JPS5996972A - インクジエツトプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はインクジェット印刷に、更に詳しくは、始動
時及び停電時におけるプリンタの動作及び信頼性が高め
られたインクジェットプリンタに関する。

インクジェットプリンタは印刷受は媒体上にインクの点
滴を付着させてこの点滴により集合的に印刷像か形成さ
れるようにすることによって印刷を行う。代表的には、
インクジェットプリンタは導電性インクが供給されろ流
体タンクを形成する印刷ヘッドを備えている。一つ以上
の行に配列された複数のオリフィスが印刷ヘッドに取り
付けられたオリフィス板に形成されていて各オリフィス
が流体タンクと連通している。インクは圧力によりオリ
フィスを通過させられて禎数の流体フィラメントとして
出て来る。オリフィス板の機械的刺激によって又は流体
タンク中のインクを通る圧力波を発生することによって
流体フィラメントにこぷこぷが発生される。流体フィラ
メントはそれゆえ破断してほぼ一様な大きさ及び間隔の
インク点滴の流れになる。

オリフィス板の下には流体フィラメントの先端部に近接
して荷電電極が配置されている。荷電電位を荷電電極に
選択的に加えると１点滴がフィラメント先端部から形成
されるにつれて点滴に反対極性の対応する電荷が誘起さ
れる。点滴はその後偏向電界を通って下方に向かうが、
荷電した点滴はこの電界によって偏向させられ、未荷電
の点滴は非偏向軌道に沿って電界を通過する。点滴の偏
向儀は点滴によって運ばれる電荷のレベルを含む多数の
要因によって決まる。

インクジェットプリンタの始動時ｌｌでは、オリフィス
を通る流体の流れ及びフィラメントからの点滴の形成は
不規則であって予測できない。異常に大きいインクの点
滴がフィラメントから形成されることがあり、このよう
な点滴の軌道は大きくは制御できない。従って、多量の
インクが荷電電極上及びプリンタの偏向電界電極構造部
上に付着ｌ−る可能性がある。この付着が生じると、導
電性インクは荷電電極及び偏向電極構造部を短絡させる
傾向があり、かつ又安定な動作が得られたとき（（ジェ
ットの軌道を妨害することがある。更に、インクは印刷
受は媒体移送装置に付着してこれにより運ばれるその後
印刷される複写物を損することがある。

始動時に発生するインクの大きな点滴は通常の動作位置
にある捕獲器によって予測して捕獲することはできない
。捕獲器がジェット点滴流の非偏向軌道と整列して配置
されておりかつ点、衛の偏向が印刷のために必要とされ
ろ捕獲器装置の場合でさえも、捕獲器の通常の動作位置
は、点滴が捕獲器に当たらないで印刷受は媒体に当たる
ためには、点滴の偏向が比較的小さいものに限られろよ
うな位置である。

同様の問題はプリンタの停止時にも発生する。

インクの圧力が減少してオリフィスを通る流体の流れが
終了させられるにつれて、ジェットは再び不安定になり
制御卸するのが困難になろっ丸って、プリンタの始動及
び停止が容易に行われる簡単な、信頼性のある、小形の
インクジエツトプリンタに対オろ需要のあることがわか
る。

この発明の一つの態様によれば、印刷受は媒体移送装置
によって運ばれる印刷受は媒体上にインク点滴を付着さ
せるためのインクジェットプリンタは一行の流体フィラ
メントを発生するための印刷ヘッド装置を備えている。

流体フィラメントは一行のジェット点滴流に破断されて
、これが媒体移送装置に向けられる。複数の荷電電極板
に取り付けられている。この板は荷電電極が点滴の破断
点におけろジェット点滴流の関連のものに近接してこれ
を部分的に取り囲む点滴荷電位置と離隔位置との間で移
動することができる。荷電電極に荷電電位を選択的に加
えるための装置が設けられている。偏向電極装置がジェ
ット点滴流の経路に偏向電界を発生して荷電点滴を偏向
させるようにする。

