JP4340127B2 - インクペレットの分配装置を備えてなるインクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、実質的に同一形状のインクペレットを分配するための装置を備えてなるインクジェットプリンタに関する。本発明はまた、かかるプリンタで使用するために適切な分配装置に関する。

上に記載のような種類のプリンタは周知である（例えば、特許文献１を参照。）。かかるプリンタでの分配装置は、丸いインクペレットを保持するために垂直に延在しているホルダーを有する。このホルダーの基部は、インクペレットを一つずつ分離するための分離ユニットに延在している。この分離ユニットは、単一の分離作用によって、インクペレットの供給からインクペレットを分離する。分離ユニットの特異的な構成は、２つ以上のインクペレットが同時に分配されることを防ぐ。しかしながら、インクペレットの分離が比較的信頼性に欠けることが周知のインクジェットプリンタの問題点である。一般的に、インクペレットは、分離ユニットの千分の一の分離作用で分配されない。特に、インクの需要が高い適用において、例えば，フルカラー印刷のポスターにおいて、これは、一時的に印刷を中断しなければならないか、さもなければ、アーティファクトを印刷する状況を引き起こす。周知の分配装置の別の問題点は、分離作用がユーザにとって不快である比較的無視できないくらいのノイズを伴うことである。また、この種類のプリンタも周知である（例えば、特許文献２を参照。）。このプリンタの分配装置はさらに信頼性が低い。
欧州特許第１ １０１ ６１７号明細書 米国特許第４，７２３，１３５号明細書

本発明の目的は、インクペレットが非常に高い信頼性で分離手段によって分配装置を提供することである。

驚くべきことに、この種類の装置を使用すると、一般的に９９．９９５％の非常に信頼性が高いインクジェットプリンタを得ることが可能であることが判明した。さらに、調査は、既知のインクジェットプリンタの極めて高い信頼性の欠如は、多くの場合、分離ユニット自体の欠乏の結果ではなく、分離ユニットの供給パスの欠乏の結果に結びつくことを示す。インクペレットが分配されない分離作用は、しばしばインクペレットの遮られた供給が伴う。換言すると、周知の分配装置において、妨害物が、規則的に供給パスに生じている。かかる妨害物は、通常はそれら自身で消滅するが、しかし、必要とされる時間においてインクペレットの分配を妨害する。

本発明によるインクジェットプリンタにおいて、インクペレットは、実質的にほとんど水平で延在するパスにわたって供給される。境界手段が提供されるので、インクペレットが単一層に延在する、少なくとも重要な程度までの保証がある。結果として、実際に、インクペレットはもう一方に位置せず、これは、ペレットの供給の信頼度を増加させることに寄与することが分かる。ペレットの層は、少なくとも２つのペレットの長さである、ペレットの単一列に導く。結果として、ペレットは実際に一つずつ分離ユニットに供給される。分離ユニットの入り口開口部を妨害する２個以上のペレットの危険は、結果として、実際的に完全に除外される。本発明によるインクジェットプリンタで使用するために適切な多くの種類の境界手段が存在することは明らかである。したがって、壁又は障害のような明確な境界手段が使用することができるだけでなく、例えば、ペレット小球に力を働かせることによる無形の境界手段は、請求項１で規定されるような配置を保証することができる。

一つの実施態様において、上述した角度は２０°以下である。そのような角度で、ブリッジ構成の危険性が急激に多大で減少されることが判明した。ブリッジ形成は、２つ以上のインクペレットをダクトのブリッジで形成する現象である。ブリッジはある強度を有するので、インクペレットの移動は少なくとも一時的に阻止される。この結果は、２０°以下の角度ではいずれにしてもほとんど生じないように見える。

一つの実施態様において、上述した角度は１２°以下である。１２°以下の角度で、単一の層が自己回復能力を有することが判明している。何らかの理由で数多のインクペレットがダクトで他の上に位置することが分かった場合、例えば、インクジェットプリンタとユーザとの衝突の結果、かかる実施態様の層による傾斜の角度は、非常に迅速に単一層になるであろう。結果として、さらに信頼性が高まる。

