JP4253455B2 - 連続インクジェットプリントヘッドおよびインク滴を移す方法 - Google Patents

Description

【０００１】
関連出願の相互参照
参照は、共通に譲渡された、共に継続している米国出願番号０９／７５０，９４６、名称、ガス流インク小滴の分離を有するプリントヘッドおよびインク小滴の分岐方法、ＪｅａｎｍａｉｒｅおよびＣｈｗａｌｅｋの名前で２０００年１２月２８日に出願；共に継続している米国出願番号０９／７５１，２３２、名称、連続的インクジェットプリント方法および装置、ＪｅａｎｍａｉｒｅおよびＣｈｗａｌｅｋの名前で２０００年１２月２８日に出願；および米国ドケット番号８２００１、名称、連続的インクジェットプリントヘッドおよびインク滴の回転方法、ＨａｗｋｉｎｓおよびＪｅａｎｍａｉｒｅの名前で、ここで同時に出願、になされる。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、インクジェットプリントヘッドの設計および製造に関し、そして、特に、レシーバに対するプリントヘッドの位置を変えることなくレシーバ上の印刷インク滴の位置を一様に移すために構成されるプリントヘッドに関する。
【０００３】
【従来の技術】
伝統的に、デジタル的に制御されるインクジェット印刷能力は、２つの技術のうちの１つによって達成される。「ドロップ−オン−デマンド」として共通に参照された第１の技術は、インク滴がレシーバ上に衝突することが要求される場合にのみ、プリントヘッド内に形成されたノズルからインク滴を噴出させる。「連続的」として共通に参照された第２の技術は、インク滴がレシーバ上に衝突することが要求されない場合に、排水溝によって捕らえられるインク滴を伴って、プリントヘッド内に形成されたノズルからインク滴を連続的に噴出させる。
【０００４】
図１を参照して、プリントヘッド１２０は、概して、（ノズル列に沿う方向において測られる）プリントヘッド長１２４を定めるノズル１２２のほぼ線形列を含む。プリントヘッド１２０は、速いスキャン方向１２８において静止レシーバ１２６を横切ってスキャンされる。速いスキャン１２８が終了していた後、レシーバ１２６はプリントヘッド１２０に相対的にレシーバ移動方向１３０に移動される。
【０００５】
一般的に、レシーバ移動１３０は、速いスキャン方向１２８に対して直角であるかまたは実質的に直角であり、そして、レシーバ１２６は、遅いスキャン方向１３２にプリントヘッド１２０を移すことよりむしろレシーバ移動１３０において移動される。プリントヘッド１２０は、（容易にプリントヘッド長１２４と比較されるように概略的に示される）増分だけ、レシーバ１２６に対して物理的に位置がずらされるノズル１２２を伴って、速いスキャン方向１２８において、その後再びスキャンされる。全体的な結果は、遅いスキャン方向におけるプリントヘッド１２０の移動である。一般的に、遅いスキャン方向１３２におけるレシーバ１２６に対するプリントヘッド１２０の移動は、ノズルのノズル間隔１３４に対する分数である。一般的に、遅いスキャン方向１３２は、また、速いスキャン方向１２８に対して直角であるかまたは実質的に直角である。あるいは、プリントヘッド１２０は、レシーバ１２６に対してプリントヘッド１２０を物理的に移動させるために遅いスキャン方向１３２において物理的に進まされ得る。レシーバ１２６は、また、レシーバ１２６に対するプリントヘッド１２０の移動を達成するために遅いスキャン方向１３２において移動されることができる。いずれの状況においても、プリントヘッド１２０またはレシーバ１２６の何れかが移動される。一般的に、上述の移動は、コントローラ１３４によって制御される。多くの市販のデスクトッププリンタ（ドロップ−オン−デマンドプリンタなど）は、このように作動する。
【０００６】
連続的インクジェットプリンタにおいて、プリントヘッド１２０のサイズや複雑さから、プリントヘッド１２０よりもむしろレシーバ１２６が、速いスキャン方向１２８に移動する。多くの場合に、プリントヘッド長１２４は、ページ幅であって、レシーバ１２６の全幅を横切っていて、レシーバ１２６の速いスキャン方向１２８はプリントヘッド長１２４に対して垂直である。このタイプのプリントヘッドおよび／またはプリンタは、「ページ幅」プリントヘッド／プリンタとして一般に参照される。あるいは、プリントヘッド１２０は速いスキャン方向１２８においてスキャンされ、遅いスキャン方向１３２に進んでから、プリントヘッド１２０が速いスキャン方向１２８において再びスキャンする。
【０００７】
いくつかの連続的印刷アプリケーションにおいて、ノズル１２２によって生成される（レシーバ１２６に対する）印刷インク滴のパターンを移動させるためにプリントヘッド１２０を遅いスキャン方向１３２に移動させることは、望ましい。例えば、いくつかの従来のページ幅プリンタにおいて、プリントヘッド１２０は、その長さ（遅いスキャン方向１３２）と平行な方向において左右に短い距離を移動またはディザさせられる。この移動は、プリントヘッド１２０のノズル間隔１３４の不規則性を補償するために用いられることができる。典型的なノズル間隔１３４は、印刷点の間の所望の距離の倍数である。そのように、プリントヘッド１２０はその長さに沿って僅かに移動され、そして、速いスキャン１２８は全ての所望の点を印刷するために一度かそれ以上繰り返される。一般的に、移動された印刷滴パターンは、レシーバ１２６に対して遅いスキャン方向１３２にプリントヘッド１２０を移動させることによって作られる。
