JP4966576B2 - インクジェット装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般にインクジェット印刷装置等のドロップジェット装置に関する。

ドロップオンデマンド方式のインクジェット技術は、既にプリンタ、プロッタ、ファクシミリ機等の商品にて実用化されている印刷媒体作成技術であり、概略、プリントヘッド乃至プリントヘッドアセンブリに組み込まれている複数個のドロップ発生器から選択的にインクドロップを吐出させ、吐出させたインクドロップを受容媒体表面に部位選択的に付着させてインクジェット画像を作成する、という仕組みによるものである。この仕組みによる印刷は、例えば、プリントヘッドアセンブリと受容媒体表面の位置関係を相対的に変化させつつドロップ発生器を制御し、適当なタイミングでインクドロップを吐出させることにより、実行される。ドロップ発生器に対する制御は適当なコントローラにより行えばよい。ここでいう受容媒体とは例えば紙等の印刷媒体のことであるが、転写媒体を受容媒体とすることもある。転写媒体を用いた印刷は、転写媒体上に作成したインクジェット画像を更に紙等の出力印刷媒体上に転写する、という手順で行う。なお、インクジェットプリントヘッドにて使用されるインクには例えば固体溶融インクがある。

米国特許出願公開第２００５／０１８５０３２号明細書（Ａ１）

ここに、本発明に係る流体リザーバ装置は、（１）その背面に複数個の流体インプットポートが設けられたリアパネル、その前面に複数個の流体アウトプットポートが設けられたフロントパネル、並びにリアパネルとフロントパネルの間に配置された複数枚の内部パネルによって、その背面にある流体インプットポートからその内部の流体チャンバを経てその前面の流体アウトプットポートに至る流体チャネルが形成されるよう組み立てられたハウジングと、（２）ハウジング内に設けられたヒータ構造と、（３）ハウジングの背面に現れるよう１個又は複数個のパネルに設けられ且つ丸みを帯びたデータム端部を有する複数本のデータムスタンドオフと、を備えることを特徴とする。

なお、データムスタンドオフは、例えばデータムボールを有する構成や、後方に延びその先端が丸みを帯びたデータムピンを有する構成とすることができる。リアパネルには、例えば流体インプットポートにそれぞれ通流結合する複数個のチャンバを形成する。ヒータ構造は、例えば内部パネルを１枚又は複数枚使用して形成する。その場合、他のパネル（フロントパネル及びリアパネルや残りの内部パネルのうち何枚か）は熱伝導性が良好な素材により形成し、パネル状のヒータからの熱が流体チャンバ及び流体チャネル内の流体例えばインクに良好に伝わるようにするとよい。また、内部パネルのうち１枚又は複数枚を流体濾過用のフィルタとしてもよく、その場合はフィルタ用の内部パネルを両側から挟むように他のパネル上に流体チャンバを形成するとよい。

図１及び図３に、インクジェット印刷装置の第１例ブロック構成を模式的に示す。このインクジェット印刷装置はコントローラ１０及びプリントヘッド２０を備えており、プリントヘッド２０は例えば複数個のドロップ発生器を有している。ドロップ発生器は固体溶融インク等のインク３３のドロップ（液滴）を紙等の印刷出力媒体１５上に向け吐出する。印刷出力媒体移送機構４０はプリントヘッド２０に対し印刷出力媒体１５を相対移動させる。プリントヘッド２０は、当該プリントヘッド２０に取り付けられている複数個のオンボードインクリザーバ６１〜６４からインク３３を受け取る。オンボードインクリザーバ６１〜６４は、それぞれ、複数個のインクサプライチャネル７１〜７４のうち対応するものを介し、複数個のリモートインクコンテナ（リモートインクリザーバ）５１〜５４のうち対応するものからインク３３を受け取る。リモートインクコンテナ５１〜５４は、圧力が加えられたきそれに応じてオンボードインクリザーバ６１〜６４にインク３３を送給し、或いは重力の作用に従いオンボードインクリザーバ６１〜６４にインク３３を送給する。リモートインクコンテナ５１〜５４からのインク３３の送給は、それらのうち何れかを選んで即ち選択的に行わせることができる。加圧により送給する場合は、リモートインクコンテナ５１〜５４を選択的に加圧する。この選択的加圧は、例えば、複数個のバルブ８１〜８４のうち対応するものを介し圧縮空気源６７から供給される圧縮空気によって、実行することができる。また、アウトプットバルブ９１〜９４をしてオンボードインクリザーバ６１〜６４に至るインク流を制御することができる。

