JP2002210979A - インク液滴偏向機構およびインク液滴の分岐の拡大方法 - Google Patents

インク液滴偏向機構およびインク液滴の分岐の拡大方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 選択されるインク液滴と選択されないインク
液滴の間におけるインク液滴通路の分岐を拡大させるこ
とである。 【解決手段】 インク液滴偏向機構は、インク液滴供給
源と、第一の状態では前記供給源から第一の通路９４に
沿う進路を前記液滴に与え、第二の状態では前記供給源
から第二の通路９８に沿う進路を前記液滴に与える操作
ができる通路の選択デバイス２０４を備える。前記第一
と第二の通路９４，９８は、前記供給源から分岐してい
る。その機構は、前記通路の分岐１１０を拡大方向に加
えられるガス流８８を生起させるガス供給源８１を含
む。ガス流８８は、第一および第二の通路９４，９８の
間に位置決めすることができ、そのコヒーレンスを喪失
するにつれ、第一および第二の通路９４，９８の少なく
とも一方と相互作用することができる。その機構は、キ
ャッチャ１０６を包含することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インク液滴偏向機
構およびインク液滴の分岐の拡大方法に係り、デジタル
制御式印刷装置の分野において、より詳細には、連続式
インクジェットプリンタにおいて、インク液流が液滴に
分解し、それらの幾分かが選択的に偏向されるように成
したインク液滴偏向機構およびインク液滴の分岐の拡大
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット印刷は、非衝撃的特性お
よび低ノイズ特性を有し、普通紙を使用でき、トナー転
写や定着を不要とする等の理由から、デジタル制御式の
電子印刷の領域において卓越した競争力ある商品と認識
されている。インクジェット印刷機構は、連続式インク
ジェットまたはオンデマンド式インクジェットの何れか
として分類することができる。
【０００３】従来的な連続式インクジェットプリントヘ
ッドは、液流の中において液滴が形成されるポイントに
接近して配置される静電的な帯電トンネルを利用する。
この様式において個々の液滴を帯電させることができ
る。帯電した液滴との間に大きな電位差を有する静電偏
向板を設け、帯電した液滴を下流側で偏向させることが
できる。液滴捕捉機構（キャッチャ、ガター、インター
セプタまたはコレクタとも呼ばれる）は、帯電した液滴
または帯電していない液滴の何れかを捕捉でき、捕捉さ
れない液滴はレシーバすなわち記録媒体に対し自由に衝
突する。
【０００４】イートンに対して１９７５年４月１５日付
けで登録された米国特許第３，８７８，５１９号および
ヤマダその他に対して１９７７年９月２０日付けで登録
された米国特許第４，０５０，０７７号は、帯電トンネ
ルおよび静電偏向板による静電偏向を使用し、同期した
液滴形成のための装置を開示する。これらの装置は、帯
電トンネルおよび静電偏向板を装置の内部に収容するた
めに、プリントヘッドと記録媒体の間において大きな空
間間隔（「インク液滴軌道間隔」とも呼ばれる）を必要
とする。インク液滴の偏向の量が小さいので、インク液
滴は、記録媒体（または液滴捕捉機構）に衝突するに足
る長い距離を、この大きな空間間隔の全体に渡って移動
する必要がある。インク液滴が大きな空間間隔の全体に
渡って移動することは、液滴の通路を変化させるように
液滴が妨害される危険がより大きくなるので、インク液
滴の位置精度に対して不都合な影響がある。
【０００５】代替的に、連続式インクジェットプリンタ
は、帯電トンネルおよび偏向板をその他のプリンタコン
ポーネントの中に組み込むことも可能である。フェイガ
ークイストに対して１９９２年４月１４日付けで登録さ
れた米国特許第５，１０５，２０５号およびスティーブ
ンに対して１９９５年１１月２１日付けで登録された第
５，４６９，２０２号は、この種の装置を開示する。個
々のインク液滴は、電荷を受け取る。逆極性の電荷が、
インク液流の標準軌道に対し平行なキャッチャの表面に
対して印加される。逆極性は、液滴をキャッチャの表面
に向かう偏向引力を形成する。しかし、その偏向の量は
小さいものである。この構成でもプリントヘッドと記録
媒体の間において大きな空間間隔を必要とする。これ
は、上述したように、インク液滴の軌跡距離への不都合
な影響を与える。そのような理由のため、インク液滴が
印刷媒体に衝突する前に移動する距離を最小化し、高品
質の画像を保証する必要がある。
【０００６】図２（Ａ）を参照すると、プリントヘッド
２００は、加圧インク供給源２０２と選択デバイス２０
４とを包含する。プリントヘッド２００は、選択される