【０００８】
しかしながら、レシーバ１２６は遅いスキャン方向１３２に並進され（ｔｒａｎｓｌａｔｅｄ）るか、または移動され（ｄｉｓｐｌａｃｅｄ）、一方、プリントヘッド１２０は遅いスキャン方向１３２に静止したままであってもよい。
【０００９】
遅いスキャン方向のプリントヘッドの並進は、非常に正確である。そのように、このタスクを実行する市販の機械式装置は、全体的なプリンタ・コストを増加させ、複雑であり、失敗しがちである。その上、商業上利用できるプリントヘッドは、プリントヘッドの長さに沿う流体加速のために急速にtranslate並進またはディザされるときに、しばしば不十分にしか動作しない。これは特にページ幅プリントヘッドにとって真実である。なぜならページ幅プリントヘッドが、一般にプリントヘッドの全長にわたって分布される極めて長い流体溝を有するからである。プリントヘッドの迅速な移動は、流体加速の逆の影響を強める。そのように、その長さ（概して、レシーバに対して遅いスキャン方向）に沿って移動できる改良されたプリントヘッドのために必要性がある。
【００１０】
その上、画質を改善するために遅いスキャン方向においてレシーバ上に印刷されるインク滴パターンの場所を調整することは、有利である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この事については、ノズルからノズルへの間隔（ノズル間の距離）に対する整数倍の間隔だけプリントヘッドを変位、ディザまたは並進させることは、選択された複数のノズルに異なるデータを印刷させることを可能にし、それによってイメージ人工産物の発生を減少させる。これを達成するために、プリントヘッドは、速く運動（並進）することを必要とする。概して、この運動は、速いスキャン方向のスキャンに要求される時間よりも、非常に短い時間において完了される。再び、この運動を行う現在利用できる機械装置は、システム・コストおよび複雑さを増す。したがって、レシーバ上に印刷されるインク滴パターンの場所を調整することができる改良されたプリントヘッドが必要である。
【００１２】
また、イメージ人工産物の発生を抑制するために、速いスキャン方向に相対的に僅かにプリントヘッドの角度を変えるように、レシーバに印刷されるインク滴パターンの場所を調整することは利点である。この状況は、概して、例えば、プリントヘッドの下を通過する間に、レシーバの角度が変わる場合に起こる。これらの状況の多くにおいて、速いスキャン方向に相対的にプリントヘッドの角度を変えることは、印刷インク滴がレシーバ上に間違って見当を合わせる（ｍｉｓｒｅｇｉｓｔｅｒｉｎｇ）（間違った場所に印刷される）のを防止するために速く起こることを必要とする。再び、速いスキャン方向に相対的な１つのある角度にプリントヘッドを移動するための現在利用できる機械装置は、費用および複雑さを加える。その上、これらの装置は、装置の追加的な重量のために、速いスキャン方向のプリントヘッドの運動の間におけるプリントヘッドの性能を妨げることがある。したがって、ノズルの列から印刷される滴の角度を変えることができる改良されたプリントヘッドが必要である。
【００１３】
本発明の目的は、その長さに沿って移動できる改良されたプリントヘッドを提供することである。
【００１４】
本発明の他の目的は、急速に正確迅速にプリントヘッドの動作のじゃまをすることなく、プリントヘッドの長さと平行な方向における移動された印刷滴を正確に、かつ速く生成し、その長さに沿って速く移動できる改良されたプリントヘッドを提供することである。
【００１５】
本発明の他の目的は、レシーバに対する角度を通して印刷インク滴のパターンを速く回転させることができる、改良されたプリントヘッドを提供することである。
【００１６】
本発明のさらに他の目的は、レシーバまたはプリントヘッドを移動させずにレシーバ上に印刷されるインク滴の移動パターンを生成することである。
【００１７】
本発明のさらに他の目的は、コストを減らし、信頼性を増やした改良されたプリントヘッドを提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴にしたがって、連続インクジェット印刷装置は、長さ次元を定めているノズルアレイの部分を伴うノズルアレイを含む。滴形成機構は、ノズルアレイに相対的に配置される。滴形成機構は、経路に沿って進行している第１の体積を有するインク滴を形成するために第１の状態、および経路に沿って進行している第２の体積を有するインク滴を形成するために第２の状態において操作可能である。システムは、経路に沿って進行しているインク滴に力を作用させる。その力は、長さ次元に沿って互いに関連して移動される第１の体積を有するインク滴が経路から分岐するような方向において作用する。
【００１９】
