JPH0645239B2 - 音響インクプリンタ - Google Patents

音響インクプリンタ

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JPH0645239B2
JPH0645239B2 JP63129412A JP12941288A JPH0645239B2 JP H0645239 B2 JPH0645239 B2 JP H0645239B2 JP 63129412 A JP63129412 A JP 63129412A JP 12941288 A JP12941288 A JP 12941288A JP H0645239 B2 JPH0645239 B2 JP H0645239B2
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acoustic
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ゼロツクス コーポレーシヨン
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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は音響的（acoustic）なインクプリント技術に係
わり、更に詳しくは高温溶融インクを使用して音響的な
インクプリントを行うインクプリンタに関する。
従来の技術 音響的なインクプリントは将来有望な直接印字技術、即
ち直接マーキング技術である。何故ならば、音響的なイ
ンクプリントは、因習的な連続流インクジエツト式プリ
ンタに於て経験されていたような信頼性やピクセル（pi
xel）位置精度のような多くの問題の主因であつたノズ
ル即ち小さなエゼクター開口を必要としないからであ
る。
音響照射される球形の収束レンズを含んで構成されたプ
リントヘツドを有する音響インクプリンタは、比較的複
雑な像を高い品質でプリントするのに十分に満足できる
解像度にて正確に位置付けられた画素（ピクセル）をプ
リントすることができることが示されてきた。例えば、
関連出願であり同一譲受人に譲渡された「音響プリント
のためのマイクロレンズ」（Ｄ／８６３６２）、「イン
クプリントのための音響レンズアレー」（Ｄ／８５２３
７）及び「音響プリントのためのスパースアレー」とそ
れぞれ題する１９８６年１２月１９日付けで出願された
エルロツドその他の米国特許願第９４４，４９０号、第
９４４，６９８号及び第９４４，７０１号を参照された
い。又、このようなプリンタによりプリントされる個々
のピクセルの寸法は作動の間に十分な範囲にわたつて変
化させることができ、これによりプリンタは例えばコン
トロールされたシエーデイングをプリント像に与えるこ
とができるようになされることも見出されている。関連
出願であり同一譲受人に譲渡された「スポツト寸法の可
変な音響プリント技術」（Ｄ／８６３５９）と題する１
９８６年１２月１９日付けで出願されたエルロツドその
他の米国特許願第９４４，２８６号を参照されたい。
音響的なレンズ様の液滴エゼクター（droplet ejecto
r）が今のところ適しているが、音響インクプリントに
使用できるこの他のものもある。これらには、(1)「液
滴はエミツター」と題する１９８１年１２月２９日付け
で付与されたラブラデイーその他の米国特許第４，３０
８，５４７号に記載されているような圧電シエルトラン
スデユーサ、及び、(2)同じ譲受人に譲渡されている１
９８５年９月１６日付けで出願された特許願第７７６，
２９１号（Ｄ／８５１５５、既に放置）の継続出願であ
る「ノズル無し液滴エゼクター」（Ｄ／８５１５５Ｃ）
と題する１９８７年１月５日付けで出願された特許願第
９４６，６８２号のクエートその他の米国特許出願に記
載されているような櫛形トランスデユーサ（ＩＤＴ）
（interdigitated transducer）が含まれる。更に又、
既知の液滴エゼクターの技術は様々なプリントヘツド形
式と共用できるのであり、これらのプリントヘツド形式
には、(1)ラスター走査プリントのためのシングルエゼ
クター装置、(2)マトリツクスプリントのためのマトリ
ツクス形式のアレー、及び(3)数種の頁幅エゼクターア
レーであつて、(i)パラレル／シリアルプリントを行う
ハイブリツド形式のための単列のスパーズアレーから、
(ii)通常のラインプリントを行うための頁幅イメージフ
イールド内でピクセル位置、即ちアドレス、の各々に関
する個々のエゼクターを備えた複数列の食い違いアレー
（即ち、シングルエゼクター／ピクセル／ライン）に至