インク液滴２０６と、選択されないインク液滴２０８と
を形成するようにして機能する。選択されるインク液滴
２０６は、選択されるインク通路２１０に沿って流れ、
最終的に記録媒体２１２に衝突するが、選択されないイ
ンク液滴２０８は、選択されないインク通路２１４に沿
って流れ最終的にキャッチャ２１６に衝突する。選択さ
れないインク液滴２０８は、キャッチャ２１６の中に設
けられるインク除去チャネル２１８を介して再利用され
あるいは廃棄される。シュヴァレックその他に対して２
０００年６月２７日付けで登録された米国特許第６，０
７９，８２１号は、この種のインクジェットプリンタを
開示する。
【０００７】シュヴァレックその他において開示された
インクジェットプリンタは、その意図される目的のため
には非常に優れているが、選択されるインク液滴２０６
と選択されないインク液滴２０８の間におけるインク液
滴通路分岐（参照番号２２０で概略的に示される）と、
一般にインク液滴分岐角度（角度Ａにおいて概略的に示
される）と呼ばれるもの、すなわちインク液滴の弁別が
小さい。これは、その他のプリントヘッド環境作動要因
（加熱器である選択デバイス２０４の廻りに堆積するイ
ンクに起因する矛盾したインク液滴偏向２２１など）と
相まって、インク２２２がキャッチャ２１６上に堆積す
る可能性を増大させる。インク２２２がキャッチャ２１
６上に堆積すると、選択されるインク通路２１０に沿っ
て流れる選択されるインク液滴２０６が、妨害され得る
ことになり、劣化した画像品質を結果として生じる。そ
のような理由のために、インク液滴通路の分岐を拡大さ
せ、高品質の画像を保証する必要がある。
【０００８】インク液滴軌道に影響を与えるために静電
的な手段を使用する連続式インクジェットプリンタ（ペ
ージ幅印刷式、走査式など）はまた、キャッチャ表面上
におけるインクの堆積を経験する。キャッチャ上に堆積
したインクは、プリンタの作動環境下で、紙の粉塵、
埃、破片などにより汚染され得る。これは、キャッチャ
の目詰まりを引き起こす。これが生じると、そのキャッ
チャは、インクジェット装置を作動させる前に徹底的に
掃除されなければならない。さらに、汚染されたインク
は、そのインクの再使用を可能とする前に不純物を除去
されなければならず、インクジェット装置の全体のコス
トおよび経費を増大させる。そのような理由のために、
インク液滴通路の分岐を拡大させ、プリントヘッドのメ
ンテナンスおよびインクの不純物除去の作業を削減する
必要がある。
【０００９】ロバートソンに対して登録された米国特許
第３，７０９，４３２号は、トランスデューサの使用に
より、作動流体のフィラメントを刺激し、その作動流体
を一様間隔に離間した液滴に分離する方法ならびに装置
を開示する。液滴に分離する前のフィラメントの長さ
は、トランスデューサに対して供給される刺激エネルギ
ーを制御することにより調節され、高い振幅の刺激によ
り短いフィラメントを生じ、低い振幅の刺激により長い
フィラメントを生じる。長短のフィラメントの各端部に
対する中間のポイントにおいて、流体の通路を横断する
空気の流れが生成される。その空気流は、液滴自体の軌
道に対して影響を与える以上に、液滴に分解する前にお
けるフィラメントの軌道に対して影響を与える。フィラ
メントの長さを制御することにより、液滴の軌道を制御
することができ、あるいは一方の通路から他方の通路に
切り換えることが可能になる。このようにして、所定の
液滴はキャッチャの中に案内され、その他の液滴はレシ
ーバ部材に対して当てることができる。
【００１０】この方法は、液滴の軌道に影響を与えるた
めに静電的な手段に依存せず、フィラメントの分解ポイ
ントに関する精密な制御、および分解ポイント間の中間
における空気流の配置に依存する。かかるシステムは製
造が困難である。さらに、二つの液滴通路の間における
物理的な分岐、すなわち弁別の量は小さく、印刷される
インク液滴および印刷されないインク液滴の制御の困難
性が増大し、結果として少なくとも上述のようなインク
液滴堆積の問題を生じる。
【００１１】テイラーに対して１９８０年２月２６日付
けで登録された米国特許第４，１９０，８４４号は、印
刷されないインク液滴をキャッチャに向かって偏向させ
る第一の空気式偏向器と、印刷されるインク液滴を揺動
させるための第二の空気式偏向器とを有する、連続式イ
ンクジェットプリンタを開示する。第一の空気式偏向器
は、中央コントロールユニットからの二つの明確な電気
信号のうちの一方に従い、「オン／オフ」または「開／
閉」形式でノズルを開閉するダイアフラムを有する。こ
れにより、そのインク液滴が印刷用かまたは印刷用でな
いかを決定する。第二の空気式偏向器は、連続的偏向器
で、中央コントロールユニットからの電気信号の変化に