本発明の他の特徴にしたがって、連続インクジェットプリントヘッドから放出されるインク滴を並進する方法は、経路に沿って進行する第１の体積を有する第１のインク滴を形成すること；経路に沿って進行する第２の体積を有する第１のインク滴を形成すること；第１の体積を有する第１のインク滴を経路から分岐させること；経路に沿って進行する第１の体積を有する第２のインク滴を形成すること；経路に沿って進行する第２の体積を有する第２のインク滴を形成すること；および、第１の体積を有する第２のインク滴を、第１の体積を有する第１のインク滴に関して移された経路から分岐させることを含む。
【００２０】
本発明の他の特徴にしたがって、インク滴を並進する方法は、経路に沿って進行する第１の体積を有する第１のインク滴を形成すること；第１の体積を有する第１のインク滴を経路から分岐させること；経路に沿って進行する第１の体積を有する第２のインク滴を形成すること；および、第１の体積を有する第２のインク滴を、第１の体積を有する第１のインク滴に関して移された経路から分岐させることを含む。
【００２１】
本発明の他の特徴にしたがって、連続インクジェット印刷装置はノズルアレイを含む。経路に沿って進行している第１のインク滴を形成し、経路に沿って進行している第２のインク滴を形成するように操作可能な滴形成機構はノズルアレイに相対的に配置される。第２のインク滴が経路から分岐するにつれて第２のインク滴が第１のインク滴に相対的に移動されるように、少なくとも、ノズルアレイに相対的な第１の位置と、ノズルアレイに相対的な第２の位置との間で並進可能なシステムの一部で、第１および第２のインク滴が経路から分岐するような方向に、経路に沿って進行する第１および第２のインク滴に力を与えるシステム。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本説明は、本発明にしたがう装置の部分を構成し、またはより直接的に協動する要素に特に向けられる。特に示されないかまたは記載されていない要素は、当業者に周知のさまざまな形式をとってもよいことが理解されるべきである。
【００２３】
図２から図４を参照して、本発明を組み込んだ装置１０は概略的に示されている。装置１０は、明確化の目的のために拡大、縮小されることなく、概略的に図示されているけれども、当業者は、好ましい実施例の要素の特定のサイズおよび相互接続を容易に決定することが可能である。インクサプライ１４からの加圧インク１２は、作動流体２０のフィラメントを作るプリントヘッド１８のノズル１６を通して噴出される。一般的に、ノズル１６は、プリントヘッド１８において形成されるインクキャビティーの上に横たわっているプリントヘッド１８の膜内に形成される。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、等）は、さまざまな周波数で選択的に作動され、作動流体２０のフィラメントを、各々体積および質量を有する選択されたインク滴（２６および２８のうちの一方）の流れおよび選択されなかったインク滴（２６および２８のうちの他方）に分解させる。各々のインク滴２６、２８の体積および質量は、コントローラ２４によるインク滴形成機構２２の作動周波数に依存する。
【００２４】
インク滴偏向体システム３２からの力３０は、各々の滴体積および質量に依存してインク滴２６、２８を偏向させる（角度Ｄで）インク滴流れ２５と相互に作用する。したがって、力３０は、選択されたインク滴２６（大きい体積滴）がレシーバＷに衝突し、一方、選択されなかったインク滴２８（小さい体積滴）が偏向角度Ｄで一般に示されて側溝３４内に偏向されて次の使用のためにリサイクルされることを許容するように調整されることができる。あるいは、装置１０は、選択されたインク滴２８（小さい体積滴）がレシーバＷに衝突し、一方、選択されなかったインク滴２６（大きい体積滴）が側溝３４に衝突することを許容するように形成されることができる。システム３２は、正圧力ソースまたは負圧力ソースを含むことができる。力３０は、インク滴流れ２５に相対的なある角度に概して配置されて、正または負のガス流であり得る。ガスは空気、窒素、その他であり得る。
【００２５】
図５から図７を参照して、偏向システム３２およびレシーバに印刷される印刷インク滴３８の結果として生じるパターン３６が示されている。基準線４０は、遅いスキャン方向において参照点からの印刷滴の移動を表す。図５において、参照点は、少なくとも一部がノズル列と実質的に平行に配置され、力３０の方向がノズル１６から噴出されるインク滴に対して垂直なシステム３２のエッジ４２である。あるいは、印刷滴が基準線４２に関して移動される（図６において下方へ）ように、力３０は第１の変えられた方向（図６に示すように）に変えられることができる。印刷滴が基準線４２に関して移動される（図７において上方へ）ように、力３０はまた、第２の変えられた方向（図７に示すように）に変えられることができる。
【００２６】
