JPH09183227A - 印字ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯電電極や回収器の移動を小型で簡易な構
成により実現でき、連続インクジェットプリンタの立ち
上がり時にインク滴を確実に回収すると共に帯電電極の
インクによる汚染のない印字ヘッドの提供。 【解決手段】 連続インクジェットプリンタ用の用印字
ヘッドは、動作時にインクが噴射され圧電発振器の作用
によりインク滴に分解するノズルに加圧下でインクを供
給するインク供給手段１４を有し、動作時に選択したイ
ンク滴に電荷を付与するための帯電電極３と、帯電され
たインク滴の進路を偏向するための偏向電極４と、印字
に必要のないインク滴を収集するための回収器６とを有
する。帯電電極及び／又は回収器はインク滴の進行方向
を横切る方向に移動可能であり、その移動は該帯電電極
及び／又は回収器に接続した液圧アクチュエータに選択
的に供給される加圧流体の作用により制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続インクジェッ
トプリンタの印字ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】連続インクジェットプリンタは当業界で
は公知であり、インク流をノズルから加圧下で噴射し、
圧電発振器の作用によりインク流を液滴に分解し、選択
的に電荷を与え電界の中で液滴を偏向させて紙などの印
刷媒体へ衝突させる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のプリンタは、
数年にわたり使われているが、プリンタの立上がりの際
にいくつかの未解決の問題がある。例えば、ノズルから
噴射されるインク流は、立ち上がり時にしばしば不安定
となり、このことにより、インクが印字ヘッドの構成部
品に噴射されるという不都合が生じる。特に、液滴に電
荷を与えるために使われている電極にインクが噴射され
て、不安定な状態が続き、電荷を不正確に与えることに
なり、その結果、インク滴は印刷媒体上の正確な位置か
らずれてしまうことになる。

【０００４】また立ち上がり時、保護インク滴(guard d
roplets)及び印字に使用しないインク滴を収集するため
の回収器に、インク滴が正確に流入するようにする必要
がある。なお保護インク滴とは、印字に供されるための
順次噴射される液滴の帯電量を異ならせて偏向量を変え
所望の形状の印字をする際に、液滴と液滴との間に印字
に供されない液滴を噴射して、印字に供される液滴間で
の帯電の漏れを防止する液滴をいう。

【０００５】更に、非帯電インク滴を印字に使い、帯電
インク滴を保護インク滴又は非印字インク滴とするタイ
プのプリンタの場合であって、プリンタのスイッチを初
めてオンにしてインク流をノズルから噴射させ始めた時
に、印字する予定のない媒体の部分をインクで汚したり
不必要な印字がされたりするのを防止する必要がある。

【０００６】従来、帯電電極を手動により移動させて、
このような問題に対処していたが、移動の正確性に問題
があり、また帯電電極や回収器の移動のために、ソレノ
イドバルブや電動モータを用いると、設置容積等の問題
がある。

【０００７】そこで本発明は、帯電電極や回収器の移動
を小型で簡易な構成により実現でき、連続インクジェッ
トプリンタの立ち上がり時にインク滴を確実に回収する
と共に帯電電極のインクによる汚染のない印字ヘッドを
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による連続インク
ジェットプリンタ用印字ヘッドは、動作時にインクが発
射され、圧電発振器の作用によりインク滴に分解するノ
ズルに、加圧下でインクを供給するインク供給手段を有
し、動作時に選択したインク滴に静電荷を付与するため
の帯電電極と、電荷を与えられたインク滴の進路を偏向
するための偏向電極と、印字に供されないインク滴を収
集するための回収器とを有し、該帯電電極及び／又は回
収器はインク滴の進行方向を横切る方向に移動可能であ
り、その移動は該帯電電極及び／又は回収器に接続した
液圧アクチュエータに選択的に供給される加圧流体の作
用により制御される。ここで該加圧流体はインク供給手
段から選択的に供給されたインクであるのが望ましい。
また帯電電極は偏向電極と共に移動するように設けられ
るのが有利である。なお、プリンタが可視像を形成する
ためのインクを用いずに、潜像を形成するための流体を
用いたときには、その流体を液圧アクチュエータを駆動
制御するための加圧流体として用いる。

【０００９】本発明は更に、該帯電電極が通常位置から
横方向に移動させられてインク滴の流れに近接した位置
から後退する印字ヘッドの操作方法を提供する。本発明
は更に、立ち上がり時に全てのインク滴が入る位置に回
収器を横に移動させる印字ヘッドの操作方法を提供す
る。

