JP4925646B2 - 液滴射出装置 - Google Patents
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Description
本開示内容は、概して液滴射出デバイスなどを含む液滴射出装置に関する。
印刷された媒体を生じるためのドロップオンデマンド式インクジェット技術は、プリンタ、プロッタ及びファクシミリ機などの商品に使用されている。一般に、インクジェット画像は、プリントヘッドやプリントヘッドアセンブリにおいて複数の液滴発生器によって射出されたインク液滴を、受取面に選択的に配置することにより形成される。例えば、プリントヘッドアセンブリ及び受取面は互いに相対的に移動され、液滴発生器は、例えば適切なコントローラによって適切な時間に液滴を射出するように制御される。受取面としては、転写面や紙などの印刷媒体が可能である。転写面の場合、その上に印刷された画像は後で紙などの出力印刷媒体に転写される。
インクジェットプリンタのような液滴射出装置の液滴の質量／容量や液滴速度の制御は難しい場合がある。
なお、本願に関連する関連技術があるが、上記の問題点は解決されていない。
米国特許第６，５９２，２１６号明細書
本発明は、液滴の制御を容易にする液滴射出装置を提供する。
本発明の液滴射出装置は、マニホールドと、マニホールドに音響的に結合された粘弾性構造と、マニホールドに流体連通した複数の液滴発生器と、からなる。
図１は、ドロップオンデマンド式印刷装置の実施の形態の概略ブロック図であり、この印刷装置は、コントローラ１０と、液滴を射出する複数の液滴発生器を含むプリントヘッドアセンブリ２０とを含む。コントローラ１０は、各液滴発生器に各々の駆動信号を与えることによって液滴発生器を選択的に作動させる。液滴発生器の各々は圧電変換器を用いることができる。他の例として、液滴発生器の各々は、剪断モード変換器、環状の圧縮変換器、電子圧縮変換器、電磁変換器又は磁気抑制変換器を使用できる。プリントヘッドアセンブリ２０は、例えばステンレススチールから成る積層されたシートやプレートのスタックで形成することができる。
図２は、図１に示す印刷装置のプリントヘッドアセンブリ２０において使用することのできる液滴発生器３０の実施の形態の概略ブロック図である。液滴発生器３０は、例えばインクを含むマニホールドからインク３３を受け取る流入路３１を含む。インク３３は、例えば可撓性ダイヤフラム３７によって片側が境界づけられたインク圧又は圧力チャンバ３５内に流れる。電気機械式変換器３９が可撓性ダイヤフラム３７に取り付けられており、例えば圧力チャンバ３５の上に位置することができる。電気機械式変換器３９としては、例えば、コントローラ１０から液滴射出信号及び液滴非射出信号を受け取る電極４３間に配置されたピエゾ素子４１を含む圧電変換器が可能である。電気機械式変換器３９を作動させると、インクが圧力チャンバ３５から流出路４５を通って液滴形成ノズル又はオリフィス４７に流れ、そこから、インク液滴４９が、例えば転写面としうる受取媒体４８に向けて射出される。
インク３３としては、溶融又は相変化した固体インクが可能であり、電気機械式変換器３９としては、例えば撓みモードで作動される圧電変換器が可能である。
図３は、プリントヘッドアセンブリ２０（図１）において使用することのできる流体構造の実施の形態のブロック図である。流体構造は、インクリザーバ又はタンクなどのインク供給部からインク３３を受け取る主マニホールド６１を含む。主マニホールド６１は複数の中間マニホールド１６１と流体連通しており、これらの各々は複数の液滴発生器３０に流体連通している。あるいは、液滴発生器３０が主マニホールド６１とより直接的に流体連通することができるように中間マニホールド１６１を省略してもよい。
図４は、図３のマニホールド構造のマニホールドのうちいずれか１つとして用いることのできるマニホールド２６１の実施の形態の概略ブロック図である。マニホールド２６１は、基板１２０に形成されたマニホールドキャビティ２６１Ａと、マニホールドの壁を形成するコンプライアントな壁２６１Ｂと、コンプライアントな壁２６１Ｂに取り付けられた粘弾性層７１を含む。特定の用途によっては、粘弾性層７１をコンプライアントな壁２６１Ｂの外側表面に配置してもよいし、コンプライアントな壁２６１Ｂの内側表面に配置してもよい。粘弾性層７１は、粘弾性の固体や粘弾性のフォーム（泡）とすることができる。例えば、マニホールド２６１が形成された基板１２０の内部にコンプライアントな壁２６１Ｂがある実施の態様や、コンプライアントな壁２６１Ｂが他の方法で封入されている実施の態様では、粘弾性のフォームを注入することができる。粘弾性層７１は、粘弾性及び可撓性の回路基板などの粘弾性回路基板とすることもできる。更に粘弾性層７１は、粘弾性可撓性基板のような粘弾性基板と、粘弾性基板により支持されたヒーターとすることができる。また、粘弾性層７１は粘弾性回路基板／ヒーター構造とすることができる。コンプライアントな壁２６１Ｂは、弾性のあるコンプライアントな壁とすることができ、例えばステンレススチールや粘弾性材料から成ることができる。
