JPH11216868A - 可変接触のインク粒子偏向による連続式インクジェットプリンタ - Google Patents
可変接触のインク粒子偏向による連続式インクジェットプリンタInfo
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- JPH11216868A JPH11216868A JP10324349A JP32434998A JPH11216868A JP H11216868 A JPH11216868 A JP H11216868A JP 10324349 A JP10324349 A JP 10324349A JP 32434998 A JP32434998 A JP 32434998A JP H11216868 A JPH11216868 A JP H11216868A
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- B41J2202/16—Nozzle heaters
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 連続したインクの流れがノズルから噴出する
連続式インクジェットプリンタでインクを制御するため
の装置の開示。 【解決手段】 流れが前記インク流発生装置から離れた
場所で複数の粒子に分解するように流れの中に連続した
インクの流れをインク流発生装置が形成する。流れ偏向
装置は、インク流発生装置と、流れが表面と接触し液体
−固体間の自由エネルギーに比例して面と接触する液体
の傾向により少なくとも部分的に変更されるように粒子
に分解する位置との間の流れに隣接して位置している面
を持つ本体を含む。流れは、液体−固体間自由エネルギ
ーに比例して面に接触する液体の傾向によりほぼ全面的
に偏向する場合や、又は液体−固体間自由エネルギーに
比例して面に接触する液体の傾向により部分的に偏向す
る場合や、また流れが面と衝突したために面が流れに加
える反動の力により部分的に偏向する場合もある。
連続式インクジェットプリンタでインクを制御するため
の装置の開示。 【解決手段】 流れが前記インク流発生装置から離れた
場所で複数の粒子に分解するように流れの中に連続した
インクの流れをインク流発生装置が形成する。流れ偏向
装置は、インク流発生装置と、流れが表面と接触し液体
−固体間の自由エネルギーに比例して面と接触する液体
の傾向により少なくとも部分的に変更されるように粒子
に分解する位置との間の流れに隣接して位置している面
を持つ本体を含む。流れは、液体−固体間自由エネルギ
ーに比例して面に接触する液体の傾向によりほぼ全面的
に偏向する場合や、又は液体−固体間自由エネルギーに
比例して面に接触する液体の傾向により部分的に偏向す
る場合や、また流れが面と衝突したために面が流れに加
える反動の力により部分的に偏向する場合もある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、デジタル
制御印刷装置に関し、特に、液体インクの流れがその周
期的な外乱により小さな粒子に分割される一つの基盤上
に複数のノズルを内蔵する連続式インクジェットプリン
トヘッドに関するものである。
制御印刷装置に関し、特に、液体インクの流れがその周
期的な外乱により小さな粒子に分割される一つの基盤上
に複数のノズルを内蔵する連続式インクジェットプリン
トヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】現
在までに、多くの異なるタイプのデジタル制御印刷シス
テムが発明されてきて、多くのタイプが現在も生産され
ている。これら印刷システムは、種々の作動機構、種々
の印刷材料、および種々の記録媒体を使用する。現在使
用されているデジタル印刷システムの例としては、レー
ザ電子写真プリンタ、ＬＥＤ電子写真プリンタ、ドット
マトリックス衝撃式プリンタ、サーマルペーパープリン
タ、フィルム記録装置、サーマルワックスプリンタ、ダ
イ拡散サーマル転写プリンタ、およびインクジェットプ
リンタ等がある。しかし、現在のところ、従来の機械式
印刷機が多くの高価な設定を必要とし、特定のページを
数千枚印刷するのでなければ、商業的に引き合わないに
も拘らず、機械式印刷機が依然として使用されていて、
前記電子印刷システムは、それに取って代わるほどには
普及していない。それ故、例えば、普通紙を使用して、
高速で安いコストで高品質のカラー画像を印刷すること
ができる、改良型のデジタル制御印刷システムが求めら
れている。
在までに、多くの異なるタイプのデジタル制御印刷シス
テムが発明されてきて、多くのタイプが現在も生産され
ている。これら印刷システムは、種々の作動機構、種々
の印刷材料、および種々の記録媒体を使用する。現在使
用されているデジタル印刷システムの例としては、レー
ザ電子写真プリンタ、ＬＥＤ電子写真プリンタ、ドット
マトリックス衝撃式プリンタ、サーマルペーパープリン
タ、フィルム記録装置、サーマルワックスプリンタ、ダ
イ拡散サーマル転写プリンタ、およびインクジェットプ
リンタ等がある。しかし、現在のところ、従来の機械式
印刷機が多くの高価な設定を必要とし、特定のページを
数千枚印刷するのでなければ、商業的に引き合わないに
も拘らず、機械式印刷機が依然として使用されていて、
前記電子印刷システムは、それに取って代わるほどには
普及していない。それ故、例えば、普通紙を使用して、
高速で安いコストで高品質のカラー画像を印刷すること
ができる、改良型のデジタル制御印刷システムが求めら
れている。
【０００３】インクジェット印刷は、例えば、衝撃音が
なく、ノイズが少ないという特性を持ち、普通紙を使用
することができ、トナー転写および定着を必要としない
ので、デジタル制御電子印刷の分野での有力な候補であ
ると認められている。インクジェット印刷機構は、連続
式インクジェットまたはドロップオンデマンド・インク
ジェットに分類することができる。連続式インクジェッ
トの歴史は、少なくとも１９２９年の昔に遡る。ハンセ
ルの米国特許第１，９４１，００１号参照。
なく、ノイズが少ないという特性を持ち、普通紙を使用
することができ、トナー転写および定着を必要としない
ので、デジタル制御電子印刷の分野での有力な候補であ
ると認められている。インクジェット印刷機構は、連続
式インクジェットまたはドロップオンデマンド・インク
ジェットに分類することができる。連続式インクジェッ
トの歴史は、少なくとも１９２９年の昔に遡る。ハンセ
ルの米国特許第１，９４１，００１号参照。
【０００４】１９６７年付けのスウィート他の米国特許
第３，３７３，４３７号は、印刷用のインク粒子に選択
的に電荷を与え、記録媒体の方向に偏向される連続式イ
ンクジェットノズルのアレイを開示している。この技術
は、２進偏向連続式インクジェットと呼ばれ、エルムジ
