JPH10114073A - インク液滴の形成及び移動方法 - Google Patents
インク液滴の形成及び移動方法Info
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- JPH10114073A JPH10114073A JP9262150A JP26215097A JPH10114073A JP H10114073 A JPH10114073 A JP H10114073A JP 9262150 A JP9262150 A JP 9262150A JP 26215097 A JP26215097 A JP 26215097A JP H10114073 A JPH10114073 A JP H10114073A
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- electric field
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- droplets
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14008—Structure of acoustic ink jet print heads
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクジェットプリントの作動温度を減少さ
せること。 【解決手段】 記録デバイス内においてインク液滴を形
成しプリントヘッドとプリント媒体との間隙を移動させ
る方法であって、該方法は、該間隙に電界Ｆを形成し、
プリントヘッドに隣接してインク液滴２４を形成し、該
電界により形成インク液滴に誘電された電気的引力が該
インク液滴に作用する最も強力な力となるように電界を
制御する、というステップにより構成される。
せること。 【解決手段】 記録デバイス内においてインク液滴を形
成しプリントヘッドとプリント媒体との間隙を移動させ
る方法であって、該方法は、該間隙に電界Ｆを形成し、
プリントヘッドに隣接してインク液滴２４を形成し、該
電界により形成インク液滴に誘電された電気的引力が該
インク液滴に作用する最も強力な力となるように電界を
制御する、というステップにより構成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リントに関し、殊に電界によってインクの液滴を帯電
し、それによってインクの液滴がプリント媒体に向かっ
て衝突する力を与える技術に関する。
リントに関し、殊に電界によってインクの液滴を帯電
し、それによってインクの液滴がプリント媒体に向かっ
て衝突する力を与える技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のインクドロッププリント方式で
は、インクの液滴を生成しプリント媒体に衝突させるた
めのさまざまな方法をとりいれてきた。インクドロップ
プリントの周知のデバイスはサーマルジェット方式のプ
リントヘッド、ピエゾトランスジューサタイプのインク
ジェットプリントヘッド、およびバブルジェット方式の
プリントヘッドを含む。これらのプリントヘッドは各々
直径１５から１００μm のほぼ球体のインクの液滴を生
成する。音響式のインクジェットは直径１５μm 未満の
ドロップを作ることができる。これらの小さいインク液
滴は高い解像度の要素となる。従来のプリントヘッドに
よればインクの液滴は秒速約４メートルでプリント媒体
へ発射される。
は、インクの液滴を生成しプリント媒体に衝突させるた
めのさまざまな方法をとりいれてきた。インクドロップ
プリントの周知のデバイスはサーマルジェット方式のプ
リントヘッド、ピエゾトランスジューサタイプのインク
ジェットプリントヘッド、およびバブルジェット方式の
プリントヘッドを含む。これらのプリントヘッドは各々
直径１５から１００μm のほぼ球体のインクの液滴を生
成する。音響式のインクジェットは直径１５μm 未満の
ドロップを作ることができる。これらの小さいインク液
滴は高い解像度の要素となる。従来のプリントヘッドに
よればインクの液滴は秒速約４メートルでプリント媒体
へ発射される。
【０００３】インクの液滴はプリントヘッド内のアクチ
ュエータで生成される。該アクチュエータはマーキング
デバイスコントローラで制御される。マーキングデバイ
スコントローラは、プリント媒体のプリントヘッドに対
する相対移動に関連してアクチュエータを作動する。プ
リントコントローラは、このアクチュエータの作動とプ
リント媒体の動きを制御することにより、インクの液滴
がプリント媒体に特定のパターンで発射されるよう調整
するため、プリント媒体上に思いどうりの画像が形成さ
れるのである。
ュエータで生成される。該アクチュエータはマーキング
デバイスコントローラで制御される。マーキングデバイ
スコントローラは、プリント媒体のプリントヘッドに対
する相対移動に関連してアクチュエータを作動する。プ
リントコントローラは、このアクチュエータの作動とプ
リント媒体の動きを制御することにより、インクの液滴
がプリント媒体に特定のパターンで発射されるよう調整
するため、プリント媒体上に思いどうりの画像が形成さ
れるのである。
【０００４】従来より、アクチュエータはインクの液滴
がプリントヘッドとプリント媒体の間隙を超えて噴射出
来る推進力をも授与するものである。インクの液滴を形
成しさらに噴射させるにはかなりのエネルギーを要す
る。さらに、ある種のアクチュエータは非常に非効率的
である。たとえば、ピエゾデバイスの効率は約３０％で
ある。音響式インクジェットプリンタではインク液滴を
形成し排出するために導入されたエネルギーの約９５％
が余分の熱として喪失される。こうした余分の熱はプリ
ントヘッドのような周辺の構成装置の作動温度を上げて
しまうため、望ましくない。これがデバイスの寿命を減
らす熱ストレスとなるからである。
がプリントヘッドとプリント媒体の間隙を超えて噴射出