【００１０】立ち上がりの際には、帯電電極は通常の操
作位置から横方向に移動し、インク滴の飛沫を浴びるの
を避ける。また立ち上がり時において、ノズルから噴射
されるインク滴の電荷の有無にかかわらず、全てのイン
ク滴が回収器内に進むように回収器が移動し、印刷媒体
へインク滴が衝突しないように位置決めすることができ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による印字ヘ
ッドについて添付の図面に基づき説明する。印字ヘッド
は電子サブシステム１を有し、電子サブシステム１は、
インク滴発生器２内の圧電発振器を制御すると共に、イ
ンク滴への電荷付与のための帯電電極３とインク滴の偏
向のための偏向電極４、４’へ印加される電圧を適切に
制御する。電子サブシステム１はまた、インク滴発生器
２へのインク流を制御しているプリンタキャビネット
（図示せず）内のバルブ（図示せず）に適切な信号を出
力している。

【００１２】インク滴発生器２は、紙面に対して垂直な
列をなした間隔を密にした複数のノズルが形成されたノ
ズル板５を有する。動作時には、ノズルからインク流２
０が発生し、このインク流は圧電発振器の作用により印
字目的に対応した個別のインク滴に分解される。このイ
ンク滴は、ノズル列と同じ列方向に配列された複数の帯
電電極３を個別に通過し（図面では端が見えている）、
それぞれのインク滴は選択的に電荷が与えられる。次
に、インク滴は対になった偏向電極４、４’間を通過す
る。動作の際には偏向電極間の電界により、帯電インク
滴は直線進路から偏向されて回収器６へ向かう。回収器
６の立ち上がり位置（図示せず）では、印字に供される
非帯電インク滴も回収器６に入る。

【００１３】動作の際には、インクは供給手段１４から
ノズル板５の上方のインク滴発生器２内のインク室（図
示せず）に供給管７を介して供給される。プリンタキャ
ビネット（図示せず）内に設けられた複数のバルブ（図
示せず）の適切な動作によって、供給手段１４からのイ
ンクはまた、供給管８”と９”を介して第一液圧アクチ
ュエータ８と第二液圧アクチュエータ９にも供給され
る。

【００１４】第一アクチュエータ８はブラケット１０に
支持されると共に、レバーアーム１１の一端に当接する
ように設けられたピストン８’を有している。ここでレ
バーアーム１１の他端はインク回収器６を取り付けてい
る。第二アクチュエータ９もブラケット１０に取り付け
られ、ピストン９’を有する。ピストン９’は、一対の
リンク１２、１２’を介して、帯電電極３と偏向電極４
用のフレキシブル支持ブラケット１３と係合している。

【００１５】上述した図示せぬバルブは、第一、第二ア
クチュエータ８、９への加圧インクの供給をそれぞれ制
御している。これら図示せぬバルブを選択的に操作する
ことにより、回収器６は全回収位置から図に示した運転
位置に引き込むことができる。運転位置では帯電したイ
ンク滴だけが回収器へと進路偏向され、非帯電インク滴
は印字のために印刷媒体上へと進むことが可能となり、
帯電電極３と偏向電極４は図示の位置から右方へ移動可
能であり、右方に移動した結果、帯電電極３はインク流
２０に近接し、偏向電極４は他の偏向電極４’に対して
所定の位置に位置することになる。この位置はノズル板
５の側方の当接部１６に当接可能に設けられた調整可能
な停止ネジ１５により調整可能である。

【００１６】以下に説明する印字操作の立ち上がり／停
止シーケンスは、４個のソレノイドバルブ、つまり噴射
用バルブ、吹き出し用バルブ(bleed) 、帯電電極アクチ
ュエータ用バルブ、及びインク滴回収器アクチュエータ
用バルブ（どれも図示せず）の使用を前提としている。

【００１７】噴射用ソレノイドバルブ（ａｋａ供給ソレ
ノイドバルブとも称す）は、印字ヘッド内に設けた双方
向ソレノイドバルブであり、供給管７を介してインク滴
発生器２へのインクの流れを制御する。

【００１８】吹き出し用ソレノイドバルブは、噴射／供
給ソレノイドバルブと同種のタイプのバルブであり、印
字ヘッド内に設けられ、吹き出し管（図示せず）を介し
てインク流を制御する。このバルブが開弁したときは、
立ち上がりの際に吹き出し管を介して、インクに混入し
ている空気を初めにインク滴発生器２から除去できる。
運転停止時は再度開弁され、インク滴発生器２を減圧す
ることにより非常に速いタイミングで噴射を止めること
ができる。この動作は、回収器６からインクを引き出す
ために使用する真空源（図示せず）に吹き出し管を接続
することにより一層助長される。