ェットおよびサイテックスを含むいくつかのメーカーが
使用している。
第３，３７３，４３７号は、印刷用のインク粒子に選択
的に電荷を与え、記録媒体の方向に偏向される連続式イ
ンクジェットノズルのアレイを開示している。この技術
は、２進偏向連続式インクジェットと呼ばれ、エルムジ
ェットおよびサイテックスを含むいくつかのメーカーが
使用している。
【０００５】１９６６年付けのヘルツ他の米国特許第
３，４１６，１５３号は、小さな開口部を通過する粒子
の数を変調するために、電荷を持つインク滴の流れを静
電気により分散させて、連続式インクジェット印刷の印
刷した点の光学的濃度を変化させる方法を開示してい
る。この技術は、イーリス社のインクジェットプリンタ
で使用されている。
３，４１６，１５３号は、小さな開口部を通過する粒子
の数を変調するために、電荷を持つインク滴の流れを静
電気により分散させて、連続式インクジェット印刷の印
刷した点の光学的濃度を変化させる方法を開示してい
る。この技術は、イーリス社のインクジェットプリンタ
で使用されている。
【０００６】１９７４年付けのイートンの米国特許第
３，８７８，５１９号は、帯電トンネルおよび偏向プレ
ートによる静電偏向を使用して、液体の流れの中で粒子
の形成を同期させるための方法および装置を開示してい
る。
３，８７８，５１９号は、帯電トンネルおよび偏向プレ
ートによる静電偏向を使用して、液体の流れの中で粒子
の形成を同期させるための方法および装置を開示してい
る。
【０００７】１９８２年付けのヘルツの米国特許第４，
３４６，３８７号は、電位勾配を持つ電界内に位置する
滴形成点で、圧力が加えられた液体の流れを分解するこ
とにより形成された、粒子上の電荷を制御するための方
法および装置を開示している。滴の形成は、その形成点
で、粒子に与える必要な、予め定めた電荷に対応する電
界内の一点で行われる。実際に滴を偏向するには、帯電
トンネルの他に偏向プレートが使用される。
３４６，３８７号は、電位勾配を持つ電界内に位置する
滴形成点で、圧力が加えられた液体の流れを分解するこ
とにより形成された、粒子上の電荷を制御するための方
法および装置を開示している。滴の形成は、その形成点
で、粒子に与える必要な、予め定めた電荷に対応する電
界内の一点で行われる。実際に滴を偏向するには、帯電
トンネルの他に偏向プレートが使用される。
【０００８】従来の連続式インクジェットは、流れの中
で滴が形成される点の近くに置かれた、静電帯電トンネ
ルを使用する。この方法の場合、個々の滴に電荷を与え
ることができる。電荷を持った滴は、その間に大きな電
位差を持つ偏向プレートにより、下方に偏向することが
できる。電荷を持つ滴を途中で捕捉するために、（「捕
捉装置」とも呼ばれる）ガターを使用することができ、
一方、電荷を持たない滴は、自由に記録媒体に衝突す
る。本発明の場合には、静電帯電トンネルは必要ない。
で滴が形成される点の近くに置かれた、静電帯電トンネ
ルを使用する。この方法の場合、個々の滴に電荷を与え
ることができる。電荷を持った滴は、その間に大きな電
位差を持つ偏向プレートにより、下方に偏向することが
できる。電荷を持つ滴を途中で捕捉するために、（「捕
捉装置」とも呼ばれる）ガターを使用することができ、
一方、電荷を持たない滴は、自由に記録媒体に衝突す
る。本発明の場合には、静電帯電トンネルは必要ない。
【０００９】本発明の一つの目的は、連続式インクジェ
ット法を使用するページ幅印刷を行う高速装置および方
法を提供することである。前記装置および方法により、
滴の形成および偏向を高速で行うことができる。
ット法を使用するページ幅印刷を行う高速装置および方
法を提供することである。前記装置および方法により、
滴の形成および偏向を高速で行うことができる。
【００１０】本発明の他の目的は、低コストで大量製造
することができるシリコン処理技術の利点を使用するプ
リントヘッドと一緒に内蔵することができる滴偏向手段
を持つ、連続式インクジェット印刷を行うための装置お
よび方法を提供することである。
することができるシリコン処理技術の利点を使用するプ
リントヘッドと一緒に内蔵することができる滴偏向手段
を持つ、連続式インクジェット印刷を行うための装置お
よび方法を提供することである。
【００１１】本発明のさらに他の目的は、非常に種々の
様々のインクを使用することができる高速印刷を行うた
めの装置および方法を提供することである。
様々のインクを使用することができる高速印刷を行うた
めの装置および方法を提供することである。
【００１２】本発明のさらに他の目的は、静電帯電トン
ネルを必要としない連続式インクジェット印刷を行うた
めの装置および方法を提供することである。
ネルを必要としない連続式インクジェット印刷を行うた
めの装置および方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】従って、本発明の一つの
特徴は、連続したインクの流れがノズルから噴出する連
続式インクジェットプリンタでインクを制御するための
装置およびプロセスを含む。この場合、インク流発生装
置は、前記流れが、前記インク流発生装置から離れた位
置で、複数の粒子に分解するように前記流れの中に連続
したインク流を形成する。流れ偏向装置は、前記インク
流発生装置と、前記流れが複数の粒子に分解される位置
との間に、前記流れに隣接している表面を持つ本体を含
み、そのため、前記流れは、前記表面と接触し、液体−
固体間自由エネルギーに比例して、面に接触する液体の
傾向により少なくともその一部が偏向する。前記流れ
は、液体−固体間自由エネルギーに比例して、面に接触
する液体の傾向により、ほぼ全面的に偏向する場合もあ
るし、または、液体−固体間自由エネルギーに比例し
て、面に接触する液体の傾向により部分的に偏向する場
合もあるし、また、前記流れが前記面と衝突したために
面が前記流れに加える反動の力により部分的に偏向する
場合もある。
特徴は、連続したインクの流れがノズルから噴出する連
続式インクジェットプリンタでインクを制御するための
装置およびプロセスを含む。この場合、インク流発生装
置は、前記流れが、前記インク流発生装置から離れた位
置で、複数の粒子に分解するように前記流れの中に連続
したインク流を形成する。流れ偏向装置は、前記インク
流発生装置と、前記流れが複数の粒子に分解される位置
との間に、前記流れに隣接している表面を持つ本体を含
み、そのため、前記流れは、前記表面と接触し、液体−
固体間自由エネルギーに比例して、面に接触する液体の
傾向により少なくともその一部が偏向する。前記流れ
は、液体−固体間自由エネルギーに比例して、面に接触
する液体の傾向により、ほぼ全面的に偏向する場合もあ
るし、または、液体−固体間自由エネルギーに比例し
て、面に接触する液体の傾向により部分的に偏向する場
合もあるし、また、前記流れが前記面と衝突したために