る種類範囲の前記エゼクターアレー、が含まれるのであ
る。
上述した液滴エゼクターの何れかにより音響的なインク
プリントを実施するために、音響インクプリンタの液滴
エゼクターの各々は、収束する音響ビームを液体のプー
ル内へ放出するのであり、このビームの収束角度は該プ
ールの自由表面（即ち、液体／空気の境界面）もしくは
その付近に該ビームが収束するように選定されるのであ
る。更に、音響ビームがインク自由表面に対して伝える
放射圧を変調させるための装置が備えられる。これが各
ビームの放射圧に対して表面張力による抑制力に抗して
十分に打ち勝つ高い圧力レベル迄の短時間のコントロー
ルされた増大を生じさせ、これにより付近に配置された
記録媒体上に液滴が付着するのに十分な速度で個々のイ
ンク液滴が指令に応じてインク自由表面から放出される
ようになされるのである。
発明が解決しようとする課題 高温溶融インクは、固体状態である間の取り扱いが比較
的汚れずに行えるとともに経済的であり、又、高品質の
プリントを行うためにその場所で容易に液体状態となす
ことができるので、有利であることが知られている。こ
れらの利点は、音響インクプリントにとつて、特に、音
響インクプリント過程を複雑にすることなく、或いはプ
リントされた像品質を実質的に劣化させることなく、実
現するために備えるならばかなり価値あるものと評価さ
れている。
課題を解決するための手段 本発明によれば、収束する音響ビームを供給するための
一つもしくはそれ以上の個数の音響液滴エゼクターを含
むプリントヘツドを備えた形式の音響インクプリンタに
高温溶融インクを容易に使用できるようにするために、
プリントヘツドを横断させて高温溶融インクの大体均一
な厚さのフイルムを移送するためのキヤリヤと、前記プ
リントヘツドにインクが接近する際に該インクを液体状
態になすための加熱装置とをプリンタが含んで構成され
るのである。一つ又は複数の液滴エゼクターがキヤリヤ
を介してインクと音響的に連結され、その出力側の焦点
面は液体状態とされたインクの自由表面と本質的に同一
平面となされ、これにより指令に応じて該自由表面から
個々に液滴が放出されることを可能にしている。他方、
このインクは十分に速い速度でプリントヘツドを横断し
て移動され、プリントヘツドに対して実質的に一定した
レベル位置を与えるために自由表面を維持するようにな
されるのである。様々なキヤリヤを使用することがで
き、これらのキヤリヤとしては薄いプラスチツク並びに
金属のベルト及びウエブが含まれ、又、インクの自由表
面は完全に露出されるか或いはメツシユや穿孔の形成さ
れた層によつて部分的にカバーされることができる。別
にインクを液体状態となすための加熱機素が備えられ、
又はキヤリヤの下面が電気的抵抗材料によつてコーテイ
ングされて局部的な電気的抵抗加熱によつてインクの液
状化を行うようにすることができるのである。
本発明の更に他の特徴及び利点は、添付図面と関連させ
て以下の詳細な説明を読むことによつて明白となろう。
図示実施例の詳細な説明 本発明は図示した或る実施例を参照して以下に或る程度
詳細に説明されるが、本発明をこれらの実施例に限定す
ることを意図しているものでないことは理解されねばな
らない。逆に、特許請求の範囲の欄に記載した本発明の
精神及び範囲に含まれる全ての変更、代替及び等価形態
を包含することが意図されるのである。
図面を参照し、ここでは特に第１図を参照すれば、音響
プリンタ１１が示されており、この音響プリンタ１１は
プリントヘツド１２を含み、このプリントヘツド１２は
コントローラ１５に与えられた像データに応じて適当な
記録媒体１４上に像をプリントするための液滴エゼクタ
ー１３ａ〜１３ｉ（第１図では近い側のエゼクター１３
ａのみが見られる）のアレーを含んでいる。図解の目的
で、このプリントヘツド１２はラインプリントを行うた
めの直線的アレーとされた液滴エゼクター１３ａ〜１３
ｉを止すものとして説明されている（第３図に最も良く
示されている）。このようにしてこの実施例於ては、記
録媒体１４は作動に際して矢印１６で示すようにプリン
トヘツド１２に対して直交する方向へ前進されるのであ
る。これにも拘わらず、その他のプリントヘツド構造が
使用できるのであり、これには矢印１６に直角な軸線に
沿つてプリントヘツド１２と記録媒体１４との間の適当
に同期された相対的な走査動作（図示せず）を必要とす
るような或る種のプリントヘツド構造も含まれるという
ことは明白となろう。更に、直線的プリンタ１１が単純
な直線的アレーとされた液滴エゼクター１３ａ〜１３ｉ
を有するものとして示されているが、実際には或る種の
プリンタでは複数列の食い違いアレーを使用するのが好
