JP2002240292A - 連続式インクジェット印刷装置およびインク滴の移動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続式インクジェット印刷装置において、印
刷インク滴パターンの位置の調整およびインク滴の角度
変化が可能な印刷ヘッドを提供する。 【解決手段】 連続式インクジェット印刷装置１０は、
ノズルアレイであってそのノズルアレイの部分が長さ方
向を規定するノズルアレイと、ノズルアレイに関連して
設置されたインク滴形成機構２２であって、第１の状態
での動作によりある経路に沿って移行する第１の体積の
インク滴を形成すると共に、第２の状態での動作により
前記経路に沿って移行する第２の体積のインク滴を形成
するインク滴形成機構２２と、前記経路に沿って移行す
るインク滴に力３０を加えるシステム３２であって、力
３０は、第１の体積のインク滴を前記長さ方向に相互に
回転させて、第１の体積をもつインク滴を前記経路から
分岐させるような方向に加えられるシステム３２と、を
含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、インクジェット
印刷ヘッドの設計および作製に関し、特に、受像体に対
する印刷ヘッドの位置を変化させることなく、受像体に
印刷されるインク滴の位置を一様に移動させるように構
成された印刷ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、デジタル制御形のインクジェ
ット印刷の機能は二つの方法のいずれかによって実現さ
れている。一般に「ドロップオンデマンド式」と呼ばれ
る、第１の方法では、インク滴を受像体に被着させる必
要のある場合のみ、印刷ヘッドに形成されたノズルから
インク滴が放出される。一般に「連続式」と呼ばれる、
第２の方法では、印刷ヘッドに形成されたノズルから連
続的にインク滴が放出されており、受像体に被着させる
必要のない場合はインク滴はガターに捕獲される。

【０００３】図１を参照する。通常印刷ヘッド１２０
は、（ノズル列に沿った方向での）印刷ヘッド長１２４
を規定する、ほぼ直線状のノズル列１２２を含む。印刷
ヘッド１２０は、固定された受像体１２６を横切って高
速スキャン方向１２８にスキャンされる。高速スキャン
１２８が終了すると、受像体１２６は、印刷ヘッド１２
０に対して相対的に受像体移動方向１３０に動く。通
常、受像体の動き１３０は高速スキャン方向１２８に直
角またはほぼ直角であり、印刷ヘッド１２０を低速スキ
ャン方向１３２に変位させるのではなく、受像体１２６
を受像体移動方向１３０に動かすことで行われる。この
後、ノズル１２２を受像体１２６に対して一増進分だけ
物理的に変位させた状態（印刷ヘッド長１２４との比較
を容易にするために模式的に示されている）で、再び印
刷ヘッド１２０を高速スキャン方向１２８にスキャンす
る。結果として、印刷ヘッド１２０が低速スキャン方向
１３２に変位したことになる。一般に、低速スキャン方
向１３２での受像体１２６に対する印刷ヘッド１２０の
変位は、ノズル間の間隔１３４の分数にされる。通常、
低速スキャン方向１３２も高速スキャン方向１２８に直
角またはほぼ直角である。あるいは、印刷ヘッド１２０
を低速スキャン方向１３２に物理的にステップさせるこ
とで、印刷ヘッド１２０を受像体１２６に対して物理的
に変位させることもできる。また、受像体１２６を低速
スキャン方向１３２に動かすことにより、受像体１２６
に対する印刷ヘッド１２０の変位を得ることもできる。
いずれの場合も、印刷ヘッド１２０または受像体１２６
のどちらかは移動させられる。一般に、上述の各動作は
コントローラ１３４によって制御される。大半の市販の
デスクトッププリンタ（ドロップオンデマンド式プリン
タ他）はこのようにして動作する。

【０００４】連続式インクジェットプリンタでは、通
常、印刷ヘッド１２０は大形かつ複雑であるために、印
刷ヘッド１２０ではなく受像体１２６が高速スキャン方
向１２８に動かされる。多くの場合、印刷ヘッド長１２
４はページ幅サイズであって受像体１２６の全幅に及ん
でおり、受像体１２６の高速スキャン方向１２８は印刷
ヘッド長１２４に直交している。この種の印刷ヘッドお
よび／またはプリンタは、一般に「ページ幅」印刷ヘッ
ド／プリンタと呼ばれている。あるいは、印刷ヘッド１
２０を高速スキャン方向１２８にスキャンした後、再度
印刷ヘッド１２０を高速スキャン方向にスキャンする前
に低速スキャン方向１３２にステップさせることもでき
る。

【０００５】連続式印刷の用途によっては、印刷ヘッド
１２０を低速スキャン方向１３２に動かして、ノズル１
２２によって形成される（受像体１２６への）印刷イン
ク滴のパターンを移動させることが要求される。例え
ば、数種の従来形のページ幅プリンタでは、印刷ヘッド
１２０は、長さ方向（低速スキャン方向１３２）に平行
な方向に左右に微小距離変位または小さく振動する。こ
の動作により、印刷ヘッド１２０のノズル間の間隔１３
４のばらつきが補正される。一般にノズル間の間隔１３
４は、印刷ドット間の所望の距離の倍数にされる。この
ため、印刷ヘッド１２０を長さ方向にわずかに変位させ
つつ、高速スキャン１２８を一回以上繰り返すことで所
望の全ドットの印刷を行うことができる。通常、移動さ
れた印刷インク滴パターンは、印刷ヘッド１２０を受像
体１２６に対して低速スキャン方向１３２に移動させる
ことによって形成される。ただし、印刷ヘッド１２０を
低速スキャン方向１３２に固定したまま、受像体１２６
を低速スキャン方向１３２に移動または変位させること
も可能である。

