JPH05502827A - 多色ジェット印刷方法、ジェット印刷ヘッド、及び印刷ジェットの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 多色ジェット印刷方法、ジュラ）・印刷ヘッド、及び印刷ジェットの製造方法技 術分野 本発明は、多色ジェット印刷方法、ジェット印刷・−＼ラド、及び印刷ジＬソト の製造方法に関する。

訪米技術 多色ジェット印刷の方法のうち、印刷色の数に対応して製造されたインクジェッ トオリフィスのグループ配列の反対の位置に、情報記録手段を配置し、印刷用と じてに選択したオリフィスグループを通して情報記録手段上に、またイメージ要 素の区域上にインクを噴射して減色混合により、情報記録手段にイメージ（記録 ）要素を形成させて、最善の品質が確保されることは知られている。

しかし、この方法によると、形成されたイメージは、情報記録手段とインクオリ フィスの変位の正確さに大きく依存するので、不十分である。また、イメージの 品質は、環境温度変動のほか、オリフィスや情報記録手段などの変位についての 装置が収納されている印刷装置輸送用枠の変形などのような外的要因に影響され る。これらの要因のために、オリフィスと情報記録手段の変位についての制御は 、不可能となる。

更に、イメージの品質は、製造の精密さ、印刷の各部の動き、及び摩耗損傷によ るギアの寸法変化に依存している。

多色ジェット印刷方法を実施するには、種々の装置、　例えば米国特許第４５１ １９０７号、および同第４５１６１３９号明細書に記載されている方法が使用さ れる。これらの装置においては、特殊印刷色用のヘッドが使用され、平行列の同 名のオリフィスを動かず。ヘッドにより達成された印刷の品質（色彩調節の正確 さ）は、製造上の精密さ、オリフィス及び情報記録手段の動き、及び変位の同期 性の正確さに依存する。

このことのために、印刷装置の構造は非常になっており、電圧振幅、温度変化、 変形の影響、振動等の外的要因により、多色印刷の品質は不安定なものとなって いる。

ンエット印刷ヘッドは、基層の面と垂直な毛細開口部（チューブ）からなる、多 層構造、基層、十文字平行列のオリフィスを備えており、各開口部は、オリフィ ス列に共通の電極を有し、か・つ共通電極と同一面に配置された反対の極性の個 別電極を備えていることが知られている。多層構造の分離層には、電極への電流 供給システムと、入口層りフィスとの連絡を確実にするだめの供給径路を構成す るインク供給装置か配置されている（Ｅ　Ｐ、　Ａ、　９０９００４０７．９） 。

この印刷ヘッドか不十分であるのは、ヘッドの隣接オリ−゛イスに、インクを同 時に供給しないからである。

上記ジェット印刷ヘッドは、共通及び個別の電極を有する誘電層で形成された多 層薄片構造を基層上に創出することにより、また、共通及び個別の電極の為の起 動電流システムを構成することにより製造される。次に、オリフィスを、基層の 面に垂直な毛細開口部の形状に、かつ、オリフィスを共通と個別の電極との間に 位置させ、基層を横断する毛細開口部の形状で十文字平行列に組織する。これに より、入口オリフィスとの連絡を確立した供給径路が形成される。

上記方法は、インクの隣接オリフィスへの同時供給が出来るようなヘッドを形成 する機会をもたらさないから、不十分なものである。

光朋但閃す不説明 本発明は、印刷用に選択されたグループのオリフィスへインクを同時に供給する ために、減色混合による多色ジェット印刷の方法とヘッドを創出し、グループと して組み合わされたオリフィスを通して情報記録手段上にインクを噴射すること により、多色印刷のより高い品質と量を提供するジェット印刷ヘッドを製造する 方式を創出するという課題を設定している。

課題は次のようにして達成される。多色ジェット印刷方法を実施し、印刷色の数 に対応したジェットオリフィスのグループ配列の反対側に情報記録手段を配置し 、印刷用に選択されたグループオリフィスを通して情報記録手段上に、またイメ ージ要素の区域上に、インクを噴射することにより、減色混合で情報記録手段上 にイメージ要素を形成し、その利点は、十文字平行列に配置されたオリフィスの 複数の上記グループを有するマトリックスから得られるが、一方、情報記録手段 はマトリックスに対して静止しており、印刷用に選択されたグループのオリフィ スを通してインクが同時に噴射される。

