なインク径
路の図である。ノズル内腔の回りの外辺部は、4つのセ
グメントS1〜S4に分割され、隣接しているセグメン
ト間にはギャップが設けられている。この図の中に示さ
れている寸法は本発明の好適な実施形態の代表的な値で
あり、本発明の他の形式を排除することを意図している
ものではない。セグメントS4はヒータセグメントまた
は非ヒータセグメントとすることができる。図に示され
ているようにヒータをセグメント化することによって、
図7に示されているようにインク小滴が3つの隣接して
いる場所L、C、およびRに着地するように導くことが
できる。図6のヒータセグメントS1およびS3を作動
することによって中心の右側「R」にスポットをプリン
トすることができ、ヒータセグメントS1だけを作動す
ることによって中央の「C」のスポットに、そしてヒー
タセグメントS1およびS2を作動することによって中
央の左側「L」にスポットをプリントすることができ
る。この示されている実施形態においては、位置
「L」、「C」および「R」は14μmだけ隔てられて
おり、それは1800ドット/インチ(dpi)の密度
に対するスポットの分離距離である。普通、レシーバは
プリントヘッドの下を連続的に移動するので、この3つ
のドットは時間的にシーケンシャルに発射される。
【0026】レシーバが約100μs/ラインの速度で
移動し、線幅が14μmであり、インク小滴を約30k
Hzのレートで制御することができると仮定すると、そ
のライン上の3つのスポットは図8に示されているよう
に配置されることになる。ラインの中央からのスポット
のずれは、目に見えないほど小さい。
【0027】そのようなプリントヘッドの利点は、レシ
ーバの上に書くことができる隣接したスポットの数より
ノズルの数が3分の1と少ないことである。たとえば、
1インチ当たり600個のノズルがある場合、1インチ
当たり1800個のスポットを書くことができる。ノズ
ルの密度が小さいほど、製造の歩留まりが増加する。と
いうのは、ノズルの数が少なく、そして作成する回路が
少ないので、プリントヘッドの平均コストが下がるから
である。また、このプリントヘッドは、より信頼性の高
いものとなる。というのは、ノズルは遥かに離れてい
て、1つのノズルの回りに蓄積する可能性のある汚染物
質が隣のノズルの動作に簡単には影響しないからであ
る。
【0028】<冗長性、欠陥補正、平均化>ここで説明
された全幅のプリントヘッドは、サブミクロンの寸法が
可能であるVLSIの装置およびプロセスを使って作ら
れるので、冗長性を組み込むことができる。たとえば、
1200dpiのインク小滴の配置でプリントしなけれ
ばならないプリントヘッドの設計では、ノズルも120
0dpiの間隔で配置される可能性がある。各ノズルが
図9に示されているようなセグメント化されたヒータを
有していて、レシーバが図10に示されているように、
プリントヘッドの表面から500μm離れていて、12
μmのノズル径でインク小滴の形成率が30kHzであ
る場合のノズルの間隔は20μmであり、空気中におけ
るインク小滴の直径は約20μmである。インク小滴が
用紙に当たる時、その直径が空気中の直径の2倍に広が
る場合、インク小滴は用紙上で約50%だけオーバラッ
プすることになる。
【0029】プリントヘッドの製造時、あるいは動作時
のいずれかにおいて、1つまたはそれ以上のノズルが詰
まってしまう可能性がある。あるいは、ノズルのヒータ
が電気的に切れてしまい、インク小滴がガターから離れ
て用紙上に偏向されることができないようになる可能性
がある。その欠陥のノズルが2つの動作していないノズ
ルに隣接していなかった場合、動作していないノズルに
隣接しているノズルのうちの1つを使って、その場所に
インク小滴を落とすことができる。
【0030】1200個のノズルがすべて動作してい
て、冗長性が利用されないケースに比較して、プリント
時間においてライン当たり約33μsのペナルティが掛
かる可能性がある。ページ長が6インチの場合、120
0dpiにおいて、7200本のラインがある。したが
って、1ページ当たりの合計のプリント時間の増加は約
0.25秒となる。しかし、ラインをどの程度速くプリ