一つの実施態様において、単一列は、分離ユニット直前の少なくとも５つのインクペレットにわたって延在する。特に、高いインク消費を有するプリンタにおいて、これがインクペレットの供給におけるかなり一層な改良を与えることが判明した。この理由は完全に明らかではなく、おそらく、少なくとも５つのペレットの列、したがって、少なくとも４つの個々のインクペレットのバッファーの存在は、ダクトでの移動の一時的な妨害の発生であっても、かかるバッファーが移動においてたとえ比較的長時間の妨害を吸収するように十分多量であるために、分離ユニットへの供給を妨害しないという事実による。

一つの実施態様において、第二の境界手段は、単一層が次第に流れの方向で狭くなるようなものである。かかる実施態様において、ダクトでの移動は多少のインクペレットの幅上で開始し、その後この幅は次第に減少し、直前の分離ユニットの単一列に最小的に合併する。したがって、分配装置の移動での妨害の危険性はさらに減少される。

さらなる実施態様において、かかる単一層はくさび形である。この実施態様では、層の幅は連続的に減少する。連続する減少の結果として、移動ダクトでのデッドアングル（dead angle）は存在しない。これは、平均よりも長時間においてダクトに存在する一つ以上のインクペレットの危険性を多大に減少する。

一つの実施態様において、ダクトは、かかる層が２つのインクペレット上の流れの方向で横に延在する位置でこの層に向かって導かれる凸状のふくらみを有する。特に、横の移動方向を考慮する、層が２つのインクペレット上を延在するダクトの位置において、移動の妨害の比較的相当な危険性がある。明らかに、２つのインクペレットのブリッジは、境界手段によって定義されるように層の境界間で比較的容易に形成できる。加えて、２つのインクペレットのブリッジは、比較的強度である。かかるブリッジ形成はこの実施態様において除去できることが分かる。インクペレットが遭遇する凸状のふくらみの結果として、ふくらみの位置において移動方向とは異なる方向での移動を強いられる。加えて、インクペレットは、かかる突然の反発移動の結果として、変化する度合いに対して回転するように現れる。この結果は、ふくらみ周辺でのインクペレットの妨害の危険性が実質的に０であることである。

一つの実施態様において、装置の直前の上流位置は、インクペレットの三次元容積を保持するために適切なインクペレットホルダーを備えて提供される。この種類のホルダーの存在によって、多くのインクペレットは分配装置で受け取りできる。これは、インクペレットの量を補充する必要性の頻度が現在はわずかであるために、インクジェットプリンタをユーザにとって使いやすくする。分配装置を供給することはさらに可能であり、カートリッジとしてダクトと、ホルダーと任意に分離ユニットを備えて提供され、インクペレットが使い果たされた場合に全体的に置き換える。

ダクトとホルダーの両者が基部を有し、ホルダーの基部がダクトの基部に合流する、別の実施態様において、ギャップ形態の開口部は、移動の位置におけるホルダーの壁に提供され、ギャップの高さはインクペレットの直径よりわずかに大きい。この実施態様では、インクペレットは、実質的に重力の作用によって、例えば、丸いインクペレットの場合に、ダクトの基部に対するホルダーの基部上に移動できる。ホルダーとダクトとの間の移動でのギャップは、インクペレットの単一層がホルダーから現れるようである。換言すると、この実施態様において、ギャップは上に記載の第二境界手段の重要な部分である。

ダクトが基部と２つの側壁を有する実施態様において、基部は段を有する。この実施態様において、連続的な斜面はないが、代わって、ダクトに突然のくぼみの存在後に角度はダクトのわずかな部分上で具体化される。次いで、移動は、傾斜のわずかな角度での実質的に水平部分にわたって連続する。この実施態様において、インクペレットは各段からわずかな傾斜を備えたダクトの次の部分に落ちる。この機械的な衝撃の結果として、ブリッジの発生率はさらに、打ち消し、ペレットは、段階から段階へと、いわば連続的に回転する。この種類の良好な移動は丸くないペレットでも達成できる。

別の実施態様において、段は、ダクトでの流れの方向で９０°以外の角度を形成する。この実施態様では、ペレットは、ペレットが段を落ちる場合に移動方向での回転移動を受けるだけでなく、移動方向での角度を形成する方向での回転移動を有する。結果として、移動はさらに改善される。