来る推進力をも授与するものである。インクの液滴を形
成しさらに噴射させるにはかなりのエネルギーを要す
る。さらに、ある種のアクチュエータは非常に非効率的
である。たとえば、ピエゾデバイスの効率は約３０％で
ある。音響式インクジェットプリンタではインク液滴を
形成し排出するために導入されたエネルギーの約９５％
が余分の熱として喪失される。こうした余分の熱はプリ
ントヘッドのような周辺の構成装置の作動温度を上げて
しまうため、望ましくない。これがデバイスの寿命を減
らす熱ストレスとなるからである。
【０００５】ＵＳ特許出願 NO.08/480,977 （発明の名
称：印刷における噴射インク液滴の電子的なマニピュレ
ーション "Electric-Field Manipulation of Ejected
InkDrops in Printing"）で本願と同じ出願人に譲渡さ
れたものにおいては、電界を利用してインク液滴がプリ
ント媒体に思いどうりに噴射できるようにする、たとえ
ば与えられたプリントヘッドの形状における印字の解像
度がより高まるようにインク液滴を選択的に微妙に歪め
ることが開示されている。インクジェットアクチュエー
タはインクの液滴の初速度を形成する。帯電されたイン
ク液滴の軌跡は電極によって調整されて、プリントヘッ
ドのノズル孔の真正面にあたる部分から若干ずれたプリ
ント媒体上に交互に吐出される。
称：印刷における噴射インク液滴の電子的なマニピュレ
ーション "Electric-Field Manipulation of Ejected
InkDrops in Printing"）で本願と同じ出願人に譲渡さ
れたものにおいては、電界を利用してインク液滴がプリ
ント媒体に思いどうりに噴射できるようにする、たとえ
ば与えられたプリントヘッドの形状における印字の解像
度がより高まるようにインク液滴を選択的に微妙に歪め
ることが開示されている。インクジェットアクチュエー
タはインクの液滴の初速度を形成する。帯電されたイン
ク液滴の軌跡は電極によって調整されて、プリントヘッ
ドのノズル孔の真正面にあたる部分から若干ずれたプリ
ント媒体上に交互に吐出される。
【０００６】この方法はプリント媒体上の印字解像度を
高めるが、しかしプリントヘッドの作動熱を調節する課
題については言及していない。その結果として、プリン
トヘッドの作動熱は上がり、デバイスの耐用年数を縮め
ていた。
高めるが、しかしプリントヘッドの作動熱を調節する課
題については言及していない。その結果として、プリン
トヘッドの作動熱は上がり、デバイスの耐用年数を縮め
ていた。
【０００７】さらに、この方法はサテライト（付随す
る）液滴の問題にも言及していない。サテライト液滴
は、本来の液滴生成が不完全なときに発生する。サテラ
イト液滴は本来の液滴よりもずっと卑小なものであるた
め、間隙の気流等の環境の影響を受けやすい。従来型の
デバイスでは、サテライト液滴は高度の空気抵抗により
急速に減速する。ある地点において、該サテライト液滴
は逆戻りしてプリントヘッドへ衝突する。他の間隙を通
過した液滴は気流の影響で好ましくない印刷画像をつく
り出し、これが印刷の質を低下する。このようなサテラ
イト液滴がプリントヘッドに蓄積されることは、時とと
もにその性能が衰える結果となるため、非常に望ましく
ない。
る）液滴の問題にも言及していない。サテライト液滴
は、本来の液滴生成が不完全なときに発生する。サテラ
イト液滴は本来の液滴よりもずっと卑小なものであるた
め、間隙の気流等の環境の影響を受けやすい。従来型の
デバイスでは、サテライト液滴は高度の空気抵抗により
急速に減速する。ある地点において、該サテライト液滴
は逆戻りしてプリントヘッドへ衝突する。他の間隙を通
過した液滴は気流の影響で好ましくない印刷画像をつく
り出し、これが印刷の質を低下する。このようなサテラ
イト液滴がプリントヘッドに蓄積されることは、時とと
もにその性能が衰える結果となるため、非常に望ましく
ない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】したがって、インクジ
ェットプリントの作動温度を減少してエネルギーの必要
量を低下させることが望ましい。
ェットプリントの作動温度を減少してエネルギーの必要
量を低下させることが望ましい。
【０００９】また、本来のインク液滴とサテライトイン
ク液滴がプリント媒体を同時に衝打するようにマーキン
グ（表示）デバイスを設定することが望ましい。
ク液滴がプリント媒体を同時に衝打するようにマーキン
グ（表示）デバイスを設定することが望ましい。
【００１０】また、インク液滴のサイズを直径１５μm
未満に調節することが望ましい。
未満に調節することが望ましい。
【００１１】さらに、誘導により液滴の帯電を容易にす
ることが望ましい。
ることが望ましい。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明による方法および
装置によれば、上記およびその他の利点が達成される。
その方法は、マーキングデバイス内のプリントヘッドと
プリント媒体間に電界を形成し、プリントヘッドに隣接
してインク液滴を形成し、電界を制御するステップを含
む。ここでの電界は、該形成されたインク液滴に及ぼさ
れる電気的引力がインク液滴に働く最大の力であるよう
に制御される。
装置によれば、上記およびその他の利点が達成される。
その方法は、マーキングデバイス内のプリントヘッドと
プリント媒体間に電界を形成し、プリントヘッドに隣接
してインク液滴を形成し、電界を制御するステップを含
む。ここでの電界は、該形成されたインク液滴に及ぼさ
れる電気的引力がインク液滴に働く最大の力であるよう
に制御される。
【００１３】生成ステップは、プリント支持媒体を電圧
源によりバイアスすることを含むことができる。さら
に、該生成ステップはプリントヘッドのバイアス、たと
えばプリントヘッドのアースを含ませることができる。
源によりバイアスすることを含むことができる。さら
に、該生成ステップはプリントヘッドのバイアス、たと
