JPS5928472B2 - インク・ジェット・コ−ティング装置の休止方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ジニット点滴記録装置、特に所望量の印刷の
完了時に前記装置内の印刷ヘツドの終了動作についての
問題に関する。

これらジニット点滴記録装置はインクの如き液体コーテ
イング物質を使用し、この物質は一連の小さな直径を有
するオリフイスに連通するマニホルドヘポンプにより加
圧されて供給される。

これは、Ｂｅａｍの米国特許第３，５７７，１９８号及
びＭａｔｉｓの米国特許第３，７０１，９９８号に示唆
されている。コーテイング物質がオリフイスを通して加
圧状態で放出されると、コーテイング物質の良好なフイ
ラメントを形成し、このフイラメントは一連の分離した
点滴に分解する。フイラメントから点滴が形成される箇
所において、それら点滴は帯電電極を通過し、この帯電
電極は、点滴発生器の下を移送される受部材に記録した
い所望のコーテイング物質のパターンに依り、コーテイ
ング物質の各点滴を帯電したり或いは帯電しなかつたり
する。偏向静電界は帯電リングの下流側に設定され、帯
電リングを通過する間電荷を受ける全ての点滴はその偏
向電界によりそれらの軌道から偏向される。

受部材に到達しないようにするのが望ましいそれら点滴
を捕獲するためにインク・ジニット記録装置には捕獲器
も設けられる。このように、点滴に適当な電荷信号を印
加することにより、記録媒体上に明白な読むことのでき
る記録を形成することができる。コーテイング物質を装
置の構成部品にはねかける問題は、マルチージエツト・
インク記録装置においては点滴流が密接した間隔で配置
される必要があるという理由から、重大である。

これは更に密接したオリフイス及び密接した帯電電極を
必要とする。このような密接した間隔の点滴流では、密
接した間隔で配置された装置の構成部品を無インク状態
に維持することは困難であり、このインクは電気的に導
体で短絡及びその他の電気的な問題の原因となる。それ
に加えて、インクの蒸発により装置の構成部品にかすを
残し、このかすは蓄積して動作に悪影響を与える。これ
ら問題は、ジニット点滴記録装置の始動中及び休止中解
決することが困難である。

例えば、始動中点滴発生器へのインクの流れが単にマニ
ホルドへの供給管を開くことにより開始される場合正常
な動作圧力に達するまでにある程度の時間を要する。こ
の時間中、インクは最初各オリフイスからこぼれてオリ
フイス板の底部に沿つてインクの垂下体ができる。マニ
ホルド内の圧力が上昇するにつれ、非制御インク・ジニ
ットが最後にオリフイスから放出され、オリフイス板の
下側に沿つた過剰なインクがジニットによつて運び去ら
れた後に安定する。休止時には、逆の問題が生ずる。

マニホルドへのインク供給が単にオフにされる場合、圧
力は徐徐に下つて流出するインク・ジニットは衰弱し、
そしてオリフイスからインクがしたたつて終る。明らか
に、生ずるインクのはねかけは電気的に短絡、断線及び
構成部品へのかすの蓄積の原因となる。従来、この休止
問題を解決するために種々の試みがなされた。例えば、
始動及び休止中点滴の進路からどけられる側方が開いた
帯電電極の使用を示唆しているＣｕｌｐの米国特許第３
，６１８，８５８号、及びインク・マニホルドへの液体
供給入口弁の閉成とマニホルドから真空源への出口弁の
開成とを同時に行うことを示唆しているＳｔＯｎｅｂｕ
ｒｎｅｒの米国特許第３，８９１，１２１号及びＰｅｒ
ｒｙ等の米国特許第４，０４２，９３７号がある。しか
しながら、それら従来の休止方法の何れも完全に満足で
きるものではなかつた。

可動帯電電極を使用することにより記録装置がより複雑
になり、また液体供給人口の閉成及びそれと同時の真空
源・＼のインク供給マニホルドの開成はマニホルド内に
圧力振動を生ぜしめ、しかもインク供給装置内に空気及
びその他の汚染物を吸込ませる。これは、後で空気及び
汚染物を除去するために追加の清浄工程を必要とする。
ジニット記録装置のすみやかな始動を可能にするためイ
ンクがマニホルド内に常時維持されるようなオフイス複
写機の場合、この清浄な休止を達成する問題は特に深刻
である。