従い、ダイアフラムがノズルの開く量を変化させる。こ
れにより、印刷されるインク液滴を揺動させ、文字を一
度に一文字ずつ印刷することができる。第一の空気式偏
向器のみを使用するときは、プリントヘッドを繰返し並
べ配置し、文字を一度に一列ずつ印刷できる。
【００１２】この方法は、液滴の軌道に影響を与えるた
めに静電的な手段に依存しないが、印刷されるインク液
滴および印刷されないインク液滴を形成するための第一
の（「開／閉」）空気式偏向器の精密な制御およびタイ
ミングに依存する。そのようなシステムは製造が困難
で、正確な制御を必要とすることは、少なくとも上述の
インク液滴の堆積を結果として生じる。さらに、二本の
液滴通路の間における物理的な分岐すなわち弁別の量
は、その精密なタイミングが要求さればらつきが生じ、
印刷されるインク液滴および印刷されないインク液滴を
制御する困難が増大して、インク液滴の軌跡制御が貧弱
となり、少なくとも上述のインク液滴の堆積とを結果と
して生じる。
【００１３】さらに、二つの空気式偏向器を使用するこ
とは、プリントヘッドの構造を複雑化させ、より多くの
コンポーネントを必要とする。その追加的なコンポーネ
ントおよび複雑な構造は、プリントヘッドと媒体の間に
おいて大きな空間間隔を必要とし、インク液滴の軌跡距
離を拡大させるのである。液滴軌跡距離を拡大させるこ
とは、液滴の位置精度を低下させ、印刷の画像品質に影
響を与える。ここでもまた、液滴が印刷媒体に衝突する
前に移動する距離を最小化させて、高品質の画像を保証
するという必要がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、簡単な
構造で、プリントヘッドのメンテナンスを削減し、イン
ク液滴の離間を拡大させ、画像品質を向上させ、インク
液滴が移動する距離を削減し、印刷されないインク液滴
を取り除くために必要とされる減圧の量を削減する、改
良されたインク液滴偏向機構の必要が理解される。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの目的は、
選択されるインク液滴と選択されないインク液滴の間に
おけるインク液滴通路の分岐を拡大させる、インク液滴
偏向増幅器を提供することである。
【００１６】本発明のもう一つの目的は、選択されるイ
ンク液滴が記録媒体に衝突する前に移動する距離を削減
する、インク液滴偏向増幅器を提供することである。
【００１７】本発明のもう一つの目的は、簡単な構造の
インク液滴偏向増幅器を提供することである。
【００１８】本発明のさらにもう一つの目的は、プリン
トヘッドのメンテナンスを削減するインク液滴偏向増幅
器を提供することである。
【００１９】本発明のさらにもう一つの目的は、インク
の汚染を削減する、インク液滴偏向増幅器を提供するこ
とである。
【００２０】本発明のさらにもう一つの目的は、画像の
印刷品質を向上させるインク液滴偏向増幅器を提供する
ことである。
【００２１】上述の目的を達成するため、本発明に係る
インク液滴偏向機構は、インク液滴供給源と、前記供給
源から分岐している第一と第二の通路について、第一の
状態では前記供給源から第一の通路に沿う進路を前記液
滴に与え、第二の状態では前記供給源から第二の通路に
沿う進路を前記液滴に与える操作ができる通路選択手段
と、前記第一の通路または第二の通路の少なくとも一方
に沿い移動する液滴に対して外力を加え、その外力は前
記通路の分岐を拡大させる方向に加えられるシステム
と、を備えることを特徴とする。
【００２２】また、本発明に係るインク液滴偏向機構に
おいて、前記システムは、ガス流を生起させるガス供給
源を含み、前記ガス流は、前記通路の分岐を拡大方向に
加えられることが好ましい。
【００２３】また、本発明に係るインク液滴の分岐の拡
大方法は、インク液滴の供給源を提供する工程と、前記
供給源から分岐している第一と第二の通路について、イ
ンク液滴に対し、第一の状態では第一の通路に沿って移
動する進路を与え、第二の状態では第二の通路に沿って
移動する進路を与える工程と、前記通路の分岐を拡大さ
せる分岐拡大工程と、を備えることを特徴とする。
【００２４】本発明の一つの特徴に拠れば、インク液滴
偏向機構は、インク液滴供給源と、第一の状態では前記
供給源から第一の通路に沿う進路を前記液滴に与え、第
二の状態では前記供給源から第二の通路に沿う進路を前
記液滴に与える操作ができる通路選択手段を備える。前
記第一と第二の通路は、前記供給源から分岐している。
また、この機構は、前記第一の通路または第二の通路の
少なくとも一方に沿い移動する液滴に対して外力を加
え、その外力は前記通路の分岐を拡大させる方向に加え
られるシステムを備える。
【００２５】本発明のもう一つの特徴に拠れば、その機