えばプリントヘッドのアースを含ませることができる。
【００１４】インク液滴は、このインク液滴を形成する
力とは反対方向に働く限界表面張力よりもやや強い液滴
形成力を加えることにより形成される。
力とは反対方向に働く限界表面張力よりもやや強い液滴
形成力を加えることにより形成される。
【００１５】該電界は、電波強度がほぼ1.0 V/μm を維
持するように制御される。該電界はまた、プリントヘッ
ドからプリント媒体への移動時間が、本来のインク液滴
とそれより小さいサテライト液滴とでほぼ同じになるよ
うに制御される。該インク液滴の半径は最低約１μm 、
最高１５μm 未満の大きさに形成される。
持するように制御される。該電界はまた、プリントヘッ
ドからプリント媒体への移動時間が、本来のインク液滴
とそれより小さいサテライト液滴とでほぼ同じになるよ
うに制御される。該インク液滴の半径は最低約１μm 、
最高１５μm 未満の大きさに形成される。
【００１６】インク液滴形成ステップはプリントヘッド
からプリント媒体へ向かう方向に延出するインクのプル
ームを形成し、その端部を切り離してインク液滴を形成
するステップを含む。
からプリント媒体へ向かう方向に延出するインクのプル
ームを形成し、その端部を切り離してインク液滴を形成
するステップを含む。
【００１７】電界は、電圧源により、発生されることが
できる。液滴は、音響式のインクジェットアクチュエー
タにより形成されることができる。プリントヘッドとプ
リント媒体との好適な間隙は約１ミリメートルである。
できる。液滴は、音響式のインクジェットアクチュエー
タにより形成されることができる。プリントヘッドとプ
リント媒体との好適な間隙は約１ミリメートルである。
【００１８】本発明の装置は、インクジェットマーキン
グデバイスを含む。このマーキングデバイスは、プリン
ト媒体に画像を形成するプリントヘッドを有する。該プ
リントヘッドとプリント媒体との間には間隙がある。該
マーキングデバイスは、この間隙に電界を発生させる発
生デバイスと、液滴形成デバイスと、コントローラを含
む。該液滴形成デバイスは、プリントヘッドに隣接して
インク液滴を形成する。該コントローラは該液滴形成デ
バイスに連結され、形成インク液滴に及ぼされる電気的
誘引力が該液滴に働く他のすべての力に勝っているよう
に電界を制御する。該液滴形成デバイスは生成デバイス
に連結される。
グデバイスを含む。このマーキングデバイスは、プリン
ト媒体に画像を形成するプリントヘッドを有する。該プ
リントヘッドとプリント媒体との間には間隙がある。該
マーキングデバイスは、この間隙に電界を発生させる発
生デバイスと、液滴形成デバイスと、コントローラを含
む。該液滴形成デバイスは、プリントヘッドに隣接して
インク液滴を形成する。該コントローラは該液滴形成デ
バイスに連結され、形成インク液滴に及ぼされる電気的
誘引力が該液滴に働く他のすべての力に勝っているよう
に電界を制御する。該液滴形成デバイスは生成デバイス
に連結される。
【００１９】また、インクジェットマーキングデバイス
は、プリントヘッドと反対側のプリント媒体側に設置さ
れたプリント媒体支持部をも含む。該プリント媒体支持
部は発生デバイスに連結されて、発生デバイスがプリン
ト媒体支持部に電圧を発生する。好適には、発生デバイ
スは電圧源である。
は、プリントヘッドと反対側のプリント媒体側に設置さ
れたプリント媒体支持部をも含む。該プリント媒体支持
部は発生デバイスに連結されて、発生デバイスがプリン
ト媒体支持部に電圧を発生する。好適には、発生デバイ
スは電圧源である。
【００２０】好適には、液滴形成デバイスは反対方向に
作用する限界表面張力より若干大きい液滴形成力を発揮
してインク液滴を形成する。好適には、該液滴形成デバ
イスは音響式のインクジェットアクチュエータを含む。
作用する限界表面張力より若干大きい液滴形成力を発揮
してインク液滴を形成する。好適には、該液滴形成デバ
イスは音響式のインクジェットアクチュエータを含む。
【００２１】本発明の装置は、プリント媒体に画像を形
成するプリントヘッドを有するインクジェットマーキン
グデバイスを含む。該プリントヘッドとプリント媒体の
間は間隙により離れている。好適には、該マーキングデ
バイスは該間隙に電界を発生させる発生デバイスと、プ
リントヘッドに隣接してインク液滴を形成する液滴形成
デバイス、及び、該発生デバイスと液滴形成デバイスに
連結するコントローラを含む。該コントローラは、形成
インク液滴に及ぼされる電気的引力が該液滴に及ぼされ
る他のすべての力より勝るように電界を制御する。
成するプリントヘッドを有するインクジェットマーキン
グデバイスを含む。該プリントヘッドとプリント媒体の
間は間隙により離れている。好適には、該マーキングデ
バイスは該間隙に電界を発生させる発生デバイスと、プ
リントヘッドに隣接してインク液滴を形成する液滴形成
デバイス、及び、該発生デバイスと液滴形成デバイスに
連結するコントローラを含む。該コントローラは、形成
インク液滴に及ぼされる電気的引力が該液滴に及ぼされ
る他のすべての力より勝るように電界を制御する。
【００２２】インクジェットマーキングデバイスは、ま
た、プリントヘッドの反対側にあるプリント媒体側に設
置されるプリント媒体支持部をも含む。該プリント媒体
支持部は該発生デバイスに連結され、それにより該発生
デバイスがプリント媒体支持部に電圧を発生させる。好
適には、該発生手段デバイスが電圧源である。
た、プリントヘッドの反対側にあるプリント媒体側に設
置されるプリント媒体支持部をも含む。該プリント媒体
支持部は該発生デバイスに連結され、それにより該発生
デバイスがプリント媒体支持部に電圧を発生させる。好
適には、該発生手段デバイスが電圧源である。
【００２３】好適には、液滴形成手段は、反対側方向へ
働く限界表面張力より若干大きい液滴形成力を発揮させ
ることによりインク液滴を形成する。好適には、該液滴
形成デバイスは音響インクジェットタイプのアクチュエ
ータを含む。