ントできるかについてのリミットがある。というのは、
隣のインク小滴が置かれる前にインク小滴が十分に乾燥
するための時間が必要だからである。したがって、プリ
ント速度における損失は実際には上記の計算による0.
25秒/ページより小さい。
【0031】異なるシナリオにおいては、特定の1つの
ノズルから脱出するストリームの方向が、ガターをバイ
パスするような方向になる欠陥が、製造プロセスの間に
発生する可能性がある。その時、その特定のヒータの適
切なセグメントを電源に対して永久的に接続し、そのス
トリームがガターに当たるように導かれるようにするこ
とができる。これはその特定のノズルを実効的に無効に
する。その欠陥のノズルがプリントするはずであった場
所にプリントするために、図9に示されているように隣
接しているノズルが使われることになる。したがって、
セグメント化されたヒータのオプションを使ってプリン
トヘッドの製造歩留まりを改善することができる。
【0032】冗長性および欠陥補正以外に、本発明は画
像品質を改善するために利用することができる。120
0dpiのプリントヘッドが同じ分解能でプリントして
いると仮定する。近くのノズルが正確に同じサイズのイ
ンク小滴を発生しないことが考えられる。レシーバにお
ける各場所は3つの隣接しているノズルによって賄うこ
とができるので、その各ノズルが各場所においてインク
小滴を置き(もちろん、その場所はプリントされる必要
があると仮定して)、各場所に置かれる結果のインク量
が3つのインク小滴の合計であるようにすることが有利
である。このようにして平均化が発生し、そして隣接し
ているノズルのインク小滴のサイズにおける変動が最小
化される。
【0033】<結論>セグメント化されたヒータの概念
を利用してプリントヘッドのコストを下げ、その信頼性
を向上させることができることが示された。また、組み
込まれた冗長性を呼び出すことによって、見かけ上の製
造歩留まりを向上させ、プリントヘッドの動作寿命を延
ばすこともでき、そして微細なインク小滴の配置の調整
を提供することによって、グラフィックアートのシステ
ムにおいて画像品質を改善するために使うことができ
る。
【0034】本発明は、特定の基準によって好適な実施
形態に対して詳細に記述されてきたが、その変形版およ
び小変更が本発明の精神および範囲内で行われ得ること
を理解することができるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるプリント装置の一例の単純化さ
れた概略のブロック図を示す。
【図2】 加熱偏向が非対称になっているノズルの断面
図を示す。
【図3】 加熱偏向が非対称になっているノズルの平面
図を示す。
【図4】 加熱偏向が非対称であるノズルの拡大された
断面図である。
【図5】 ヒータのセクションの長さが増加するにつれ
て偏向の角度が増加する様子を示すグラフである。
【図6】 インク小滴がこの図の紙面から出てくる方向
で、ノズルの開口部を覗き込んだ図である。
【図7】 図6のノズルの側面からの可能なインクの径
路の図である。
【図8】 単独のノズルからのインク小滴の相対的な位
置を示す。
【図9】 この図の紙面からインク小滴が出てくる方向
で、ノズルの開口部を覗き込んだ図である。
【図10】 図9のノズルの側面からの可能なインクの
径路の図である。
【符号の説明】
12 画像処理ユニット 14 ヒータ制御回路 16 プリントヘッド 17 インクガター 18 記録媒体 20 記録媒体搬送システム 26 インク圧力調整器 28 インク貯蔵容器 30 インク放出チャネル 40 ノズル内腔 42 基板 50 ヒータ 51 メニスカス 56 絶縁層 60 ストリーム 66,67 インク小滴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ・マイケル・クワレク アメリカ合衆国・ニューヨーク・14534・ ピッツフォード・チェダーウッド・サーク ル・18 (72)発明者 ギルバート・アラン・ホーキンス アメリカ合衆国・ニューヨーク・14506・ メンドン・ドラムリン・ビュー・ドライ ヴ・50