構は、前記通路の分岐を拡大方向に加えられるガス流を
生起させるガス供給源を含む。ガス流は、第一および第
二の通路の間に位置決めすることができる。ガス流は、
実質的に層流にすることができる。また、ガス流は、そ
のコヒーレンスを喪失するにつれ、第一および第二の通
路の少なくとも一方と相互作用することができる。
【００２６】本発明のもう一つの特徴に拠れば、その機
構は、キャッチャを包含することもできる。その機構の
少なくとも一部をキャッチャに隣接して配置することが
できる。また、偏向機構の少なくとも一部をキャッチャ
と一体的に形成し、またはキャッチャの内部に配置する
こともできる。
【００２７】本発明のもう一つの特徴に拠れば、インク
液滴の分岐の拡大方法は、インク液滴の供給源を提供す
る工程と、前記供給源から分岐している第一と第二の通
路について、インク液滴に対し、第一の状態では第一の
通路に沿って移動する進路を与え、第二の状態では第二
の通路に沿って移動する進路を与える工程と、前記通路
の分岐を拡大させる分岐拡大工程とを備える。この方法
は、通路の分岐を拡大させるために、第一の通路または
第二の通路の少なくとも一方に沿い移動する液滴に対し
て外力を加えることを含むことができる。
【００２８】本発明のもう一つの特徴に拠れば、この方
法は、ガス流を生起させること、および通路の分岐を拡
大させる方向に、第一の通路または第二の通路の少なく
とも一方に沿い移動する液滴に対してガス流を加えるこ
とを含むことができる。
【００２９】本発明およびその目的および利点は、以下
で提示される好適な実施の形態の詳細な説明においてさ
らに明らかになるであろう。以下で提示される本発明の
好適な実施の形態の詳細な説明では、添付図面が参照さ
れるものとする。
【００３０】
【発明の実施の形態】本件の説明は、特には、本発明に
従った機構の一部を形成するように成し、あるいはそれ
に対してより直接的に協働するように成した、各エレメ
ントに関連するものであることになる。詳細には示され
ずあるいは説明されない各エレメントは、当業者にとっ
て周知である様々な形態を採ることも可能であると理解
されるべきである。
【００３１】図１を参照すると、非対称加熱型の連続式
インクジェットプリンタ装置１０は、ラスタ画像デー
タ、ページ記述言語の形態におけるアウトライン画像デ
ータまたはデジタル画像データのその他の形態を提供す
るスキャナまたはコンピュータのような画像供給源（イ
メージソース）１１を包含する。この画像データは、画
像データをメモリの中に記憶するものでもある画像処理
ユニット１２により、ハーフトーン式のビットマップ画
像データに変換される。また、画像処理ユニット１２
は、画像データをメモリの中に記憶する。加熱器コント
ロール回路１４は、画像メモリからデータを読み取り、
加熱器５０に対して電気的パルスを印加する。これによ
り、加熱器５０はプリントヘッド１６の一部であるノズ
ルに対して熱を印加する。これらのパルスは、適切なタ
イミングで、適切なノズルに対して印加され、これによ
り連続式インクジェット液流から形成される液滴は、画
像メモリ中のデータにより指定される適切な位置で、記
録媒体１８上にスポットを印刷する。
【００３２】記録媒体１８は、記録媒体搬送装置２０に
よりプリントヘッド１６に対して移動される。記録媒体
搬送装置２０は、記録媒体搬送コントロール装置２２に
より電子的に制御され、記録媒体搬送コントロール装置
２２は、マイクロコントローラ２４により制御される。
図１において示された記録媒体搬送装置２０は、単なる
概略的なものであり、これと異なる他の多くの機械的な
構成も可能である。例えば、移動ローラ（トランスファ
ーローラ）を、記録媒体搬送装置２０として使用し、記
録媒体１８に対するインク液滴の移動を行うことができ
る。そのようなトランスファーローラ技術は、当該分野
では周知である。ページ幅式プリントヘッドの場合に
は、固定式のプリントヘッドに対し記録媒体１８を通過
させることが最も簡便である。しかし、走査式印刷装置
の場合には、相対的なラスタ運動において、プリントヘ
ッドを一方の軸（副次的な走査方向）に沿って移動さ
せ、記録媒体をこれと直交する軸（主要な走査方向）に
沿って移動させることが最も簡便で良く用いられる。
【００３３】インクは、加圧されたインクリザーバ２８
の中に収容される。非印刷状態では、連続式インクジェ
ット液滴流は、その液流を阻止するインクガター１７に
より、記録媒体１８に到達することができない。阻止さ
れたインクの一部は、インク再利用ユニット１９により
再利用することができる。インク再利用ユニット１９
は、そのインクを再調整しインクリザーバ２８に対し送
り返す。このようなインク再利用ユニットは、当該分野
では周知である。最適動作のための適当なインク圧力