さらなる実施態様において、ダクトの基部は側壁に関して移動式である。この実施態様では、壁に関する基部の移動の結果として、力は、特に基部及び側壁の両方に接しているインクペレットに及ぼされる。この手法では、インクペレットが壁に止まるのを防ぐことは可能である。

上に記載の別の実施態様において、ダクトの基部は、側壁に関してちょうつがい式である。次いで、分配装置は欧州特許第１ １０１ ６１７号で周知のように分離ユニットを備えて容易に設備できるために、この実施態様は有用である。かかる実施態様のダクト及びホルダーの基部は、分離ユニットの分離操作で結合式に移動できる。これは分配装置の構成を簡素にして、さらに簡素に形成するカートリッジでの全体の分配装置を活用する。

上に記載の実施態様のさらなる別の改善によって、ちょうつがい点は、上流位置の周りに位置している。この手法において、ちょうつがい式移動でのインクペレットで満たされたホルダーの影響は、比較的最小限である。ちょうつがい点がホルダーの近隣であるために、比較的わずかな力は、完全なホルダーにもちょうつがい式にすることを必要とされる。この手法では、強力なモーターでの分配が可能で、さらに基部の移動によってわずかなノイズが生じる。

さらにインクペレットを移動するためのダクトは、様々な流れの方向を有することができることを注意するべきである。換言すると、ダクトはまた、曲げることができる。これは、ただ１つの方向へ延在する管があまりにも多くの場所を占有する適用において有用であるかもしれない。

本発明は、下記に記載の実施例を参照して説明される。

この目的のために、インクジェットプリンタが開発されて、かかる装置は、上流位置から下流のインクペレット分離ユニットまでインクペレットを移動するためのダクトと、インクペレットが分離ユニットの直前のダクトの中の流れの方向に単一の列を形成するような第一境界手段と、インクペレットが列の直前のダクト内で単一層を形成するような第二境界手段と、を有し、かかる列は少なくとも２つのインクペレットにわたって延在する長さを有し、かかる層は水平面とわずかに角度を形成することを特徴とする。

図１はインクダクトを備えて提供されるプリンタを示す。この実施態様において、プリンタは、基板２を支持するローラー１を有し、４つのプリンタヘッド３に沿って移動する。ローラー１は、矢印１によって示されるようにローラーの軸に関して回転式である。キャリッジ４は４つのプリンタヘッド３を有し、ローラー１に平行して、矢印Ｂによって示される方向で反復移動できる。この手法では、プリンタヘッド３は、例えば、紙のシートである、受け基板２を走査できる。キャリッジ４はロッド５及び６上を導かれ、目的に適切な手段（示されていない）によって駆動される。

図に例示された実施態様において、各プリンタヘッドは８つのインクダクトを有し、各々は、それ自身のノズル７を備え、かかるノズルはローラー１の軸に対して各々垂直である、４つのノズルの２列を形成する。プリンタの実際的な実施態様において、プリンタヘッドごとのインクダクト数は、何倍も大きい。各インクダクトは、インクダクトを活性化するための手段（示されていない）と、関連する電子発動回路（示されていない）とを備えて提供される。この手法では、インクダクトと、インクダクトを活性化するための手段と、及び発動回路は、ローラー１の方向でインク小滴を発射する役割ができる、ユニットを形成する。インクダクトが画像のように活性化される場合、基板２にインク小滴から構築される画像を形成する。

基板が、インク小滴がダクトから発射される種類のプリンタで印刷される場合、基板又は基板の一部は、ピクセル列及びピクセルカラムの規則的なフィールドを形成する固定された位置に（想像上）分割される。一つの実施態様において、ピクセル列はピクセルカラムに対して垂直である。結果となる個別位置は、各々、一つ以上のインク小滴を備えて提供される。ピクセル列及びピクセルカラムに平行な方向で長さ単位ごとの位置数は、印刷画像の解像度と呼ばれ、例えば、４００ｘ６００ｄ．ｐ．ｉ．（“インチごとのドット”）として示される。プリンタのプリンタヘッドのノズル列の画像状の活性化によって、図１に示されるようにピクセルカラムに対して実質的に平行であるノズルの列である、ピクセル列に対して実質的に平行な方向で基板のストリップ上を移動する場合、インク小滴から構築される画像は基板に形成する。