面が前記流れに加える反動の力により部分的に偏向する
場合もある。
【００１４】本発明の他の特徴は、電極および滴偏向制
御回路が、前記本体に対して、選択的にインクに電位を
与えることができ、それにより、印刷方向と非印刷方向
との間で前記流れの方向を制御するために、前記インク
と前記面との間の単位面積当たりの表面エネルギーを変
化させることである。
御回路が、前記本体に対して、選択的にインクに電位を
与えることができ、それにより、印刷方向と非印刷方向
との間で前記流れの方向を制御するために、前記インク
と前記面との間の単位面積当たりの表面エネルギーを変
化させることである。
【００１５】本発明のさらに他の特徴は、複数の流れ偏
向装置をノズル孔部の周囲に配置することができること
である。前記本体は、電気的に相互に分離されていて、
個々に作動され、それにより一つまたはそれ以上の前記
孔部の任意のものに加えられた、選択した電圧により選
択的に流れの方向を変えることができる。
向装置をノズル孔部の周囲に配置することができること
である。前記本体は、電気的に相互に分離されていて、
個々に作動され、それにより一つまたはそれ以上の前記
孔部の任意のものに加えられた、選択した電圧により選
択的に流れの方向を変えることができる。
【００１６】本発明、その目的および利点は、下記の好
適な実施形態の詳細な説明を読めば、もっとはっきりと
理解することができるだろう。
適な実施形態の詳細な説明を読めば、もっとはっきりと
理解することができるだろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】下記の本発明の好適な実施形態の
詳細な説明においては、添付の図面を参照する。図１
は、本発明の一つの例示としての印刷装置の簡単なブロ
ック図；図２は、可変接触の湿りによる粒子偏向を持つ
ノズルの一部の断面図；図３は、図２のノズルの平面図
である。
詳細な説明においては、添付の図面を参照する。図１
は、本発明の一つの例示としての印刷装置の簡単なブロ
ック図；図２は、可変接触の湿りによる粒子偏向を持つ
ノズルの一部の断面図；図３は、図２のノズルの平面図
である。
【００１８】下記説明は、特に本発明の装置の一部を形
成する複数の素子、または本発明の装置ともっと直接的
に協力する複数の素子に関する。特に図示または説明し
ない素子は、当業者には周知の種々の形をとることがで
きることを理解されたい。
成する複数の素子、または本発明の装置ともっと直接的
に協力する複数の素子に関する。特に図示または説明し
ない素子は、当業者には周知の種々の形をとることがで
きることを理解されたい。
【００１９】図１について説明すると、連続式インクジ
ェットプリンタシステムは、ラスタ画像データ、ページ
記述語の形での概略の画像データ、または他の形のデジ
タル画像データを供給する、スキャナまたはコンピュー
タのような画像源１０を含む。前記画像データは、同様
にメモリに画像データを記憶する画像処理ユニット１２
により、ハーフトーンのビットマップ画像に変換され
る。複数の滴偏向制御回路１３は、画像メモリからデー
タを読み取り、滴偏向手段１５に、時変電気パルスを供
給する。前記時変電気パルスは、プリントヘッド１６の
一部である、図２の一組のノズルヒータ５０に、電気エ
ネルギーを供給する複数のヒータ制御回路１４に送られ
る。これらのパルスは、適当な時間に適当なノズルに供
給されるので、連続式インクジェットの流れから形成さ
れたインク滴は、記録媒体１８上の前記画像メモリのデ
ータが指定する適当な位置に点を形成する。
ェットプリンタシステムは、ラスタ画像データ、ページ
記述語の形での概略の画像データ、または他の形のデジ
タル画像データを供給する、スキャナまたはコンピュー
タのような画像源１０を含む。前記画像データは、同様
にメモリに画像データを記憶する画像処理ユニット１２
により、ハーフトーンのビットマップ画像に変換され
る。複数の滴偏向制御回路１３は、画像メモリからデー
タを読み取り、滴偏向手段１５に、時変電気パルスを供
給する。前記時変電気パルスは、プリントヘッド１６の
一部である、図２の一組のノズルヒータ５０に、電気エ
ネルギーを供給する複数のヒータ制御回路１４に送られ
る。これらのパルスは、適当な時間に適当なノズルに供
給されるので、連続式インクジェットの流れから形成さ
れたインク滴は、記録媒体１８上の前記画像メモリのデ
ータが指定する適当な位置に点を形成する。
【００２０】記録媒体１８は、記録媒体移動システム２
０により、プリントヘッド１６に対して移動するが、前
記記録媒体移動システムは、記録媒体移動制御システム
２２により電子的に制御され、前記記録媒体移動制御シ
ステムは、マイクロコントローラ２４により制御され
る。図１の記録媒体移動システムは略図に過ぎず、異な
る多くの機械的構成が可能である。例えば、記録媒体１
８へのインク滴の転写を容易にするために、転写ローラ
を、記録媒体移動システム２０として使用することがで
きる。前記転写ローラ技術は、当業者には周知のもので
ある。ページ幅プリントヘッドの場合には、記録媒体１
８を固定プリントヘッドの前を通して、移動させるのが
最も好都合である。しかし、走査印刷システムの場合に
は、相対的ラスタ運動中に、プリントヘッドを一方の軸
（サブ走査方向）に沿って移動し、記録媒体を直交軸
（主走査方向）に沿って移動させるのが最も好都合であ
る。
０により、プリントヘッド１６に対して移動するが、前
記記録媒体移動システムは、記録媒体移動制御システム
２２により電子的に制御され、前記記録媒体移動制御シ
ステムは、マイクロコントローラ２４により制御され
る。図１の記録媒体移動システムは略図に過ぎず、異な
る多くの機械的構成が可能である。例えば、記録媒体１
８へのインク滴の転写を容易にするために、転写ローラ
を、記録媒体移動システム２０として使用することがで
きる。前記転写ローラ技術は、当業者には周知のもので
ある。ページ幅プリントヘッドの場合には、記録媒体１
８を固定プリントヘッドの前を通して、移動させるのが
最も好都合である。しかし、走査印刷システムの場合に
は、相対的ラスタ運動中に、プリントヘッドを一方の軸
（サブ走査方向）に沿って移動し、記録媒体を直交軸
（主走査方向）に沿って移動させるのが最も好都合であ
る。
【００２１】マイクロコントローラ２４は、またインク
圧レギュレータ２６、滴偏向制御回路１３およびヒータ
制御回路１４を制御することもできる。インクは、圧力
が加えられた状態で、インクタンク２８内に含まれる。
印刷を行っていない場合には、連続式インクジェット滴
の流れは、インクガター１７が前記インクの流れを阻止
するために、記録媒体１８に届くことができず、インク
の一部は、前記インクガターによりインク再使用ユニッ
ト１９により回収することができる。前記インク再使用
ユニットは、インクの状態を再度調整し、タンク２８に