は、ノズルの幾何学的特性、ノズルの温度特性さらにイ
ンクの温度特性を包含する多くの要因に依存する。一定
のインク圧力は、インク圧力調整器２６の制御の下にお
いてインクリザーバ２８に対して圧力を掛けることによ
り達成することができる。
【００３４】そのインクは、インクチャネル装置３０に
より、プリントヘッド１６の後部表面に対して供給され
る。好ましくは、インクは、プリントヘッド１６のシリ
コン基板を貫通してエッチングされた、スロットまたは
孔のいずれか一方を通り、複数のノズルおよび加熱器が
配置されるプリントヘッドの前部表面に向かって流れ
る。シリコンから製造されるプリントヘッド１６を用い
ることで、加熱器コントロール回路１４を、そのプリン
トヘッドに集積して組み込むこともできる。
【００３５】図２（Ａ）は、先行技術における、作動中
のノズルの先端を示す断面図である。ここに示すノズル
をアレイ配列し、図１の連続式インクジェットのプリン
トヘッド１６が形成される。インク供給チャネル４０
は、複数のノズル穴４６に沿い、基板４２の内部にエッ
チングされる。基板４２は、例えばシリコンである。イ
ンク供給チャネル４０およびノズル穴４６は、ノズル穴
を形成するためにｐ+エッチング・ストッパ層を使用し
たシリコンの非等方性湿式エッチングにより、得ること
ができる。インク供給チャネル４０の中におけるインク
７０は、大気圧以上に加圧され、液流６０を形成する。
ノズル穴４６の上方の所定距離離れたところで、液流６
０は、選択デバイス２０４により供給される熱のため、
複数の液滴６６に分解する。
【００３６】図２（Ｂ）を参照すると、選択デバイス２
０４は、加熱器５０を包含することができる。加熱器５
０は、ノズルの周囲の殆どすべてをカバーするようにし
て、一対の対向する半円形の加熱エレメント５１ａ，５
１ｂを有する。複数の電源接続部５９ａ，５９ｂ，６１
ａおよび６１ｂは、加熱エレメント５１ａ，５１ｂのそ
れぞれに対し、加熱器コントロール回路１４からの電気
的なパルスを送る。加熱器５０の加熱エレメント５１
ａ，５１ｂは、３０オーム／スクエアのレベルでドーピ
ングされるポリシリコンにより形成することができる。
その他の抵抗加熱器材料を用いることもできる。
【００３７】加熱器コントロール回路１４は、電気的な
パルス列の形で、加熱器５０に対して電力を供給する。
加熱器コントロール回路１４は、加熱器５０の半円形の
加熱エレメント５１ａ，５１ｂに対し、別個に電力を供
給するプログラムを組むことができる。そのプログラム
は、一様な振幅、幅および周波数のパルスの形で、新規
な方法の各ステップを実行するようにできる。インク液
滴の偏向は、電力パルスが加熱器５０の加熱エレメント
５１ａ，５１ｂの一方に対して供給することで、いつで
も起こる。
【００３８】ここでまた、図２（Ａ）を参照すると、加
熱器５０は、熱および電気の絶縁層５６により基板４２
から分離され、基板に対する熱の損失を最小化する。ノ
ズル出口オリフィスが絶縁層５６により限定されるよう
にエッチングし、ノズル穴４６を得ることもできる。イ
ンクと接触するそれらの層は、保護のための薄膜層６４
によりパッシベーションされることができる。プリント
ヘッド表面は、プリントヘッドの前面部にまたがるイン
クの偶発的なぬれを防止するため、疎水化層６８により
コーティングすることができる。
【００３９】加熱器の加熱エレメント５１ａを用いて、
ノズル穴の左側に熱の非対称な印加を行うことで、液流
６０は、印刷作業の間に周期的に偏向される。この技術
は、液流から既に分離された帯電液滴の偏向に依存す
る、従来の静電偏向的な連続式液流偏向プリンタのもの
とは異なっている。液流６０を偏向することで、偏向さ
れない液滴６７は、インクガター１７のような遮断装置
により、記録媒体１８に到達することが阻止されること
が可能である。他の代替的な印刷方式では、インクガタ
ー１７を、偏向される液滴６６を阻止するようにして配
置することもでき、このときは、偏向されない液滴６７
が記録媒体１８に到達できる。
【００４０】図３に、インク液滴の偏向を増大させる偏
向増幅手段であるインク液滴偏向増幅器８０を示す。シ
ステムであるインク液滴偏向増幅器８０は、外力発生器
であるガス流生成機構８２を有するガス供給源８１と、
ガス流供給チャネル８６を限界付けるハウジング８４と
を包含する。ガス流供給チャネル８６は、移動するイン
ク液滴に対する外力であるガス流８８を提供する。当初
のガス流８８は、ガス流供給チャネル８６と実質的に同
様な寸法を有する。例えば、長方形の形状のガス流供給
チャネル８６は、実質的に長方形の形状を有するガス流
８８を供給する。ガス流８８は、元々の通路８８に沿っ
て移動する層流である。層流状のガス流８８は、結局は
そのコヒーレンスを喪失する点９０において、元々の通
