JP2001179983A - 連続インクジェットプリンタのインクの偏向制御装置及び偏向改善方法 - Google Patents
連続インクジェットプリンタのインクの偏向制御装置及び偏向改善方法Info
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Abstract
さずに、連続インクジェット非対称加熱印字システム内
でのインク液滴変更の大きさを改良することを目的とす
る。 【解決手段】 改善インク液滴載置及び画像品質を有す
る連続インクジェットプリンタは、そのインク放出通路
内に形状障害による改良された横の流れ特性をもたらす
ことを保証し、インク液滴偏向を改良する。
Description
たインクジェット印字システムの分野に係り、より詳細
には、非印字モードと印字モードとの間での連続インク
の流れを偏向させるため、連続インクの流れを非対称に
加熱させる印字システムを改良させることに関する。
制御印字システムの中の一つである。他のデジタル印字
システムには、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、
サーマルペーパプリンタ、フィルムレコーダ、サーマル
ワックスプリンタ及び色素拡散熱的移動プリンタがあ
る。インクジェットプリンタはインクジェットの非接触
性質、低ノイズ、普通紙の使用、及びトナー移動及び定
着が回避できるのため、他のデジタル印字システムと比
べて目立っている。
マンド又は連続システムの何れかに分類される。しかし
ながら、ここ数年連続インクジェットシステムはますま
す認識されてきている。連続インクジェット印字の大き
な展開は以下のようである:連続インクジェット印字自
体は少なくとも1929年まで遡る。その年にHansell
へ発行された米国特許第1,941,001号を参照する
とよい。
国特許第3,373,437号には、連続インクジェット
ノズルアレイが開示されており、非印字インク液滴が選
択的に帯電させられ、記録媒体に向かって偏向する。こ
の技術は、バイナリー偏向連続インクジェット印字とし
て公知であり、Elmjet及びScitexを含む、数社の製造業
者により利用された。
米国特許第3,416,153号には、連続インクジェッ
ト印字にて印字スポットの光学密度を可変させる方法が
開示されている。その中で、荷電液滴流の静電分散は、
微小な開口部を通過する液滴の数を調整する。本技術は
Irisにより製造されたインクジェットプリンタに利用さ
れている。
第4,346,387号には、液滴への静電荷を制御する
方法及びその装置が開示されている。液滴は圧のかかっ
た液体の流れを、電界を有する静電荷トンネル内の位置
する液滴形成点にて破壊することにより形成される。液
滴形成は電界内のある点で行われ、所定の電荷は望まさ
れる場所ならどこででも破壊される。荷電トンネルに加
えて、偏向板は液滴を実際に偏向させるために利用され
る。
は、静電荷トンネルをある形態または別の形態で利用
し、液滴は流れに形成される点の近くに載置される。ト
ンネル内では、個々の液滴は選択的に帯電する。選択液
滴は帯電し、偏向板の存在により下に向かって偏向さ
れ、その板の間には大きな電位差が生じている。ガッタ
(しばしば、「キャッチャ」という)が通常利用され、
帯電液滴を遮断し、非印字モードを確立するのに対し、
未帯電液滴は自由であり、インクの流れが「非印字モー
ド」と「印字モード」との間で偏向されるので、印字モ
ードで記録媒体に衝突する。
前記した静電荷トンネルを不必要なものにした。さら
に、液滴形成(1)の機能と液滴偏向(2)の機能とを
結び付ける役目をする。プリンタシステムは、インク放
出通路と、そのインク放出通路と連通した圧のかかった
インクソースと、インク放出通路へ開放した孔を有する
ノズルとを具備し、その通路から連続インク液滴が流れ
る。ノズル内の液滴発生器によりインクの流れは破壊さ
れて複数の液滴が、ノズルから離間した位置で生じる。
その液滴は(ノズル孔にある)ヒータからの熱により偏
向され、ヒータは選択的に動作部分を有する、つまりノ
ズル孔の部分と関連した部分のみを有する。ノズル孔の
特定の部分での特定のヒータ部分の選択的動作により、
流れへの非対称熱供給と呼ばれるものが生じる。その部
分を交互に交換することにより、非対称な熱供給の方向