図８および図９は本発明をインプリメントしている第１実施例を示す。システム３２の部分４８は、（図８に示すようにシステム３２の端４２に整列された）第一の方向、および、（図９に示すようにシステム３２の端４２から曲げられた）第２の方向において力３０の方向を制御するために用いられる多数の制御羽根４４で構成される。図８の制御羽根４４の整列はノズル列１２２に対して垂直であり、一方、図９の制御羽根４４の整列は変化することができるが、一般に垂直ではない。図９において結果として生じる印刷滴３８は、制御羽根４４を曲げることによって生じる力３０の方向の変更に起因して、ノズル列の方向（遅いスキャン方向１３２）に沿って移動される。制御羽根４４は、知られたＭＥＭＳテクノロジーおよびテクニークを使用して製作されることができる。その上、制御羽根４４は、さまざまな知られた材料から作られることができる。例えば、制御羽根４４は、各々の制御羽根の端にある共通のサポート位置４６のまわりに回転させられる小さい金属ピースから、作られることができる。知られたコントローラは、適当な時間に適当な角度量で、制御羽根４４を曲げるために用いられることができる。
【００２７】
速いスキャン方向１２８におけるプリントヘッド１２０の次の複数のスキャン（各々のスキャンは、力３０の変化された方向を有する）での印刷によって、図１０および図１１に示されるように、移動された滴４３および移動されていない滴４５を伴う印刷インク滴３８の結果として生じるパターン３６は、プリントヘッドまたはレシーバの機械的移動を伴うことなく達成できる。図１０において、インク滴３８は、１つのスキャンから他のスキャンにノズル間距離の半分だけ移動される。図１１において、インク滴３８は、ノズル間距離の半分より大きい量だけ移動される。一般的に、有用な移動は、ノズルの間の距離の単純な分数の倍数を含む。例えば、図１１において、インク滴移動は、その後の移動されたスキャンが、追加的な、平等に空間をあけられたインク滴でスキャンラインを「満たす」ことができるように、ノズル間の距離の３分の２である。有用な移動は、また、特定の状況の基準に依存している、１より大きい単純な分数の倍数（例えば５／４、その他）および／または１／２より小さい単純な分数の倍数（例えば１／６、その他）を含むことができる。これらの実施例において、規則的な間隔でラインを満たすために必要なスキャン数は、インクジェット式の印刷技術の当業者に認められるように、それぞれ４および６である。
【００２８】
羽根４４を作るための安価な製造方法は、マイクロファブリケーション（ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）の技術においてＬＩＧＡとして知られたテクニークである厚い重合体フィルムのＸ線パターンニングにより定義される羽根形の開口部内への、ニッケル、ニッケル鉄合金またはパーマロイとして公知の合金、その他のような金属の電気鋳造である。図８、図９において点線４７によって羽根４４の上側で示されるように、上面および底面で曲げられることができることを許容するほど曲げるために十分に薄い羽根４４は、電気鋳造されたブリッジ４７によって一緒に取り付けられてもよい。そのため、全ての羽根４４は一緒に動く。羽根４４はパーマロイのような磁気材料から作られ、羽根４４はマグネットからの磁界の印加によって、羽根４４と同様に空間を置かれ、システム部分４８の上方またはシステム部分４８またはシステム部分４８の前に近いブリッジ４７の側に配置されたポールを伴って、曲げられる。あるいは、羽根４４はサーボモーターからのアームによって機械的に接触されることができる。印刷の前か後のどちらでも滴の位置はＣＣＤカメラで容易にモニタされることができ、そして、所望の滴位置が達成されるまで、羽根は、それから磁界を変える（またはサーボモータを起動する）フィードバックループのプログラミングコントローラによって、調整される。例えば、羽根４４は、伝導性のプラスチック材料からの射出成形羽根４４によって、システム部分４８におけるはさまれた羽根の追加的に提供されたセットに対する静電吸引によるそれらの位置の制御または圧電性材料で羽根４４を製作することによる静電吸引によるそれらの位置の制御によって、または、圧電材料から羽根４４を制作し、および曲げられた羽根４４にその材料を帯電させることによって、製作されることができる。
【００２９】
図１２および図１３は、本発明の第２および第３の実施例を示す。再び、制御羽根４４は、印刷インク滴の位置を変えるために力３０の方向を変える。これらの実施例において、少なくともシステム３２の部分４８は、１スキャンの間に整列され、次のスキャンの間に速いスキャン方向に関して曲げられる。図１２において、部分４８は矩形の形状を有して、ノズル列１２２に相対的に任意の知られた装置およびテクニークを用いて回転させられる（５０で示されて）。部分４８が回転させられるにつれて、ノズルに相対的な部分４８の端からの距離は段階的に変化し、印刷インク滴の移動をもたらす。図１３において、部分４８の端からノズル列までの距離が部分４８の端に沿って一定のままであるように、部分４８は台形の形状を有する。実際問題として、印刷インク滴の偏向の量が、部分４８からのインク滴の距離に、あまり敏感でない（または依存する）ということが発見された。例えば、部分４８からのインク滴の１ｍｍの距離の変化は、滴が部分４８の相互作用距離Ｌ（図２の１ｍｍの垂直方向寸法）を横切った後に、２０ミクロン未満の滴の偏向の変化をもたらす。そのように、極めて正確で非常に均一なインク滴並進が要求される場合にだけ、台形の形状は必要である。
【００３０】