路８８からの分岐を開始する。この文脈では、「コヒー
レンス」とは、ガス流がその元々の通路からの展開、す
なわち分岐を開始するときのガス流８８を説明するため
のものとして使用される。
【００４１】選択デバイス２０４を上述のように機能す
る一次的な選択デバイスとして使用すれば、プリントヘ
ッド１６は、分岐する複数のインク液滴通路に沿って移
動するインク液滴の液流を提供するように機能する。選
択されないインク液滴９２は、選択されない（第一の）
インク液滴通路９４に沿って移動するが、選択されるイ
ンク液滴９６は、選択される（第二の）インク液滴通路
９８に沿って移動する。選択されるインク液滴９６およ
び選択されないインク液滴９２は、概ね、層流状のガス
流８８がそのコヒーレンスを喪失し分岐９０するとき
に、層流状のガス流８８と相互作用する。結果として、
選択されないインク液滴９２および選択されるインク液
滴９６は、元々のコースを変えられて、結果として生じ
る選択されないインク液滴通路１００および結果として
生じる選択されるインク液滴通路１０２に沿ってそれぞ
れ移動する。選択されないインク液滴９２は、それらが
キャッチャ１０６の表面１０４に衝突するまで、結果と
して生じる選択されないインク液滴通路１００に沿って
移動する。選択されないインク液滴９２は、その後、キ
ャッチャ１０６から取り除かれ、インク再利用ユニット
１９に搬出される。選択されるインク液滴９６は、記録
媒体１８の表面１０８に衝突するまで、結果として生じ
る選択されるインク液滴通路１０２に沿って移動し続け
ることが許容される。
【００４２】一つの好適な実施の形態では、選択される
インク液滴９６は、記録媒体１８に衝突することを許容
され、選択されないインク液滴９２は、最終的にキャッ
チャ１０６に衝突するものとして示される。しかし、こ
の実施の形態は、特別に示された例示であって、選択さ
れるインク液滴９６が最終的にキャッチャ１０６に衝突
し得、その一方で、選択されないインク液滴９２が記録
媒体１８に衝突することが許容される場合も、本件開示
の範囲内に含まれる。
【００４３】再び、図３を参照すると、選択されるイン
ク液滴９６と選択されないインク液滴９２の間における
結果として生じるインク液滴通路の分岐１１０は、拡大
されている（図２（Ａ）におけるインク液滴通路の分岐
２２０と比較して）。さらに、選択されるインク液滴９
６と選択されないインク液滴９２の間における結果とし
て生じるインク液滴の分岐角度（角度Ｄとして示され
る）もまた、拡大されている（図２（Ａ）における角度
Ａと比較して）。選択されるインク液滴９６は、ここで
は、不都合にキャッチャ１０６に衝突する可能性がより
少なくなり、キャッチャ１０６上に堆積されるインクが
削減される結果となる。堆積されるインクが削減される
ので、プリントヘッドのメンテナンスおよびインクの清
掃作業もまた削減される。拡大されたインク液滴の分岐
角度Ｄは、選択されるインク液滴９６が記録媒体１８に
衝突する前に移動する距離を削減する。何故なら、選択
されるインク液滴９６が記録媒体１８に衝突する前に、
プリントヘッド１６を偏向させてそこから離れるに足る
十分に大きな空間間隔が、もはや必要でなくなるからで
ある。そのような理由のために、インク液滴の位置精度
が、改善される。
【００４４】インク液滴偏向増幅器８０は、帯電トンネ
ルまたは静電偏向板を必要とせず、簡単な構造である。
そのような理由のために、インク液滴偏向増幅器８０
は、これらのコンポーネントを収容するための大きな空
間間隔を必要としない。これは、選択されるインク液滴
９６が記録媒体１８に衝突する前に移動する距離を削減
するのに役立ち、液滴位置の精度が結果として改善され
る。
【００４５】一つの好適な実施の形態において、インク
液滴偏向増幅器８０は、キャッチャ１０６と一体の構造
で形成される。しかし、上述の実施の形態は、特別な例
示であって、インク液滴偏向増幅器８０が、キャッチャ
１０６に対して取り付けられる独立したユニットの場
合、あるいはキャッチャ１０６に近接して配置される場
合も、本件開示の範囲内に含まれる。さらに、一つの好
適な実施の形態において、ハウジング８４は、剛直な構
造であるものとして示されている。しかし、この場合も
特別な例示であって、ハウジング８４が、等しい効果を
備える可撓性の構造（可撓性プラスチック、管状材料、
可撓性ポリマー管材料など）により形成されることも、
本件開示の範囲内に含まれる。また、可撓性の構造のハ
ウジング８４が、等しい効果を備えるようにして、キャ
ッチャ１０６と共に一体構造で形成され、あるいはキャ
ッチャ１０６に対して取り付けられる場合も、本件開示
の範囲内に含まれる。ハウジング８４が、剛直な材料と
可撓性材料の組合せである場合もまた、本件開示の範囲
内に含まれる。