が交互に変わり、よってインク液滴を偏向させ、とりわ
け、「印字」方向(記録媒体)と「非印字」方向(「キ
ャッチャ」に戻る)との間で偏向する。
が生じ、その大きさは数多の因子に左右される。例え
ば、ノズルの形状及び熱的性質、供給熱量、押圧量、イ
ンクの物理的、化学的及び熱的性質である。溶媒を基礎
とする(特に、アルコールを基礎とする)インクはすこ
ぶる良好な偏向パターンを有し、非対称加熱連続インク
ジェットプリンタにて高画質を達成するが、水を基礎と
するインクでは、現在までのところ、良好な偏向パター
ン及び高画質を得ることができない。水を基礎とするイ
ンクは非対称処理とよりも、同程度の画像品質に対して
偏向の大きな程度を必要とし、ジェット速度、間隔及び
整列公差は過去に許容されている。したがって、システ
ムの公差内でのかかる連続インクジェットシステムの偏
向程度を向上させる手段は、本技術分野では驚くべき顕
著な進展をもたらし、水を基礎とする、したがって、環
境により優しいインクが産業には非常に必要であること
を充足する。
みてなされたものであり、許容可能なシステム公差を打
ち消さずに、連続インクジェット非対称加熱印字システ
ム内でのインク液滴変更の大きさを改良することを目的
とする。
連続流れがノズルから吐出される連続インクジェットプ
リンタでのインクを制御する装置であって、所定の大き
さのインクの横の流れを含むように形状障害を配設させ
たインク放出通路と、前記インク放出通路と連通したイ
ンクに圧をかけるソースと、流れの中にインクの連続流
れを確立させるように、前記インク放出へ開放したノズ
ル孔の周辺を画成するノズル孔と、前記ノズル孔周辺の
部分とのみ関連した選択的に動作する部分を有するノズ
ルヒータとを具備し、ヒータ部分の動作により流れに熱
を非対称に供給して流れの方向を制御し、よって供給し
た熱から離れる方向に流れを偏向させ、偏向は横の流れ
の大きさと比例した大きさである装置ことにより達成さ
れる。
クジェットプリンタの画像品質を改良させる方法であっ
て、偏向の大きさを増大させるために、インク横の流れ
を増大させる工程を具備する方法により達成される。
トシステムのノズル孔部分にインクが進入する横の流れ
が増大する。その印字システムは、液滴偏向用の非対称
加熱を利用するタイプである。前記横の流れは、ノズル
孔の入口からの上流位置での特定の形状の障害を課すこ
とにより増大する。
する部分を構成する要素を、特に説明する。具体的に示
さない又は説明しない要素は、当業者には周知で、さま
ざまな形態を構成する。
リンタシステムを10で表示する。ノズルヒータ2のア
レイから延在するプリントヘッド1は、インク圧力調節
器(図示せず)への信号を処理するヒータ制御回路(図
示せず)を収納する。
を読出し、時間系列の電気パルスをノズルヒータ2のア
レイへ伝送する。上記パルスは適正な時間、適正なノズ
ルへ印加され、連続インクジェット流れから形成された
液滴は記録媒体3に、画像メモリから伝送されたデータ
により指定された適正な位置にスポットを形成する。圧
のかかったインクはインク貯蔵器(図示せず)からイン
ク放出通路4を移動し、ノズルアレイ2を通過して、記
録媒体3またはガッタ9の何れかに到達する。
ノズルアレイの中の単一のノズルヒータ2a/2a’拡
大断面図を示す。なお、インク放出通路4を、ノズル孔
6へ向かう、実質的に垂直なインクの流れを指す矢印5
で示す。とりわけ、ノズルヒータ2a/2a’にて発生
した熱からの、通路4内のインクを絶縁させる働きをす
る比較的肉厚な壁7がある。また、肉厚壁7は「オリフ
ィス膜」ともいう。インクの流れ8はノズル2a/2
a’から初期に放出されるインクのメニスカスを構成す
る。ノズル2a/2a’以下距離では、インクの流れ8
は複数の液滴11に分割される。
て、2‐2ラインを示すヒータ2a/2a’の拡大底面
図である。ヒータ2a/2a’は二つの部分(部分を2
a及び2a’)を有することがわかる。各部分はノズル
孔の開口部のおおよそ半分を覆う。あるいは、ヒータ部
分はその数及び設計を変更することが可能である。一の
部分は共通の接続部Gと分離接続部Pとをもたらす。他
の部分はそれぞれG’及びP’とを有する。非対称に熱
を供給することは、一方又は他方の部分に独立して電流
を印加することを意味する。そのようにすることによ
り、熱はインクの流れ8を偏向させ、液滴11を特定の