部分４８は、コントローラ１３４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ーによって回転させられることができる。コントローラ１３４は、印刷の前後の何れでも、印刷滴または滴の位置の与えられた所望の移動のために要求される信号を決定するためにルックアップテーブルを使用することができる。これはＣＣＤカメラで容易にモニタされることができ、そして、回転の程度はそれから、フィードバックループのプログラミングコントローラ１３４によって、所望の滴位置が成し遂げられるまで、サーボモーターへの信号を変えることによって調整されることができる。図１３におけるように、システム部分４８がノズル列１２２と平行に保持されれば、サーボモーターはシステム部分４８の回転側壁４９、５１によって、システム部分４８を回転させるために用いることができる。しかし、システム部分４８の側壁４９、５１はシステム部分４８の上部および底面上に機械的に摺動自在でなければならない。この例では、側壁４９、５１の右端（図１３に示すように）は固定された位置になければならず、そして、側壁４９、５１が曲げられ、上部および底部空気チューブ表面に沿ってスライドするとき、側壁４９、５１がシステム部分４８の上部および底部表面の端を越えないように、上部および底部表面は側壁４９、５１を越えて延ばされなければならない。
【００３１】
図１４を参照して、本発明の他の実施例が示されている。遅いスキャン方向における印刷滴の速い、または周期的な並進が要求されるときに、この実施例は特に適している。図１４において、制御羽根４４を有するシステム部分４８は、第１（基準線４２に相対的に整列配置した）および第２の（基準の線４２に相対的なオフセットの）方向５２、５４（遅いスキャン方向、その他の）を交替させる際に移動される。これは、第１および第２の方向に対応する方向における印刷インク滴３８を並進させる力３０における流れパターンを作る。図１５は、ノズル列１２２（図３の）のノズル１６から同時に噴出されているインク滴を伴ってレシーバスキャン方向に動くレシーバ５８上に印刷されるインク滴３８の線５６を示している。印刷インク滴の線は、遅いスキャン方向におけるシステム部分４８の並進速度に比例して移動される。印刷インク滴の移動距離は、システム部分４８の並進距離と対応する。しかしながら、システム部分４８の並進は、システム部分４８がノズル列６２の端に位置するノズル１６を通り越さないようなものである。そのように、システム部分４８の力３０は、ノズル列１２２の端に位置するノズル１６から噴出されるインク滴を逃がさない。
【００３２】
システム部分４８は、コントローラ１３４から供給される信号に基づいて市販の線形サーボモーターによって図１５に示すように並進されてもよい。コントローラは、印刷の前後の何れでも、印刷滴の与えられた所望の移動または滴の位置のために必要な信号を決定するためにルックアップテーブルを使用することができる。これはＣＣＤカメラで容易にモニタされることができる。そして、所望の滴位置が成し遂げられるまで、並進の程度はそれからフィードバックループのプログラマブルコントローラ１３４によってサーボモーターへの信号を変えるように調整されることができる。
【００３３】
上述の実施例は、プリントヘッド１２０を移動させることのなく、ノズル列１２２と平行な方向におけるノズル列から噴出されるインク滴のパターンを並進するための装置および方法を開示する。インクジェット印刷において、レシーバの端に関してノズル列から印刷されるインク滴のインク滴線回転を正確に制御することは有用である。インク滴線回転の制御は、レシーバのために整列問題（プリントヘッド等と関連する）を修正することを助け、イメージ人工産物を防止することを助ける。整列問題は、始めにミス整列されたレシーバ、速いスキャンの間、またはプリントヘッドなどの速いスキャンの後に移動されている間、僅かにミス整列されるようになることを含む。ロールで供給されるプリンタ（ｒｏｌｌ ｆｅｄ ｐｒｉｎｔｅｒ）は、それが印刷領域をスライドし、または移動するにつれて、紙の僅かな角度のミス整列に特に影響されやすい。人の眼がレシーバの端に相対的な印刷滴の列の角度回転からもたらされるイメージ人工産物に対して非常に敏感だから、整列問題は、印刷技術において重要である。
【００３４】
図１６を参照して、システム部分４８およびレシーバ上に印刷されるインク滴３８のパターン３６の概略上面図は示されている。一般的に、ノズル列１２２のノズル１６が同時に印刷滴を噴出するときに、パターン３６は結果として生じる。印刷滴パターン３６は、印刷の間、レシーバ端１３６（図ｌ６に示す）に垂直に、概して整列される。レシーバ端１３６は、ミス整列になることができる（垂直に整列されず、曲げられる等）。例えば、周期的にレシーバを移動させるプリンタ（レシーバが印刷等の間、ロールから繰り出されるロールで供給されるプリンタ）において起こることができるレシーバ移動の方向に、わずかなエラーがある場合に、これは起こることができる。図１７を参照して、レシーバ端のミス整列を補償するために、システム部分４８は、矩形の断面６４（図１６）から、台形の断面６６に機械的に変形した。変形は、弾性側部材（達）６８で機械の力６７をシステム部分４８に機械の力６７を与えることにより達成されることができる。システム部分４８を変形させることは、力３０の流れを減少させ、インク滴のより少ない偏向を生じさせる。図１７に示すように、システム部分４８の左側は、変形した。