働く限界表面張力より若干大きい液滴形成力を発揮させ
ることによりインク液滴を形成する。好適には、該液滴
形成デバイスは音響インクジェットタイプのアクチュエ
ータを含む。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１において、電圧源１０がプリ
ントヘッド１４およびプリント媒体支持部１８に連結さ
れている。マーキングデバイスコントローラ１２はプリ
ントヘッド１４と直接通信し、それへ連結される。マー
キングデバイスコントローラ１２はプリント媒体の移動
メカニズム（図示せず）を制御する。該移動メカニズム
はプリント媒体２０をプリントヘッド１４に対して相対
移動させる。プリント媒体２０は、好適には一枚もしく
は一巻きの用紙であるが、透明物もしくはその他の材質
でも良い。
ントヘッド１４およびプリント媒体支持部１８に連結さ
れている。マーキングデバイスコントローラ１２はプリ
ントヘッド１４と直接通信し、それへ連結される。マー
キングデバイスコントローラ１２はプリント媒体の移動
メカニズム（図示せず）を制御する。該移動メカニズム
はプリント媒体２０をプリントヘッド１４に対して相対
移動させる。プリント媒体２０は、好適には一枚もしく
は一巻きの用紙であるが、透明物もしくはその他の材質
でも良い。
【００２５】好適な実施の形態によれば、プリントヘッ
ド１４はページ幅を有し、プリント媒体２０はプリント
ヘッド１４に対して移動する。あるいはまた、該プリン
トヘッド１４をスキャニングプリントヘッドとして形成
して静止プリント媒体もしくは可動プリント媒体に対し
て移動するようにすることもできる。
ド１４はページ幅を有し、プリント媒体２０はプリント
ヘッド１４に対して移動する。あるいはまた、該プリン
トヘッド１４をスキャニングプリントヘッドとして形成
して静止プリント媒体もしくは可動プリント媒体に対し
て移動するようにすることもできる。
【００２６】該プリントヘッド１４は液滴形成デバイス
１６を含む。好適実施の形態においては、液滴形成デバ
イス１６は音響式のインク液滴アクチュエータである
が、サーマル式およびピエゾトランスジューサタイプの
アクチュエータを含む他のインク液滴アクチュエータを
使用することもできる。
１６を含む。好適実施の形態においては、液滴形成デバ
イス１６は音響式のインク液滴アクチュエータである
が、サーマル式およびピエゾトランスジューサタイプの
アクチュエータを含む他のインク液滴アクチュエータを
使用することもできる。
【００２７】図２に示すように、電圧源１０により、プ
リント媒体支持部１８とプリントヘッド１４のフロント
表面３２の間に電界Ｆが形成される。プリント媒体支持
部１８は伝導材（通常金属）でできている。プリント媒
体支持１８の表面が厚さ約１ミルの誘電性材でコーティ
ングされる。プリント媒体２０はプリントヘッド１４の
フロント表面３２とプリント媒体支持１８の間に、該誘
電性コーティング２１と接するように置かれる。該フロ
ント表面３２とプリント媒体２０の間の間隙Ｇは約１mm
である。
リント媒体支持部１８とプリントヘッド１４のフロント
表面３２の間に電界Ｆが形成される。プリント媒体支持
部１８は伝導材（通常金属）でできている。プリント媒
体支持１８の表面が厚さ約１ミルの誘電性材でコーティ
ングされる。プリント媒体２０はプリントヘッド１４の
フロント表面３２とプリント媒体支持１８の間に、該誘
電性コーティング２１と接するように置かれる。該フロ
ント表面３２とプリント媒体２０の間の間隙Ｇは約１mm
である。
【００２８】プリントヘッド１４は一列のアパーチャ２
２（この内２つを図示）を含み、インクがこれらアパー
チャを通過してプリントヘッド１４から放出される様子
が図示されている。該プリントヘッド１４はまた、１個
以上の液滴形成デバイス１６を含む。この形成デバイス
が周囲のインクにエネルギーを与えると、フロント表面
３２付近インク表面３０にインク液滴が形成される。
２（この内２つを図示）を含み、インクがこれらアパー
チャを通過してプリントヘッド１４から放出される様子
が図示されている。該プリントヘッド１４はまた、１個
以上の液滴形成デバイス１６を含む。この形成デバイス
が周囲のインクにエネルギーを与えると、フロント表面
３２付近インク表面３０にインク液滴が形成される。
【００２９】好適な実施の形態においては、液滴形成デ
バイス１６は音響アクチュエータタイプのものである。
音響アクチュエータタイプの液滴形成デバイス内部にお
いて、トランスジューサが作動されてインクに音波を生
成する。この音波はフレネルレンズを通ってインク表面
３０の真下の部分に焦点を合わせる。こうして焦点が合
わせられた音波エネルギーによって発生される圧力差
が、図２の左側に図示されるようなインクプルーム２８
を形成する。液滴形成力Ｄは、インク表面３０と液滴形
成デバイス１６とは反対方向に作用する液体ジェットで
ある。液滴形成力Ｄは増大していってついには限界表面
張力Ｓを上回る。図２の右側に示すように、プルーム２
８は引きちぎれて本来の液滴２４を形成する。このプル
ーム２８は、インク表面３０から該プルーム２８が壊れ
た時に生成される液滴の半径に比例する距離だけ延出す
る。電界にバイアスがかかっているため、該液滴２４は
電界とは反対の電荷を帯びるようになる。
バイス１６は音響アクチュエータタイプのものである。
音響アクチュエータタイプの液滴形成デバイス内部にお
いて、トランスジューサが作動されてインクに音波を生
成する。この音波はフレネルレンズを通ってインク表面
３０の真下の部分に焦点を合わせる。こうして焦点が合
わせられた音波エネルギーによって発生される圧力差
が、図２の左側に図示されるようなインクプルーム２８
を形成する。液滴形成力Ｄは、インク表面３０と液滴形
成デバイス１６とは反対方向に作用する液体ジェットで
ある。液滴形成力Ｄは増大していってついには限界表面
張力Ｓを上回る。図２の右側に示すように、プルーム２
８は引きちぎれて本来の液滴２４を形成する。このプル