図５は、図３のマニホールド構造のマニホールドのうちいずれか１つとして用いることのできる更なるマニホールド２６１の実施の形態の概略ブロック図である。マニホールド２６１は、基板１２０に形成されたマニホールドキャビティ２６１Ａと、マニホールドの壁を形成するコンプライアントな壁２６１Ｂと、コンプライアントな壁２６１Ｂから離れて位置する壁２６１Ｃと、コンプライアントな壁２６１Ｂとコンプライアントな壁となることのできる壁２６１Ｃとの間に層状に配置された粘弾性層７１を含む。コンプライアントな壁２６１Ｂは、弾性のあるコンプライアントな壁とすることができ、ステンレススチールや粘弾性材料から成ることができる。壁２６１Ｃも、例えばステンレススチールや粘弾性材料から成ることができる。粘弾性層７１は、粘弾性の固体や粘弾性のフォームから成ることができる。粘弾性層７１は、粘弾性及び可撓性の回路基板などの粘弾性回路基板とすることもできる。更に粘弾性層７１は、粘弾性可撓性基板のような粘弾性基板と、粘弾性基板により支持されたヒーターとすることができる。また、粘弾性層７１は粘弾性回路基板／ヒーター構造とすることができる。
図６は、図３のマニホールド構造のマニホールドのうちいずれか１つとして用いることのできる他のマニホールド２６１の実施の形態の概略ブロック図である。マニホールド２６１は、基板１２０に形成されたマニホールドキャビティ２６１Ａと、マニホールドのコンプライアントな壁を形成する粘弾性のコンプライアントな壁７１を含む。粘弾性の壁７１は粘弾性材料から成り、コンプライアントな壁を別途取り付けることなく実施することができる。図示の例として、粘弾性の壁７１は、粘弾性及び可撓性の回路基板などの粘弾性回路基板とすることができる。更に粘弾性のコンプライアントな壁７１は、粘弾性可撓性基板のような粘弾性基板と、粘弾性基板により支持されたヒーターとすることができる。また、粘弾性のコンプライアントな壁７１は粘弾性回路基板／ヒーター構造とすることができる。
マニホールド２６１が設けられる基板１２０は、例えば、接合された金属板（ステンレススチールなど）の層状スタックとすることができる。別の例として、基板１２０は粘弾性材料から成ることができる。
本明細書に開示される液滴発生器は概して粘弾性構造を含み、この構造はマニホールドに音響的に結合され、例えば、マニホールドの壁又は壁の一部を形成するコンプライアントな壁に取り付けられたマニホールドの壁や粘弾性層とすることができる。この粘弾性構造は、１つ以上の所定の周波数範囲にわたって音響減衰をもたらすことができる。粘弾性構造は、例えば約０．５ｋＨＺ乃至約５ｋＨｚの周波数範囲で、画像のバンディング（縞）を生じうる周波数を含む周波数範囲にわたって音響減衰をもたらすことができる。別の例として、粘弾性構造は、例えば約５ｋＨｚ乃至約４５ｋＨｚの周波数範囲など、画像に濃度ノイズを生じうる周波数を含む周波数範囲にわたって音響減衰をもたらすことができる。また、粘弾性構造は、液滴射出周波数を含む周波数範囲にわたって音響減衰をもたらすことができる。
図示の例として、マニホールド２６１の粘弾性構造は、マニホールドと直接接触するエラストマー材料、接着剤材料もしくはプラスチック材料、又はマニホールドの壁もしくは壁の一部を形成するコンプライアント構造と接触するエラストマー材料、接着剤材料もしくはプラスチック材料から成る。
粘弾特性を有する広範囲の材料（ポリマーを含む）を粘弾性構造に用いることができる。具体例としては、アクリルゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、天然ゴム、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレートシリコーンゴム、ポリイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエステル類、ポリエチレンナフタレン、アクリル接着剤、シリコーン接着剤、エポキシ接着剤、フェノール接着剤、アクリル−エポキシ混合物、及びニトリルゴムと混合したフェノール接着剤が挙げられる。
更なる図示の例として、粘弾性構造は、約０.０１よりも大きい損失係数を有する材料を含む。別の例として、粘弾性構造は、約１.０又は１.５よりも大きい損失係数を有することができる。粘弾性構造は、約２.０よりも大きい損失係数を有することもできる。
最初に示され、補正対象となりうる請求項は、本明細書に開示される実施の形態及び教示の変形物、代替物、変更物、改良物、同等物及びほぼ同等なものを含み、現在では予測できなかったり理解されていないものや、例えば出願人／特許権所有者や他人から生じうるものを含む。
３０ 液滴発生器
６１ 主マニホールド
７１ 粘弾性層
１６１ 中間マニホールド
２６１ マニホールド
６１ 主マニホールド
７１ 粘弾性層
１６１ 中間マニホールド
２６１ マニホールド
Claims (1)
- マニホールドと、
前記マニホールドに音響的に結合され、粘弾性材料からなる複数の壁を有する粘弾性構造であって、前記複数の壁が、前記マニホールドの壁を形成する第１のコンプライアントな壁と、前記第１のコンプライアントな壁から離れて位置する第２のコンプライアントな壁と、前記第１のコンプライアントな壁と前記第２のコンプライアントな壁との間に層状に配置される粘弾性層と、を含み、前記第１のコンプライアントな壁がインクと接し、前記第２のコンプライアントな壁が空気と接することで前記複数の壁が音響減衰をもたらし、前記粘弾性構造が前記複数の壁に支持されるヒーターをさらに有する、前記粘弾性構造と、
前記マニホールドに流体連通した複数の液滴発生器と、
を備える、液滴射出装置。
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