そのように、力３０がまた減少するにつれて、左側上の印刷滴３８はより小さい程度（一般に７０で示される）に偏向される。インク滴偏向減少は、ノズル列の右側に向かって配置されるノズルから噴出される滴のために徐々に減少する。なぜならば、システム部分４８の右側に残る力３０は実質的に一定（７０で一般に示される）だからである。結果として生じるインク滴の印刷パターン３６は、わずかな角度を通して回転させられる。あるいは、インク滴回転は、右から左であることができる。システム部分４８の変形の正確な量および形状は、印刷インク滴がミス整列または曲げられたレシーバに対して正確に整列されるように選択されることができる。一般的に、インクジェット印刷技術の当業者にとって知られているように、正確な変形は力３０の計算モデリングを使用して算出される。そのように、レシーバ端に相対的な印刷インク滴の回転の整列は、プリントヘッドかレシーバを回転させずに達成される。
【００３５】
システム部分４８は、下方への力が印加されるときに容易に圧縮されるコリゲーション（ｃｏｒｒｅｇａｔｉｏｎｓ）（図１６に示す）を有するベローズの形に成形される側部材６９から構成されることができる。そのような力は、圧縮される側の近くのシステム部分４８の内部の上端に取り付けられた平面磁気コイル７１によって与えられ、システム部分４８の内部の下部に取り付けられる平面磁気コイル７１の類似のセットにわたって直接に位置決めされてもよい。電流は、磁気的にエアチューブの上面を引き下げるためにコントローラ１３４からコイルの両セットを通して流されても良い。コントローラ４８は、印刷の前後に何れにおいても、印刷滴３８の与えられた所望の並進または滴の位置のために必要な電流を決定するためにルックアップテーブルを使用することができる。これはＣＣＤカメラで容易にモニタされることができる。そして、所望の滴位置が達成されるまで、並進の程度はそれからフィードバックループのプログラマブルコントローラ１３４により調整され、電流を変えることができる。あるいは、第２のベローズの側壁７３は第１（図１６の点線）の非常に近くに位置されることができ、側壁６９および７３間の開口端はラテックスのような可撓性材料を用いて空気にシールされ、真空は、ベローズを圧潰させ、システム部分４８を圧縮するために、ベローズの側壁６９、７３間の空間に適用される。
【００３６】
図１８は、図１６、１７に示される本発明の第２の実施例を示す。図１８において、力３０は、力３０の流れの抵抗を増やすために制御羽根４４の対の部材間の角度７２を変えることによってシステム部分４８の左側で減少される。制御羽根４４は、共通のサポート点４６の周りに回転させられる小さい金属ピースから、知られたＭＥＭＳ技術を使用して造られることができる。力３０の流れがシステム部分４８の左側に減少されるので、左側に対応する印刷インク滴３８が右側上よりも小さい程度に偏向される。あるいは、インク滴回転は右から左であることがありえる。そのように、滴の印刷パターン３６は、プリントヘッドまたはレシーバを移動することなく、角度を通して回転させられる。
【００３７】
羽根４４は、伝導性のプラスチック材料から各々の羽根４４を射出成形によって製造されてもよい。モールドは、羽根４４を通して垂直に走り、羽根の上部および底部より上に伸びているロッド部分４５を含んでいる。ロッドの位置は、図１８における羽根４４の上面図に４５で示されている。後述する静電的な力によって羽根の選択された回転がもたらされるように、ロッド４５は羽根センターから離れて位置される。各々の羽根４４のロッド４５は、システム部分４８の上部および底部における、それをねじることによってロッド４５上に回転するその羽根４４までの位置決め穴に結合され、上部の穴の位置を決めることに結合される、各々の羽根４４は、上部または底部システム部分４８にパターン作られる薄膜導体によって、位置決め穴で電気的に接触される。コントローラ１３４は、選択可能な制御電圧を各々の羽根４４に印加し、それによって静電吸引によりペアで羽根４４の角位置を制御するようにプログラムされる。羽根４５上の典型的制御電圧パターンは、図１８に示される羽根位置のための正および負の電圧でありえる。静電学に熟練している者によって認められることができるように、同様に充電される羽根の間でペアで力が起こらないのに対して、静電的な吸引力は反対に充電される羽根のために起こる。
コントローラ１３４は、印刷の前後の何れにおいても、羽根４４の与えられた所望の角形成または滴に位置のために必要な電圧を決定するためにルックアップテーブルを使用することができる。これはＣＣＤカメラでモニタされることができる。そして、角形成の程度はそれからフィードバックループのプログラマブルコントローラ１３４によって調整され、羽根４４に印加される電圧の大きさを変える。
【００３８】
