JP4387535B2 - インクジェットアレイ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを分配する装置に関し、詳細には、紙のシートなどを印刷するときに選択的に作動できる一連のインク分配ノズルを備えたインクジェットプリンタ用の印刷ヘッドに関する。
【０００２】
本発明は、この種の装置を備えたインクジェットプリンタにも関する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この種の装置は特に米国特許第４３６４０６７号から知られている。一実施形態では、印刷ヘッドは、断面がほぼ三角形であり、印刷紙に向かった頂点を有して配置されており、斜めの側面の頂部端に配置されかつインクリザーバに接続され、各々がインク分配チャンバに延びている２つのインク入口を頂部に有するベース部材ないしプレートからなり、そのチャンバには関連する斜めの側面に形成されたいくつかのダクトが接続されている。関連する斜めの側面の平面内で、これらのダクトはいくつかの斜めに延びるインク分配ノズルへ向かった弧を描いて収束している。これらのダクトの各々は狭窄部と、その下流に直接配置されている圧力チャンバとを有する。ダクトは電極が配置されている振動プレートにより覆われている。圧力チャンバ内で、電極が設けられている圧電素子が最初に述べた電極に取り付けられている。圧電素子を選択的に作動させることにより、振動プレートが局所的に内部に押し込まれ、必要なダクト内の圧力チャンバの容積が下げられ、インクの特定の量が前記のダクトから関連するインク分配ノズルへ推進される。
【０００４】
既知の印刷ヘッドの欠点は、ベース部材にダクトを作ることがかなりのトラブルと作業を伴うことである。
【０００５】
２つの平坦な側面とヘッド表面を有するベース部材ないしベースプレートを備えており、各側面に、ベース部材を通ってヘッド表面に向かって延びているインクトンネルとヘッド表面の隅付近で融合する平行なインクダクトの列が形成されている他の既知のプリンタのヘッドにインク通路を作成する際にも、類似の難点が見うけられる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一態様から、本発明の目的はこの点を改善することである。このために、本発明によれば、側面と側面に対してある角度をなしかつリザーバから出るインク用の入口を有するヘッド表面と、分配チャンバと、ヘッド表面に配置されたいくつかのインク分配ノズルと、１つまたは複数の側面に沿ってインク分配チャンバとインク分配ノズルの間に延びているいくつかのインク通路と、その側面のインク通路にあり、インクをそこからインク分配ノズルへ選択的に推進するための手段とを有する本体を含んでいる、紙のシートなどにインクを分配する装置であって、少なくとも通過手段からインク分配ノズルへの経路上のインク通路が、関連する側面の表面および本体の隣接ヘッド表面に平行で連続した開いたダクトとして形成される装置が提供される。
【０００７】
本体の表面での平行な構成および連続した姿勢の結果として、関連する側面およびヘッド表面におけるダクトの製造は、ダクトの方向への機械加工を連続して行うことにより正確に行われる。機械加工の場合、例えば、いくつかの平行なフライスディスクを有するフライスツールを使うことができる。
【０００８】
ダクトが、関連する側面と連結ヘッド表面で滑らかで凸形に湾曲した通路を通るのが好ましく、詳細にいえば、その遷移領域を通るのが好ましい。その結果、インクの流れはより滑らかとなり、インクの分配はより正確に行われる。
【０００９】
機械加工操作はこのようにしてより滑らかに進められ、不正確さに起因する機械加工のギャップは最低に抑えられる。
【００１０】
機械加工は、関連する側面と隣接ヘッド表面が少なくともその遷移領域において滑らかで凸形に湾曲している場合、より単純化される。
【００１１】
この場合、外部からダクトを遮断することが容易になる。それは、鋭い変化の場合のようにフォイルが塑性的かつ局所的に変形される必要がなくダクトを適切なフォイルのような連続したインク耐密層で覆うことができるからである。
【００１２】
ダクトの下流端に配置されるインク分配ノズルを、前記インク耐密層内に形成させることにより、この層に他の機能を容易に与えることができる。こうして本体の機械加工操作の数は最低に抑えられる。この機械工作と平行してインク耐密層を作成し、１つの操作で本体に取りつけることができる。
【００１３】