捕獲器装置と１はその下方縁部に７Ｆ）って捕獲板を備
えている。捕獲器装置は動作位置と完全捕獲位置との間
で移動するようにジェット点滴流の行に平行な軸の周り
に回転可能に枢着されている。捕獲装置が動作位置にあ
るときには、捕獲板は十分に偏向したジェット点滴を捕
獲するが電界によって少しの程度偏向したか又は全く偏
向していない点滴が印刷受は媒体に当たるのを許すよう
に配置される。捕獲器装置が全捕獲位置にあるときには
、捕獲板は偏向していないジェット点滴の経路に配置さ
れてジェット点滴流の行の両側において相当の距離延び
ている。

捕獲器をその動作位置とその完全捕獲位置とに回転させ
るための装置か設けられている。荷電板をプリンタの始
動時における偏向電界の発生に先立って離隔位置から点
滴荷電位置に移動させて、これにより荷電電極がジェッ
ト点滴流をシールドして偏向電界による点滴の荷電を防
上するようにするための装置も設けられている。

この発明の別の態様によれば、始動時にプリンタ＆１ （ａ）　　荷電板を離隔位置に維持しかつ捕獲器を完全
捕獲位置に維持しながら印刷ヘッドの動作を開始させて
複数のジェット点滴流を発生させるようにする段階、 （ｂ）　　電極板を荷電電極が破断点における関連の流
体フィラメントを部分的に取り囲んでこれにシールドを
与えるような位置までジェット点滴流の行の方へ移行さ
せる段階、 （ｃ）　　偏向電極に偏向電位を加えて偏向電界を発生
させるようにするとともに荷電電極を利用してジェット
点滴流をこの偏向電界からシールドするようにする段階
、 （ｄ）点滴を十分に荷電してこれを捕獲器へ偏向させな
がら偏向した点滴が捕獲器に当たる動作位置まで捕獲器
を回転させる段階、及び （ｅ）　　荷電電極への荷電電位の選択的印加によるジ
ェット点滴流における点滴の選択的荷電を開始させて、
選択した点滴を偏向させて印刷受は媒体移送装置により
運ばれる印刷受は媒体に当てるようにする段階 に従って動作する。

この発明の更に別の態様によれば、停止時にプリンタに （ａ）　　捕獲器をその動作位置に維持しながらかつ又
荷電板をその点滴荷電位置に維持して荷電電極が点滴の
破断点における流体フィラメントを部分的に取り囲むよ
うにしながら、ジェット点滴流における点滴の選択的荷
電を終了させてこの点滴のすべてを荷電する段階、 （ｂ）捕獲器を印刷ヘッドと印刷受は媒体移送装置との
間の完全捕獲位置に回転させて捕獲器がジェット点滴流
の行の両側に相当の距離延びてジェット点１％ｉｉ流に
おける点滴を捕獲するようにする段階、 （ｃ）　　偏向電極への偏向電位の印加を終了さぜる偏
向電界を除去するとともにジェット点滴流における点滴
の荷電を終了させる段階、 （ｃｌ＋　　荷電板をジェット点滴流の行から離して離
隔位置まで移行させる段階、及び （ｅ）印刷ヘッドの動作と複数のジェット点滴流の発生
とを終了させる段階、 に従って動作する。

従って、この発明の目的は、不安定な点滴流による荷電
電極の汚染を防止するために荷電電極をジェット点滴流
の近傍から引っ込めたままで捕獲器を完全捕獲位置に回
転させることができるインクジェットプリンタ及びプリ
ンタ動作の方法を与えること、荷電板をその動作位置に
移動させてしまうまで偏向電極に動作用偏向電位を与え
ないようにしてジェット点滴流を偏向電界の荷電効果か
らシールドゝするようにしたその種のプリンタ及び方法
を与えること、捕獲器の回転用と荷ｉｔ　Ｎの移行用と
に別々の電気的動作装置が設けられているその種のプリ
ンタ及び方法を与えること、始動時及び停止時の信頼性
が高められているその種のプリンタ及び方法を与えるこ
と、並びに捕獲器及び荷電板の移動動作の順序及びタイ
ミングを調整することのできるその種のプリンタ及び方
法を与えることである。