ーム２８は、インク表面３０から該プルーム２８が壊れ
た時に生成される液滴の半径に比例する距離だけ延出す
る。電界にバイアスがかかっているため、該液滴２４は
電界とは反対の電荷を帯びるようになる。
【００３０】従来のインクジェット装置では、本来の液
滴２４は、間隙Ｇを横切りプリント媒体２０へ向かって
該液滴２４を推進させるさらなる駆逐力成分の影響を受
けてきた。ＵＳ特許出願NO.:480,977 で開示されるデバ
イスにおいては、この駆逐力は、間隙Ｇを横切って形成
される電界に起因する力によってさらに補足される。し
かしながら本発明においては、液滴形成力Ｄはこれと反
対方向に作用する限界表面張力を若干上まわるだけなの
で、したがって本来の液滴２４を形成するためには該液
滴形成力Ｄのみで十分足りる。
滴２４は、間隙Ｇを横切りプリント媒体２０へ向かって
該液滴２４を推進させるさらなる駆逐力成分の影響を受
けてきた。ＵＳ特許出願NO.:480,977 で開示されるデバ
イスにおいては、この駆逐力は、間隙Ｇを横切って形成
される電界に起因する力によってさらに補足される。し
かしながら本発明においては、液滴形成力Ｄはこれと反
対方向に作用する限界表面張力を若干上まわるだけなの
で、したがって本来の液滴２４を形成するためには該液
滴形成力Ｄのみで十分足りる。
【００３１】本来の液滴２４が形成される際の不備によ
り、サテライト液滴２６が生成されることがある。従来
のデバイスでは、これらサテライト液滴２６はプリント
ヘッド３２のフロント表面へ逆戻りして衝突する傾向が
みられ、望ましくなかった。本発明ではサテライト液滴
２６は本来のインク液滴と同じ飛翔時間を有するように
制御される。
り、サテライト液滴２６が生成されることがある。従来
のデバイスでは、これらサテライト液滴２６はプリント
ヘッド３２のフロント表面へ逆戻りして衝突する傾向が
みられ、望ましくなかった。本発明ではサテライト液滴
２６は本来のインク液滴と同じ飛翔時間を有するように
制御される。
【００３２】電界Ｆは本来のおよびサテライトインク液
滴にクーロン力Ｃを及ぼす。本発明のインク液滴は、強
制的に排出が行われることなく形成される。インク液滴
に作用する最大の力はクーロン力である。したがって該
クーロン力はインク液滴に作用する他のいずれの力より
も大きい。ここでの他の力とは、インク液滴が移動する
ときに空気との間に発生する摩擦による空気抵抗を含む
ものである。
滴にクーロン力Ｃを及ぼす。本発明のインク液滴は、強
制的に排出が行われることなく形成される。インク液滴
に作用する最大の力はクーロン力である。したがって該
クーロン力はインク液滴に作用する他のいずれの力より
も大きい。ここでの他の力とは、インク液滴が移動する
ときに空気との間に発生する摩擦による空気抵抗を含む
ものである。
【００３３】図３は、空気抵抗の影響を示したものであ
る。（図中、Gap:間隙、Ｕ：初速度）。秒速４メートル
で射出された液滴は、従来デバイスの範疇であるが、グ
ラフ左側の下側カーブに示されるように、半径4.6 μｍ
未満の液滴は該空気抵抗により減速されて間隙を渡り切
ることができない。減速されたインク液滴はフロント表
面３２へ逆戻りしてプリントヘッド１４を汚染する。上
側カーブに示すように、電界強度1.5 V/μm の場合、イ
ンク液滴がどんな大きさでもクーロン力の下で間隙を渡
り切れる。
る。（図中、Gap:間隙、Ｕ：初速度）。秒速４メートル
で射出された液滴は、従来デバイスの範疇であるが、グ
ラフ左側の下側カーブに示されるように、半径4.6 μｍ
未満の液滴は該空気抵抗により減速されて間隙を渡り切
ることができない。減速されたインク液滴はフロント表
面３２へ逆戻りしてプリントヘッド１４を汚染する。上
側カーブに示すように、電界強度1.5 V/μm の場合、イ
ンク液滴がどんな大きさでもクーロン力の下で間隙を渡
り切れる。
【００３４】電界Ｆ内においては、プルーム２８の先端
とフロント表面３２との間の正味電圧差、インク液滴の
半径Ｒ，及び間隙Ｇ間を横切る電圧差（すなわち電界強
度）に比例する有限電荷がプルーム２８に誘電される。
電界強度を制御すれば誘導される電荷量も制御すること
ができる。同様に、電界強度を制御してインクが間隙を
どれだけの速度で渡れるがを示すダイナミックス（すな
わち、”飛翔時間”）をも制御することができる。
とフロント表面３２との間の正味電圧差、インク液滴の
半径Ｒ，及び間隙Ｇ間を横切る電圧差（すなわち電界強
度）に比例する有限電荷がプルーム２８に誘電される。
電界強度を制御すれば誘導される電荷量も制御すること
ができる。同様に、電界強度を制御してインクが間隙を
どれだけの速度で渡れるがを示すダイナミックス（すな
わち、”飛翔時間”）をも制御することができる。
【００３５】したがって、電界Ｆはインク液滴を帯電し
加速させる。図４によれば、ある範囲内の半径を有する
液滴が特定の飛翔時間内で間隙を横断する、というシミ
ュレーション制限を設定すれば、所要電界強度が決定さ
れる。（図中、U:初速度、Gap:間隙）。驚くべきこと
に、カーブの最下の平らな部分からわかるように、電界
強度 1.0V/μm の場合における液滴の飛翔時間はその大
きさにかかわらずほぼ均一である。半径範囲の低いサテ
ライト小滴と、半径範囲の高い本来の小滴との飛翔時間
は、ほぼ同じである。
加速させる。図４によれば、ある範囲内の半径を有する
液滴が特定の飛翔時間内で間隙を横断する、というシミ
ュレーション制限を設定すれば、所要電界強度が決定さ
れる。（図中、U:初速度、Gap:間隙）。驚くべきこと
に、カーブの最下の平らな部分からわかるように、電界
強度 1.0V/μm の場合における液滴の飛翔時間はその大
きさにかかわらずほぼ均一である。半径範囲の低いサテ
ライト小滴と、半径範囲の高い本来の小滴との飛翔時間
は、ほぼ同じである。
【００３６】図５を参照すると、液滴が特定の飛翔時間
で間隙を横断するための所要液滴電荷が決定される。
（図中、U:初速度、Gap:間隙) 。図示されるように約１