【００１９】帯電電極アクチュエータ用バルブは、イン
クキャビネット内に設けられ３個のポートを有したソレ
ノイドバルブである。作動時には、インクがアクチュエ
ータ９に供給されて帯電電極３が印字位置に移動する。
非作動時には、図１に示されるように帯電電極３は安全
な噴射開始位置に戻される。

【００２０】回収器用アクチュエータバルブは帯電電極
アクチュエータバルブと同様であり、インクキャビネッ
ト内に設けられる。作動時には、インクを回収器アクチ
ュエータ８に流し、回収器６を図示した印字位置に移動
する。非作動時は、回収器６は図に示した位置よりも右
方の、噴射立ち上がり及び噴射停止に必要とされる全回
収位置に位置する。

【００２１】次に立ち上がりシーケンスについて説明す
る。回収器は回収位置にあり、帯電電極は噴射開始位置
にあるとき、回収器アクチュエータソレノイドバルブ及
び帯電電極アクチュエータソレノイドバルブの両方をオ
フの状態で、供給圧力が作用し回収器ポンプが始動す
る。

【００２２】噴射開始指令に続いて、噴射ソレノイドバ
ルブが開弁する。噴射が開始されると圧力が下がる。し
かし、アクチュエータ８、９が動作するには所定の圧力
が必要であり、圧力が設定値以下であれば、圧力が設定
値に達するまで、このシーケンスは待機の状態となる。

【００２３】１０秒後、吹き出しバルブが１０秒間開
き、これによりまた圧力が低下する。また、低下した圧
力が最低圧力以上である限り、圧力制御システムはこの
低下を無視することができる。

【００２４】吹き出し用バルブが閉じると、圧力制御シ
ステムは、現行の操作パラメータに要する圧力を発生さ
せることが可能である。正しい圧力値になると、帯電電
極ソレノイドバルブの作動により帯電電極３は右方に移
動して動作位置に位置する。この時点で、変調、位相調
整、噴射速度測定、及び電荷付与が開始可能となる。

【００２５】これらが完了すると、回収器６の背面側に
噴射方向が偏向されることになる。この段階で、回収器
アクチュエータ８の作動により図示した印字位置に回収
器を移動するのが安全である。この段階で、印字開始可
能となる。以上のシーケンスは下記の付記Ａにまとめて
ある。

【００２６】噴射停止シーケンスは回収器アクチュエー
タ８が閉じることにより開始し、回収器６が全てのイン
ク滴を捕らえる位置に戻る。そして帯電電極アクチュエ
ータ９を非作動とすることにより、電荷の付与、位相調
整、変調を停止し、帯電電極３を安全な位置に移動す
る。噴射立ち上がりシーケンスと同様に、噴射停止シー
ケンスも圧力の設定により開始する。この圧力が所定値
になると、吹き出しソレノイドバルブが開弁する。１０
秒後、噴射ソレノイドバルブは吹き出しソレノイドバル
ブの閉弁の直後に閉弁する。

【００２７】立ち上がりシーケンスと同様に、圧力制御
システムは、発生した圧力を維持することは不要であ
り、圧力制御の誤りは無視される。噴射がオフにされた
後、ポンプは動作を続けて回収器を清掃する。このシー
ケンスは付記Ｂにまとめてある。

【００２８】付記Ａ（立ち上がりシーケンスの要約） 既に走行中のポンプで要求された噴射をオンにする；帯
電電極アクチュエータ及び回収器アクチュエータをオフ
にする；供給圧を設定する；噴射ソレノイドバルブを開
く；１０秒待つ；吹き出しソレノイドバルブを開く；１
０秒待つ；吹き出しソレノイドバルブを閉じる；現行の
操作条件に基づく正しい圧力を設定する；帯電電極アク
チュエータをオンにする；変調、帯電、位相調整を開始
する；正しい噴射速度、位相、帯電等を設定する；回収
器アクチュエータをオンにする；全てＯＫなら緑の標識
(green beacon)をオンにする