この発明のその他の目的及び利点は次の説明、添付の図
面及び特許請求の範囲の記載から明らかになるであろう
。

この発明を一層容易に理解できるようにするために、次
に添付の図面について説明を行う。

今度はこの発明のインクジェットプリンタの一部分を形
成する印刷ヘッド装置１０を図示した第１図、第２図及
び第ろ図について述べる。−行のジェット点滴流１２に
なるように破断される一行の流体フィラメントは印刷ヘ
ッド装置１０によって発生される。点滴流１２はコンベ
ヤベルト１４のような移送装置の方へ導かれるが、この
コンベヤベルトは巻取紙の用紙１６又はその他の印刷受
は媒体をプリンタを通過させて運ぶ。

印刷ヘッド１０には細長い流体空洞又はタンク２１を形
成しているマニホルド２０がある。印刷ヘッド１０には
更に、第２図及び第６図の平面に垂直な行に配置さり、
た複数のオリフィス２４を淵えているオリフィス板２２
がある。オリフィス板２２は接着剤によって、又は別の
方法として、はんだ付けその他の適当な手段によってマ
ニホルド９２０の底部に取り付けられている。オリフィ
ス２４は流体空洞２１と連通している。圧力（（よりタ
ンク２１に供給されたインクはオリフィス２４を通って
流体フィラメントとして印刷ヘッド装置１０から出て来
る。導電性インクが流体供給入口（図示せず）を通して
タンク２１に供給させる。

インクは流体供給出口（図示せず）を通してタンク２１
から取り出すこともできる。流体フィラメントを一様な
大きさの隔世された点滴の流れに破断するために刺激装
置（図示せず）が設けられている。既知の従来技術によ
る多数の刺激装置のうちの任意のものをこの目的のため
に使用することができる。

荷電電極板４４には複数の荷電電極が取り付けられてい
る。荷電板は、荷電電極が点滴破断の点においてジェッ
ト点滴流の関連のものに近接してこれを部分的に取り囲
んでいる第２図に示した点滴荷電位置と第ろ図に示した
離隔位置との間で移動することができる。なるべくなら
ば、荷電電極板４４はこれの縁部に沿って複数の切欠き
部４５を備えた非導電性の板で形成して、この切欠き部
に導電材料で裏打ちを施して荷電電極を構成させるよう
にする。複数の電気的導体４６は荷電電極板４４上に印
刷されていてケーブル４８．により制御回路部に電気的
に接続されている。任意の既知の源からの荷電信号が導
体を通して荷電電極に加えられる。

電極５０かもなる偏向電極装置が、比較的高い偏向電圧
を与える源５２に接続されている。対向電極板５４は捕
獲器装置の一部分を形成するものであって、異なった電
位に維持されて電極５０と共働し、両者間に偏向電界を
発生する。空洞５８は真空；ドンプに接続されていて大
気圧より低い圧力に維持されている。

プリンタには下方部分に沿って捕獲板６４を備えている
捕獲器装置６２がある。捕獲器装置６２は動作位置と完
全捕！ｉ（！位置との間でジェット点滴流の行に平行な
軸の周りに回転可能に枢着されている。第２図に示した
動作位置においては、捕獲板６４は最大量偏向したジェ
ット点滴を受けるように配置されていて、板５４と５０
との間の電界によってより少量だけ偏向させられたジェ
ット点滴は印刷受は媒体１６に当たることができる。完
全捕獲位置においては、捕獲板６４は偏向していないジ
ェット点滴の経路に配置されかつジェット点滴流の行の
両側において相当の距離延びている。

第６図は完全捕獲位置に回転した捕獲器装置を図示して
いる。

捕獲器をその動作位置及びその完全捕獲位置に回転させ
るための装置は軸６７により捕獲器に取り付けられた回
転式ソレノイド６６で構成すればよい。別の方法として
は、ステップモータ又はその他の電気的動作装置をこの
目的のために使用することができる。

荷電板４４を第６図に示したその離隔位置と第２図に示
したその点滴荷電位置との間で移動させるための装置は
軸６２により板４４に取り付けられたソレノイド６８か
らなっている。