熱源から離れるように偏向する。一定量の熱では、イン
ク液滴11は(図2の)角度θ1で偏向し、プリントヘ
ッドから記録媒体3へ垂直距離d1移動する。また、距
離「A」は、偏向角度θ1が記録媒体(またはキャッチ
ャ)へ偏向液滴11を向かわせる、液滴12が偏向せず
に到達する、との間の間隔を画成する距離である。その
流れは熱の供給から何れかの方向に偏向する。インクガ
ッタ9は、未偏向液滴12が記録媒体に到達させなが
ら、偏向インク液滴11を捕獲するような配置を有す
る。本発明の別の実施例では、非載置インクガッタ
(「キャッチャ」)9を再配向させて、偏向液滴11を
記録媒体に到達させながら、未偏向液滴12を捕獲す
る。
蔵器(図示せず)から放出させ、圧力下にてインク通路
中にインクを残存させる。過去において、最適動作に適
するインク圧力は、数多くの要因に左右され、特にノズ
ルの形状及び熱的性質、並びにインクの熱的性質に左右
される。一定圧力は、インク圧力調節器(図示せず)を
利用することにより達成され得る。
ンク放出通路4のインクの流れパターンの横の進路は、
ノズル孔6の真下に、インク放出通路4に配置障害20
を設けることにより改良される。この横の流れを向上さ
せる障害20は、サイズ、形及び位置を変更することが
できるが、流れの横に基づく多くの回数xにより偏向を
改良させる働きをし、したがって、制御可能で、改良さ
れた画質をもたらしながら、インク性質(例えば、表面
張力、密度、粘度、熱伝導性、比熱等)、ノズル形状、
ノズルの熱的性質への依存性を低減させる。障害20は
貯蔵器の側壁7と平行であり、正方形、立方体、矩形、
三角形等の横の壁を有することが好ましい。偏向向上
は、例えば、図2のθ1と図4のθ2との間のマージン
差異を比較することからわかる。この増大した流れの偏
向により、プリントヘッド1に近接した記録媒体3に載
置させ(d2はd1以下である)、例えば、距離Aの他
のシステムレベル公差(つまり、空間、整列等)を維持
させながら、液滴載置(及び画質)の改良が可能にな
る。また、オリフィス膜つまり壁7はより薄肉である。
発明者らは、より薄肉壁であることで、偏向にさらなる
改善が実現され、偏向角度θ2の程度に対して必要な熱
量を低減させる。
る画質は、ノズル孔6の入口で殆ど全ての横の流れをノ
ズル孔6の入口に供給する障害20により、一層改良さ
れる。記録媒体3への距離d3は熱の程度当たり低下す
る。なぜなら、偏向角度θ3は単位温度あたり増大して
いるからである。
々に大きくなるにつれて、記録媒体までの距離d1、d
2及びd3は短くなる、一定の液滴載置の関係を示す。
改善させた横の流れの結果として、画像サイズ及び画像
の詳細を改善させながら、プリンタ構造の寸法を最小化
させることが可能となる。
ば、紙)ロールとして、典型的な連続インクジェットプ
リントヘッドの模式図である。
向角度)を示す先行技術でのノズルアレイからの一つの
ノズル先端部の断面図である。
ズルの平面図である。
一つのノズル先端部の断面図である。
らの一つのノズル先端部の断面図である。
示すグラフである。
向液滴との間の間隔 G、G’ ヒータ部分の基礎部分 P、P’ ヒータ部分の電力接続
Claims (2)
- 【請求項1】 インクの連続流れがノズルから吐出され
る連続インクジェットプリンタでのインクを制御する装
置であって、 所定の大きさのインクの横の流れを含むように形状障害
を配設させたインク放出通路と、 前記インク放出通路と連通したインクに圧をかけるソー
スと、 流れの中にインクの連続流れを確立させるように、前記
インク放出へ開放したノズル孔の周辺を画成するノズル
孔と、 前記ノズル孔周辺の部分とのみ関連した選択的に動作す
る部分を有するノズルヒータとを具備し、 ヒータ部分の動作により流れに熱を非対称に供給して流
れの方向を制御し、よって供給した熱から離れる方向に
流れを偏向させ、偏向は横の流れの大きさと比例した大
きさである装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の連続インクジェットプ
リンタの画像品質を改良させる方法であって、 偏向の大きさを増大させるために、インク横の流れを増
大させる工程を具備する方法。
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