各始動前に必要な清浄工程は各複写サイクル用の始動時
間を大幅に長くし、全く望ましくない。従つて、インク
のはねかけを防止ししかも空気及びその他の汚染物がイ
ンク供給装置へ入らないように保持するための簡単な中
止工程に関する要請がある。本発明に従つて提供される
インク・ジニット記録装置は、インク・マニホルド及び
マルチージエツト・オリフイス板を収容するインク・ジ
ニット・ヘツドを含む。

加圧されたインク供給装置は入口弁を介してマニホルド
へ接続されている。マニホルドの出口端部において、第
２の弁がマニホルドを真空源へ接続する。制御装置もま
たそれら弁の開成及び閉成を適当に順序づけるために設
けられる。インク・ジニット記録装置の動作中マニホル
ドへの入口弁は開いているが、出口側の弁は閉じている
。

休止時にはマニホルドへの入口弁は閉じそしてマニホル
ド内の圧力が降下し始める。この圧力の降下は、適切な
ジニット点滴流の直線性を維持するために要する最小限
動作圧力の丁度上の点に達するまで制御装置がモニタ―
する。その点に達したとき、出口弁は開いて真空源がオ
リフイスを通してのインクの流れをすみやかに終了させ
て清浄な休止をさせる。従つて、本発明の目的は、イン
ク・ジニット記録装置の清浄な休止を保証するための簡
易かつ信頼性のある方法及び装置を提供することである
。

清浄な休止とは、オリフイスからのインクのしたたり又
ははねかけを生ずることなくしかもオリフイスからの空
気又はその他の汚染物の吸込みを生ずることなく、ジニ
ット記録装置のインクの流れを停止させること、並びに
清掃又はパージを必要とすることなくジニット記録装置
を再始動できる状態にしておくことである。以下、図面
を参照して本発明を説明する。

第１図に示すように、インクの如き液体コーテイング物
質は容器１０からポンプ１１により導管１２及び入口弁
１４を介して記録ヘツド１６へ供給される。

理解を容易にするため図式的に示した記録ヘツド１６は
、好適にはＢＯの米国特許第３，５８６，９０７号に概
略的に示唆された積層構造であり、長手方向に離間した
ジニット列を発生する。所望ならば、記録ヘツドは、Ｍ
ａｔｈｉｓの米国特許第３，７０１，９９８号に示唆さ
れたように、平行な２列に配置されたジニット列を発生
させてもよい。代表的には、記録ヘツド１６内のオリフ
イス１８は約０．０２ｍｍ乃至０．０５Ｕ１の直径であ
り、中心間がはぼ０．５ｍ１Ｌ離間している。記録ヘツ
ド１６の主要な構成要素は、液体コーテイング供給マニ
ホルド２０、オリフイス板２２、帯電リング板２４、偏
向電極２６及び補獲器２８である。

マニホルド２０内のインクは、ポンプ１１により生ぜし
められた圧力の下でオリフイス１８を介して流出して点
滴流列３０を形成する。非偏効点滴はウエブ３２上に読
み取り得るパタンで印刷される。マニホルド２０内の正
の圧力はオリフイス１８を通過するインク流に必要であ
る。出口弁３４は、マニホルド２０の出口を真空源３６
へ接続する。出口弁３４及び入口弁１４は、好適には制
御装置３８からの電気信号によつて作動するソレノイド
弁である。好適実施例においては、圧力検出変換器４０
もまたマニホルド２０へ接続されてマニホルド内の如何
なる圧力変化をも検出する。更に、変換器４０は制御装
置３８に電気的に接続される。記録装置の正常動作中、
インクの如きコーテイング物質は、大気圧から約３０ｐ
ｓｉ高い圧力（圧力の全ての基準は大気圧とする）でマ
ニホルドへ供給される。

この正常作動圧力は、使用する特定のコーテイング物質
の粘度及びオリフイス板内のオリフイスの直径及び形状
により幾分変化する。しかし、１乃至３センチボアズの
粘度を有する代表的な水性ジニット印刷インクでしかも
０．８５乃至２．０ミルの直径を有するオリフイスの場
合、１２乃至３０ｐｓｉの作動圧力は満足なジニット流
直線性を提供する。記録装置の休止を開始するためには
、制御装置３８は電気信号を送出して入口弁１４を閉じ
させる。