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクの連続ストリームがノズルから放
    出される連続インクジェットプリンタにおける、インク
    を制御するための装置であって、該装置は、インク放出
    チャネル(30)と、前記インク放出チャネル(30)
    と連絡している加圧されたインクのソース(28)と、
    ストリーム(60)の中のインクの連続的な流れを確立
    するために前記インク放出チャネル(30)の中に開い
    ているノズル内腔(46)を画定しているノズル内腔の
    外辺部と、前記ノズル内腔の外辺部のそれぞれ異なる部
    分に沿って配置されている複数の選択的に、独立に作動
    されるセクション(51〜54)を有するヒータ(5
    0)とを含み、前記ヒータセクションのどれも作動しな
    いか、あるいは1つまたは複数のセクションを選択的に
    作動することができるアクチュエータを特徴とし、前記
    ノズル内腔の外辺部のうちの一部分だけに関連付けられ
    ているヒータセクションの作動によって、前記ストリー
    ムに対して熱を非対称的に加えてプリント方向と非プリ
    ント方向との間で前記ストリームの方向を制御し、そし
    て前記ノズル内腔の外辺部全体のうちの一部分だけに関
    連付けられている異なる数のヒータセクションを同時に
    作動することによって、前記ストリームに対して対応し
    ている異なる非対称的熱印加を発生し、それによって1
    つのプリント方向と別のプリント方向との間で前記スト
    リームの前記方向を制御することができることを特徴と
    する装置。
  2. 【請求項2】 インクの連続ストリームがノズルから発
    射される連続インクジェットプリンタにおいてインクを
    制御するためのプロセスであって、前記プロセスはスト
    リームの中のインクの連続的な流れを確立するステップ
    を含み、熱を前記ストリームに対して非対称に印加して
    プリント方向と非プリント方向との間で前記ストリーム
    の前記方向を制御し、それとは異なる非対称的な熱の印
    加を前記ストリームに対して行なうことによって、1つ
    のプリント方向と別のプリント方向との間で前記ストリ
    ームの方向を制御することを特徴とするプロセス。
JP33344699A 1998-12-28 1999-11-24 複数セグメントのヒータを有する連続インクジェットプリントヘッド Expired - Fee Related JP4615651B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US221.342 1998-12-28
US09/221,342 US6217163B1 (en) 1998-12-28 1998-12-28 Continuous ink jet print head having multi-segment heaters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000190508A true JP2000190508A (ja) 2000-07-11
JP4615651B2 JP4615651B2 (ja) 2011-01-19