インク推進手段がダクトに対して作動できるいくつかの圧電素子を備え、インク耐密層が圧電素子とダクトの間に延びている場合に、更なる単純化が得られる。
【００１４】
本体がインク通路の外側境界を形成する材料を必要としないため、インク通路を互いに小さい中心間距離で配置できる。
【００１５】
本発明による装置の他の発展形態では、本体にダクトが形成され、一方の側面のダクトが反対側の側面のダクトに関しオフセットされており、ダクトが、円錐形の下流端を有している２つの側面を備えているという点において、この利点が強化される。この円錐形端部は、フライスツールがダクトの端へ来た時に、ほぼＴ、ＶまたはＵ形のダクトがツールによって自動的に作られるように製造される。他のダクトの円錐形端部は、分配端部にあるダクト、したがって更にインク分配ノズルが、インク分配ノズルが互いに整列して配置される場合でもそのときより接近して配置できることを確実とする。その結果密度が高く、したがって、より緊密な印刷パターンが紙のシートに形成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に本発明について、添付の図面に示す例示的ないくつかの実施形態に関して説明する。印刷ヘッド付属品１はプレート２を備え、これは、例えばセラミック材からなり、ベースプレートとしても知られる。ベースプレート２は対称面Ｓを有しており、インクジェットプリンタ（詳細には示さない）に固定する手段、例えば、ねじ穴２２を備えている。
【００１７】
図３Ａより明らかなように、ベースプレート２はいくつかのキャビティ３、９、１０を備えている。キャビティ３はインクジェットプリンタ内でインク源に接続され、必要に応じ分割されている。中空の空間３は長い側面を壁４ａおよび４ｂによって画定しており、これらの壁は平行関係で延びているが、斜めの側面１５ａ、１５ｂおよび凸形に湾曲したヘッド表面７が形成されているベースプレートの円錐底部において合体している。
【００１８】
底端で、中空空間３には、側面１５ａ、１５ｂに延び、細長いインク分配チャンバ５ａ、５ｂにつながっている通路８ａおよび８ｂが設けられている。
【００１９】
（インクダクト６ａおよび６ｂのそれぞれを形成する）平行な溝の列が、側面の表面１５ａ、１５ｂおよびヘッドの表面７において切られており、それらの一部だけが示されている。これらのダクトは分配チャンバ５ａ、５ｂの帯域からヘッド表面７の中間帯域まで延びている。ダクトを作るため、図３Ｂに略示され、例えば一連の平行フライス（ミリング）ディスクからなっているフライスツール３０を側面１５ａおよびヘッド表面７に沿って比較的容易に動かすことができる。これらの条件では、ダクト６ａの頂部端部は、最初側面表面１５ａに平行にベース１２ａまで延びた後、端部１４ａを壁４ａの垂直表面（図面に関し）で斜めにしながら延びる。ヘッド表面７で、ダクト６ａの底部１２ａは、端部１３ａを斜めにしながら、対称面Ｓの面を若干通過してヘッド表面７の表面の端部で終わるように真っ直ぐ延びる。
【００２０】
図２Ｃに示すように、ダクト６ａ、６ｂは断面がほぼＶ形であり、丸みのついた底部１２ａがついている。ダクト６ａの間には、ベースプレート２の表面に配置される狭いバンク１１ａがある。可能な寸法についてのヒントを与えるため、ダクト６ａの最大幅ｂは０．２８ｍｍであり、最大深さｔは０．２ｍｍ、ダクトの間の中心間距離ｄは約０．３４ｍｍ、底部１２ａの曲率Ｒは０．０５ｍｍである。
【００２１】
他の側面表面１５ｂのダクト６ｂは同じ方法で形成され、フライスツールはベースプレート２に関し、中心間距離の半分だけオフセットされている。図２Ｂに示すように、ダクト６ａおよび６ｂは互いにそのＶ字形ないし円錐形の端部帯域１３ａ、１３ｂの間に延びており、ダクトの端部が比較的密度の高い一連のインク分配端部を形成する。この種の構造は、射出成形技術による製造にも非常に適している。
【００２２】
図４は、ダクトが覆い層、詳細にいえば、可撓性のフォイル１２３により外面から覆われているという点で本発明による印刷ヘッド付属品が若干改変された実施形態１０１を示す。そこでは、ヘッド表面で、このフォイル１２３には連続した穴ないしノズル１２１が設けられており、これを通って、ダクト６ａ、６ｂおよび端部領域１３ａ、１３ｂに溜まったインクの液滴が紙などに向かって垂直下方に推進される。フォイルの厚さは０．０２ｍｍ以上である。
【００２３】