インク点滴の直線流は、マニホルド２０内の圧力が降下
するときオリフイスから放出し続ける。第２ａ図に示す
如く、入口弁が閉じると、供給マニホルド内の圧力は、
本質的に大気圧に達するまで、数秒間降下する。しかし
、休止中のある時点において、マニホルド内の圧力はジ
ニット流の直線性を維持するのに必要な最小限圧力以下
に降下する。代表的な水性ジニット印刷インクに関して
、この最小限圧力は約８乃至１０ｐｓｉである。更に何
もしなければ、マニホルド内の圧力はその最小限圧力以
下に降下し、ジニット流は常軌を逸して記録装置の構成
部品にインクをはねかける。ところが、このインクをは
ねかける問題は、その最小限作動圧力又はそれより僅か
上においては解決され、制御装置は真空源３６への出口
弁３４を開く。第２ｂ図に示す如く、真空源に対しマニ
ホルドを開くと本質上瞬間的にマニホルド内の圧力を大
気圧まで降下させる。コーテイング物質の表面張力及び
オリフイスの小ささのために、オリフイスから流出する
インタは直ちに終了して清浄に休止させる。この結果を
達成するためには、ほんの僅かの真空で引けばよいこと
がわかつた。

代表的な水性ジニット印刷インクでは、大気圧より僅か
０．２乃至０．８ｐｓｉ低い真空で良好な結果を生み出
す。より高い真空で引かれる場合、空気及びその他の汚
染物がマニホルド内へ吸込まれる傾向にあり、逆により
小さな真空レベルで引かれるとオリフイスからコ テイ
ング物質が少し浸出する。当然のことながら、使用する
コーテイング物質の粘度及びオリフイスの寸法は、必要
とされる最適な真空値に影響を与える。制御装置は単純
なタイミング機構により構成され、このタイミング機構
は入口弁１４の閉成から所定時間後に出口弁３４を開く
ように作用する。

このタイミングは、使用する特定のコーテイング物質に
より調節できる。ジニットの直線性を維持するための最
小限圧カへ減少させるのに要する時間は、コーテイング
物質、弁、及びマニホルドの容積の特性によつて変化す
る。インク・マニホルドが小さくなれば、プランジヤ型
ソレノイド弁の使用時間が減少する。このように、総時
間は第２ｂ図に示す２．５秒から０．０５秒の小さな値
まで変化する。ところが、好適実施例においては、圧力
検出変換器４０はマニホルド２０内の圧力を検出して制
御装置３８を付勢し、それによつて制御装置は、ジニッ
ト流の直線性を維持するのに要する最小限圧力あるいは
この圧力より僅か上の圧力にマニホルド内の圧力がなつ
た時、出口弁３４を開く。同じく、制御装置は、記録装
置内に使用される特定のコーテイング物質及びオリフイ
スに関し調節できる。以上詳細に説明したように、本発
明によれば、マニホルド２０内の圧力が最小動作圧力あ
るいはこれよりもわずかに高い圧カへ減少した後に出口
弁３４を真空源へ開けることにより、インクの流れを停
止させるのに必要な圧力降下を減らししかもマニホルド
内に空気又は他の汚染物を吸込ませないようなほんの僅
かの真空の使用を可能にする。