送り返す。前記インク再使用ユニットは、当業者には周
知のものである。最適動作に適するインク圧は、ノズル
の幾何学的形状および熱特性、およびインクの熱特性を
含む多くの要因により違ってくる。インク圧レギュレー
タ２６の制御下で、インクタンク２８に圧力を加えるこ
とによりインク圧を一定にすることができる。
圧レギュレータ２６、滴偏向制御回路１３およびヒータ
制御回路１４を制御することもできる。インクは、圧力
が加えられた状態で、インクタンク２８内に含まれる。
印刷を行っていない場合には、連続式インクジェット滴
の流れは、インクガター１７が前記インクの流れを阻止
するために、記録媒体１８に届くことができず、インク
の一部は、前記インクガターによりインク再使用ユニッ
ト１９により回収することができる。前記インク再使用
ユニットは、インクの状態を再度調整し、タンク２８に
送り返す。前記インク再使用ユニットは、当業者には周
知のものである。最適動作に適するインク圧は、ノズル
の幾何学的形状および熱特性、およびインクの熱特性を
含む多くの要因により違ってくる。インク圧レギュレー
タ２６の制御下で、インクタンク２８に圧力を加えるこ
とによりインク圧を一定にすることができる。
【００２２】インクは、インクチャネル装置３０によ
り、プリントヘッド１６の背面に移動することができ
る。インクは、好適には、プリントヘッド１６のシリコ
ン基盤をエッチングにより貫通している複数のスロット
および／または孔部を通して、複数のノズルおよびヒー
ターを含むその前面に流れることが好ましい。シリコン
から作ったプリントヘッド１６の場合には、プリントヘ
ッドと一緒に滴制御回路１３およびヒータ制御回路１４
を内蔵させることができる。
り、プリントヘッド１６の背面に移動することができ
る。インクは、好適には、プリントヘッド１６のシリコ
ン基盤をエッチングにより貫通している複数のスロット
および／または孔部を通して、複数のノズルおよびヒー
ターを含むその前面に流れることが好ましい。シリコン
から作ったプリントヘッド１６の場合には、プリントヘ
ッドと一緒に滴制御回路１３およびヒータ制御回路１４
を内蔵させることができる。
【００２３】図２は、本発明の好適な実施形態の、図１
の連続式インクジェットプリントヘッド１６を形成す
る、前記チップのアレイの一つのノズルの先端の断面図
である。複数のノズル孔部４６と一緒に、インク供給チ
ャネル４０が、この実施形態の場合にはシリコンである
基盤４２にエッチングにより形成される。インク供給チ
ャネル４０およびノズル孔部４６は、ノズル孔部を形成
するために、ｐ+エッチング阻止層を使用することによ
り、シリコンを異方性湿式エッチングすることにより形
成することができる。インク供給チャネル４０の導電イ
ンク７０には、大気圧以上の圧力が掛けられ、インクの
流れ６０が形成される。ノズル孔部４６の上のある距離
のところで、流れ６０は、ヒータ５０からの熱により複
数の粒子６６に分解する。
の連続式インクジェットプリントヘッド１６を形成す
る、前記チップのアレイの一つのノズルの先端の断面図
である。複数のノズル孔部４６と一緒に、インク供給チ
ャネル４０が、この実施形態の場合にはシリコンである
基盤４２にエッチングにより形成される。インク供給チ
ャネル４０およびノズル孔部４６は、ノズル孔部を形成
するために、ｐ+エッチング阻止層を使用することによ
り、シリコンを異方性湿式エッチングすることにより形
成することができる。インク供給チャネル４０の導電イ
ンク７０には、大気圧以上の圧力が掛けられ、インクの
流れ６０が形成される。ノズル孔部４６の上のある距離
のところで、流れ６０は、ヒータ５０からの熱により複
数の粒子６６に分解する。
【００２４】前記流れは、ノズルを離れた後であって、
粒子６６に分解する前に、固体の表面の層８０と接触す
る。前記表面の層８０は、導電性本体８１をカバーす
る。流れが表面層８０、すなわち、流れの方向にほぼ沿
った方向の接触領域と接触すると、偏向が起こる。本発
明の優れた特徴は、表面層８０と接触した後で、流れが
粒子に分解することである。好適には、ノズルから、表
面８０に接触した時、流れが円筒形の形のままで残るよ
うにするために、流れと表面層との間の最も遠い接点ま
での距離は、ノズルから、ヒータ５０からの熱により流
れが粒子に分解する流れの点までの距離より短いか、ほ
ぼ等しいことが好ましい。この技術は、そのそれぞれの
流れからすでに分離した滴の偏向を使用する連続流れ偏
向プリンタの従来技術のシステムとは異なるものであ
る。
粒子６６に分解する前に、固体の表面の層８０と接触す
る。前記表面の層８０は、導電性本体８１をカバーす
る。流れが表面層８０、すなわち、流れの方向にほぼ沿
った方向の接触領域と接触すると、偏向が起こる。本発
明の優れた特徴は、表面層８０と接触した後で、流れが
粒子に分解することである。好適には、ノズルから、表
面８０に接触した時、流れが円筒形の形のままで残るよ
うにするために、流れと表面層との間の最も遠い接点ま
での距離は、ノズルから、ヒータ５０からの熱により流
れが粒子に分解する流れの点までの距離より短いか、ほ
ぼ等しいことが好ましい。この技術は、そのそれぞれの
流れからすでに分離した滴の偏向を使用する連続流れ偏
向プリンタの従来技術のシステムとは異なるものであ
る。
【００２５】表面層８０は、液体−固体間の自由エネル
ギーに比例して、固体面に接触する流れの液体インク７
０の傾向により流れ６０を偏向する働きをする。面と接
触している静的液体のプロファイルの特性についての当
業者には周知のこの現象を本発明に適用することによ
り、面と接触している液体の流れの運動のプロファイル
を容易に知ることができる。液体−固体間の自由エネル
ギーに対しては特定の影響はないが、運動する液体を使
用することによって、その後で分離した滴の位置を制御
することができる。本体８１および表面層８０が流れか
ら引き離された場合、図２に示すように、流れは、流れ
がそうでなければ向けられた流れの方向より、大きく偏
向する。この実施形態の場合には、その形が固体面との
接触により変形している静的液体の場合と同じように、
インク７０と流れが表面層８０と接触する表面層８０と
の間の物理的接触によるシステムの自由エネルギーの増
加により、流れは表面層８０の方向に偏向される。偏向
の他のモードは、導電性の本体８１を流れの中心により
近いところ（図２の左の方向）に位置させ、それにより
流れを接触領域とは反対側の方向に偏向させることによ
って行うことができる。この場合、偏向は表面自由エネ
ルギー効果により部分的にのみ行われ、また前記流れが
前記面と衝突したために表面層が前記流れに加える反動
の力によっても行われる。
ギーに比例して、固体面に接触する流れの液体インク７
０の傾向により流れ６０を偏向する働きをする。面と接
触している静的液体のプロファイルの特性についての当