ましい。何故ならば、食い違いアレーはエゼクター１３
ａ〜１３ｉの中心間距離を大きくできるからである。
図示したように、液滴エゼクター１３ａ〜１３ｉは球面
収束レンズ２１ａ〜２１ｉ（これも又、近い側のレンズ
２１ａのみが見られる）を有しており、これらのレンズ
は圧電トランスデユーサ２２によつて発生された音波に
よつて照射され、圧電トランスデユーサ２２はコントロ
ーラ１５によつて駆動される。圧電シエルトランスデユ
ーサ及びＩＤＴ（図示せず）が代替使用できるのであ
り、従つて多くの中から一つの形式のエゼクターを使用
するという決定は、例えこれに関して十分に理由のある
決定を行うための詳細な基準が本発明の範囲外であると
しても、プリントヘツド１２の特別な形状により影響さ
れ或いは決定されることがあるものと理解されねばなら
ない。好都合なことに、少なくとも知られている何れか
の形式の液滴エゼクターを備えれば、コントローラ１５
は二つの機能、即ち、(1)エゼクター１３ａ〜１３ｉの
放出タイミングの制御、及び、(2)プリントする個々の
ピクセルの寸法を変調させる、という機能を果たすこと
ができる。前述したエルロツドその他の米国特許願第９
４４，２８６号（Ｄ／８６３５９）を参照されたい。こ
の特許願は参照することでここに組み入れられる。放出
された液滴の寸法を変調させること及び／又はピクセル
当り付着される液滴の個数を変化させること、によって
行われるピクセル寸法の制御は、制御されたシエーデイ
ングを像に与えることによる等の方法で或る種の像の知
られている品質を高めるのに有効である。
本発明によれば、プリントヘツド１２にインクを導くた
めにウエブ状、即ちベルト状、のキヤリヤが備えられ、
このキヤリヤは高温溶融インク２６によつて大体均一な
厚さにオーバーコーテイングされている。このキヤリヤ
２５及び高温溶融インクのオーバーコーテイング２６は
プリンタ１１の完全な頁幅を横断して横方向に延在され
ている。更にこのキヤリヤ２５は作動の間、加熱機素２
７を横断し、しかる後プリントヘツド１２を横断して長
手方向へ前進され（図示していない装置による）、これ
によりプリントヘツド１２に対して液状化された比較的
新鮮な高温溶融インク２６の供給を連続して行うように
なす。液状化されたインク２６は、記録媒体１４上に像
をプリントするために自由表面２９から液滴が放出され
た結果として消費されるが、キヤリヤ２５がプリントヘ
ツド１２を横断して前進される速度は十分に速く選定さ
れて、液状化されたインク２６の自由表面２９の作動部
分（即ち、何れかの与えられた時にプリントヘツド１２
と整合される部分）を音響レンズ２１ａ〜２１ｉの焦点
面（一般的に述べれば、液滴エゼクター１３ａ〜１３ｉ
の出力側の焦点面）に実質的に維持するようになつてお
り、これは最も要求のきつい作動状態、即ち液滴がピー
ク速度にて放出されるときに於ても維持されるようにな
されるのである。キヤリヤ２５上に残留したインクは徐
々に冷却されて凝固するので、使用されたキヤリヤ２５
はプリンタ１２の遠方側に集められて（図示していない
装置による）廃棄されるようになされるのであり、最小
限の注意によつて残留インクで起こる汚れを十分に許容
できるレベルに迄低減することができるのである。
本発明の実施のためには、加熱機素２７はプリントヘツ
ド１２の直前に配置されてプリントヘツド１２の直ぐ近
くでインク２６を液状化するようになす。第１図に示さ
れるように、この加熱機素２７はコーテイングされたキ
ヤリヤ２５の直ぐ下側に位置されているが、キヤリヤ２
５の上側に位置させるか、或いはキヤリヤに対して斜め
の角度で位置されることができることは明白である。他
方に於てプリントヘツド１２はキヤリヤ２５を介して液
状化されたインク２６と音響連結される。典型的には、
キリヤ２５は例えばマイラー、ポリプロピレン、同様な
ポリイミドのようなポリマー材料、又はニツケルのよう
な金属で作られた薄い（例えば０．２５４mm（０．００
１in））、柔軟なフイルムとされる。従つて、生じる音
響的減衰は実質的に無視できるのである。
しかしながら、プリントヘツド１２とキヤリヤ２５との
間に発生する音響減衰を低減するための準備をなすのが
推奨される。このために、プリントヘツド１２は符号３
１で示す箇所で中間的な音響速度（即ち、プリントヘツ
ド１２の音響速度とインク２６の音響速度と中間の音響
速度）を有するプラスチツクによつてオーバーコーテイ
ングされるのが有利である。このオーバーコーテイング
３１の外面は比較的滑らかとされており、プリントヘツ
ド１２の上側を移動するキヤリヤ２５をスライド可能に