かかる実施態様では、プリンタは、簡素化のために図１には１つだけしか示されていないが、各色につき一つである、多数の分配装置８を備えて提供される。この種類の分配装置で、各プリンタヘッドにおいてインクペレットを分配することが可能である。使用されるインクは、暖かい溶解インクである。この種類のインクは、室温において固体であり、高温度では液体である。このインクは、プリンタヘッドのインクが溶解し、一変的には１３０℃である、操作温度までもたらされた後に、プリンタヘッドの各々での固定形態で分配される。プリンタヘッドのうちの１つで液体インクの不足の可能性があると直ちに、キャリッジは分配ライン９を備えて対応する分配装置レベルの下に適切なプリンタヘッドが配置されるために移動される。次いで、一つ以上のインクペレットはプリンタヘッドに分配され、かかるペレットは開口部１０を介してプリンタヘッドに入る。次に、かかるペレットは溶解されて、操作温度までもたらされる。この手法では、各プリンタヘッドは常に十分なインクを備えることができる。

図２は、インクペレットの三次元供給を維持するためのホルダー２０を有する分配装置８の縦断面を示す図である。加えて、装置は、インクペレットが上流のホルダー２０から下流の分離ユニット２２まで移動するための移動ダクト２１を有する。この実施態様のダクト２１とホルダー２０は、共通の基部２３を有する。ダクトは、２つの壁（示されていない）によって側面に境界付けられ、ホルダーもまた同じである。ホルダー２０は、インクペレット２５の備蓄を含み、簡素化のために図では最上部と最下部のペレットだけが示されている。ダクト１に面する側において、ホルダーはパーティション２６によって境界付けされる。パーティション２６と基部２３との間に、インクペレットの直径よりもわずかに大きい開口部３１がある。このホルダーの境界システムの結果、インクペレットの単一層だけがホルダーからダクトまで通過される。ダクトが水平に位置する、わずかな角度の結果、インクペレットは分離ユニットの方向にそれら自身で回転する。ダクトの幅が２つのインクペレットの直径と等しい長さで移動方向にインクペレットの単一の層が横に延在するような場合、凸状のふくらみが形成される。ダクトの壁がしっかりとここで共に閉じているので、つまり、一つのインクペレットの直径よりほんのわずかに大きい分だけ間隔が離れているので、単一層は流れ方向を横断して境界付けられ、インクペレットは分離ユニット２２の方向の単一列として流れる。この列はインクペレット５１で始まる。分離ユニット２２直前のペレットである、かかる列の最後のペレットは、インクペレット５０である。分離ユニットの壁によって続くインクペレットは境界付けられ、したがって、ペレットはもはや請求項で定義されるようなダクトで位置しない。示される分離ユニットは、欧州特許第１ １０１ ６１７号で周知の物と同様である。インクペレット２８を分離するために、基部２３は点線２９によって示されるように下に移動される。結果として、インクペレット２８は分離され、ユニット２２の放水路は、再度、インクペレットで満たす。この種類の分離ユニットは、前述の欧州特許第１ １０１ ６１７号で詳細に記載されている。基部を移動するために、ピボット３０の手段によって分配装置に固定される場合、基部はちょうつがい式に付けられる。ピボットがホルダー２０の真下に位置するので、基部を移動するために比較的わずかなエネルギーが必要とされ、したがって、インクペレットはそこに留まる。基部がダクト２１及びホルダー２０の壁に関して移動することを注意するべきである。壁に関する、かかる相対的な移動の結果として、余分な力が重力に加えて発生し、分離ユニットに向かうインクペレットの移動をシミュレートする。

ある場合、例えば、強力な機械的な衝撃が分配装置に与えられる場合（誰かがこの装置の部分を形成するプリンタと衝突するので）、インクペレットの多層がダクトで一時的でしばしば局地的に発生することを注意するべきである。この実施態様が１２°より小さい傾斜角度を活用するので、層は単一層に対して層自体で元に戻る。これは移動の信頼性に有用であることが判明した。

図３は図２で示されるような分配装置８の上面図である。先細になる壁４０及び４１がインクペレットのＶ字形の層に帰着することが判明している。これは、ダクトでのブリッジ形成の危険性を減少する。先細になる壁及びふくらみ２７の結果、インクペレットの単一層は、ふくらみ２７の後で単一列として流れ続けるような方法で最終的に境界付けされる。これは、非常に高い信頼性で分離ユニット２２までの個々のインクペレットの供給を保証する。