業者には周知のこの現象を本発明に適用することによ
り、面と接触している液体の流れの運動のプロファイル
を容易に知ることができる。液体−固体間の自由エネル
ギーに対しては特定の影響はないが、運動する液体を使
用することによって、その後で分離した滴の位置を制御
することができる。本体８１および表面層８０が流れか
ら引き離された場合、図２に示すように、流れは、流れ
がそうでなければ向けられた流れの方向より、大きく偏
向する。この実施形態の場合には、その形が固体面との
接触により変形している静的液体の場合と同じように、
インク７０と流れが表面層８０と接触する表面層８０と
の間の物理的接触によるシステムの自由エネルギーの増
加により、流れは表面層８０の方向に偏向される。偏向
の他のモードは、導電性の本体８１を流れの中心により
近いところ（図２の左の方向）に位置させ、それにより
流れを接触領域とは反対側の方向に偏向させることによ
って行うことができる。この場合、偏向は表面自由エネ
ルギー効果により部分的にのみ行われ、また前記流れが
前記面と衝突したために表面層が前記流れに加える反動
の力によっても行われる。
【００２６】本発明の流れ６０の選択的な偏向は、イン
ク７０と表面層８０との間の、表面エネルギーの電気的
誘導による変化を変え、それにより流れの偏向の大きさ
を変えることにより行われる。表面エネルギーのこの変
化は、導電性本体８１と、インク７０と電気的に接触し
ている電極８３との間に電位差を選択的に加えることに
より起こすことができる。前記電位差は、滴偏向制御回
路１３により制御される。図２は、インク７０の電位を
制御するために、孔部４６またはその近くに設置された
電極８３を示す。別の方法としては、その電位を制御す
るためのインクとの電気的接触を、インク供給チャネル
４０の壁部として使用することができる金属面のような
導電性の面を使用して行うことができる。また、静電学
の当業者なら周知のように、誘電体フィルム（図示せ
ず）により、電極８３がインクから完全に分離している
場合のように、容量結合によりインク７０の電位を制御
することも好ましいことである。偏向の大きさは、液体
と表面層８０との間の単位面積当たりの表面エネルギー
に加えられる電位、および表面層８０の幾何学的形状に
よる変化の大きさにより決まる。表面層８０が薄い場合
には、液体インクの流れと表面層８０との間の表面自由
エネルギーを変化させるのに必要な電位の数値は、好都
合なことに大きくない。例えば、表面層８０は、好適に
は、１００ から１μｍの厚さであることが好ましい。
液体−固体接触角度の研究から周知のように僅か数ボル
トを掛ければ、電位が掛けられていない場合、自由エネ
ルギーの少なくとも１０％の自由エネルギーの電荷を与
えることができる。表面自由エネルギーの変化は、イン
ク７０および導電性本体８１に誘導された電荷により、
またインク７０と表面層８０との間のインターフェース
のところに化学薬剤を吸収させることにより起こすこと
ができる。
ク７０と表面層８０との間の、表面エネルギーの電気的
誘導による変化を変え、それにより流れの偏向の大きさ
を変えることにより行われる。表面エネルギーのこの変
化は、導電性本体８１と、インク７０と電気的に接触し
ている電極８３との間に電位差を選択的に加えることに
より起こすことができる。前記電位差は、滴偏向制御回
路１３により制御される。図２は、インク７０の電位を
制御するために、孔部４６またはその近くに設置された
電極８３を示す。別の方法としては、その電位を制御す
るためのインクとの電気的接触を、インク供給チャネル
４０の壁部として使用することができる金属面のような
導電性の面を使用して行うことができる。また、静電学
の当業者なら周知のように、誘電体フィルム（図示せ
ず）により、電極８３がインクから完全に分離している
場合のように、容量結合によりインク７０の電位を制御
することも好ましいことである。偏向の大きさは、液体
と表面層８０との間の単位面積当たりの表面エネルギー
に加えられる電位、および表面層８０の幾何学的形状に
よる変化の大きさにより決まる。表面層８０が薄い場合
には、液体インクの流れと表面層８０との間の表面自由
エネルギーを変化させるのに必要な電位の数値は、好都
合なことに大きくない。例えば、表面層８０は、好適に
は、１００ から１μｍの厚さであることが好ましい。
液体−固体接触角度の研究から周知のように僅か数ボル
トを掛ければ、電位が掛けられていない場合、自由エネ
ルギーの少なくとも１０％の自由エネルギーの電荷を与
えることができる。表面自由エネルギーの変化は、イン
ク７０および導電性本体８１に誘導された電荷により、
またインク７０と表面層８０との間のインターフェース
のところに化学薬剤を吸収させることにより起こすこと
ができる。
【００２７】表面層８０の幾何学的形状は、液体−固体
間の自由エネルギーが変化した時起こる流れと表面層と
の接触面積の変化の大きさを決定し、また最初の流れの
偏向の変化の大きさも決定する。この幾何学形状は、必
要な範囲の滴偏向が起こるように有利に選択することが
できる。本発明の場合には、流れは何時でも偏向してい
て、最終的な偏向は、偏向を選択的に変調することによ
って決まるということを認識することが重要である。
間の自由エネルギーが変化した時起こる流れと表面層と
の接触面積の変化の大きさを決定し、また最初の流れの
偏向の変化の大きさも決定する。この幾何学形状は、必
要な範囲の滴偏向が起こるように有利に選択することが
できる。本発明の場合には、流れは何時でも偏向してい
て、最終的な偏向は、偏向を選択的に変調することによ
って決まるということを認識することが重要である。
【００２８】一つの導電性本体８１による一つの方向の
流れの変化により本発明を説明してきたが、一般的に
は、印刷される対象物上のインク滴の位置の誤差を修正
するために、任意の方向に流れの向きを変える必要があ
る。それ故、本発明の範囲は、一方の方向に流れを変化
させることに限定されず、図３の平面図に示すように、
相互に、ある角度、例えば、９０度に配置した一つ以上
の方向変更手段を設置することにより複数の方向に流れ
の方向を変える手段を含む。図３においては、相互に電
気的に分離している四つの導電性本体８１は、前記導電
性本体８１の任意の一つに掛けられた電圧に対応する四
つの方向の中の任意の方向に流れの向きを変えることが
できるように配置される。例えば、隣接する導電性本体
８１に同時に電圧を掛けることにより、導電性本体８１
の間の任意の方向に、流れの向きを変えることができ
る。例えば、図３は、この図の矢印で示す方向に流れを
変更させるために、各導電性本体８１に掛けられている
電圧Ｖ1およびＶ2を示す。好都合なことに、電圧Ｖ1お
よびＶ2の記号は違っていてもよい。何故なら、任意の
一つの導電性本体８１の偏向方向は、掛ける電圧の記号
に左右されないからである。このように選択することに