支持するベアリング面として使用するのに好適である。
関連出願であり共通の譲受人に譲渡された１９８６年１
２月１９日付出願の「音響プリントのために設計された
プリントヘツド」（Ｄ／８６３６１）と題するエルロツ
ドその他の米国特許願第９４４，１４５号は、或る程度
詳しくプリントヘツドのオーバーコーテイング３１の組
成及び機能について記載している。それにも拘わらず、
コーテイング３１はキヤリヤ２５を包み込んで機械的な
接触の向上を達成するようになす全体的に彎曲したクラ
ウン形状とされるのが好ましい。更に、水の充満したタ
ンク３４内を回転されるローラー３３による等の方法で
水３２又は同様な望まれた薄いフイルムがキヤリヤ２５
の下面に塗布され、プリントヘツド／キヤリヤの境界面
が機械的に不整で劣つていても、比較的有効な音響連結
が達成されるようになされるのである。
第２図を参照すれば、比較的微細なメツシユ４１が高温
溶融インクをコーテイングされたキヤリヤ２５の頂面に
積層、即ち固定、され、これにより含有異物がインク２
６内に落ち込むのを防止している。同様に、第３図に示
されるように、符号４６ａ〜４６ｉで示すような比較的
大きな開口パターンを有する穿孔フイルム４５をキヤリ
ヤ２５の頂面に結合できる。これらの開口４６ａ〜４６
ｉは、プリントされる位置で記録媒体１３（第１図）の
ピクセル位置、即ちアドレス、と横方向に整合され、
又、フイルム４５を通して延在されてそれらのピクセル
のプリントのためのインク２６が露出される。更に、開
口４６ａ〜４６ｉの直径はエゼクター１３ａ〜１３ｉに
よつて供給された収束する音響ビームの括れ直径よりは
遥かに大きくされており、開口４６ａ〜４６ｉを通して
放出されるインク液滴の寸法がコントローラ１５（第１
図）の制御の下でそれぞれエゼクター１３ａ〜１３ｉに
よつて決定されるのである。別の開口パターンが像の各
ラインをプリントするために備えられており、これによ
り開口パターンのレイアウトはプリントヘツド１２の特
定の形状に応じて決定され、又、その空間的な繰り返し
頻度はプリンタ１１のラインプリント速度に応じて定ま
るのである。穿孔フイルム４５を使用する利点の一つ
は、その外面がインクで濡れ防止性（即ち水性インクに
とつては疏水性、油性インクにとつてはオレオフオビツ
ク（oleophobic）性）の処理剤でコーテイングされ得る
ことであり、これにより人、衣類や装置が不注意でイン
ク２６によつて汚れるのを低減できる。
第４Ａ図及び第４Ｂ図を参照すれば、加熱機素２７（第
１図）は、高温溶融インク２６を液状化するためにキヤ
リヤ２５に局部的な電気抵抗加熱装置を使用すること
で、補完され、或いは有利に完全に省略することが可能
となる。このためにこの実施例に於ては、キヤリヤ２５
の下面は電気的抵抗金属５１によつてコーテイングされ
ており、この金属は一対の長手方向に離間されている電
気的ワイパー接点５２及び５３（第４Ａ図）又は５４及
び５５（第４Ｂ図）と滑り係合されている。第４Ａ図
は、両接点５２及び５３がプリンタ１２の前方に配備さ
れて電流が何れかの与えられた時に両者間の金属部分５
１に流され、これによりその部分を電気抵抗発熱によつ
て加熱し、高温溶融インク２６がプリントヘツド１２に
接近する際に高温溶融インク２６を液状化するようにな
すことを示している。他方に於ては、第４Ｂ図はプリン
トヘツド１２の反対両側に接点５４及び５５を配備して
同様な効果を達成することを示している。望まれるなら
ば、接点５２及び５３、又は５４及び５５はプリントヘ
ツド１２と機械的に一体化され、プリントヘツドのオー
バーコーテイング３１をその支持部迄延長させるか、又
は別個に支持されるようになす（図示していない装置に
よる）ことによる等の方法で、事前整合された副組立体
として形成することができるのである。
第５図に示すように、高温溶融インク２６が穿孔された
キヤリヤ６２の開口６１ａ〜６１ｉ（近い側の開口６１
ａのみが見られる）内に保持されてプリントヘツド１２
へ運ばれるようになされた移送装置６０がある。このキ
ヤリヤ６２は第３図の穿孔フイルム４６に似た構造であ
り、唯一の重要な違いは、第３図のキヤリヤ２５のよう
に基体層の上ではなく開口６１ａ〜６１ｉの内部に高温
溶融インク２６が保持されていることである。薄いフイ
ルムの固体状態の基体６３はキヤリヤ６２に対して結合
されるのが有利であるが、その機能は液状化された後の
高温溶融インクがプリントヘツド１２と移送装置６０と
の間の境界面を汚さないようになすことである。
発明の効果 前述した観点から、本発明はプリント工程を複雑にする
ことなく、又はプリントされた像の品質を損なうことな