図１９および図２０は、図１６および１７に示される本発明の追加的な実施例を示す。図１９および図２０において、力３０は形づくられた制限器（ｒｅｓｔｒｉｃｔｏｒ）７４（図１９において矩形、図２０において台形）を位置決めすることによって減少される。制限器７４は、力３０の流れへの浸透のその程度および流れの方向に沿うその長さに比例して抵抗力３０を増加させる。制限器７４は、機械的に移動されるブロックでありえる。そして、名目上、システム部分４８に相対的に位置決めされ（部分４８のくぼんだ領域などに）、印刷滴パターンの回転が要求される場合に力３０の流れ内に下に移動される。図１９に示される制限器７４の上面図は、好ましくは更に力３０の流れを減らすことを助けるために台形である。その上、図２０に示される制限器７４の上面図は、好ましくはそれほど力３０の流れを減らさないために矩形である。力３０の流れがシステム部分４８の左側で減少されているので、左側に対応する印刷インク滴が右側よりも小さい程度に偏向されている。あるいは、回転は右から左でありえる。そのように、滴の印刷パターンは、プリントヘッドまたはレシーバを移動することなく角度を通して回転させられる。
【００３９】
気流制限器７４は、システム部分４８の一番上の内面に、その端で添付される弾力性膜から、便利に作られる。制限器７４の膜は、それを空気的に、システム部分４８の上部内面に沿って走るとともに、システム部分４８支持またはレシーバとの機械的な干渉を防止するために選択された位置でその上面を通してシステム部分４８に存在している狭いチューブに接続することによって、空気作用により膨脹されてもよい。狭いチューブは、コントローラ１３４によって開閉されることができる弁を通して空気のソースに接続されている。膨脹されたときに、制限器７４の形状は、空気圧力によって、そして、システム部分４８の上部の内面に添付されるその表層のいかなる位置からの弾力性膜の距離によって決定される。上面図において矩形であり、そして、その周辺部の周りのみにシステム部分４８の内側の上面に添付される膜は、図１９に示されるように膨張する。上面図が台形である制限器７４は、図２０に示すように膨張する。コントローラ１３４は、印刷の前後に何れにおいても、印刷滴の与えられた所望の並進または滴の位置のために必要な弁開口を決定するためにルックアップテーブルを使用することができる。並進の程度は、それからフィードバックループのプログラマブルコントローラ１３４によって調整されることができる。
【００４０】
図２１および図２２は、図１６および１７に示される本発明の他の実施例を示す。図２１において、制御メカニズム７６が力３０と相互に作用するように制御メカニズム７６を位置決めすることによって、力３０の流れは減少される。制御メカニズム７６は、少なくとも一つの調節可能なカンチレバー７８（図２２に示すように）を有する。各々のカンチレバー７８は、個々に力３０内に延びることができ（曲げられ、押され、その他）、それによって、各々のカンチレバー７８の浸透の程度および力３０の流れの方向に沿う制御メカニズム７６の長さに依存して流れを制限する。制御メカニズム７６は、当業者にとって周知のＭＥＭＳ技術を使用して造られることができる。例えば、制御メカニズム７６は電気導体を組み込むことができ、そして、各々のカンチレバー７８は、カンチレバー７８に電圧を印加することによって静電的に引きつけられる長く、薄いプレートに、フォトリソグラフィーでパターン化されたアルミニウム薄膜でありえる。電圧がないときに、各々のカンチレバー７８は、それらを制御メカニズム７６から離れて伸びさせている内部応力を有するように設計されていることがありえる。あるいは、各々のカンチレバー７８は、ストリップまたはその長さに沿って通過する電流によって加熱されるときに巻き上がるバイメタルストリップでありえる。これは、また、当業者に周知である。一般的に、図１９に示される制御メカニズム７６は、上面図から見ると矩形である。しかしながら、カンチレバー７８が個々に制御される限り、制御メカニズム７６は矩形でなくてもよい。力３０の流れがシステム部分４８の左側で減少されるので、左側に対応する印刷インク滴は右側上よりも小さい程度に偏向される。そのように、滴の印刷パターンは、プリントヘッドまたはレシーバを移動することなく、角度を通して回転させられる。
【００４１】
特定のカンチレバー７８に印加される電圧は、カンチレバー７８を緊縮状態から拡張状態に動作させる。本発明にしたがうシステム部分４８を通る気流を制御するために、制御メカニズム７６上の各々のカンチレバー７８の位置は、コントローラ１３４から多数の電圧信号を適用することによって調整される。電圧は、多数の電気リードを通して制御メカニズム７６へ運ばれ、電気リードはシステム部分４８の内部上面に製造されてもよく、リードのシステム部分４８支持またはレシーバとの機械的干渉を防止するために選択された位置で上面を通してコントローラ１３４と接続するために、内部の上面に沿って延び、システム部分４８から出る。
【００４２】
カンチレバー７８が小型のために、効果的に力３０を制御するためにそれらを非常に多数有する必要がある。そのように、多数、例えば１００以上の電気リードを提供する必要がある。制御メカニズム７６は、半導体パッケージ製造の技術において知られたバンプボンディング（ｂｕｍｐ ｂｏｎｄｉｎｇ）のような技術によって、システム部分４８の範囲内でこれらの電気リードに取り付けられることができる。コントローラ１３４は、印刷滴の所望の並進の提供を十分に制御する力３０を達成するために必要な電圧値を決定するためにルックアップテーブルを使用することができる。
【００４３】