より、流れに起こる全電荷を最小限度まで少なくするこ
とができる。何故なら、反対の記号の電荷が、第一およ
び第二の導電性本体の近くの流れの中に起きるからであ
る。
流れの変化により本発明を説明してきたが、一般的に
は、印刷される対象物上のインク滴の位置の誤差を修正
するために、任意の方向に流れの向きを変える必要があ
る。それ故、本発明の範囲は、一方の方向に流れを変化
させることに限定されず、図３の平面図に示すように、
相互に、ある角度、例えば、９０度に配置した一つ以上
の方向変更手段を設置することにより複数の方向に流れ
の方向を変える手段を含む。図３においては、相互に電
気的に分離している四つの導電性本体８１は、前記導電
性本体８１の任意の一つに掛けられた電圧に対応する四
つの方向の中の任意の方向に流れの向きを変えることが
できるように配置される。例えば、隣接する導電性本体
８１に同時に電圧を掛けることにより、導電性本体８１
の間の任意の方向に、流れの向きを変えることができ
る。例えば、図３は、この図の矢印で示す方向に流れを
変更させるために、各導電性本体８１に掛けられている
電圧Ｖ1およびＶ2を示す。好都合なことに、電圧Ｖ1お
よびＶ2の記号は違っていてもよい。何故なら、任意の
一つの導電性本体８１の偏向方向は、掛ける電圧の記号
に左右されないからである。このように選択することに
より、流れに起こる全電荷を最小限度まで少なくするこ
とができる。何故なら、反対の記号の電荷が、第一およ
び第二の導電性本体の近くの流れの中に起きるからであ
る。
【００２９】本発明を実行する際には流れのアレイは必
要ないが、印刷速度を速くするためには、流れのアレイ
を備える装置が望ましい場合もある。その場合、一本の
流れのところで説明したように、簡単で物理的にコンパ
クトな方法で、個々の流れの偏向および変調を行うこと
ができる。何故なら、前記偏向は、例えば、ＣＭＯＳ技
術のような、従来の集積回路技術により容易に供給する
ことができる低い電位を掛けるだけで行うことができる
からである。
要ないが、印刷速度を速くするためには、流れのアレイ
を備える装置が望ましい場合もある。その場合、一本の
流れのところで説明したように、簡単で物理的にコンパ
クトな方法で、個々の流れの偏向および変調を行うこと
ができる。何故なら、前記偏向は、例えば、ＣＭＯＳ技
術のような、従来の集積回路技術により容易に供給する
ことができる低い電位を掛けるだけで行うことができる
からである。
【００３０】特に好適な実施形態を参照しながら、本発
明を詳細に説明してきたが、本発明の精神および範囲か
ら逸脱することなしに種々の変更および修正を行うこと
ができることを理解されたい。
明を詳細に説明してきたが、本発明の精神および範囲か
ら逸脱することなしに種々の変更および修正を行うこと
ができることを理解されたい。
【図１】本発明の一つの例示としての印刷装置の簡単な
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】可変接触の湿りによる粒子偏向を持つノズルの
一部の断面図である。
一部の断面図である。
【図３】図２のノズルの平面図である。
１０ 画像源 １２ 画像処理ユニット １３ 滴偏向制御回路 １４ ヒータ制御回路 １５ 滴偏向手段 １６ プリントヘッド １７ インクガター １８ 記録媒体 １９ インク再使用ユニット ２０ 記録媒体移動システム ２４ マイクロコントローラ ２６ インク圧レギュレータ ２８ タンク ３０ インクチャネル装置 ４０ インク供給チャネル ４２ 基盤 ４６ ノズル孔部 ５０ ノズルヒータ ６０ インクの流れ ６６ 粒子 ８０ 表面 ８１ 導電性本体 ８３ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コンスタンティン・ニコラス・アナグノス トポウロス アメリカ合衆国・ニューヨーク・14506・ メンドン・ドラムリン・ビュー・ドライ ヴ・100 (72)発明者 ジェイムズ・マイケル・クウォレク アメリカ合衆国・ニューヨーク・14534・ ピッツフォード・シーダーウッド・サーク ル・18 (72)発明者 デイヴィッド・ルイス・ジャンメア アメリカ合衆国・ニューヨーク・14420・ ブロックポート・メイン・ストリート・ 316
Claims (2)
- 【請求項１】 連続したインクの流れがノズルから噴出
する連続式インクジェットプリンタでインクを制御する
ための装置であって、 流れが、インク流発生装置から離れた場所で複数の粒子
に分解するように、流れの中に連続したインクの流れを
形成するインク流発生装置と、 前記インク流発生装置と、流れが表面と接触し、液体−
固体間の自由エネルギーに比例して、面と接触する液体
の傾向により少なくとも部分的に偏向されるように、前
記インク流発生装置と、流れが粒子に分解する位置との
間の流れに隣接して位置している面を持つ本体を含む流
れ偏向装置とを備える装置。 - 【請求項２】 連続したインクの流れがノズルから噴出
する連続式インクジェットプリンタでインクを制御する
ためのプロセスであって、 前記ノズルから離れている場所で、複数の粒子に分解す
る流れに連続したインクの流れを形成するステップと、 液体−固体間の自由エネルギーに比例して、面と接触す
る液体の傾向により流れが少なくとも部分的に偏向され
るように、前記ノズルと、流れが粒子に分解する位置と
の間の流れに隣接して位置している面を持つ本体により
流れに接触するステップとを含むプロセス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/953,525 US6012805A (en) | 1997-10-17 | 1997-10-17 | Continuous ink jet printer with variable contact drop deflection |
| US953,525 | 1997-10-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11216868A true JPH11216868A (ja) | 1999-08-10 |
| JP4130715B2 JP4130715B2 (ja) | 2008-08-06 |
Family
ID=25494135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32434998A Expired - Fee Related JP4130715B2 (ja) | 1997-10-17 | 1998-10-09 | 可変接触のインク粒子偏向による連続式インクジェットプリンタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6012805A (ja) |
| EP (1) | EP0911165B1 (ja) |