【０００６】低速スキャン方向の印刷ヘッドの移動はき
わめて精密に行われる。このため、この機能を果たす市
販の機械的装置は、プリンタ全体の価格を高め、複雑で
かつ故障しがちである。加えて、市販の印刷装置は、
高速で移動または震動させると、印刷ヘッド長方向の流
体加速(fluid acceleration)のために性能が低下する。
この事は特にページ幅印刷ヘッドにおいて現実的な問題
であり、その理由は、ページ幅印刷ヘッドは、通常印刷
ヘッドの全長に亘って分布した極度に長い流体チャネル
を備えているためである。印刷ヘッドを高速に変位させ
ることによって流体加速による悪影響が大になる。この
ため、印刷ヘッドを長さ方向に沿って（一般に、受像体
に対する低速スキャン方向に）変位可能な改良された印
刷ヘッドが必要である。

【０００７】さらに、受像体に印刷されたインク滴のパ
ターンの配置を低速スキャン方向に調整して、像品質を
高めることが効果的である。これに関して、印刷ヘッド
をノズル毎の間隔（ノズル間の距離）の倍数となる所定
の間隔で変位、震動、または移動させることによって、
ある選択されたノズルで別のデータを印刷し、それによ
り像のアーティファクトを減少させることが行われてい
る。これを実行するためには、印刷ヘッドの動作（移
動）が迅速であることが必要である。一般に、この動作
は、高速スキャン方向のスキャンに要する時間よりはる
かに短時間で完了する。この場合も、この動作が可能な
現状市販の装置はシステムの価格および複雑さを高め
る。このため、受像体に印刷されるインク滴パターンの
位置を調整可能な改良された印刷ヘッドが必要である。

【０００８】また、受像体に印刷されるインク滴のパタ
ーンの配置を調整して、高速スキャン方向に対する印刷
ヘッドの角度をわずかに変化させることで像のアーティ
ファクトを抑制することも効果的である。通常この状況
は、例えば受像体が印刷ヘッドの下を通過する間にその
受像体の角度が変化する場合に生じる。この状況におい
ては、多くの場合、高速スキャン方向に対する印刷ヘッ
ドの角度を急速に変化させ、印刷インク滴の受像体上で
の不整列（誤った位置への印刷）を防止する必要があ
る。この場合も、高速スキャン方向に対して所定の角度
で印刷ヘッドを動かすための現状市販の機械的装置は、
価格上昇および複雑さをもたらす。加えて、この装置
は、装置重量が増すために、印刷ヘッドが高速スキャン
方向に動く際の印刷ヘッドの機能を妨げる。このため、
ノズル列から供給される印刷インク滴の角度を変化させ
ることが可能なより高機能の印刷ヘッドが必要である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】印刷ヘッドを長さ方向
に沿って移動可能で、かつ受像体上の印刷インク滴パタ
ーンの位置調整およびノズル列から印刷されたインク滴
の角度変化が可能な印刷ヘッドが必要である。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、長さ方
向に移動可能なより高機能の印刷ヘッドを提供すること
である。

【００１１】本発明の別の目的は、印刷ヘッドの動作を
妨げることなく、印刷ヘッドの長さ方向に平行な方向に
変位したインク滴を正確かつ高速に生成する、長さ方向
に高速移動可能なより高機能の印刷ヘッドを提供するこ
とである。

【００１２】本発明の別の目的は、印刷インク滴のパタ
ーンを、受像体に対して所定の角度に高速回転させるこ
とができるより高機能の印刷ヘッドを提供することであ
る。

【００１３】さらに別の本発明の目的は、受像体または
印刷ヘッドの変位を要することなく、変位した受像体上
の印刷インク滴パターンを形成することである。

【００１４】さらに別の本発明の目的は、低価格で信頼
性の高い、より高機能の印刷ヘッドを提供することであ
る。

【００１５】本発明の一特徴に係る連続式インクジェッ
ト印刷装置はノズルアレイを含み、このノズルアレイの
部分により長さ方向が規定される。ノズルアレイに関連
してインク滴形成機構が配置される。このインク滴形成
機構は、第１の状態での動作によってある経路に沿って
移行する第１の体積のインク滴を形成し、第２の状態で
の動作によって該経路に沿って移行する第２の体積のイ
ンク滴を形成する。また、この経路に沿って移行するイ
ンク滴に力を加えるシステムが設けられる。この力は、
第１の体積のインク滴を長さ方向に沿って相互に回転さ
せて、該第１の体積のインク滴を前記経路から分岐させ
るような方向に付加される。

【００１６】本発明の別の特徴に係る連続式インクジェ
ット印刷ヘッドから放出されるインク滴を回転させる方
法は、ある経路に沿って移行する第１の体積のインク滴
の形成、前記経路に沿って移行する第２の体積のインク
滴の形成、第１の体積のインク滴の前記経路からの分
岐、および第１の体積のインク滴の相互回転、の各過程
を含む。