〜８μm の範囲において、水溶性インクの電荷の所要レ
ベルが得られる。殊にこの半径範囲は変化の多い領域で
あるため、クーロン力も空気抵抗も共に影響を受けやす
い。
で間隙を横断するための所要液滴電荷が決定される。
（図中、U:初速度、Gap:間隙) 。図示されるように約１
〜８μm の範囲において、水溶性インクの電荷の所要レ
ベルが得られる。殊にこの半径範囲は変化の多い領域で
あるため、クーロン力も空気抵抗も共に影響を受けやす
い。
【００３７】図６では、電界強度の範囲に対応する衝撃
速度が示されている。（図中、U:初速度、Gap:間隙) 。
殊に、1.0μm の電界においては、インク液滴は速度ゼ
ロから加速されてプリント媒体を秒速数メートルの速度
で衝突するまでになる。
速度が示されている。（図中、U:初速度、Gap:間隙) 。
殊に、1.0μm の電界においては、インク液滴は速度ゼ
ロから加速されてプリント媒体を秒速数メートルの速度
で衝突するまでになる。
【００３８】したがって電界強度を調節すれば、反復性
能と調節性能を有するプリンターを実現することができ
る。テスト結果によれば本発明実施例の操作エネルギー
は従来型デバイスに比して２５％減であることが判明し
ている。
能と調節性能を有するプリンターを実現することができ
る。テスト結果によれば本発明実施例の操作エネルギー
は従来型デバイスに比して２５％減であることが判明し
ている。
【００３９】ここでの本発明は特定の実施の形態につい
て記載したが、この特定実施の形態の記載は例証にすぎ
ず、発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではな
い。当業者にとっては、本発明の精神と範囲に基づき他
のさまざまな改良点や変更点が発案されるであろう。
て記載したが、この特定実施の形態の記載は例証にすぎ
ず、発明の範囲を制限するものと解釈されるべきではな
い。当業者にとっては、本発明の精神と範囲に基づき他
のさまざまな改良点や変更点が発案されるであろう。
【図１】本発明による好適な実施の形態のブロック図で
ある。
ある。
【図２】インク液滴がプリントヘッドで形成され、次い
で該プリントヘッドとプリント媒体間の電界により発生
する力により、該液滴がプリント媒体に向かって引き込
まれる様子を示す記録デバイスの平面図である。
で該プリントヘッドとプリント媒体間の電界により発生
する力により、該液滴がプリント媒体に向かって引き込
まれる様子を示す記録デバイスの平面図である。
【図３】異なる電界強度におけるインク液滴の半径と衝
撃速度との相関関係を示すグラフである。
撃速度との相関関係を示すグラフである。
【図４】異なる飛翔速度におけるインク液滴の半径と電
界強度の相関関係を示すグラフである。
界強度の相関関係を示すグラフである。
【図５】異なる飛翔速度におけるインク液滴の半径と所
要電荷との相関関係を示すグラフである。
要電荷との相関関係を示すグラフである。
【図６】異なる飛翔速度におけるインク液滴の半径と衝
撃速度との相関関係を示すグラフである。
撃速度との相関関係を示すグラフである。
１４ プリントヘッド １６ 液滴形成デバイス ２０ プリント媒体
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年１１月１３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョイ ロイ アメリカ合衆国 94587 カリフォルニア 州 ユニオン シティー メリディアン サークル 30353 (72)発明者 ドナルド エル．スミス アメリカ合衆国 94306 カリフォルニア 州 パロ アルト ラカル コート 3645 (72)発明者 リチャード ジー．スティアーンズ アメリカ合衆国 95031 カリフォルニア 州 ロス アルトス ピー．オー．ボック ス 1474
Claims (1)
- 【請求項１】 マーキング（記録）デバイス内において
インク液滴を形成しプリントヘッドとプリント媒体との
間隙を移動させる方法であって、該方法は、該間隙を横
切るように電界を形成し；プリントヘッドに隣接してイ
ンク液滴を形成し；該電界により形成インク液滴に誘電
された電気的引力が該インク液滴に作用する最も強力な
力となるように電界を制御する；インク液滴の形成及び
移動方法
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US72129096A | 1996-09-26 | 1996-09-26 | |
| US721290 | 1996-09-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10114073A true JPH10114073A (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=24897348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9262150A Pending JPH10114073A (ja) | 1996-09-26 | 1997-09-26 | インク液滴の形成及び移動方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6513909B1 (ja) |
| EP (1) | EP0832742B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10114073A (ja) |
| DE (1) | DE69716003T2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6367909B1 (en) | 1999-11-23 | 2002-04-09 | Xerox Corporation | Method and apparatus for reducing drop placement error in printers |