| JP (1) | JP4130715B2 (ja) |
| DE (1) | DE69812030T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US6412910B1 (en) * | 2000-06-02 | 2002-07-02 | Eastman Kodak Company | Permanent alteration of a printhead for correction of mis-direction of emitted ink drops |
| US6520629B1 (en) | 2000-09-29 | 2003-02-18 | Eastman Kodak Company | Steering fluid device and method for increasing the angle of deflection of ink droplets generated by an asymmetric heat-type inkjet printer |
| US6386680B1 (en) | 2000-10-02 | 2002-05-14 | Eastman Kodak Company | Fluid pump and ink jet print head |
| US6508532B1 (en) * | 2000-10-25 | 2003-01-21 | Eastman Kodak Company | Active compensation for changes in the direction of drop ejection in an inkjet printhead having orifice restricting member |
| US6478414B2 (en) * | 2000-12-28 | 2002-11-12 | Eastman Kodak Company | Drop-masking continuous inkjet printing method and apparatus |
| US6382782B1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-05-07 | Eastman Kodak Company | CMOS/MEMS integrated ink jet print head with oxide based lateral flow nozzle architecture and method of forming same |
| US6517197B2 (en) * | 2001-03-13 | 2003-02-11 | Eastman Kodak Company | Continuous ink-jet printing method and apparatus for correcting ink drop replacement |
| US7549298B2 (en) * | 2004-12-04 | 2009-06-23 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Spray cooling with spray deflection |
| FR2890596B1 (fr) | 2005-09-13 | 2007-10-26 | Imaje Sa Sa | Dispositif de charge et deflexion de gouttes pour impression a jet d'encre |
| US7364276B2 (en) * | 2005-09-16 | 2008-04-29 | Eastman Kodak Company | Continuous ink jet apparatus with integrated drop action devices and control circuitry |
| FR2892052B1 (fr) | 2005-10-13 | 2011-08-19 | Imaje Sa | Impression par deflexion differentielle de jet d'encre |
| FR2906755B1 (fr) | 2006-10-05 | 2009-01-02 | Imaje Sa Sa | Impression par deflexion d'un jet d'encre par un champ variable. |
| US7461927B2 (en) * | 2007-03-06 | 2008-12-09 | Eastman Kodak Company | Drop deflection selectable via jet steering |
| US7938516B2 (en) * | 2008-08-07 | 2011-05-10 | Eastman Kodak Company | Continuous inkjet printing system and method for producing selective deflection of droplets formed during different phases of a common charge electrode |
| US8740359B2 (en) * | 2008-08-07 | 2014-06-03 | Eastman Kodak Company | Continuous inkjet printing system and method for producing selective deflection of droplets formed from two different break off lengths |
| US7850283B2 (en) | 2009-04-24 | 2010-12-14 | Eastman Kodak Company | Printhead with liquid flow through device |
| US8172364B2 (en) * | 2009-06-30 | 2012-05-08 | Eastman Kodak Company | Flow through dispenser including improved guide structure |
| US20130321531A1 (en) * | 2011-03-01 | 2013-12-05 | Peter Mardilovich | Ring-type heating resistor for thermal fluid-ejection mechanism |
| US8714674B2 (en) | 2012-01-26 | 2014-05-06 | Eastman Kodak Company | Control element for printed drop density reconfiguration |