更に、本発明によれば、休止中入口弁を閉じてマニホル
ド内へインクが流入しないようにすること、及び最小限
作動圧力に下がるまで真空源の印加を遅らせて瞬時圧力
降下を小さくすること、によりマニホルド内のインク圧
の振動を阻止することができる。これは、従来の装置、
即ちインク流が遮断されかつ同時にインクが負圧力源に
露呈される装置よりも有利である。このような従来の装
置においては、インク供給マニホルド内の圧力が比較的
高い圧力から低い圧カへ瞬時に減少されねばならないた
め、比較的高い真空源を使用しなければならなかつた。
この高い真空源は、インク供給マニホルド内の圧力を下
げるばかりでなく、印刷ヘツド内に空気又はその他の汚
染物を吸込ませるものであつた。これら空気等が吸込ま
れたとき、装置の始動に先立ちパージ又は洗浄を行なつ
てそれらの汚染物を除去しなければならなかつた。従つ
て、本発明は、従来の装置の上記の欠点を克服しそして
ジニット記録装置の清浄な休止を達成できる点で、極め
て有効である。以上に述べた装置及び方法は本発明の好
適実施例を構成するが、本発明はその詳細な方法及び装
置に限定されるものではなく、変更が本発明の範囲を逸
脱することなく可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、制御装置及び入口弁及び出口弁を伴なつた代
表的なジニット点滴コーテイング装置を示す。 第２ａ図及び第２ｂ図は、ジニット点滴コーテイング装
置のマニホルド内における圧力降下対時間の関係を示す
グラフである。符号説明、１０：液体］−テイング物質
供給装置、１１：ポンプ、１２：導管、１４：入口弁、
１６：記録ヘツド、１８：オリフイス、２０：マニホル
ド、２２：オリフイス板、２４：帯電リング板、２６：
偏向電極、２８：捕獲器、３０：点滴流列、３２：ウエ
ブ、３４：出口弁、３６：真空源、３８：制御装置、４
０：圧力検出変換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のオリフィスと、液体コーティング物質を前記
   オリフイスへ送るためのマニホルドと、入口弁と及び真
   空源へ接続された出口弁とを備えている、加圧されたコ
   ーティング物質の供給装置に接続されたコーティング・
   ヘッドを有するインク・ジェット・コーティング装置を
   休止させる、次の段階から成る方法。 イ）前記入口弁を閉じる段階、及び ロ）前記マニホルド内の圧力が正常動作を維持するのに
   必要とする最小限圧力より僅かに高い時点において、前
   記マニホルド内の圧力を瞬時に周囲の空気圧に近づけし
   かもそのマニホルド内の圧力を周囲の空気圧よりも負に
   しないような強さの前記真空源に対し、前記出口弁を開
   く段階。 ２ 前記マニホルド内の圧力降下を検出する段階を含む
   特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記真空源は周囲の空気圧よりも０．２乃至０．８
   ｐｓｉ低い特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 正常動作を維持するのに必要な前記最小限圧力は８
   ｐｓｉである特許請求の範囲第３項記載の方法。 ５ 前記出口弁は、装置の特性に依存して前記入口弁が
   閉じた後約０．０５秒から２．５秒までの間から開く特
   許請求の範囲第４項記載の方法。 ６ 複数のオリフィスと液体コーティング物質を前記オ
   リフイスへ与えるためのマニホルドとが設けられたコー
   ティング・ヘッドから成るジェット点滴コーティング装
   置において、イ）前記コーティング・ヘッドの入口 ロ）該入口へ接続された入口弁装置、 ハ）前記コーティング・ヘッドの出口、 ニ）該出口へ接続された出口弁装置、 ホ）該出口弁装置へ接続された真空源、及びヘ）前記入
   口弁装置、前記出口弁装置及び前記マニホルドへ電気的
   に接続され、前記入口弁装置を閉じ、そして前記マニホ
   ルド内の圧力がジェットの直線性を維持するのに要する
   最小限圧力より僅かに高い時点において、前記マニホル
   ド内の圧力を瞬時に周囲の空気圧に近づけしかもそのマ
   ニホルド内の圧力を周囲の空気圧よりも負にしないよう
   な強さの前記真空源に対し、前記出口弁装置を開くため
   の制御装置、とから成る休止装置。 ７ 前記制御装置は、前記マニホルド内の圧力降下を検
   出するための圧力検出変換装置を含む特許請求の範囲第
   ６項記載の休止装置。 ８ 前記制御装置は、前記出口弁装置をいつ開くべきか
   を決定するために前記入口弁装置の閉成により作動され
   るプリセット・タイミング装置を含む特許請求の範囲第
   ６項記載の休止装置。 ９ 前記真空源は、周囲の空気の圧力よりも０．２乃至
   ０．８ｐｓｉ低い特許請求の範囲第７項あるいは第８項
   に記載の休止装置。 １０ 前記入口弁及び前記出口弁はソレノイド弁である
   特許請求の範囲第６項記載の休止装置。