| US7204584B2 (en) * | 2004-10-01 | 2007-04-17 | Xerox Corporation | Conductive bi-layer intermediate transfer belt for zero image blooming in field assisted ink jet printing |
| JP2006175743A (ja) | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Canon Inc | 記録装置、インクミスト回収方法、及び記録方法 |
| JP2006175744A (ja) | 2004-12-22 | 2006-07-06 | Canon Inc | 記録装置、及び記録方法 |
| US7735975B2 (en) * | 2005-10-26 | 2010-06-15 | Seiko Epson Corporation | Liquid ejecting apparatus, recording apparatus, and field generating unit |
| JP4618094B2 (ja) * | 2005-10-26 | 2011-01-26 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射装置、記録装置および電界発生ユニット |
| US20090141110A1 (en) * | 2007-11-30 | 2009-06-04 | Xerox Corporation | Ink-jet printer using phase-change ink for direct on paper printing |
| US8882262B2 (en) * | 2008-10-23 | 2014-11-11 | Xerox Corporation | Belt leveling apparatus and systems for simultaneous leveling and pinning of radiation curable inks |
Family Cites Families (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4396925A (en) * | 1980-09-18 | 1983-08-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electroosmotic ink printer |
| DE3211345A1 (de) * | 1982-03-27 | 1983-09-29 | Agfa-Gevaert Ag, 5090 Leverkusen | Farbaufzeichnungsverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4538156A (en) | 1983-05-23 | 1985-08-27 | At&T Teletype Corporation | Ink jet printer |
| JPS6046257A (ja) | 1983-08-24 | 1985-03-13 | Nec Corp | インクジェット記録装置 |
| US4697195A (en) | 1985-09-16 | 1987-09-29 | Xerox Corporation | Nozzleless liquid droplet ejectors |
| JPS62199450A (ja) | 1986-02-27 | 1987-09-03 | Toshiba Corp | 階調記録方法 |
| US4752783A (en) | 1986-03-27 | 1988-06-21 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Thermal-electrostatic ink jet recording method and apparatus |
| JPH0717062B2 (ja) | 1986-03-27 | 1995-03-01 | 富士ゼロックス株式会社 | 画像記録方法 |
| US4734705A (en) | 1986-08-11 | 1988-03-29 | Xerox Corporation | Ink jet printer with satellite droplet control |
| JPH078566B2 (ja) * | 1986-11-13 | 1995-02-01 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジエツト記録装置 |
| US4860036A (en) | 1988-07-29 | 1989-08-22 | Xerox Corporation | Direct electrostatic printer (DEP) and printhead structure therefor |
| JP2817896B2 (ja) | 1989-01-11 | 1998-10-30 | キヤノン株式会社 | 熱バブルインクジェット記録装置 |
| EP0437062A3 (en) * | 1989-12-15 | 1991-12-27 | Tektronix, Inc. | Method and apparatus for printing with a drop-on-demand ink jet print head using an electric field |
| JPH03227248A (ja) | 1990-02-01 | 1991-10-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インクジェットプリンタ |