【００４６】図４から図７（Ｂ）に、本発明の代替的な
実施の形態が示されている。図４（Ａ）および図４
（Ｂ）は、任意の周知のアタッチメントデバイス１１２
を使用してキャッチャ１０６に対して取り付けられるイ
ンク液滴偏向増幅器８０を示す。アタッチメントデバイ
ス１１２は、ネジ、クランプ、ボルト、クギ、接着剤、
膠、エポキシなどを包含することもできる。図５（Ａ）
および図５（Ｂ）は、任意の周知のアタッチメントデバ
イス１１２を使用し、キャッチャ１０６に対して取り付
けられる、剛直な材料および可撓性材料により形成され
るインク液滴偏向増幅器８０を示す。図６（Ａ）および
図６（Ｂ）は、可撓性材料により形成されかつキャッチ
ャ１０６と一体構造のインク液滴偏向増幅器８０を示
す。図７（Ａ）および図７（Ｂ）は、キャッチャ１０６
の内部に配置された、インク液滴偏向増幅器８０を示
す。この実施の形態では、ガス流供給チャネル８６は、
任意の周知のアタッチメントデバイス１１２を使用しキ
ャッチャ１０６の内側表面に隣接して配置される。
【００４７】一つの好適な実施の形態において、層流状
のガス流８８は、空気である。しかし、上記実施の形態
は特別な例示であって、等しい効果を備えた、その他の
ガスを使用できることもまた、本件開示の範囲内に含ま
れる。これらのガスは、窒素、種々の密度および粘度を
有するガスなどをも包含する。さらに、ガス流８８は、
層流状として示されている。しかし、これも特別な例示
であって、ガス流８８が、等しい成果を備えた、その他
の形状で供給されることができるということもまた、本
件開示の範囲内に含まれる。これは、一連の円形の管、
連続する長方形のトラフ（樋）、一連の個別的なトラフ
などの形態を採って供給されるガス流８８を包含する。
【００４８】一つの好適な実施の形態において、ガス流
生成機構８２は、送風機である。しかし、これは特別な
例示であって、等しい効果を備えた、任意の周知形式の
ガス流生成機構８２も使用することができることもま
た、本件開示の範囲内に含まれる。これらのガス流生成
機構は、ファン、タービン、静電的な空気移送装置、空
気を移送するその他の供給設備などを包含する。
【００４９】図８に、インク液滴偏向増幅器８０の一つ
の代替的な実施の形態を示す。上述のような選択デバイ
ス２０４を使用すれば、プリントヘッド１６は、分岐す
る複数のインク液滴通路に沿って移動するインク液滴の
液流を提供するように機能する。選択されないインク液
滴９２は、選択されない（第一の）インク液滴通路９４
に沿って移動するが、選択されるインク液滴９６は、選
択される（第二の）インク液滴通路９８に沿って移動す
る。インク供給チャネル４０の中に配置された第一の電
極１１４は、インク７０がノズル穴４６から噴射される
前に、任意の周知の様式によりインク７０を正に帯電さ
せる。選択されるインク液滴９６が、選択されるインク
液滴通路９８に沿って移動するとき、選択されるインク
液滴９６は、負に帯電される第二の電極１１６の傍を通
り抜ける。正に帯電した選択されるインク液滴９６は、
選択されるインク液滴９６が、第二の電極１１６の傍を
通り抜けるとき、第二の電極１１６に向かって引き付け
られる。その際、選択されるインク液滴９６は、そのコ
ースを変え、結果として生じる選択されるインク液滴通
路１０２に沿った移動を開始する。ここでもまた、選択
されるインク液滴９６と選択されないインク液滴９２の
間における、結果として生じる選択されるインク液滴通
路の分岐１１０が拡大される（図２（Ａ）におけるイン
ク液滴通路の分岐２２０と比較して）。さらに、選択さ
れるインク液滴９６と選択されないインク液滴９２の間
における、結果として生じるインク液滴の分岐角度（角
度Ｄとして示される）もまた、拡大される（図２（Ａ）
における角度Ａと比較して）。これは、帯電した選択さ
れるインク液滴９６に対し印加される、逆極性に帯電し
た第二の電極１１６の引力によるものである。
【００５０】この実施の形態では、選択されるインク液
滴９６は、記録媒体１８に衝突するものとして示され、
選択されないインク液滴９２は、最終的にキャッチャ１
０６に衝突するものとして示される。しかし、これは特
別な例示であって、選択されるインク液滴９６が最終的
にキャッチャ１０６に衝突し得て、その一方で、選択さ
れないインク液滴９２が記録媒体１８に衝突することも
また、本件開示の範囲内に含まれる。さらに、第一の電
極１１４および第二の電極１１６における電荷を逆にし
て、等しい効果を備えることもまた可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従った一つの例示的な印刷装置を示
す簡略的且つ概略的なブロック・ダイアグラムである。
【図２】 図２（Ａ）は、非対称加熱偏向を備えた作動