分配装置が比較的多量のインクペレットを備えて提供できるので、この装置はカートリッジとして使用できる。かかる目的において、インクジェットプリンタは、インクジェットプリンタの分配位置で取り外し式に分配装置を固定するための手段を備えて提供される（固定手段は示されていない）。

本発明によるインクジェットプリンタ及び分配装置を示す図である。 本発明による分配装置の断面を示す図である。 図２による分配装置の上面図である。

符号の説明

１ ローラー
２ 受け基板
３ プリンタヘッド
４ キャリッジ
５ ロッド
６ ロッド
７ ノズル
８ 分配装置
９ 分配ライン
１０ 開口部
２０ ホルダー
２１ ダクト
２２ 分離ユニット
２３ 基部
２５ インクペレット
２６ パーティション
２７ ふくらみ
２８ インクペレット
２９ 点線
３０ ピボット
３１ 開口部
４０ 先細になる壁
４１ 先細になる壁
５０ インクペレット
５１ インクペレット

Claims (15)

1. 実質的に同一形状のインクペレットを分配するための装置を備えてなるインクジェットプリンタであって、
   前記装置は、
   上流位置から下流のインクペレット分離ユニットまで前記インクペレットを移動するためのダクトと、
   前記ダクトの前記分離ユニットの位置において、前記インクペレットが流れの方向に、単一列を形成するような第一境界手段と、
   前記ダクトの前記単一列よりも上流側の位置において、前記インクペレットが単一層を形成するような第二境界手段と、
   を有し、
   前記単一列は、前記流れの方向に沿って、少なくともインクペレットの２倍の長さを有し、
   前記単一層は、水平面に対してわずかな角度を形成することを特徴とする、インクジェットプリンタ。
2. 前記角度は２０°以下であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記角度は１２°以下であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記単一列は、前記流れの方向に沿って、少なくともインクペレットの５倍の長さを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記第二境界手段は、前記単一層が前記流れの方向に、次第に狭くなるようなものであることを特徴とする請求項1乃至４の何れか一項に記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記層はくさび形であることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタ。
7. 前記ダクトは、凸状のふくらみを有し、前記単一層の流れは、前記凸状のふくらみを通って、前記単一列の流れに変化することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のインクジェットプリンタ。
8. 前記装置の上流位置には、インクペレットの三次元容積を保持することに適した、インクペレットホルダーが提供されることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のインクジェットプリンタ。
9. 前記ダクトと前記ホルダーの両者は、基部を有し、前記ホルダーの基部は、前記ダクトの基部と結合され、
   前記ホルダの前記分離ユニットと対向する壁には、前記インクペレットが通る開口が提供され、
   前記開口の寸法は、前記インクペレットの直径よりわずかに大きいことを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリンタ。
10. 前記ダクトは基部及び２つの側壁を有し、前記基部は段を有することを特徴とする請求項1乃至９の何れか一項に記載のインクジェットプリンタ。
11. 前記段は、前記ダクトの流れの方向に対して、９０°以外の角度を形成することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットプリンタ。
12. 前記ダクトの前記基部は、前記インクペレットの流れを増すように、下方に移動可能であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のインクジェットプリンタ。
13. 前記ダクトの前記基部は、前記インクペレットの流れを増すように、ちょうつがい運動による移動が可能であることを特徴とする請求項１２に記載のインクジェットプリンタ。
14. ちょうつがい点は、前記上流位置の周りに位置していることを特徴とする請求項１３に記載のインクジェットプリンタ。
15. 実質的に同一形状のインクペレットを分配するための装置であって、
    前記装置は、
    上流位置から下流のインクペレット分離ユニットまで前記インクペレットを移動するためのダクトと、
    前記ダクトの前記分離ユニットの直前の位置において、前記インクペレットが流れの方向に、単一列を形成するような第一境界手段と、
    前記ダクトの前記単一列よりも上流側の位置において、前記インクペレットが単一層を形成するような第二境界手段と、
    を有し、
    前記単一列は、前記流れの方向に沿って、少なくともインクペレットの２倍の長さを有し、
    前記層は、水平面に対してわずかな角度を形成することを特徴とする装置。

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