Family

ID=22827416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33344699A Expired - Fee Related JP4615651B2 (ja) 1998-12-28 1999-11-24 複数セグメントのヒータを有する連続インクジェットプリントヘッド

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6217163B1 (ja)
EP (1) EP1016527B1 (ja)
JP (1) JP4615651B2 (ja)
DE (1) DE69901998T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2942197A1 (en) 2014-05-08 2015-11-11 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Ink jet recording apparatus

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPP653998A0 (en) * 1998-10-16 1998-11-05 Silverbrook Research Pty Ltd Micromechanical device and method (ij46B)
AUPP654598A0 (en) * 1998-10-16 1998-11-05 Silverbrook Research Pty Ltd Micromechanical device and method (ij46h)
US6742873B1 (en) * 2001-04-16 2004-06-01 Silverbrook Research Pty Ltd Inkjet printhead construction
US7216956B2 (en) * 1998-10-16 2007-05-15 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead assembly with power and ground connections along single edge
JP2002527272A (ja) * 1998-10-16 2002-08-27 シルバーブルック リサーチ プロプライエタリイ、リミテッド インクジェットプリンタに関する改良
US7182431B2 (en) * 1999-10-19 2007-02-27 Silverbrook Research Pty Ltd Nozzle arrangement
US7419250B2 (en) * 1999-10-15 2008-09-02 Silverbrook Research Pty Ltd Micro-electromechanical liquid ejection device
US6390610B1 (en) * 2000-10-25 2002-05-21 Eastman Kodak Company Active compensation for misdirection of drops in an inkjet printhead using electrodeposition
US6588888B2 (en) 2000-12-28 2003-07-08 Eastman Kodak Company Continuous ink-jet printing method and apparatus
US6554410B2 (en) * 2000-12-28 2003-04-29 Eastman Kodak Company Printhead having gas flow ink droplet separation and method of diverging ink droplets
US6382782B1 (en) * 2000-12-29 2002-05-07 Eastman Kodak Company CMOS/MEMS integrated ink jet print head with oxide based lateral flow nozzle architecture and method of forming same
US6491376B2 (en) 2001-02-22 2002-12-10 Eastman Kodak Company Continuous ink jet printhead with thin membrane nozzle plate
US6491385B2 (en) * 2001-02-22 2002-12-10 Eastman Kodak Company CMOS/MEMS integrated ink jet print head with elongated bore and method of forming same
US6607257B2 (en) 2001-09-21 2003-08-19 Eastman Kodak Company Printhead assembly with minimized interconnections to an inkjet printhead
US6554389B1 (en) 2001-12-17 2003-04-29 Eastman Kodak Company Inkjet drop selection a non-uniform airstream
US6712451B2 (en) 2002-03-05 2004-03-30 Eastman Kodak Company Printhead assembly with shift register stages facilitating cleaning of printhead nozzles
US7845749B2 (en) 2002-11-13 2010-12-07 Sony Corporation Liquid-ejecting method and liquid-ejecting apparatus
US7004571B2 (en) * 2003-02-25 2006-02-28 Eastman Kodak Company Preventing defective nozzle ink discharge in continuous inkjet printhead from being used for printing
US20050190246A1 (en) 2004-02-26 2005-09-01 Eastman Kodak Company Printing method using nozzles with small diameters
US7364277B2 (en) * 2004-04-14 2008-04-29 Eastman Kodak Company Apparatus and method of controlling droplet trajectory
US20060100308A1 (en) * 2004-11-09 2006-05-11 Eastman Kodak Company Overcoat composition for printed images
US7897655B2 (en) * 2004-11-09 2011-03-01 Eastman Kodak Company Ink jet ink composition
US7549298B2 (en) * 2004-12-04 2009-06-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Spray cooling with spray deflection
US7731341B2 (en) * 2005-09-07 2010-06-08 Eastman Kodak Company Continuous fluid jet ejector with anisotropically etched fluid chambers
TWI276548B (en) * 2006-05-19 2007-03-21 Int United Technology Co Ltd Inkjet printhead
US7461927B2 (en) * 2007-03-06 2008-12-09 Eastman Kodak Company Drop deflection selectable via jet steering
US7938516B2 (en) * 2008-08-07 2011-05-10 Eastman Kodak Company Continuous inkjet printing system and method for producing selective deflection of droplets formed during different phases of a common charge electrode
US8740359B2 (en) 2008-08-07 2014-06-03 Eastman Kodak Company Continuous inkjet printing system and method for producing selective deflection of droplets formed from two different break off lengths
US8454134B1 (en) 2012-01-26 2013-06-04 Eastman Kodak Company Printed drop density reconfiguration
US8764168B2 (en) 2012-01-26 2014-07-01 Eastman Kodak Company Printed drop density reconfiguration
US8752924B2 (en) 2012-01-26 2014-06-17 Eastman Kodak Company Control element for printed drop density reconfiguration
US8807715B2 (en) 2012-01-26 2014-08-19 Eastman Kodak Company Printed drop density reconfiguration
US8714674B2 (en) 2012-01-26 2014-05-06 Eastman Kodak Company Control element for printed drop density reconfiguration
US8714675B2 (en) 2012-01-26 2014-05-06 Eastman Kodak Company Control element for printed drop density reconfiguration