【００１７】本発明の別の特徴に係るインク滴の移動方
法は、ある経路に沿って移行する第１のインク滴の形
成、前記経路に沿って移行する第２のインク滴の形成、
第１のインク滴の前記経路からの分岐、および第１のイ
ンク滴に対して相対的に回転させて前記経路から第２の
インク滴を分岐、の各過程を含む。

【００１８】本発明の別の特徴に係る連続式インクジェ
ット印刷装置はノズレアレイを含む。ノズルアレイに関
連してインク滴形成機構が配置される。このインク滴形
成機構の動作により、ある経路に沿って移行する第１の
インク滴ならびに前記経路に沿って移行する第２のイン
ク滴が形成される。また、この経路に沿って移行する第
１および第２のインク滴に力を加えるシステムが設けら
れる。この力は、第１および第２のインク滴が前記経路
から分岐するような方向に加えられる。少なくともシス
テムの一部は、前記経路方向の力を減衰させ、それによ
り第２のインク滴が経路から分岐する際に第１のインク
滴に対して相対的に回転するように構成される。

【００１９】

【発明の実施の形態】本説明は、本発明に係る装置の一
部を形成する、もしくは直接的に連動する、構成要素に
関するものである。特に図示または記載されていない
が、これらの構成要素は当業者に周知の種々の形をとり
得ることは明らかである。

【００２０】図２乃至図４に、本発明を包含する装置１
０を模式的に示す。説明上装置１０は模式的かつ縮尺化
せずに示してあるが、本発明の好適な実施形態の構成要
素の特有の寸法および相互接続状態は当業者が容易に判
定し得るものである。インク源１４から供給される圧縮
インク１２は、印刷ヘッド１８のノズル１６を通して放
出されて、作動流体のフィラメントを形成する。一般
に、ノズル１６は、印刷ヘッド１８に形成されたインク
キャビティに重畳した、印刷ヘッド１８のメンブレン内
に形成される。インク滴形成機構２２（例えばヒータ
ー、圧電アクチュエータ他）が種々の周波数で選択的に
作動し、作動流体２０のフィラメントは、選択インク滴
（２６および２８の一方）流と非選択インク滴（２６お
よび２８の他方）に分解される。インク滴２６，２８は
各々所定の体積および質量を有する。各インク滴２６，
２８の体積および質量は、コントローラ２４によって制
御された、インク滴形成機構２２の作動周波数に依存し
て定まる。

【００２１】インク滴偏向システム３２から加えられる
力がインク滴流２５に作用して、インク滴２６，２８を
各インク滴の体積および質量に応じて（角度Ｄだけ）偏
向させる。したがって、力３０を調整して選択インク滴
２６（大寸インク滴）を受像体Ｗに衝突させ、一方非選
択インク滴２８（小寸インク滴）を、偏向角Ｄによって
概括的に示したように、ガター３４内に向けて偏向させ
て後続利用のために再生することができる。あるいは、
選択インク滴２８（小寸インク滴）が受像体Ｗに衝突
し、一方非選択インク滴２６（大寸インク滴）がガター
３４に衝突するように装置１０を構成することもでき
る。システム３２は、正の圧力源または負の圧力源のい
ずれも具備可能である。通常、力３０の方向は、インク
滴流２５に対してある一定の角度をもち、正または負の
いずれのガス流であってもよい。ガスとして空気、窒素
他がある。

【００２２】図５乃至図７に、偏向システム３２、およ
び受像体に印刷された印刷インク滴３８の形成パターン
３６の模式的上面図を示す。基準線４０は、印刷インク
滴の低速方向での基準点からの変位を表すものである。
図５では、システム３２の端４２が基準点となり、シス
テム３２の少なくとも一部はノズル列に実質的に平行に
設置され、力３０の方向はノズル１６から放出されるイ
ンク滴に直交する方向である。あるいは、（図６に示す
ように）印刷インク滴が（図６の下向きに）基準線４２
に対して変位するように力３０を第１の変化方向に変化
させることもできる。また、（図７に示すように）印刷
インク滴が（図７における上向きに）基準線４２に対し
て変位するように力３０を第２の変化方向に変化させる
こともできる。

【００２３】図８および図９に、本発明の実施例となる
第１の実施形態を示す。システム３２中の部分４８は、
複数の制御ベーン４４を備えて構成され、このベーンに
よって、（図８に示すようにシステム３２の端４２に整
列した）第１の方向および（図９に示すようにシステム
３２の端４２から角度の付いた）第２の方向に力３０の
方向が制御される。図８の制御ベーン４４の整列方向は
ノズル列１２２に直交しているのに対し、図９の制御ベ
ーン４４の整列方向は可変であって通常は直交していな
い。図９における、生成した印刷インク滴３８は、制御
ベーン４４に角度をもたせたことによる力３０方向の変
化により、ノズル列の方向に沿って（低速スキャン方向
１３２に）変位している。制御ベーン４４は公知のＭＥ
ＭＳ技術を用いて作製される。また、制御ベーン４４は
種々の公知材料で作製することができる。例えば、制御
ベーン４４は、各制御ベーンの終端に配置された共通支
持ポイント４６を中心に回転する微小金属片で作製する
ことができる。また、公知のコントローラを用いて、適
当な角度で適当な一定時間制御ベーン４４に角度を付け
ることができる。

【００２４】各スキャンがある一定方向に向けられた力
３０を受けている状態で、印刷ヘッド１２０を高速スキ
ャン方向１２８に次々にスキャンして印刷することによ
り、図１０および図１１に示すように、印刷ヘッドまた
は受像体の機械的な変位を要することなく、変位インク
滴４３と非変位インク滴４５とをもつ印刷インク滴３８
の生成パターン３６を得ることができる。図１０では、
インク滴３８は、１スキャン毎にノズル間の距離の１／
２だけ変位している。図１１では、インク滴３８は、ノ
ズル間の距離の１／２よりも一定距離長く変位してい
る。一般に、有用な変位として、ノズル間の距離の単分
数の倍数がある。例えば、図１１では、インク滴の変位
をノズル間の距離の２／３にして、次々に変位するスキ
ャンによって追加されていく均等間隔のインク滴でスキ
ャンラインが埋められていくようにされている。また、
有用な変位として、ある特定状況毎の判断基準に基づ
く、１より大きい単分数の倍数（例えば５／４など）お
よび／または１／２より小さい単分数の倍数（例えば１
／６など）等がある。この二つの例における一定間隔の
インク滴で１ラインを埋めるのに必要なスキャン数は、
インクジェット印刷業者に明らかなようにそれぞれ４お
よび６である。

【００２５】ベーン４４の安価な作製方法として、ニッ
ケル、ニッケル−鉄合金、またはパーマロイなどの公知
の合金等の金属を、厚手のポリマーフィルムのＸ線パタ
ーニングによって画定されたベーン状の開口に電解鋳造
する手法があり、この手法はマイクロファブリケーショ
ン業界でＬＩＧＡ法と呼ばれている。複数のベーン４４
は、電解鋳造されたブリッジ４７によって併せて取り付
けられ、十分な薄さを有して撓曲することで、図８およ
び図９の点線４７で各ベーン４４の上側に示したように
ベーン４４が上下の面において角度をもち、その結果全
ベーン４４が一緒に動くようになっている。ベーン４４
は、パーマロイなどの磁性金属で作製されて、各ベーン
４４と等間隔の磁極をもつ磁石からの磁界印加により角
度が付くようになっている。またベーン４４は、システ
ム内部分４８の上方、またはその側面、またはその前部
近傍のブリッジ４７に設置される。あるいは、サーボモ
ータによってアームがベーン４４に機械的に接触するよ
うにすることもできる。インク滴の位置は、印刷の前後
いずれであっても、ＣＣＤカメラによって簡単にモニタ
され、モニタ後フィードバックループにおけるコントラ
ーラのプログラミングによりベーンが調整され、所望の
インク滴位置が得られるまで磁界が変化させられる（ま
たはサーボモータが作動される）。機械設計の分野で明
らかなように、ベーンの作製およびその作動については
多くの別方法があり得る。例えば、ベーン４４を導電性
プラスチック材料を素材とした射出成型によって作製
し、システム内部分４８に設けられた付加的な差し込み
ベーンセットへの静電的引き寄せによってベーン位置を
制御することができる、あるいはベーン４４を圧電材料
で作製してその材料に通電することによりベーン４４に
角度を付けることができる。

【００２６】図１２および図１３に、本発明の第２およ
び第３の実施形態を示す。この場合も、制御ベーン４４
によって力３０を再指向させることにより印刷インク滴
の位置が変化させられる。この実施形態では、システム
３２の少なくとも一部４８は、あるスキャン時に整列し
て、次のスキャン時に高速スキャン方向に対する角度を
もつようになっている。図１２では、部分４８は長方形
であって、任意の公知の装置および方法を用いてノズル
列１２２に対して相対的に回転させられる（参照数字５
０で示す）。部分４８の回転に伴い、部分４８の端から
ノズルまでの距離は次第に変化して印刷インク滴の変位
を生じさせる。図１３では、部分４８は台形形状をして
おり、それにより部分４８の端からノズル列までの距離
は部分４８の端沿いに常に一定であるようにされてい
る。実際には、印刷インク滴の偏向量は、部分４８から
のインク滴の距離には左程著しくは影響されない（また
は依存しない）ことが明らかにされている。例えば、イ
ンク滴が、部分４８が相互作用する距離Ｌ（図２におけ
る１ｍｍの縦方向の寸法）を横切った後では、部分４８
からのインク滴の距離が１ｍｍ変化することによって生
じるインク滴偏向の変化は２０μｍより小さい。したが
って、台形の形状は、極度に正確でかつきわめて均一な
インク滴の移動が所望される場合のみ必要になる。

【００２７】部分４８は、コントローラ２４から供給さ
れる信号に基づいて市販の回転サーボモータにより回転
させられる。コントローラ２４は、印刷の前後いずれに
おいても、ルックアップテーブルを用いてある所望の印
刷インク滴の変位またはインク滴の位置を得る上で必要
な信号を決定する。このことはＣＣＤカメラを用いて簡
単にモニタされ、モニタ後フィードバックループにおけ
るコントローラ２４のプログラミングにより回転度が調
整され、所望のインク滴位置が得られるまでサーボモー
タへの信号が変化させられる。図１３に示すように、シ
ステム内部分４８がノズル列１２２に平行に保持された
場合は、サーボモータを用いてシステム内部分４８の側
壁４９，５１を回転させることにより部分４８が回転さ
せられる。ただし、システム内部分４８の側壁４９，５
１はシステム内部分４８の上面および下面を機械的に滑
動できることが必要である。本実施例では、（図１３に
示すように）側壁４９，５１の右端の位置を固定し、前
記上面および下面は側壁４９，５１を越えて延在するよ
うに作製して、それにより側壁４９，５１がある角度に
回転して上下のエアチューブ面に沿って滑る時、側壁４
９，５１がシステム内部分４８の上面および下面の端か
らはみ出ないようにされている。

【００２８】図１４に本発明の別の実施形態を示す。こ
の実施形態は、印刷インク滴を低速スキャン方向に高速
または周期的に移動させることが所望される場合に特に
適している。図１４では、制御ベーン４４をもつシステ
ム内部分４８は、（低速スキャン方向等における）（基
準線４２に対して整列した）第１の方向５２および（基
準線４２に対してオフセットした）第２の方向５４を交
互に変位する。これにより、印刷インク滴３８を第１お
よび第２の方向に一致した方向に移動させる、力３０の
フローパターンが生成される。図１５は、受像体スキャ
ン方向６０に動く、受像体５８上の印刷インク滴３８の
ライン５６を示しており、この場合各インク滴は（図３
の）ノズル列１２２中のノズル１６から同時に放出され
る。印刷インク滴のラインは、低速スキャン方向のシス
テム内部分４８の変位速度に比例して変位している。印
刷インク滴の変位距離はシステム内部分４８の移動距離
に一致する。ただし、システム内部分４８の移動は、部
分４８がノズル列６２の終端位置のノズル１６を越えな
いように行われる。このため、システム内部分４８の力
３０によって、ノズル列１２２の終端位置のノズル１６
から放出されるインク滴が散逸することはない。

【００２９】図１５に示すように、システム内部分４８
は、コントローラ２４から供給される信号に基づいて市
販のリニアサーボモータにより移動させられる。コント
ローラは、印刷の前後いずれにおいても、ルックアップ
テーブルを用いてある所望の印刷インク滴の変位または
インク滴の配置に必要な信号を決定する。このことはＣ
ＣＤカメラを用いて簡単にモニタされ、モニタ後はフィ
ードバックループにおけるコントローラ２４のプログラ
ミングによって移動度が調整され、所望のインク滴配置
が得られるまでサーボモータへの供給信号が変化させら
れる。

【００３０】上述の実施形態では、印刷ヘッド１２０を
動かすことなく、ノズル列から放出されたインク滴のパ
ターンをノズル列１２２に平行な方向に移動させる装置
および方法が開示された。インクジェット印刷において
は、ノズル列から放出された印刷インク滴のインク滴ラ
インとしての受像体端に対する回転を精密に制御するこ
とも有用である。インク滴ラインの回転の制御は、（印
刷ヘッド他に対する）受像体の位置合わせの問題に対処
して像アーティファクトを防止する上で役立つ。この位
置合わせ上の問題として、受像体の初期位置不整合、高
速スキャンの間または高速スキャン後の印刷ヘッドの移
動の間に生じる若干の位置不整合などがある。ロール送
給式プリンタでは、特に受像紙が印刷領域を滑動または
移動する際に、若干の角度の不整合が生じやすい。人間
の眼は、印刷インク滴列の受像体端部に対する相対的な
角度回転から生じる像アーティファクトに極度に敏感で
あるために、この位置合わせ上の問題は印刷分野におい
て重要である。

【００３１】図１６に、システム内部分４８および受像
体上の印刷インク滴３８のパターン３６の模式的上面図
を示す。一般に、パターン３６は、ノズル列１２２の各
ノズル１６が同時に印刷インク滴を放出する場合に生じ
る。印刷インク滴パターン３６は、通常の印刷時には
（図１に示した）受像体端１３６に直交して整列してい
る。受像体端１３６は（非直交整列や傾きなどの）不整
列を生じることがある。このことは、例えば、受像体の
移動方向に若干のエラーがある場合に発生し、前記エラ
ーは、周期的に受像体が移動させられる方式のプリンタ
（印刷時に受像体がロールから解かれていくロール送給
式プリンタなど）において発生する。

【００３２】図１７を参照すると、受像体端の不整列を
補正するために、システム内部分４８は長方形断面６４
（図１６）から台形断面６６に機械的に変形されてい
る。この変形は、弾力性側面部材６８によってシステム
内部分４８に機械的力６７を加えることにより行われ
る。システム内部分４８の変形により、力３０のフロー
が減衰してインク滴の偏向が少なくなる。図１７に示す
ように、システム内部分４８は左側が変形されている。
したがって、左側における印刷インク滴３８は、力３０
の低下に伴って偏向度が低下している（参照数字７０で
一括して示す）。力３０はシステム内部分４８の右側で
は実質的に一定のままであるため（参照数字７０で一括
して示す）、インク滴偏向度の低下は、ノズル列の右側
に向かって順に配置されたノズルから放出されるインク
滴毎に次第に減少している。生じたインク滴の印刷パタ
ーン３６は微小な角度で回転している。あるいは、右か
ら左にインク滴を回転させてもよい。正確なシステム内
部分４８の変形量および形状は、印刷インク滴が、不整
列または傾いた受像体に精密に整列するように選択され
る。一般に、正確な変形は、インクジェット印刷業者に
公知の、コンピュータによる力３０のモデリングを用い
て計算される。この結果、印刷ヘッドまたは受像体のい
ずれも回転させることなく、インク滴を受像体端に対し
て回転させて整列させることができる。

【００３３】システム内部分４８は、下向きの力が加わ
ると簡単に圧縮する、（図１６に示す）コリゲーション
(corregation)をもつベロー状の形をした側面部材６９
で構成することもできる。このような力は、圧縮される
側部近傍のシステム内部分の上部内面に取り付けられ
た、平面磁気コイル７１によって供給され、前記圧縮さ
れる側部は、システム内部分４８の下部内面に取り付け
られた同様の平面磁気コイルセットの直上に位置してい
る。電流は、コントローラ２４から両方のコイルセット
を通って流れて、磁気の作用によりエアチューブの上面
を引き下げる。コントローラ２４は、印刷の前後いずれ
においても、ルックアップテーブルを用いてある所望の
印刷インク滴の変位またはインク滴の配置に必要な電流
を決定する。このことはＣＣＤカメラを用いて簡単にモ
ニタされ、モニタ後フィードバックループにおけるコン
トローラ２４のプログラミングにより移動度が調整され
て、所望のインク滴配置が得られるまで電流が変化させ
られる。あるいは、第２のベロー側壁７３を第１のベロ
ー側壁のごく近傍に設置してもよい（図１６中の点線で
示す）。この場合、側壁６９および７３の間の開放端を
ラテックスなどのフレキシブルな材料を用いて大気から
シールした後、側壁６９，７３間の空間を真空に引いて
ベローを折り込み、システム内部分４８を圧縮する。

【００３４】図１８に、図１６および図１７に示した本
発明の第２の実施形態を示す。図１８において、力３０
は、力３０のフロー抵抗が高まるように制御ベーン４４
対の部材間の角度７２を変化させることにより、システ
ム内部分４８の左側で減衰される。制御ベーン４４は、
共通支持ポイント４６を中心に回転する微小金属片を素
材として公知のＭＥＭＳ技術を用いて作製される。力３
０のフローのシステム内部分４８の左側での減衰に伴
い、左側に相当する印刷インク滴３８の偏向度は右側に
おいてよりも少なくなっている。あるいは、右から左に
インク滴を回転させることもできる。この結果、インク
滴の印刷パターン３６は、印刷ヘッドまたは受像体を動
かすことなく、所定の角度で回転する。

【００３５】ベーン４４は、導電性プラスチック材料を
素材としてベーン４４の各々を射出成型することにより
作製される。成型体は、ベーン４４を縦に貫通してさら
に該ベーンの頂部および底部の先まで延びたロッド部分
４５を含んでいる。このロッドの位置を図１８のベーン
４４の上面図中の参照数字４５で示す。ロッド４５はベ
ーンの中心から離れて設置され、後述の静電力により選
択的にベーンを回転させるようになっている。各ベーン
４４のロッド４５は、システム内部分４８の上面および
下面内の設置用孔内にセメント付けされて、ロッド４５
を捻ることによりベーン４４が該ロッド上で回転するよ
うにされる。システム内部分４８の上面または下面にパ
ターン形成された薄膜導電体が、各設置用孔の位置で各
ベーン４４に電気的に接触している。コントローラ２４
をプログラミングして各ベーン４４に選択的に制御電圧
を加え、それにより静電引力によってベーン４４の角度
位置が二つずつ対で制御されるようになっている。ベー
ン４４に印加される典型的な制御電圧パターンは、図１
８に示した各ベーン位置毎の正負の電圧からなる。静電
気学の分野で明らかなように、静電引力は、逆極性に帯
電したベーンの場合に生じ、同極性に帯電したベーン対
間には引力は発生しない。コントローラ２４は、印刷の
前後いずれにおいても、ルックアップテーブルを用いて
ある所望のベーン４４の角度変化またはインク滴の配置
に必要な電圧を決定する。このことはＣＣＤカメラを用
いてモニタされ、モニタ後フィードバックループにおけ
るコントローラ２４のプログラミングにより前記角度変
化が調整されて、ベーン４４に印加される電圧の振幅が
変化させられる。

【００３６】図１９および図２０に、図１６および図１
７に示した本発明のさらなる実施形態を示す。図１９お
よび図２０では、シェープト(shaped)リストリクタ７４
（図１９では長方形、図２０では台形）の設置により力
３０が減衰される。リストリクタ７４は、力３０のフロ
ー中への浸透度およびフロー方向沿いの長さに比例して
抵抗力３０を高める。リストリクタ７４は機械的に可動
するブロックからなり、システム内部分４８に関連した
位置（部分４８中の窪んだ領域内等）を基準として、印
刷インク滴パターンの回転が所望された時に力３０のフ
ロー中へと位置を動かされる。図１９に示したリストリ
クタ７４の上面形状は台形であり、力３０のより一層の
低減を助長する上で好適な形になっている。また、図２
０に示したリストリクタ７４の上面形状は長方形であ
り、力３０のフローを過度に減衰させない上で好適な形
になっている。力３０のフローがシステム内部分４８の
左側で減衰するのに伴い、左側に対応する印刷インク滴
の偏向度は右側においてよりも少なくなっている。ある
いは、右から左に回転させることもできる。この結果、
インク滴の印刷パターンは、印刷ヘッドまたは受像体を
動かすことなく、所定の角度で回転する。

【００３７】エアフローリストリクタ７４は、端部がシ
ステム内部分４８の上部内面に取り付けられた、弾力性
のメンブレンで好便に作製される。リストリクタ７４の
メンブレンは、システム内部分４８の上部内面沿いに走
って、ある所定位置でシステム内部分４８の上面から出
ている、細管に気体連通されることにより空気膨張され
る。前記所定位置は、システム内部分４８の支持体また
は受像体の機構上の妨げとならないように選択される。
細管は、コントローラ２４によって開閉されるバルブを
通して圧縮空気源に接続されている。膨張時のリストリ
クタ７４の形状は、空気圧、およびシステム内部分４８
の上部内面に取り付けられた弾力性メンブレン表面の任
意の点からの該メンブレンの距離によって決定される。
上面が長方形で、周囲部分のみがシステム内部分４８の
上部内面に取り付けられたメンブレンは図１９に示すよ
うな形に膨張する。上面が台形のリストリクタ７４は図
２０に示すような形に膨張する。コントローラ２４は、
印刷の前後いずれにおいても、ルックアップテーブルを
用いてある所望の印刷インク滴の変位またはインク滴の
配置に必要なバルブ開放度合を決定する。その後、フィ
ードバックループにおけるコントローラ２４のプログラ
ミングにより移動度が調整される。

【００３８】図２１および図２２に、図１６および図１
７に示した本発明の別の実施形態を示す。図２１におい
て、力３０のフローは、制御機構７６を、力３０と相互
作用するように設置することにより減衰されている。制
御機構７６は、（図２２に示すような）少なくとも一つ
の調整可能なカンチレバー（片持ち片）７８を備えてい
る。各カンチレバー７８は、個々に力３０中に延び（あ
るいは曲がり込み、もしくは押し込まれ）、各カンチレ
バー７８の浸透度および力３０のフロー方向沿いの制御
機構７６の長さに応じて前記フローを制限する。制御機
構７６は、当業者に周知のＭＥＭＳ技術を用いて作製さ
れる。例えば、制御機構７６に導電体を組み込み、各カ
ンチレバー７８を、フォトリソグラフィによって細長い
薄板形にパターニングされたアルミニウム薄膜で形成す
ることができる。前記薄板は、カンチレバー７８に電圧
を印加することにより静電力で引き寄せられる。電圧無
印加の場合は、各カンチレバー７８は、自身の内部応力
によって伸張して制御機構７６から離れるように設計さ
れている。あるいは、各カンチレバー７８はバイメタル
片であってもよく、このバイメタル片は、片を貫通また
は片の長さ方向に流れる電流によって加熱されると反り
上がるようにされる。このこともまた当業者に周知であ
る。典型的には、図１９に示した制御機構７６は上面形
状が長方形になっている。しかしながら、カンチレバー
７８が個別に制御される限り、制御機構７６を長方形に
する必要はない。力３０のフローのシステム内部分４８
の左側での減衰に伴い、左側に対応する印刷インク滴の
偏向度は右側よりも小さくなっている。このため、イン
ク滴の印刷パターンは、印刷ヘッドまたは受像体を動か
すことなく、所定の角度で回転する。

【００３９】ある特定のカンチレバー７８に電圧を印加
すると、そのカンチレバー７８は収縮状態から展伸状態
に移行する。本発明に係るシステム内部分４８中を通る
気流を制御するために、コントローラ２４からの複数の
電圧信号の印加によって、制御機構７６表面の各カンチ
レバー７８の位置が調整される。電圧は、システム部分
４８の上部内面に作製された、複数の電気的リードを通
じて制御機構７６に伝えられる。このリードは、前記上
部内面に沿って延びており、ある所定位置で該上面を貫
通してシステム内部分４８外に出てコントローラ２４に
通じるようになっている。前記所定位置は、リードがシ
ステム内部分４８の支持体または受像体の機構的な妨げ
とならないように選択される。

【００４０】カンチレバー７８は小形であるため、力３
０を効率よく制御するためにきわめて多くのカンチレバ
ーを備える必要がある。このため、例えば１００以上と
いった多数の電気的リードを設ける必要がある。半導体
パッケージング製造業界で公知のバンプボンディングな
どの手法により、システム内部分４８内で上記多数の電
気的リードに制御機構７６を取り付けることができる。
コントローラ２４はルックアップテーブルを用いて、所
望の印刷インク滴の変位を得る上で十分な力３０の制御
に必要な電圧値を決定する。あるいは、印刷の前後いず
れにおいても、インク滴の位置はＣＣＤカメラを用いて
簡単にモニタされ、モニタ後フィードバックループにお
けるコントローラ２４のプログラミングにより回転度合
が調整され、所望のインク滴位置が得られるまでカンチ
レバーへの印加電圧およびそれによるカンチレバーの位
置が変化させられる。コントローラ２４からの多数の電
圧出力により、きわめて高精度にシステム内部分４８内
の力３０のフローを制御することができる。

【００４１】好適な発明の実施形態を参照して本発明を
詳細に説明したが、本発明の範囲内で種々の変形および
修正があり得ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 受像体上をスキャンする先行技術のインクジ
ェット印刷ヘッドを示す図である。

【図２】 本発明を包含した装置の模式的断面図であ
る。

【図３】 本発明を包含した装置の模式的断面図であ
る。

【図４】 本発明を包含した装置の模式的断面図であ
る。

【図５】 図２の装置の一部および生じた印刷インク滴
パターンを示す模式的上面図である。

【図６】 図２の装置の一部および生じた印刷インク滴
パターンを示す模式的上面図である。

【図７】 図２の装置の一部および生じた印刷インク滴
パターンを示す模式的上面図である。

【図８】 本発明に基づいて作製された図５乃至図７の
装置部分および生じた印刷インク滴パターンを示す模式
的上面図である。

【図９】 本発明に基づいて作製された図５乃至図７の
装置部分および生じた印刷インク滴パターンを示す模式
的上面図である。

【図１０】 図８および図９の装置により形成された印
刷インク滴列を示す図である。

【図１１】 図８および図９の装置により形成された印
刷インク滴列を示す図である。

【図１２】 図８および図９の装置の別の実施形態を示
す模式的上面図である。

【図１３】 図８および図９の装置の別の実施形態を示
す模式的上面図である。

【図１４】 第１の位置およびオフセットされた第２の
位置間を移動する、図８および図９の装置の別の実施形
態を示す模式的上面図である。

【図１５】 図１４の印刷ヘッド用の受像体に印刷され
たインク滴のパターンの時刻歴を示す図である。

【図１６】 図８および図９の装置の別の実施形態を、
生じた印刷インク滴パターンと共に示す模式的上面図お
よび断面図である。

【図１７】 図１６の実施形態を、生じた印刷インク滴
パターンと共に示す模式的上面図および断面図である。

【図１８】 図１６の別の実施形態を、生じた印刷イン
ク滴パターンと共に示す模式的上面図および断面図であ
る。

【図１９】 図１６の別の偏向システムを、生じた印刷
インク滴パターンと共に示す模式的上面図および断面図
である。

【図２０】 図１９の別の実施形態を示す断面図であ
る。

【図２１】 図１６の別の実施形態を、生じた印刷イン
ク滴パターンと共に示す模式的上面図、側面図および端
部の断面図である。

【図２２】 図２１に示した実施形態の制御部の表面を
示す図である。

【符号の説明】

１０ 連続式インクジェット印刷装置、１２ インク、
１６ ノズル、１８印刷ヘッド、２２ インク滴形成機
構、２４ コントローラ、２６，２８ インク滴、３０
力、３２ インク滴偏向システム、３６ 印刷インク
滴パターン、３８ 印刷インク滴、４３ 変位インク
滴、４４ 制御ベーン、４５ 非変位インク滴、４６
共通支持ポイント、４８ システム内部分、４９，５１
側壁、６０ 受像体スキャン方向、６４ 長方形断
面、６６ 台形断面、６８ 弾力性側面部材、６９ ベ
ロー側壁、７１ 平面磁気コイル、７３ 第２のベロー
側壁、７４ リストリクタ、７６ 制御機構、７８ カ
ンチレバー、１２０ 印刷ヘッド、１２２ ノズル列、
１２４ 印刷ヘッド長、１２８ 高速スキャン方向、１
３０ 受像体移動方向、１３２ 低速スキャン方向、１
３４ ノズル間隔。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノズルアレイであって、前記ノズルアレ
   イの部分が長さ方向を規定するノズルアレイと、 前記ノズルアレイに関連して設置されたインク滴形成機
   構であって、前記インク滴形成機構は、第１の状態での
   動作により所定の経路に沿って移行する第１の体積のイ
   ンク滴を形成すると共に、第２の状態での動作により前
   記経路に沿って移行する第２の体積のインク滴を形成す
   るインク滴形成機構と、 前記経路に沿って移行する前記インク滴に力を加えるシ
   ステムであって、前記力は、前記第１の体積の前記イン
   ク滴を前記長さ方向に沿って相互に回転させて、前記第
   １の体積の前記インク滴を前記経路から分岐するような
   方向に加えられるシステムと、 を含むことを特徴とする連続式インクジェット印刷装
   置。
2. 【請求項２】 所定の経路に沿って移行する第１のイン
   ク滴を形成するステップと、 前記経路に沿って移行する第２のインク滴を形成するス
   テップと、 前記第１のインク滴を前記経路から分岐するステップ
   と、 前記第１のインク滴に対して相対的に回転させて、前記
   経路から前記第２のインク滴を分岐するステップと、 を含むことを特徴とするインク滴の移動方法。
3. 【請求項３】 ノズルアレイと、 前記ノズルアレイに関連して設置されたインク滴形成機
   構であって、前記インク滴形成機構の動作により所定の
   経路に沿って移行する第１のインク滴、および前記経路
   に沿って移行する第２のインク滴が形成されるインク滴
   形成機構と、 前記経路に沿って移行する前記第１および第２のインク
   滴に力を加えるシステムであって、前記力は前記第１お
   よび第２のインク滴が前記経路から分岐するような方向
   に加えられ、前記システムの少なくとも一部は、前記経
   路に沿った前記力を減衰させて、前記第２のインク滴が
   前記経路から分岐する際に前記第２のインク滴が前記第
   １のインク滴に対して相対的に回転するように構成され
   たシステムと、 を含むことを特徴とする連続式インクジェット印刷装
   置。