| JP3014815B2 (ja) * | 1990-08-31 | 2000-02-28 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録装置 |
| US5099256A (en) | 1990-11-23 | 1992-03-24 | Xerox Corporation | Ink jet printer with intermediate drum |
| JPH04294149A (ja) | 1991-03-25 | 1992-10-19 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッド |
| US5245358A (en) | 1991-06-17 | 1993-09-14 | Tektronix, Inc. | Substrate support for use in a thermal phase change ink printing apparatus |
| WO1993007000A1 (en) | 1991-10-04 | 1993-04-15 | Indigo N.V. | Ink-jet printer |
| US5477249A (en) | 1991-10-17 | 1995-12-19 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for forming images by jetting recording liquid onto an image carrier by applying both vibrational energy and electrostatic energy |
| JPH05124187A (ja) * | 1991-10-31 | 1993-05-21 | Canon Inc | インクジエツト式記録装置および該装置におけるインク液滴制御方法ならびにインクミスト吸着方法 |
| JP2778331B2 (ja) | 1992-01-29 | 1998-07-23 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジェット記録装置 |
| US5502476A (en) | 1992-11-25 | 1996-03-26 | Tektronix, Inc. | Method and apparatus for controlling phase-change ink temperature during a transfer printing process |
| US5389958A (en) | 1992-11-25 | 1995-02-14 | Tektronix, Inc. | Imaging process |
| US5372852A (en) | 1992-11-25 | 1994-12-13 | Tektronix, Inc. | Indirect printing process for applying selective phase change ink compositions to substrates |
| US5493373A (en) | 1993-05-03 | 1996-02-20 | Xerox Corporation | Method and apparatus for imaging on a heated intermediate member |
| US5353105A (en) | 1993-05-03 | 1994-10-04 | Xerox Corporation | Method and apparatus for imaging on a heated intermediate member |
| GB9322203D0 (en) * | 1993-10-28 | 1993-12-15 | Xaar Ltd | Droplet deposition apparatus |
| US5614933A (en) | 1994-06-08 | 1997-03-25 | Tektronix, Inc. | Method and apparatus for controlling phase-change ink-jet print quality factors |
| US5520715A (en) | 1994-07-11 | 1996-05-28 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Directional electrostatic accretion process employing acoustic droplet formation |
-
1997
- 1997-09-25 DE DE69716003T patent/DE69716003T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-25 EP EP97307523A patent/EP0832742B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-09-26 JP JP9262150A patent/JPH10114073A/ja active Pending
-
1999
- 1999-03-30 US US09/280,717 patent/US6513909B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0832742A2 (en) | 1998-04-01 |
| EP0832742B1 (en) | 2002-10-02 |
| EP0832742A3 (en) | 1999-04-21 |
| US6513909B1 (en) | 2003-02-04 |
| DE69716003D1 (de) | 2002-11-07 |
| DE69716003T2 (de) | 2003-03-06 |
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