オンボードインクリザーバ６１〜６４もまた選択的に加圧することができる。この選択的は、例えば、リモートインクコンテナ５１〜５４に対して選択的加圧を行っている状態でバルブ８５を開き空気チャネル７５を介して加圧することにより、或いはアウトプットバルブ９１〜９４閉止等によりインクサプライチャネル７１〜７４を閉止した状態で空気チャネル７５を介して加圧することにより、実行することができる。オンボードインクリザーバ６１〜６４に対する加圧によってプリントヘッド２０の清掃等を実行することもできる。オンボードインクリザーバ６１〜６４及びリモートインクコンテナ５１〜５４に入れるインクは例えば固体溶融インクとする。オンボードインクリザーバ６１〜６４、リモートインクコンテナ５１〜５４、インクサプライチャネル７１〜７４及び空気チャネル７５は、加熱することができるように構成するとよい。

通常印刷動作時には、オンボードインクリザーバ６１〜６４に大気圧が加わるようにする。大気圧を加えるには、バルブ８５を制御して空気チャネル７５に外気を通わせればよい。また、非加圧インク移送時にも、オンボードインクリザーバ６１〜６４に大気圧が加わるようにすることができる。非加圧インク移送とは、オンボードインクリザーバ６１〜６４に圧力を加えないでリモートインクコンテナ５１〜５４からインクを移送する動作のことである。

図２に、インクジェット印刷装置の第２例ブロック構成を模式的に示す。このインクジェット印刷装置は図１に示した第１実施形態のそれとよく似ているが、プリントヘッド２０から吐出されたインクドロップ３３の付着先が転写媒体の一種である転写ドラム３２である点で、異なっている。本実施形態における印刷出力媒体移送機構４０は、印刷出力媒体１５を転写ドラム３２の縁辺にぐるりと送り込み、転写ドラム３２上に印刷された画像を印刷出力媒体１５上に転写させる。

図３に模式的に示されているように、インクサプライチャネル７１〜７４及び空気チャネル７５の一部は、多導路ケーブル７０に組み込まれた導路７１Ａ〜７５Ａとして、実現することができる。

図４及び図５、図６及び図７並びに図８及び図９に、それぞれリザーバアセンブリ６０の実施形態を示す。リザーバアセンブリ６０はオンボードインクリザーバ６１〜６４を実現するアセンブリであり、そのハウジングは、概略、リアパネル１１１、フロントパネル１２１、並びにリアパネル１１１とフロントパネル１２１の間に配置された何枚かの内部パネルから構成されている。これらの実施形態で内部パネルとして設けられているのは、具体的には熱伝導性の第１ヒータプレート１１３、エラストマ製のヒータシート乃至パネル１１５、熱伝導性の第２ヒータプレート１１７、並びにフィルタアセンブリ１１９であり、前三者は内蔵型且つ平板型のヒータ構造を形成している。また、大まかにいうと、リアパネル１１１はリザーバアセンブリ６０のハウジングの背面をまたフロントパネル１２１は前面を、それぞれ形成している。

リザーバアセンブリ６０内には、前述のオンボードインクリザーバ６１〜６４が、リアパネル１１１に形成された複数個のチャンバと、これに蓋をする第１ヒータプレート１１３とにより、形成されている。また、リアパネル１１１の背面には複数個の流体インプットポート１７１〜１７４が設けられており、使用時には、これらをそれぞれ前述のインクサプライチャネル７１〜７４のうち対応するものと連通させる。その状態では、オンボードインクリザーバ６１〜６４は、それぞれ、流体インプットポート１７１〜１７４のうち対応するものを介しインク３３の供給を受けることができる。