【００２９】付記Ｂ（停止シーケンスの要約） 印字状態で噴射オフの指令；緑の標識をオフにする；回
収器アクチュエータをオフにする；帯電及び変調を停止
する；帯電電極アクチュエータをオフにする；圧力を設
定する；吹き出しソレノイドバルブを開く；１０秒待
つ；噴射ソレノイドバルブをオフにする；２００ミリ秒
待つ；吹き出しソレノイドバルブを閉弁する；１２０秒
待つ；ポンプをオフにする。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、本発明による印字ヘッド
では、帯電電極や回収器を移動させるための駆動手段と
して、電気式駆動源例えばソレノイドバルブや電動モー
タを使用せず、液圧により駆動する液圧アクチュエータ
を設けているので、駆動手段のサイズを小型化すること
ができる。またインクを印字ヘッド供給して可視像を形
成する場合には、インク自体を加圧流体として利用する
ことができ、全体の構成を簡素化することができる。

【００３１】そして、連続インクジェットプリンタの立
ち上がりの際には、帯電電極は通常の操作位置から横方
向に移動しているので、帯電電極がインク滴の飛沫を浴
びるのを避けることができる。またこの立ち上がり時に
おいて、ノズルから噴射されるインク滴の電荷の有無に
かかわらず、全てのインク滴が回収器内に進むように回
収器が移動可能なので、印刷媒体へインク滴が衝突して
インクや印刷媒体を無駄にするのを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による印字ヘッドを側面か
ら見た部分断面図。

【符号の説明】

１ 電子サブシステム ２ インク滴発生器 ３ 帯電電極 ４ ４’偏向電極 ５ ノズル板 ６ インク回収器 ７ インク供給管 ８ 第一液圧アクチュエータ ９ 第二液圧アクチュエータ １０ ブラケット １１ レバーアーム １２、１２’ リンク １３ フレキシブル支持ブラケット １４ インク供給手段 １５ 停止ネジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャ−ド マルズデン イギリス国、ケンブリッジ ピ−イ−17 ６ディ−エッチ、ハンティングドン、セイ ント アイブズ、ケント クロ−ズ 12番 地

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク供給手段１４から加圧したインク
   の供給を受ける印字ヘッドであって、動作時にインクを
   発射し圧電発振器の作用によりインク滴に分解するノズ
   ル５と、動作時に選択したインク滴に静電荷を帯電する
   ための帯電電極３と、帯電したインク滴の進路２０を偏
   向するための偏向電極４と、印字に供されないインク滴
   を収集するための回収器６とを有する連続インクジェッ
   トプリンタ用の印字ヘッドにおいて、 該帯電電極３及び／又は回収器６はインク滴の進行方向
   ２０を横切る方向に移動可能であり、該帯電電極３及び
   ／又は該回収器６には液圧アクチュエータ８、９が接続
   され、液圧アクチュエータには加圧流体が選択的に供給
   可能であり、該加圧流体の作用により該帯電電極３及び
   ／又は回収器６の移動が制御されることを特徴とする連
   続インクジェットプリンタ用の印字ヘッド。
2. 【請求項２】 該加圧流体はインク供給手段１４から選
   択的に供給されるインクであることを特徴とする、請求
   項１に記載の印字ヘッド。
3. 【請求項３】 該帯電電極３は該偏向電極４と共に移動
   可能に設けられていることを特徴とする、請求項１又は
   ２に記載の印字ヘッド。
4. 【請求項４】 該帯電電極３及び／又は該回収器６は非
   作動位置に附勢されることを特徴とする、請求項１乃至
   ３のいずれか１に記載の印字ヘッド。
5. 【請求項５】 該回収器６は、ノズルから噴射される全
   てのインク滴が帯電又は非帯電にかかわらず該回収器６
   に進むように位置決め可能であることを特徴とする、請
   求項１乃至４のいずれか１に記載の印字ヘッド。
6. 【請求項６】 該帯電電極３は、インク滴の流れ２０に
   近接した位置から後退可能なようにその通常操作位置か
   ら横方向に移動することを特徴とする、請求項１に記載
   の印字ヘッドの操作方法。
7. 【請求項７】 立ち上がり時、インク滴の飛沫を浴びる
   ことを避けるために該帯電電極３はその通常操作位置か
   ら横方向に後退していることを特徴とする、請求項６に
   記載の印字ヘッドの操作方法。
8. 【請求項８】 立ち上がり時、該回収器６は全てのイン
   ク滴が帯電又は非帯電にかかわらず該回収器６に入る位
   置に、横方向に移動させられることを特徴とする、請求
   項１に記載の印字ヘッドの操作方法。