中の先行技術のノズルを示す断面図で、図２（Ｂ）は、
１対の加熱エレメントをその対向側面に配設せしめた先
行技術のノズルを示す平面図である。
【図３】 本発明に従って製造される改良したインク液
滴偏向を示す断面図である。
【図４】 図４（Ａ）は、図３において示された本発明
の一つの代替的な実施の形態を示す断面図で、図４
（Ｂ）は、図４（Ａ）において示された本発明のその代
替的な実施の形態を示す底面図である。
【図５】 図５（Ａ）は、図３において示された本発明
の一つの代替的な実施の形態を示す断面図で、図５
（Ｂ）は、 図５（Ａ）において示された本発明のその
代替的な実施の形態を示す底面図である。
【図６】 図６（Ａ）は、図３において示された本発明
の一つの代替的な実施の形態を示す断面図で、図６
（Ｂ）は、図６（Ａ）において示された本発明のその代
替的な実施の形態を示す底面図である。
【図７】 図７（Ａ）は、図３において示された本発明
の一つの代替的な実施の形態を示す断面図で、図７
（Ｂ）は、図７（Ａ）において示された本発明のその代
替的な実施の形態を示す底面図である。
【図８】 本発明の一つの代替的な実施の形態を示す概
略的な断面図である。
【符号の説明】
１０ 連続式インクジェットプリンタ装置、１１ 画像
供給源、１２ 画像処理ユニット、１４ 加熱器コント
ロール回路、１６，２００ プリントヘッド、１７ イ
ンクガター、１８，２１２ 記録媒体、１９ インク再
利用ユニット、２０ 記録媒体搬送装置、２２ 記録媒
体搬送コントロール装置、２４ マイクロコントロー
ラ、２６ インク圧力調整器、２８ インクリザーバ、
３０ インクチャネル装置、４０ インク供給チャネ
ル、４２ 基板、４６ ノズル穴、５０ 加熱器、５１
ａ，５１ｂ 加熱エレメント、５６ 絶縁層、５９ａ，
５９ｂ，６１ａ，６１ｂ 電源接続部、６０ 液流、６
４ 薄膜層、６６，６７ 液滴、６８ 疎水化層、７
０、２２２ インク、８０ インク液滴偏向増幅器、８
１ガス供給源、８２ ガス流生成機構、８４ ハウジン
グ、８６ ガス流供給チャネル、８８ ガス流、８８
通路、９０ コヒーレンスを喪失する点、９２，９６，
２０６，２０８ インク液滴、９４，９８，１００，１
０２ インク液滴通路、１０４ キャッチャの表面、１
０６，２１６ キャッチャ、１０８ 記録媒体の表面、
１１０，２２０ 分岐、１１２ アタッチメントデバイ
ス、１１４第一の電極、１１６ 第二の電極、２０２
加圧インク供給源、２０４ 選択デバイス、２１０，２
１４ インク通路、２１８ インク除去チャネル、２２
１インク液滴偏向。
フロントページの続き (72)発明者 ミルトン エス セールス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター ミドシップ サークル 646 (72)発明者 クリストファー エヌ デラメッター アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター タロス ウェイ ２ Ｆターム(参考） 2C057 DB02 DC17 DC19

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インク液滴偏向機構であって、 インク液滴供給源と、 前記供給源から分岐している第一と第二の通路につい
    て、第一の状態では前記供給源から第一の通路に沿う進
    路を前記液滴に与え、第二の状態では前記供給源から第
    二の通路に沿う進路を前記液滴に与える操作ができる通
    路選択手段と、 前記第一の通路または第二の通路の少なくとも一方に沿
    い移動する液滴に対して外力を加え、その外力は前記通
    路の分岐を拡大させる方向に加えられるシステムと、を
    備えることを特徴とするインク液滴偏向機構。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のインク液滴偏向機構に
    おいて、 前記システムは、 ガス流を生起させるガス供給源を含み、 前記ガス流は、前記通路の分岐を拡大方向に加えられる
    ことを特徴とする、インク液滴偏向機構。
  3. 【請求項３】 インク液滴の分岐を拡大する方法であっ
    て、 インク液滴の供給源を提供する工程と、 前記供給源から分岐している第一と第二の通路につい
    て、インク液滴に対し、第一の状態では第一の通路に沿
    って移動する進路を与え、第二の状態では第二の通路に
    沿って移動する進路を与える工程と、 前記通路の分岐を拡大させる分岐拡大工程と、を備える
    ことを特徴とするインク液滴の分岐の拡大方法。
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