第２ヒータプレート１１７には例えば凹部１１７Ａを設ける（図５参照）。この凹部１１７Ａはヒータパネル１１５を入れるためのものである。ヒータパネル１１５は、対向する２個の壁面、即ち第１ヒータプレート１１３の片側壁面と第２ヒータプレート１１７の片側壁面とにより挟まれ圧縮される。その圧縮前の厚みは、凹部１１７Ａ内における壁面間距離、即ち第１ヒータプレート１１３の壁面と第２ヒータプレート１１７の壁面との間の対向距離よりも大きくする（図６参照）。このようにすることで、第１ヒータプレート１１３とヒータパネル１１５の接触及び第２ヒータプレート１１７とヒータパネル１１５の接触が何れも良好になる。なお、ヒータパネル１１５はシリコーンヒータにより好適に実現できるが、勿論それ以外の種類のヒータを用いてもかまわない。また、ここでは凹部１１７Ａに第１ヒータプレート１１３の壁面を被せることによってかたちづくられた空洞内にヒータパネル１１５を入れて圧縮するようにしているが、これ以外の形態でヒータパネル１１５を圧縮し又は挟み込むようにしてもかまわない。

第２ヒータプレート１１７には例えば更に流体チャンバたるフィルタインプット側ポケット、凹部乃至空洞１６１〜１６４を設ける（図４参照）。これらフィルタインプット側空洞１６１〜１６４はオンボードインクリザーバ６１〜６４のうち対応するものと通流させる。そのための通流経路即ち流体チャネルは、第１ヒータプレート１１３に形成されたスロット乃至チャネル２７１〜２７４と、第２ヒータプレート１１７に形成されたスロット乃至チャネル３７１〜３７４とにより、形成する。図示した例では、これらの流体チャネル２７１〜２７４及び３７１〜３７４は対応するプレートの縁に沿って形成されている。

他方、フロントパネル１２１には流体チャンバたるフィルタアウトプット側ポケット、凹部乃至空洞２６１〜２６４が設けられている（図５参照）。これらフィルタアウトプット側空洞２６１〜２６４は、それぞれ、第２ヒータプレート１１７に設けられているフィルタインプット側空洞１６１〜１６４のうち何れか１個と差し向かいになるよう配置されており、且つ、フィルタインプット側空洞１６１〜１６４のうち差し向かいに位置するものとフィルタアセンブリ１１９を介して通流するよう形成されている。

なお、以上説明した平板状のヒータ構造は一例に過ぎない。これ以外のヒータ構造も使用可能であることに留意されたい。

リザーバアセンブリ６０は、更に、複数本のデータムスタンドオフ１３１を有している。データムスタンドオフ１３１は、リザーバアセンブリ６０の背面に現れ概略後方に延びるよう何れかのパネルに設けられており、また丸みを帯びたデータム端部を有している。従って、リザーバアセンブリ６０の背面には、先に述べた流体インプットポート１７１〜１７４とこのデータムスタンドオフ１３１のデータム端部とが目立って現れることとなる。データム端部の形状はおおよそ半球状とすることができる。図４及び図５に示した実施形態では、データムスタンドオフ１３１が、後方に延びた複数口のデータムポスト１３３と、それらデータムポスト１３３の先端部に固定配置された複数個のデータムボール１３５から、構成されている。また、図６及び図７に示した実施形態では、データムスタンドオフ１３１が、複数本のデータムポスト１３３と、それらデータムポスト１３３の先端部に固定配置され半球状の先端部を有する複数本のデータムピン乃至ペグ１３５Ａから、構成されている。これらの実施形態におけるデータムポスト１３３は、例えば、フロントパネル１２１と一体のものとして設けられ或いはフロントパネル１２１に取り付けられており、フィルタアセンブリ１１９、第２ヒータプレート１１７、ヒータパネル１１５、第１ヒータプレート１１３及びリアパネル１１１に設けられている開口１４１又は湾状部１４３を通って、後方に延びている。こうした構造はある種の用途に適するものであるが、例えば図８及び図９に示した実施形態のように、また別の構造とすることもできる。この実施形態においては、データムポスト１３３がリアパネル１１１と一体のものとして設けられ或いはリアパネル１１１に取り付けられている。

このように、以上の実施形態においては、リアパネル１１１、内部パネル１１３、１１５、１１７及び１１９並びにフロントパネル１２１によってハウジングが形成されている。また、これらのパネルによって、ハウジング内に流体チャンバ１６１〜１６４及び２６１〜２６４並びに流体チャネル２７１〜２７４及び３７１〜３７４が形成され、流体インプットポート１７１〜１７４から流体アウトプットポート４７１〜４７４に至る流路となっている。ハウジングのうち流体インプットポート１７１〜１７４が設けられている面と、流体アウトプットポート４７１〜４７４が設けられている面は、正反対の面である。データムスタンドオフ１３１は、全体としてハウジングの後部に現れるよう、ハウジングの前部又は後部に取り付けられ又は一体化されている。

図１０に模式的に示すように、流体インプットポート１７１〜１７４を介してオンボードインクリザーバ６１〜６４に流れ込んだインクは、流体チャネル２７１〜２７４及び３７１〜３７４を介してフィルタインプット側空洞１６１〜１６４に流れ込む。フィルタインプット側空洞１６１〜１６４に流れ込んだインクは、フィルタアセンブリ１１９を介してフィルタアウトプット側空洞２６１〜２６４に流れ込む。これによってフィルタリングされたインクは、フロントパネル１２１に設けられている流体アウトプットポート４７１〜４７４を介して（図４参照）、プリントヘッド２０へと流れていく（図１〜図３参照）。

リアパネル１１１、第１ヒータプレート１１３、第２ヒータプレート１１７、フィルタアセンブリ１１９及びフロントパネル１２１は、例えば、ステンレススチールやアルミニウム等、熱伝導性の素材によって形成するとよい。そのようにすれば、これらのパネル乃至プレートとヒータパネル１１５との間で良好な熱的結合関係が保たれ、オンボードインクリザーバ６１〜６４、フィルタインプット側空洞１６１〜１６４及びフィルタアウトプット側空洞２６１〜２６４もヒータパネル１１５と熱的に結合される。

図１１に、図１及び図２に示したインクジェット印刷装置のプリントヘッド２０にて使用可能なドロップ発生器３０の一例ブロック構成を模式的に示す。このドロップ発生器３０はインレットチャネル３１を備えており、マニホルド、リザーバ等、その中にインクが入っている構造物から供給される固体溶融インク３３は、このインレットチャネル３１を介して加圧乃至圧送チャンバ３５内に入る。加圧乃至圧送チャンバ３５はその一面が例えば可撓性ダイアフラム３７によって形成されているチャンバであり、この可撓性ダイアフラム３７には、電気機械トランスデューサ３９が例えば加圧乃至圧送チャンバ３５に寄り添うように取り付けられている。電気機械トランスデューサ３９としては、例えば、圧電素子４１の両面を複数個の電極４３により挟み込んだ構成の圧電トランスデューサを使用することができる。コントローラ１０から発せられる発火信号／非発火信号（動作指令／動作停止指令）はこれらの電極４３に印加される。電気機械トランスデューサ３９を作動させると加圧乃至圧送チャンバ３５内のインク３３はドロップを形成するアウトレットチャネル４５へと流れ込む。アウトレットチャネル４５に流れ込んだインク３３は、インクドロップ４９として受容媒体４８に向け吐出される。この受容媒体４８は転写面であることもあるし印刷出力媒体であることもある。アウトレットチャネル４５は例えばノズル乃至オリフィス４７を備える構成とする。

本発明は、様々な形態で実施できる。また、以上説明した実施形態乃至それに盛り込まれている様々な着想について、代替物、変形物、改良物、（実質）等価物、（実質）均等物等に該当する様々な構成を発案することも可能である。本願に添付されている特許請求の範囲は、こうした様々な実施形態、代替物、変形物、改良物、（実質）等価物、（実質）均等物等を包含するよう作成されている。今後補正が施される場合もこの趣旨に変わりはない。更に、現時点ではまだ着想乃至認識に至っていないものも、また本願出願人が着想したものも他者が着想したものも、本願特許請求の範囲に包含されるものとする。

リモートインクリザーバ付インクジェット印刷装置の第１例を示す模式的ブロック図である。 リモートインクリザーバ付インクジェット印刷装置の第２例を示す模式的ブロック図である。 図１及び図２に示したインクジェット印刷装置におけるインクサプライコンポーネントの一例構成を示す模式的ブロック図である。 本発明に係るインクリザーバの第１実施形態を示す模式的分解前方斜視図である。 図４に示したインクリザーバの模式的分解後方斜視図である。 本発明に係るインクリザーバの第２実施形態を示す模式的分解前方斜視図である。 図６に示したインクリザーバの模式的分解後方斜視図である。 本発明に係るインクリザーバの第３実施形態を示す模式的分解前方斜視図である。 図８に示したインクリザーバの模式的分解後方斜視図である。 図４〜図９に示したインクリザーバの模式的縦断面図である。 図１及び図２に示したインクジェット印刷装置のプリントヘッドにて使用可能なドロップ発生器の一例構成を示す模式的ブロック図である。

符号の説明

６０ リザーバアセンブリ、６１〜６４ オンボードインクリザーバ、１１１ リアパネル、１１３，１１５，１１７，１１９ 内部パネル、１２１ フロントパネル、１３１ データムスタンドオフ、１３５ データムボール、１３５Ａ データムピン、１６１〜１６４，２６１〜２６４ 流体チャンバ、１７１〜１７４ 流体インプットポート、２７１〜２７４，３７１〜３７４ 流体チャネル、４７１〜４７４ 流体アウトプットポート。

Claims (4)

1. その背面に複数個の流体インプットポートが設けられたリアパネル、その前面に複数個の流体アウトプットポートが設けられたフロントパネル、並びにリアパネルとフロントパネルの間に配置された複数枚の内部パネルによって、その背面にある各流体インプットポートから各流体インプットポートに対応して内部に設けられる空洞である複数個の流体チャンバを経てその前面の各流体アウトプットポートに至る通流経路として、各流体アウトプットポートに対応して設けられる複数個の流体チャネルが形成されるよう組み立てられたハウジングと、
   前記複数枚の内部パネルの一部を構成し熱伝導性の第１ヒータープレートと熱伝導性の第２ヒータープレートと前記第１ヒータープレートと前記第２ヒータープレートとによって挟まれ圧縮されるヒータシートとを備える平板型のヒータ構造であって、ハウジング内に設けられ、ハウジングの内部を流れる流体を加熱するヒータ構造と、
   各流体インプットポートに連通する各インクサプライチャネルを含む多導路ケーブルを取り付ける際の位置決めを行うために、ハウジングの背面に現れ、各流体インプットポートを取り囲むよう１個又は複数個のパネルに設けられ且つ丸みを帯びたデータム端部を有する少なくとも３本のデータムスタンドオフと、
   を備える流体リザーバ装置。
2. データムスタンドオフが、データムボールを有する請求項１記載の流体リザーバ装置。
3. データムスタンドオフが、後方に延びその先端が丸みを帯びたデータムピンを有する請求項１記載の流体リザーバ装置。
4. 流体インプットポートにそれぞれ通流結合する複数個のチャンバが、リアパネルに形成された請求項１記載の流体リザーバ装置。
   

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