あるいは、印刷の前後の何れにおいても、滴の位置はＣＣＤカメラで容易にモニタされることができ、そして、所望の滴位置が達成されるまで、回転の程度はそれからフィードバックループのプログラマブルコントローラ１３４によって調整され、カンチレバーに適用される電圧を変え、それゆえに、カンチレバーの位置を変える。コントローラ１３４から出力される電圧の多数に起因する非常に高度の正確さで、システム部分４８における力３０の流れを制御することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 レシーバにわたってスキャンされる従来技術のインクジェットプリントヘッドを示す。
【図２】 本発明を組み込んだ装置の概略断面図を示す。
【図３】 本発明を組み込んだ装置の概略断面図を示す。
【図４】 本発明を組み込んだ装置の概略断面図を示す。
【図５】 図２の装置の一部および結果として生じる印刷インク滴パターンの概略上面図を示す。
【図６】 図２の装置の一部および結果として生じる印刷インク滴パターンの概略上面図を示す。
【図７】 図２の装置の一部および結果として生じる印刷インク滴パターンの概略上面図を示す。
【図８】 本発明にしたがって作られる図５から図７の装置の部分および結果として生じる印刷インク滴パターンの概略上面図を示す。
【図９】 本発明にしたがって作られる図５から図７の装置の部分および結果として生じる印刷インク滴パターンの概略上面図を示す。
【図１０】 図８および図９の装置により生成された印刷インク滴列を示す。
【図１１】 図８および図９の装置により生成された印刷インク滴列を示す。
【図１２】 図８および図９の装置の別の実施例の概略上面図を示す。
【図１３】 図８および図９の装置の別の実施例の概略上面図を示す。
【図１４】 第１位置とオフセット第２位置との間で移動される図８および図９の装置の別の実施例の概略上面図を示す。
【図１５】 図１４のプリントヘッドのためのレシーバ上に印刷されるインク滴のパターンのタイムヒストリ（ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ）を示す。
【図１６】 結果として生じる印刷インク滴のパターンを伴う図８および図９の装置の別の実施例の概略上面図および断面図を示す。
【図１７】 結果として生じる印刷インク滴のパターンを伴う図１６の実施例の概略上面図および断面図を示す。
【図１８】 結果として生じる印刷インク滴のパターンを伴う図１６または図１７の別の実施例の概略上面図および断面図を示す。
【図１９】 結果として生じる印刷インク滴のパターンを伴う図１６の別の偏向システムの概略上面図および断面図を示す。
【図２０】 図１９の別の実施例の断面図を示す。
【図２１】 結果として生じる印刷インク滴のパターンを伴う図１６の別の実施例の概略上面図、側面図および端断面図を示す。
【図２２】 図２１に示される実施例のための制御表面を示す。
【符号の説明】
１０…装置、１２…加圧インク、１４…インクサプライ、１６…ノズル、１８…プリントヘッド、２０…作動流体、２２…インク滴形成機構、２４…コントローラ、２５…インク滴流れ、２６…インク滴、２８…インク滴、３０…力、３２…インク滴偏向体システム、３４…側溝、３６…パターン、３８…印刷インク滴、４０…基準線、４２…エッジ、４４…制御羽根。

Claims (2)

1. １つの方向に配列された１列の複数のノズルからなるノズルアレイ、
   前記ノズルアレイに対して位置決めされた滴形成機構であって、第１の状態で、飛行軌道に沿って進行する第１の体積を有する選択されたインク滴を形成し、第２状態で、前記飛行軌道に沿って進行する第２の体積を有する選択されないインク滴を形成する滴形成機構、および
   前記飛行軌道に沿って進行する前記選択されたインク滴および前記選択されないインク滴の両方に、偏向させる力を与えるシステムから成り、
   前記力はガス流により生成され、
   前記システムは、前記ノズルアレイと前記溝の間で、前記力を、前記ノズルアレイに直交する第１の方向に加えて、前記選択されたインク滴が前記飛行軌道から分岐しかつインクを受け取る物体への飛行軌道に沿って進行し始め、他方、前記選択されないインク滴が前記飛行軌道から分岐し前記溝で終わる飛行軌道に沿って進行し始めるようにし、さらに、前記システムは、前記力を、前記ノズルアレイに直交しない第２の方向に加えて、その後の選択されたインク滴が前記飛行軌道から分岐し、前記ノズルの列の方向に以前に形成された前記選択されたインク滴に対して変位されて、インク滴を受け取る前記物体への飛行軌道に沿って進行し始め、他方、その後の選択されないインク滴が前記飛行軌道から分岐し、前記溝で終わる飛行軌道に沿って進行し始めるようにする、
   連続インクジェット印刷装置。
2. 請求項１に記載された連続インクジェット印刷装置であって、
   前記飛行軌道に沿って進行する前記選択されたインク滴および前記選択されないインク滴の両方に偏向させる力を与える前記システムの少なくとも一部は、前記力が前記第１の方向に加えられる、前記ノズルアレイに相対的な第１の位置と、前記力が前記第２の方向に加えられる、前記ノズルアレイに相対的な第２の位置との間で動かせる
   連続インクジェット印刷装置。

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