ベースプレート１０２の表面が丸みを帯びた形状をしているため、フォイル１２３はこの周りに曲げられ、縮れなどの永続的な変形を伴わないで固定される。したがって、部分１２０により、フォイル１２３はノズル１２１を形成する帯域を形成でき、またヘッド表面でダクト１０６ａ、１０６ｂを覆い、ヘッド表面帯域１０７ａ、１０７ｂを部品１１６ａ、１１６ｂにより覆う。
【００２４】
くし形の圧電素子１１８ａ、１１８ｂは上流に取り付けられ、選択的な作動により下方に簡単に動かされる脚１１９ａ、１１９ｂが設けられる。ここで、フォイル１２３は帯域１１７ａ、１１７ｂによって延長され、ダクトを覆い、脚１１９ａ、１１９ｂの運動を可能とするように脚１１９ａ、１１９ｂとダクト１０６ａ、１０６ｂの間に延びている。それにより、当該ダクト内で、脈動する圧力をそのダクトに存在するインクに伝え、インクを関連するノズル１２１から出す。
【００２５】
側面表面、およびヘッド表面の丸みのついた形状は、ダクトを作り、連続したフォイルを使うのに有利なだけでなく、ダクトが滑らかな構成を有しているため、インクの分配を正確に行うため有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるインク分配装置または「印刷ヘッド付属品」の第１の実施形態の側面図である。
【図２Ａ】図１に示した印刷ヘッド付属品の底面図である。
【図２Ｂ】図１または図２Ａに示した印刷ヘッド付属品の下面の詳細図である。
【図２Ｃ】図１および図２Ａに示した印刷ヘッド付属品のいくつかのインクダクトの断面図である。
【図３Ａ】図１に示した印刷ヘッド付属品のＩＩＩ―ＩＩＩ線における断面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの断面図の詳細である。
【図３Ｃ】図３Ａの断面図の詳細である。
【図４】本発明による印刷ヘッド付属品の第２の実施形態の斜視図である。
【符号の説明】
１、１０１ 印刷ヘッド付属品
２、１０２ ベースプレート
５ａ、５ｂ 分配チャンバ
６ａ、６ｂ、１０６ａ、１０６ｂ ダクト
７、１０７ ヘッド表面
１１８ａ、１１８ｂ くし形の圧電素子
１１９ａ、１１９ｂ 脚
１２１ ノズル
１２３ フォイル

Claims (10)

1. 側面および側面に対してある角度をなしかつリザーバから出るインク用の入口を有するヘッド表面と、分配チャンバと、ヘッド端部に位置するいくつかのインク分配ノズルと、１つまたは複数の側面に沿ってインク分配チャンバとインク分配ノズルの間に延びているいくつかのインク通路と、その側面のインク通路にあり、インクをそこからインク分配ノズルへ選択的に推進するための手段とを有する本体を含んでいる、紙のシートなどにインクを分配する装置であって、前記側面が、前記本体の対称面に対して斜めであり、かつ少なくとも通過手段からインク分配ノズルへの経路上のインク通路が、本体の関連する側面の表面および該関連する側面に隣接するヘッド表面に、平行かつ一連の開放されたダクトとして形成され、
   ダクトが、関連する側面および該関連する側面に隣接するヘッド表面、特に関連する側面と該関連する側面に隣接するヘッド表面との間の遷移領域内で滑らかに凸形に湾曲した経路を通り、関連する側面の表面および該関連する側面に隣接するヘッド表面が、関連する側面の表面と該関連する側面に隣接するヘッド表面との間の少なくとも遷移領域内で滑らかに凸形に湾曲しており、
   ダクトが、連続したインク耐密層により覆われている装置。
2. 連続したインク耐密層が、適当なフォイルである請求項１に記載の装置。
3. インク分配ノズルがインク耐密層内に形成され、ダクトの下流端に位置している請求項２に記載の装置。
4. インク推進手段が、ダクトに対して作動するいくつかの圧電素子を含んでおり、インク耐密層が圧電素子とダクトの間に延びている請求項２または３に記載の装置。
5. 本体が、ダクトが形成されている２つの側面を備えている請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
6. 一方の側面のダクトが反対側の側面のダクトからオフセットされている請求項５に記載の装置。
7. ダクトの下流端が円錐形である請求項６に記載の装置。
8. インク分配ノズルがすべて１列に位置している請求項７に記載の装置。
9. ヘッド表面が、両側へ延びる凸形表面を有する請求項５から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の装置を備えたインクジェットプリンタ。

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