く音響的なインクプリントに高温溶融インクを使用可能
にするのである。これを達成するために比較的経済的な
信頼性の高い方法及び装置が記載されたが、本発明によ
る利点を得ることを望む者にとつてその他の方法及び装
置が示唆されるであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、高温溶融インクでコーテイングされたキヤリ
ヤ及びこれがプリントヘツドに接近される際にインを液
状化するための加熱装置を有する音響インクプリンタの
概略的な立面図。 第２図は、第１図に示されたキヤリヤにメツシユがカバ
ーされた代替例の断片的な立面図。 第３図は、穿孔層がインクを覆つている高温溶融インク
のコーテイングされたキヤリヤの平面図。 第４Ａ図及び第４Ｂ図は、電気抵抗加熱で局部的にイン
クを液状化させるために、高温溶融インクキヤリヤの下
側にコーテイングされた抵抗材料を通して電流を流すた
めのワイパー接点を有する音響プリントヘツドのそれぞ
れ端面図。 第５図は、高温溶融インクのための穿孔キヤリヤの断片
的な立面図。 １１……プリンタ、１２……プリントヘツド、 １３ａ〜１３ｉ……液滴エゼクター、 １４……記録媒体、１５……コントローラ、 ２１ａ〜２１ｉ……レンズ、 ２２……圧電トランスデユーサ、 ２５……キヤリヤ、２６……高温溶融インク、 ２７……加熱機素、２９……自由表面、 ４６ａ〜４６ｉ……開口、 ５２，５３，５４，５５……接点、 ６０……移送装置、６１ａ〜６１ｉ……開口、 ６２……穿孔キヤリヤ、６３……基体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 8306−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０２ Ｚ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】予め定めた焦点面付近の焦点に収束する音
    響ビームを供給するための少なくとも一つのエゼクター
    を含むプリントヘツドを備えた音響インクプリンタに於
    て、その改良点が、 全体的に均一厚さの高温溶融インクの層でコーテイング
    され、該インクを前記プリントヘツドを横断して長手方
    向へ移送するようになされたキヤリヤ装置であつて、前
    記エゼクターが前記キヤリヤ装置を介して前記インクに
    音響連結されていて、指令に応じてそこから個々にイン
    ク液滴を放出できるようになされている前記キヤリヤ装
    置と、 前記プリントヘツドに接近配備された加熱装置であつ
    て、該加熱装置は前記インクが前記プリントヘツドに接
    近する際に該インクを液体状態となすように前記プリン
    トヘツドの直前にて該インクに熱的に連結され、これに
    より該インクが前記プリントヘツドに対して自由な液面
    を与えることができるようになされている前記加熱装置
    と、 を含み、 前記高温溶融インクの層の厚さ及び前記プリントヘツド
    を横断して移送される速度は前記自由表面が作動の間に
    前記焦点面と本質的に同じ平面内に維持されるように選
    定されている、 ことを包含してなる音響インクプリンタ。
JP63129412A 1987-06-02 1988-05-26 音響インクプリンタ Expired - Lifetime JPH0645239B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/057,184 US4745419A (en) 1987-06-02 1987-06-02 Hot melt ink acoustic printing
US57184 1987-06-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63312157A JPS63312157A (ja) 1988-12-20
JPH0645239B2 true JPH0645239B2 (ja) 1994-06-15

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ID=22009022

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63129412A Expired - Lifetime JPH0645239B2 (ja) 1987-06-02 1988-05-26 音響インクプリンタ

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