この方法は、全イメージ空間を通して、イメージ要素の中で色彩の正確な調整を 可能とするか、これは、印刷の過程で、情報記録手段と同じくグループへ種々の 色彩流体（インク）を供給するオリフィスが相互に静止しているからである。

また、これは、全イメージ空間を通して、インクの同時適用のために、高い生産 性を容易にしている。

上記課題はまた次のようにして達成される。基層面に垂直な毛細開口部の形状で 製造された、多層薄片構造、基層、十文字平行列のインクオリフィスを構成する ジェット印刷ヘッドにおいて、開口部はオリフィス列に共通で同一面上の電極− 反対極性の個別電極を有し、多層薄片構造の分離層で電極を励起する起動電流シ ステム、及び入口オリフィスと連絡している供給径路を有するインク供給システ ムから構成されるが、本発明は、インク色の数に対応した基層の追加層を有する 多層薄片構造を形成することを可能とする。

ここで、オリフィスは隣接したオリフィスのグループに分割され、グループの数 はインク色の数に等しい。すべてのグループで同じインク色を適用する同一名の すべてのオリフィスの入口開口部は、それぞれの基層追加層に配置されるが、供 給径路は基層の追加層に形成され、その層にある入口オリフィスと交差している 。

多色ジェット印刷ヘッドを完成することにより、グループのそれぞれのオリフィ ス、即ち減色混合による印刷用の４ケのオリフィスへすべての色彩のインクを同 時に供給することを可能としている。

適用する種々の色彩点は、相互に関連し、また情報記録手段に対して固定され、 外的要因には依存しないので、色彩調節の正確さが達成される。

課題はまた次のようにして達成される。基層上に共通と個別の電極を創出し、共 通と個別電極の為の起動電流システムを有する誘電層の多層薄片構造を創出する ことにより、また十文字平行列のインクオリフィスの配置、並びに、共通と個別 の電極の間で基層を横断し、基層面に垂直な毛細開口部（チューブ）によりオリ フィスを配置することにより、そしてまた、入口オリフィスと連絡している供給 径路を形成することにより印刷ヘッドを製造する。

本発明は、基層の方で、印刷色の数に対応した基層追加層、即ち基層による正確 な色彩調整が可能な追加層を配置櫂出来るようにしている。ここで、インクオリ フィスの配置点は、隣接のグループに分割さ担各グループの点数は印刷色の数に 等しい。毛細開口部は、単独印刷色に相当するグループ点を通過するように形成 される。次の基層追加層は除去され、同じ方法が、他の印刷色に相当するグルー プの残りの点で繰り返される。すべてか完了すると、基層追加層は逆の順序でも とに戻され、最後の基層追加層開口部（チコ、−ブ）は閉塞される。

この方法は、グループの異なる名称のオリフィスより構成される複数のオリフィ スグループを有する多色印刷用ジェット印刷ヘッド構造を可能とし、減色混合に よる色彩調整に必要な間隔で配置される。本方法の基本的特色は、開口部を通し ての開孔において、簡単な技術操作の支援により、非常に小さな間隔（２００ミ クロン）で毛細径路を形成することの可能性にある。

毛細開口部が開孔される前に、与えられた基層追加層で終わる開孔された毛細開 口部の配置点を横断し、入口オリフィスへのインク供給システムを形成するよう に、各基層追加層に、供給径路が形成される。基層追加層は予め組織される。

開口部が形成されたら、印刷ヘッドは、直接単独の作業場で組み立てられる。

基層追加層での開孔された毛細開口部の完成後、及びその最終組立前に、径路が 基層追加層に形成される。これは、与えられた基層追加層で終わる開孔された毛 細開口部の配置点を横断し、入口オリフィスへのインク供給システムを形成する ように行われる。

この方法は、径路を形成するために、機器の中心調整に於いて、開口部が要素を 支持する役目を果たす場合には、有益に使用される。

図面の概要 図は、本発明の実施例を示す。

図１は、多色ジェット印刷の好ましい方法を示す。

図２は、多色ジェット印刷方法を実施する為の、好ましいジェット印刷ヘッドの 全般図である。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

図４は、図２のＩＶ−ＩＶＩ折面である。

図５は、図３のＶ−号面図である。

図６は１１図３のｖｒ−ｖｒ断面である。

図７は、図３のＶｒｌ−Ｖｌｌ断面である。

図８は、図３　ノＶＴ　ＩＩ−ＶＩ　ＩＩ断面テアル。

図９は、図４のＩＸ−ｒＸ断面である。

図１０は、図４のＸ−Ｘ断面である。

図１１〜１５は、ジェット印刷ヘッドの製造段階を示す。

日の　の　熊 多色ジェット印刷の好ましい方法は次のようにして実施される：情報伝達手段Ｃ （例えば、紙）を、減色混合による印刷に通常使用されている、黒、黄、赤、及 び青インクの色に相当するオリフィスＢＫ、　Ｙ、　Ｒ，Ｂと１＝Ｉ　＋こ配置 する（図１）。オリフィスＢＫ、　Ｙ、　Ｒ，Ｂを、マトリックスＭ上に配置す る。

情報記録手段Ｃとインクオリフィスを有するマトリックスＭは、相互に静止の状 態にある。このことは、印刷装置において、例えばマトリックスＭに堅固に取り 付けられ、情報記録手段を固定するために締め金具（機械と真空圧）を取り付け たフレーム（図示されていない）の支援により達成される。専門家には知られて いる如く、このような印刷装置は、明らかに給紙装置を有する。

装置Ｐはまた、情報記録手段を静止状態にする役目を果たすことが出来る。

黒、黄、赤、及び青のジェットは、オリフィスグループＩＡ、ＩＢ、ＩＣ及び［ ）を通して、情報記録手段Ｃの区域１ａ、Ｉｂ、Ｉｃ、及びＩｄに噴射される。

グループのオリフィスの数は、印刷色（本例では４色）の数に等しい。オリフィ スグループＴＡ、ＩＢ、ｒｃ及びＩＤは、マトリックスＭ上に十文字平行列を形 成する。

すべての色彩流体（インク）の送達は、選択されたすべてのオリフィスを通して 、同時に実施される。　即ち、オリフィスグループＩＡ、ＩＢ、ＩＣ及びＩＤに 相当するオリフィスＢＫ、　Ｙ、　Ｒ，Ｂからのインクの部分は、情報記録手段 Ｃの区域Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ、及びＩｄに到達する。減色混合による多色印刷の過 程で顕著なように、インクは、全グループのにおけるいくつかのオリフィスを通 しては進入しないことは明らかである。

多色ジェット印刷方法に関する上記説明から明らかなように、イメージ空間全体 を通して、マトリックスＭに関連した情報記録手段の固定位置で、情報伝達手段 Ｃ上のすべてのイメージ要素の点が、必要な色彩で同時に着色される。この手法 により、色彩の正確な調整が、外部要因に影響されることなく達成される。色彩 の正確な調整は、情報記録手段の固定とイメージ要素のすべてのドツトの同時印 刷との組み合わせで達成される。

多色ジェット印刷の好ましい方法を実施するには、印刷の為に選択されたオリフ ィスを通して、インクの同時供給を維持することが必要である。これは、図２に 示されたジェット印刷ヘッドの支援により実施される。

印刷ヘッド■は、それぞれ、黒、黄、赤、及び青インクを容れている貯槽（室） （６）、（７）、（８）及び（９）に接続されたインク供給システムの分岐管（ ２）、（３）、（４）及び（５）を有している。

図３、及び図４に示す如く、ジェット印刷ヘッドＩは、基層（１０）、基層（１ ０）の面に垂直に形成した毛細開口部（１１）、（１２）、（１３）及び（１４ ）の形状をなすオリフィスＢＫ、　Ｙ、　Ｒ，及びＢの十文字平行列より構成さ れている多層薄片構造に形成される。

毛細管開口部の様式を有する各オリフィスは、オリフィス列に共通電極（１５） と共通電極（１５）と同じ平面にある反対極性（図３〜６）の個別電極（１６） とを有する。共通電極（１５）は棒としてモデル化され、基層（１０）の内側に 置かれる。これらの列の開口部は、個別電極（１６）を有する。個別電極（１６ ）は、毛細開口部（１１）〜（１４）の軸線に垂直な電極（１５）と同じ平面に あるが、単独列の開口部の反対側にある。すべての電極は、オリフィス軸に垂直 な平面にある基層の一方側に配置され、多層薄片構造の単独層を構成する。異な る列に属する電極は、相互に電気的に絶縁されている。

個別電極（１６）は、その配置と平行な面に位置する電気供給棒（１７）を保持 し、誘電層（１８）により、これらの電極から分離されている。棒は電極（１５ ）に平角になるように整列され、異なるオリフィス列で、単独の電極に接続され ている。

従って、図５、及び図６に示す如く、電極（１５）と電極棒（１６）は、十文字 に配置され、誘電層（１８）により分離されている。

個別電極（１６）と棒（１７）を橋絡する横材（１９）は、オリフィス（１１） 〜（１４）の軸に平行な誘電層（１８）を通過する。

基層（１ｏ）の外側には、塗膜（２１）で保護された磁性層（２０）がある。

反対側で、多層薄片構造は、電気絶縁層（２２）で閉じられている。

図３．４、及び６〜１０に示すように、オリフィスＢＫ、　Ｙ、　Ｒ，及びＢの 毛細開口部（１１）〜（１４）は、基層（１０）のそれぞれの層（２３）〜（２ ６）に達している。各層（２３）〜（２６）は、開口部（１１）〜（１４）と、 貯槽（６）〜（９）（図１）と連結された分岐管（３）〜（６）とをそれぞれ連 絡するために、基層の表面に溝状に形成されている供給径路システム（２７）〜 （３０）を有する。この構造は、簡潔な配置ですべてのオリフィスへインクを同 時に供給することを可能としている。層（３１）は、開口部（１４）を閉塞する ために必要である。

上記のジェットヘッドは次のようにして製造される。

誘電材より製造された基層（１０）の−刃側に、通常の要領により、連続縞状の 電気伝導性材を置くと、電極（１５）及び個別電極を構成する断続状の縞（１６ ）が結果として生ずる。連続状の縞と断続状の縞との間の間隔は、毛細開口部（ １１）〜（１４）の直径よりいくらか小さい。形成された構造層は、電気絶縁層 （１８）により覆われているが、この電気絶縁層は、電気伝導性層（１７）が電 極（１５）を構成する縞に垂直の連続編の形状で配置されている。

この後、電気伝導性横材（１９）が、電極（１６）と層縞（１７）との間に形成 される。形成された構造体は、電気絶縁材の層（２２）により覆われる。基層（ １０）の反対側には、磁性材層（２０）が配置され、保護膜層（２１）で覆われ る。

組立てたパッケージ全体は、電極（１５）及び（１６）の層、磁性層（２０）、 及び電気伝導性層、さらに層（３１）を除くすべての基層より構成される。（層 の調整による）組立を実施するために、通常の装置、例えば位置決め鋲（３２） （図１１）及び反対の開口部（符号なし）が使用される。層の溝及び反対突出部 、特殊伝導体、電子光学システム等も使用される。

開孔されたチューブ（開口部）（１４）は、オリフィス（図３、図１１）の各グ ループＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，及びＩＤ内で形成される。チューブは、例えばレーザ ーまたは他の方法によって、開口部間に２００〜３００ミクロンの間隔で配置さ れた直径約３０ミクロンのチューブを作る。

次に、基層の層（２６）は除去され、オリフィスの各グループＩＡ、ＩＢ、ＩＣ ２及びＩＤの開孔されたチューブ（１３）（図１３）が形成される。層（２３） 〜（２６）は、継続した基層追加層により、チューブ（１１）〜（１３）の自動 的閉塞を有する全く同じ鋲（３２）上に、逆の順序で組み立てられる。基層の層 （３１）は、開口部閉塞のために付設される。

供給チャンネル（２７）〜（３０）（図６〜１０）は、あらかじめ基層（１０） の層（２３）〜（２６）で創出され、多層薄片構造の装置全体の実際の製造は、 単独作業区域内で用意された要素を使用して実施される。

一方、チューブ（１１）〜（１４）の形成後、径路（２７）〜（３０）を完成す る間、チューブ（開口部）は、径路の正確な配置に必要な支持要素として使用さ れる。これらの選択は、特定の手法または装置の有効性に依存する。

多層薄片構造全体を組み立てた後、その構成要素を締め付けると（糊、充填、し め金具等）、供給径路（２７）、（２８）、（２９）及び（３０）（図６〜１０ ）を、インク貯槽（６）〜（９）との接続を維持するために、図２〜１０に示す ように、それぞれの分岐管（２）〜（５）（図２）に接続される。、多色印刷を 実施するために、上述のジェット印刷ヘッドは、次のように作用する。

情報記録手段Ｃ（図１〜２）は、印刷ヘッドＩに対しては静止している。電気パ ルス信号を、導電性インクを通して、棒（１５）と棒（１７）の１つ（図５〜６ ）とに与えた場合、それぞれの毛細管（１１）〜（１４）の電極回路は閉鎖され る。この回路を流れる電流は、磁性層（２０）により生じた磁界と相互に作用す る。その結果、電気力学的力が作用して、インクの粒滴を生じ、毛細管（１１） 〜（１４）から情報記録手段Ｃ（図１）上に放出される。パルス電気信号は、選 択された組み合わせの電極に同時に与えられる。

オリフィスグループＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，及びＩＤ（図Ｉ）は、４ケのインク：黒 、黄、赤、及び青の為の、４ケのオリフィス（１１）、（１２）、（１３）及び （１４）（図３、図４）より構成され、毛細管の両方の電極上の電位の存在に依 存しており、オリフィス（１ケ、または２ケ、３ケ、４ケ）を創出するので、イ ンク流体（単一または複数の流体）は、情報記録手段Ｃ（図１）の各区域１ａ。

Ｉｂ、Ｉｃ、及びｒｄの１．２．３または４点に放出される。そこで、すべての イメージ要素は、情報伝達手段Ｃ（図１）のイメージ空間で覆われたマトリック スＭ全体を通して、それぞれのインク液で同時に印刷される。

この操作は、セルを有するマトリックスＭに幾何学的に類似しているマトリック ス記憶調整装置の支援により実行されるが、そのマトリックスＭは、各オリフィ スグループＩＡ、ＩＢ、ＩＣ，及びＩＤの特定のオリフィスチューブ（１１）〜 （１４）に相当する。

同じものが、マイクロプロセッサ−、コンピューター、及びイメージ要素上に着 色されたインクドツトのあらかじめ設計された配分を得るために、電極（１５） と（１６）それぞれに対して電位を適用する他の機器の支援で実施される。印刷 業界とコンピューター技術では広く使用されているこれらの装置に関する詳細に ついては、本発明の主題と関連しないので省略する。

外部要因に関係しない色彩の正確な調整は、情報記録手段ＣとマトリックスＭ（ 図１）が相互に静止していて、マトリックスＭ内の動かないチューブ（１１）〜 （１４）を通してインクの供給が行われるという事実により達成される。更に、 この装置は、可動部分と色彩調節のための複雑な電子機械システムがなく、極め て簡単な構造を有する。

装置の構造はごく単純で、印刷ヘッド構成要素の動きを維持するための複雑な電 子システムを必要としない。その製造も、印刷の分野で周知の伝統的な技術や、 複雑な機械類を要しないので、簡単に、かつ容易に行ないうる。

本発明のジェット印刷ヘッドによると、多色印刷の品質が相当に向上し、カリこ の目的のために使用される機器は簡素化されるとともに、安価にするため、効果 的に使用しうる。

辺において、使用される印刷機に利用しうる。また、本発明は、テレファックス 受信装置にも利用しうる。

Ｆ／に、ゲ ＬＵ４ Ｆ／ＩＥ、　７　ＦＩＧ、　８ ＦＩＢ、　９　Ｆ／に、　ｆＤ ＦＩＧ、　ＨＦＩＧに、　ｆ２　ＦＩＧ、　’！３Ｆ／に、グど’７　Ｆ／に、 グ５ 要約書 印判方法は、複数の平行な列に配置された異なる名称のオリフィスを有するマト リックスを利用して行なわれる。情報記録手段は、マトリックスに関して静止状 態であり、かつ流体状の色（インク）が印刷用に同時に選択されて、各グループ のオリフィスへ平行に噴射される。ジェット印刷ヘッドは、印刷の色の数に応じ て基層（１０）の付加層（２０〜２５）と多重構造を有している。オリフィス（ ＢＫ、　Ｙ、　Ｒ，Ｂ）は、それぞれのグループにおけるオリフィスと同じ数の 隣り合っているオリフィスのグループに分割される。同じ名を有しているすべて のオリフィスの人口開口は、基層の唯一の付加的な層の中に作られ、フィーダー チャンネル（２６〜２９）は、基層の各付加層に作られていて、かつ当該層にお けるオリフィス開口（１１〜１４）を横切るようになっている。

国際調査報告 １−−＾″ｋ”””　ＰＣＴ／Ｓｕ　９１１００！０７

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．情報記録手段が、印刷色の数に対応したインクジェットオリフィスのグルー プ配列の反対側に配置され、印刷用に選択されたオリフィスグループを通して、 イメージ要素区域上にインクジェットを噴射することにより、イメージ要素を、 減色混合の方法で、情報記録手段上に形成する多色ジェット印刷の方法において 、十文字平行列に配置された複数のオリフィスグループを形成するマトリックス の利点を有し、情報記録手段は、マトリックスに対して静止しており、印刷用に 選択されたグループのオリフィスを通して、同時にインクを噴射させることを特 徴とする多色ジェット印刷方法。
2. ２．多層薄片構造、基層、基層面に垂直な毛細開口部（チューブ）からなる十文 字平行列のオリフィスを備え、前記開口部は、オリフィス列に共通の電極と、共 通電極と同一面に配置された反対極性の個別電極を有し、多層薄片構造の分離層 が電極への電流供給装置を有し、入口オリフィスとの連絡が確立された供給径路 を形成するインク供給装置より構成されたジェット印刷ヘッドであって、インク 色の数に対応した基層追加層を有する多層薄片構造を形成し、一方、オリフィス が隣接オリフィスのグループに分割されていて、グループの数は、インク色の数 に等しく、すべてのグループに同じインク色を適用する同一名称のすべてのオリ フィスの入口開口部は、それぞれの基層追加層上に配置され、供給径路が、各基 層追加層に形成され、かつその層にある入口オリフィスと交差していることを特 徴とするジェット印刷ヘッド。
3. ３．共通と個別の電極を基層上に創出することにより、また共通と個別の電極の 為の電気伝導性システムを有する誘電層を形成した多層薄片構造を基層上に創出 することにより、基層面に垂直な毛細開口部の形状で、しかも共通と個別の電極 の間に配置された点で基層を横断する毛細開口部の形状でオリフィスを組織し、 十文字平行列のオリフィス配列と、入口オリフィスとの連絡が確立された供給径 路とを有するジェット印刷ヘッドの製造方法であって、基層の方で、印刷色の数 に対応した基層追加層、即ち基層による正確な色彩調整が可能な追加層を配置調 整することが出来るようにし、インクオリフィスの配置点を隣接点のグループに 分割し、グループの点数は、印刷色の数に等しく、毛細開口部は、単独印刷色に 相当するグループの点を通過するように作成し、最後の基層追加層を除去し、毛 細開口部を次の印刷色に相当するグループのもう一つの点を通過するように形成 し、次の基層追加層を除去し、他の印刷色に相当するグループの残りの点で同じ 方法を反復し、すべてが完了すると、基層追加層を逆の順序でもとへ戻し、最後 の基層追加層の開口部（チューブ）を閉塞することを特徴とするジェット印刷ヘ ッドの製造方法。
4. ４．請求項３に記載の方法において、毛細開口部が形成される荊に、提供された 追加層で終わる開孔された毛細開口部の配置点を横断し、また入口オリフィスヘ のインク供給装置を形成するように、供給径路を基層追加層に形成することを特 徴とする印刷ヘッドの製造方法。
5. ５．請求項３に記載の方法において、毛細開口部が、追加層に形成された後、構 造体の最終組立前に、基層追加層で終わる開孔された毛細開口部の配置点を横断 し、入口オリフィスヘのインク供給装置を形成するように、径路を基層追加層に 形成することを特徴とする印刷ヘッド製造方法。