| US8752924B2 (en) | 2012-01-26 | 2014-06-17 | Eastman Kodak Company | Control element for printed drop density reconfiguration |
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Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1941001A (en) * | 1929-01-19 | 1933-12-26 | Rca Corp | Recorder |
| US3373437A (en) * | 1964-03-25 | 1968-03-12 | Richard G. Sweet | Fluid droplet recorder with a plurality of jets |
| FR1495825A (fr) * | 1965-10-08 | 1967-09-22 | Dispositif d'enregistrement de signaux électriques | |
| NL6818587A (ja) * | 1967-12-28 | 1969-07-01 | ||
| US3709432A (en) * | 1971-05-19 | 1973-01-09 | Mead Corp | Method and apparatus for aerodynamic switching |
| SE378212B (ja) * | 1973-07-02 | 1975-08-25 | Hertz Carl H | |
| US3878519A (en) * | 1974-01-31 | 1975-04-15 | Ibm | Method and apparatus for synchronizing droplet formation in a liquid stream |
| US3979756A (en) * | 1974-12-18 | 1976-09-07 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for merging satellites in an ink jet printing system |
| GB1563856A (en) * | 1976-06-10 | 1980-04-02 | Coulter Electronics | Methods and apparatus for delectively separating small particles suspended in a liquid |
| US4138686A (en) * | 1977-04-06 | 1979-02-06 | Graf Ronald E | Electrostatic neutral ink printer |
| US4230558A (en) * | 1978-10-02 | 1980-10-28 | Coulter Electronics, Inc. | Single drop separator |
| GB2041831B (en) * | 1979-02-14 | 1983-04-13 | Marconi Co Ltd | Arrangements for steering fluid jets |
| US4318483A (en) * | 1979-08-20 | 1982-03-09 | Ortho Diagnostics, Inc. | Automatic relative droplet charging time delay system for an electrostatic particle sorting system using a relatively moveable stream surface sensing system |
| US4283730A (en) * | 1979-12-06 | 1981-08-11 | Graf Ronald E | Droplet control aspects--ink evaporation reduction; low voltage contact angle control device; droplet trajectory release modes; uses for metallic ink drops in circuit wiring and press printing |
| CA1158706A (en) * | 1979-12-07 | 1983-12-13 | Carl H. Hertz | Method and apparatus for controlling the electric charge on droplets and ink jet recorder incorporating the same |
| US4646106A (en) * | 1982-01-04 | 1987-02-24 | Exxon Printing Systems, Inc. | Method of operating an ink jet |
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-
1997
- 1997-10-17 US US08/953,525 patent/US6012805A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-10-05 DE DE69812030T patent/DE69812030T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-05 EP EP98203359A patent/EP0911165B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-09 JP JP32434998A patent/JP4130715B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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| EP0911165B1 (en) | 2003-03-12 |
| EP0911165A3 (en) | 2000-06-14 |
| DE69812030D1 (de) | 2003-04-17 |
| DE69812030T2 (de) | 2003-12-11 |
| US6012805A (en) | 2000-01-11 |
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