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1941001A (en) 1929-01-19 1933-12-26 Rca Corp Recorder
US3287734A (en) 1965-11-26 1966-11-22 Xerox Corp Magnetic ink recording
NL6818587A (ja) 1967-12-28 1969-07-01
US3709432A (en) 1971-05-19 1973-01-09 Mead Corp Method and apparatus for aerodynamic switching
US3878519A (en) 1974-01-31 1975-04-15 Ibm Method and apparatus for synchronizing droplet formation in a liquid stream
US4070679A (en) 1975-06-30 1978-01-24 International Business Machines Corporation Method and apparatus for recording information on a recording surface by the use of magnetic ink
CA1127227A (en) * 1977-10-03 1982-07-06 Ichiro Endo Liquid jet recording process and apparatus therefor
GB2041831B (en) 1979-02-14 1983-04-13 Marconi Co Ltd Arrangements for steering fluid jets
JPS5621866A (en) 1979-07-30 1981-02-28 Canon Inc Recording method of an ink jet
US4283730A (en) 1979-12-06 1981-08-11 Graf Ronald E Droplet control aspects--ink evaporation reduction; low voltage contact angle control device; droplet trajectory release modes; uses for metallic ink drops in circuit wiring and press printing
US4286274A (en) 1980-03-06 1981-08-25 Burroughs Corporation Ink droplet catcher assembly
JPS5973964A (ja) 1982-10-22 1984-04-26 Fuji Xerox Co Ltd インクジエツト粒子化装置
US4540990A (en) 1984-10-22 1985-09-10 Xerox Corporation Ink jet printer with droplet throw distance correction
US4631550A (en) 1985-08-15 1986-12-23 Eastman Kodak Company Device and method for sensing the impact position of an ink jet on a surface of an ink catcher, in a continuous ink jet printer
US4658269A (en) 1986-06-02 1987-04-14 Xerox Corporation Ink jet printer with integral electrohydrodynamic electrodes and nozzle plate
US4994821A (en) 1989-09-18 1991-02-19 Eastman Kodak Company Continuous ink jet printer apparatus having improved short detection construction
US6019457A (en) * 1991-01-30 2000-02-01 Canon Information Systems Research Australia Pty Ltd. Ink jet print device and print head or print apparatus using the same
JPH0664161A (ja) 1993-07-19 1994-03-08 Fuji Xerox Co Ltd インクジェットプリンタのインク粒子形成方法
US6012805A (en) * 1997-10-17 2000-01-11 Eastman Kodak Company Continuous ink jet printer with variable contact drop deflection
US5966154A (en) * 1997-10-17 1999-10-12 Eastman Kodak Company Graphic arts printing plate production by a continuous jet drop printing with asymmetric heating drop deflection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2942197A1 (en) 2014-05-08 2015-11-11 Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. Ink jet recording apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
EP1016527B1 (en) 2002-07-03
US6217163B1 (en) 2001-04-17
DE69901998D1 (de) 2002-08-08
EP1016527A1 (en) 2000-07-05
JP4615651B2 (ja) 2011-01-19
DE69901998T2 (de) 2003-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4615651B2 (ja) 複数セグメントのヒータを有する連続インクジェットプリントヘッド
JP4128673B2 (ja) 非対称加熱による液滴偏向を行う連続インクジェットプリンタ
JP4592178B2 (ja) 非円形のノズル孔をもつ連続インクジェットシステム
EP1016526B1 (en) Continuous ink jet print head having power-adjustable segmented heaters
US6746108B1 (en) Method and apparatus for printing ink droplets that strike print media substantially perpendicularly
US6761437B2 (en) Apparatus and method of enhancing fluid deflection in a continuous ink jet printhead
JP2002210981A (ja) 増幅された非対称加熱小滴偏向量を有するインクジェット装置
EP0911165B1 (en) Continuous ink jet printer with variable contact drop deflection
EP1112847B1 (en) Continuous ink jet printer with a notch deflector
US6520629B1 (en) Steering fluid device and method for increasing the angle of deflection of ink droplets generated by an asymmetric heat-type inkjet printer
EP1142718B1 (en) Continuous ink jet printer with asymmetric drop deflection
EP1060890B1 (en) Thermal ink jet print head
US6986566B2 (en) Liquid emission device
EP1060889B1 (en) Continuous ink jet print head having heater with symmetrical configuration
US6402305B1 (en) Method for preventing ink drop misdirection in an asymmetric heat-type ink jet printer
JPH11192708A (ja) 静電インク滴偏向機能を備えたコンティニュアス・インクジェットプリンタ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060728

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080716

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080812

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081112

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090310

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090616

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20090715

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20090814

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100830

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101021

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131029

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees