JP3677047B2 - 多数のオリフィスを伴う複数のチャンバを有するインクジェット装置 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、インパルス又は需要時滴下型インクジェットプリンタ、より特定的には高密度印刷を提供するべく装置のアレイを利用するプリンタに関する。
米国特許第4,901,093号は、複数のインクジェット装置を利用するインパルス又は需要時滴下型インクジェットプリンタを開示している。各々の装置は、各チャンバに付隨する各々のオリフィス群から複数の液滴を投射するべく単一の細長いトランスデューサが付勢及び消勢されている状態で、複数のオリフィスを伴うチャンバを含んでいる。オリフィスが直線的に心合せされている場合さまざまなチャンバに付隨するトランスデューサも又直線的に心合せされる。側方に移動させられるオリフィスが利用される場合、トランスデューサも同様に側方に移動させられる。
米国特許第4,714,934号は、各装置が複数のオリフィスを含む複数のインクジェット装置を開示している。各装置に付隨する細長いトランスデューサは、製造を容易にするため、直線的に心合せされている。しかしながら、心合せされているトランスデューサはそれらの取付け可能密度を制限することから、印刷時に達成できる密度には限界がある。
発明の要約
本発明の目的は、高密度のインクジェット装置アレイを伴うインパルス又は需要時滴下型インクジェットプリンタを提供することにある。
本発明のさらなる目的は、装置の製造を容易にしながら、このような高密度のインクジェット装置アレイを提供することにある。
本発明のこれらの目的に従うと、インパルスインクジェット装置は、液滴射出軸と全体的に平行な伸長軸を有する細長いトランスデューサの線形アレイを含んでいる。それぞれトランスデューサに結合された直線的に心合せされた起動場所を含む複数のチャンバが具備される。各々のチャンバは、起動場所との関係において側方に移動させられた射出部分を含んでいる。１枚のオリフィスプレートには、液滴の射出を可能にするための側方に移動させられた射出部分の中でそれぞれ終結する１群のオリフィスが含まれている。
本発明に従うと、各々のオリフィス群内のオリフィスは直線的に心合せされ、好ましくはトランスデューサの線形アレイと実質的に平行な方向で直線的に心合せされている。
本発明のもう１つの重要な形態に従うと、隣接するオリフィス群は側方に移動させられ、隣接しないオリフィス群は、２つの直線的に心合せされたオリフィスセットのアレイを形成するべく直線的に心合せされている。
本発明のもう１つの重要な形態に従うと、オリフィスはトランスデューサの線形アレイと平行に延びる方向に等間隔に置かれている。同様に、隣接するチャンバの射出部分がトランスデューサの線形アレイと平行に延びる方向で重複していることも同様に好ましい。
本発明のもう１つの重要な形態に従うと、チャンバの射出部分は、トランスデューサの線形アレイの方向に伸長されている。オリフィス群は、射出部分の伸長軸に対して平行な方向に、直線的に配列されている。好ましくは、各群の中のオリフィスは全て、実質的にその群の中のオリフィスの間の間隔以上の距離だけ、射出部分の縁部又は壁から間隔どりされている。
【図面の簡単な説明】
図１は、印刷装置により生成された印刷情報に沿った本発明を実施したインクジェット印刷装置の立面図である。
図２は、図１に示された断片２の拡大図である。
図３は、図２の３−３線に沿って見た断面図である。
図４は、図２の４−４線に沿って見た断面図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
図１を参照すると、オリフィスプレートに12に沿って垂直に配置されたオリフィス群14をもつオリフィスプレート12を含む、インパルス又は需要時滴下型のインクジェット印刷装置10が示されている。オリフィスプレート12の右側に非隣接群14を含む第１の群セット14aが、直線的に心合せされているが、図２に関して以下に記述するトランスデューサから側方にオフセットまたは移動させられている。左側にあるオリフィス群の第２のセット14bは、図２に関して以下で記述するようなトランスデューサとの関係において同様に側方にオフセット、つまり移動させられている。
図１に示されている通り、需要時滴下又はインパルス型の印刷装置は、インクを装置10に供給するためのホース18に結合された本体16を含んで成る。作動中、インク液滴は、バーコード20といったような情報を印刷するため、需要に応じてオリフィスプレート12に対し実質的に垂直にオリフィス14から射出される。これは、矢印22により示された方向に沿って印字ヘッド10を走査し、バーコード20を適切に印刷するべく需要に応じてトランスデューサを付勢することによって達成される。例えば厚紙コンテナ又は段ボール箱上に、図示されている通り連続したバーを印刷する間に一回のみのパスでバーコード20を印刷することができるということがわかるだろう。換言すると、矢印22で表わされた方向に印刷装置10を通過して進む箱は、図示されたとおりにバーコードを受けることができる。
ここで図２を参照すると、オリフィス群14の正確な性質を認識することができる。各群14は、点線で示されている横長の又は細長い射出部分24でインクジェット装置チャンバを終結させるべく、オリフィスプレート12上の位置に配置される。オリフィス14は全て、同様に点線で示されているトランスデューサ26の線形アレイと平行な状態にある一方で、射出部分24の伸長軸と平行となるように直線時に心合せされている。２つのトランスデューサ26しか示されていないものの、オリフィスアレイ14のための全てのトランスデューサが１本のライン28に沿って延び、オリフィス群14がこのラインとの関係において側方に移動させられるということがわかるだろう。
この側方移動は、インクジェット印刷装置がさらに詳細に示されている図３及び４を参照することにより、さらに良く理解することができる。オリフィス14及びオリフィスプレート12は、射出部分24を終結させていることがわかる。図３及び４を比較することにより容易にわかるように、図３に示されている射出部分24は、トランスデューサ26の左に終結オリフィス14と共に側方へオフセットされており、一方図４に示されている射出部分24は、トランスデューサ26の右側へ側方にオフセットされている。同様に図３及び図４に示されている通り、インクジェット装置は、トランスデューサ26と心合せされている起動部分32及び、トランスデューサの伸長軸と全体に平行な方向にオリフィス14から液滴を射出するためトランスデューサ26を締結させている脚部部材34を有するチャンバ30を内含している。
同様に図３及び図４に示されている通り、印刷装置は、ライン28と全体的に平行な方向で印刷装置の長さに沿って延びるマニホルド38と共にチャンバ30が形成されているようなチャンバプレート36を含んで成る。マニホルド38からチャンバ30内へのインクの流れを可能にするべく１つの開口部42をもつリストリクタプレート40が具備されている。リストリクタプレート40のすぐ上及びトランスデューサ26のための開口部をもつ本体部材44の下に脚部プレート43が位置づけられる。
図２を参照すると、各オリフィス群の中のオリフィス14は、実質的に等間隔で置かれていることがわかる。図示されている通り、各群の中に８つのオリフィスが存在するが、オリフィスの数を変化させることも可能である。ライン28に沿った方向の１つの群の中の最も高いオリフィスともう１つの群の中の最も低いオリフィスの間の距離が特定のオリフィス群内のオリフィスの間隔どりに実質的に等しいということもわかる。これは、図１に示されているような高品質のバーゴード20を生成するべく連続的に均等な密度の垂直ジェットアレイを達成するために必要なことである。しかしながら、このことは必然的に、チャンバ30の射出部分24が図２に示されているようにライン28に沿った方向又は垂直方向に必ず重複していなければならないということを意味している。この点において、射出部分24の壁と最も近いオリフィス14との間隔どりが実質的にオリフィス間の間隔どりの半分よりも小さくてはならないということを認識することが重要である。例えば0.183mm（0.007インチ）というオリフィス間の間隔どりに関して言うと、射出部分24の壁からいずれかのオリフィスまでの最も近い間隔どりは0.127mm（0.0050インチ）（オリフィスの間隔どりの約70％）より小さくてはならず、好ましくは0.152mm（0.0060インチ）（約83％）より小さくてはならない。間隔どり必要条件が遵守されない場合、チャンバ壁に近いオリフィスから射出される液滴は異なる液滴速度をもつ可能性があり、その結果、最適に満たない印刷特性がもたらされることになる。
ここで再び図１を参照すると、合計256のオリフィス、すなわちチャンバ１つあたり８個のオリフィスが垂直に配列されていることがわかる。図示される通り、こうして、いずれかのオリフィス群によって生成される印刷の全体的画素高さが0.158mm（0.062インチ）であると仮定すると、高さ47.5mm（1.87インチ）のバーコードが結果として得られることになる。オリフィス群14の間の側方距離46は変動しうるものの、装置の性能に不利な影響を与えることなく単一のトランスデューサ線形アレイを利用できるようにするためには、1.02mm（0.040インチ）という側方距離が有効であることがわかった。
前述の好ましい実施形態においては、全ての流路について１本の細長いトランスデューサの線形アレイを利用し、まとまったオリフィスの２つの線形アレイを生成するべくオリフィスに隣接してチャンバの扇形の広がりを提供することにより、連続した印刷フィールドが達成された。この扇形の広がりすなわち側方移動が、需要時滴下型又はインパルス型インクジェット技術を使用した高品質の大フィールド印刷を同時に提供しながら装置の製造を単純化する目的に役立つさまざまな形状をとることができる、ということがわかるだろう。
ここにおける需要時滴下型又は需要インパルス型インクジェット装置の性質に関するさらなる詳細は、米国特許第4,646,106号及び米国特許第4,714,934号の中に開示されている。両方の特許共伸長軸に沿って拡張及び収縮することができる細長いトランスデューサについて記述しており、従って本明細書に参考として内包される。オリフィスの間の間隔どり（すなわち、実質的に等しい間隔どりを維持しながら補償を達成するための間隔どりにおけるわずかな変動）に関するさらなる詳細については、本明細書に参考として内包されている米国特許第5,258,774号の中に開示されている。
本発明の好ましい実施形態について図示し記述してきたが、添付のクレーム中に記す本発明の頁の精神及び範囲内に入るさまざまな修正を加えることも可能であるということがわかるだろう。

Claims (12)

1. 射出軸の方向にインク液滴を射出するためのインパルスインクジェット装置であって、
   インク液滴の射出軸と全体に平行である伸長軸をもつ細長いトランスデューサの１つの線形アレイと、印刷機構を具備し、
   該印刷機構が、
   （ａ）前記トランスデューサにそれぞれ結合された直線的に心合せされた起動場所を有し、しかも各々この起動場所及び隣接チャンバの射出部分との関係において側方に移動させられた射出部分を有し、前記隣接チャンバの前記射出部分が前記トランスデューサの線形アレイに対して実質的に平行に延びる方向に重複しているような、複数のチャンバと、
   （ｂ）前記液滴を射出する前記チャンバの前記射出部分をそれぞれ終結させるオリフィス群を含み、これらのオリフィス群のそれぞれが複数のオリフィスを含んでいる、オリフィスプレートと、を含んで成り、
   前記印刷機構にただ１つの前記トランスデューサの線形アレイが対応している、
   ことを特徴とするインパルスインクジェット装置。
2. 前記オリフィス群の各々の中の前記オリフィスが直線的に心合せされていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のインパルスインクジェット装置。
3. 前記オリフィス群の各々の中の前記オリフィスが前記トランスデューサの線形アレイと実質的に平行に延びる方向で直線的に心合せされていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載のインパルスインクジェット装置。
4. 非隣接群のオリフィスが前記オリフィスの前記群の２つの直線的に心合せされたセットのアレイを形成するように直線的に心合せされていることを特徴とする請求の範囲第３項に記載のインパルスインクジェット装置。
5. 前記トランスデューサの線形アレイに対し実質的に平行に延びる方向に前記オリフィスが等間隔で置かれていることを特徴とする請求の範囲第４項に記載のインパルスインクジェット装置。
6. 前記射出部分が、前記トランスデューサの線形アレイに対して実質的に平行に延びる方向に伸長させられていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のインパルスインクジェット装置。
7. 前記オリフィス群の全てが前記射出部分の伸長に対して平行な方向に直線的に配列されていることを特徴とする請求の範囲第６項に記載のインパルスインクジェット装置。
8. 前記射出部分が周囲に沿って壁を有し、この壁とそれに最も近いオリフィスが最小限で、前記それぞれのオリフィス群の間隔どりの半分だけ離れていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のインパルスインクジェット装置。
9. 前記オリフィスの間隔どりが約0.183mm（0.0072インチ）であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のインパルスインクジェット装置。
10. 前記壁と、前記最も近いオリフィスは、前記それぞれのオリフィス群内のオリフィスの間隔どりの約70％だけ離間していることを特徴とする請求の範囲第8項に記載のインパルスインクジェット装置。
11. 前記壁と前記最も近いオリフィスは、前記それぞれのオリフィス群内のオリフィスの間隔どりの約83％だけ離間していることを特徴とする請求の範囲第8項に記載のインパルスインクジェット装置。
12. 前記壁と前記最も近いオリフィスが、前記それぞれのオリフィス群の中の最も近い２つのオリフィスと同じ距離だけ離間していることを特徴とする請求の範囲第8項に記載のインパルスインクジェット装置。

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