第２図及び第６図を参照して、プリンタの始動時におけ
る捕獲器及び荷電電極板の移動順序は次のようである。

最初に、捕獲器６２及び荷電板４４はそれぞれ第６図に
示したその完全捕獲位置及び離隔位置にある。捕獲板６
４は偏向していないジェット点滴流の列に沿ってそのど
ちらの側へも相当の距離延びるように回転させられてい
ることに注目するべきである。印刷ヘラ）’１０の動作
は荷電板４４をその離隔位置に維持しかつ捕獲器６２を
その完全捕獲位置に維持しながら開始させる。ジェット
点滴流が安定化した後、荷電板４４は荷電電極が破断の
点において関連の流体フィラメントを部分的に取り囲む
ように位置に移行されて、シールドとして作用する。次
に、偏向電位が偏向電極５０に供給されて電極５０と回
転可能な捕獲器組立体の一部分を形成する板５４との間
に偏向電界が発生する。

察知されるであろうが、偏向電極５０には上流の点滴形
成点において強い電界を発生する傾向がある電位が印加
されている。もし流体フィラメントがシールドされない
ままであるとすれば、ジェット点滴流における点滴は比
較的高い荷電レベルに荷電されることになろう。相互反
発の結果、点滴は散乱して、実際上プリンタ構造部に噴
霧されかつ高電位のプリンタ素子を短絡することになろ
う。しかしながら、偏向電界の発生前に荷電電極板４４
をその動作位置に移動させることによって、荷電電極が
点滴を偏向電界からシールドシて偏向電界による点滴の
荷電を阻止する。

次に、比較的多量の電荷を点滴に加えることによって点
滴の荷電が開始され、その結果点滴は捕獲器がその動作
位置に回転した後においてさえも捕獲されるのに十分な
量だけ偏向させられることになる。最後に、捕獲器６２
は第２図に示したその動作位置に回転させられるが、こ
の位置においては捕獲板６４は最大量偏向した点滴を捕
獲する。

荷電板４４及び捕獲器６２は今や印刷のために正しく配
置されている。荷電電極への荷電信号り印加によるジェ
ット点滴流における点滴の選択的荷電を開始して、種類
の所望の印刷位置に点滴を偏向させることができる。

プリンタの停止時には、動作段階の順序は始動時に行わ
れたもののほぼ逆である。まず、第２図に図示したよう
に捕獲器６２をその動作位置に維持しかつ荷電電極板４
４をその荷電位置に維持しながら、ジェット点滴流にお
ける点滴の選択的荷電を終了させる。すべての点滴を比
較的高いレベルに帯電させてそれを捕獲板６４に偏向さ
せるようにする。次に捕獲器を完全捕獲位置に回転させ
る。次に、前に電極５０に供給された偏向電位を電極か
ら除去して偏向電界を除去し、そして点滴の荷電を終了
させる。重要なことは、この電界が除去されるまで荷電
電極板４４をその荷電位置に維持してジェット点滴流が
偏向電界からシールドされ続けるようにすることである
。荷電電極板４４はその後第６図に示したその離隔位置
に移行前ろ。最後に、荷電電極板４４をジェット点滴流
から離隔した位置に移動させた後、印刷ヘッド１０を停
止させるが、不安定なジェットが一時的に生じてもすべ
て捕獲器６２によって捕獲される。

こ〜で説明した諸方法及びこの諸方法を実施するための
装置の諸形態はこの発明の採択した具現例を構成するも
のではあるが、この発明はと匁で示したとおりの諸方法
及び装置の諸形態に限定させるものではなく、このどち
らにおいても特許請求の範囲に記載されたこの発明の範
囲から外れることなく種類の変更を行い得るものと理解
されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるインクジェットプリンタの分解
式透視図である。 第２図及び第６図は第１図の２−２線に概して沿った拡
大部分断面図であって、印刷ヘッドに対する荷電板の移
行及び捕獲器装置の回転を図示したものである。 これらの図面において、１０は印刷ヘッド装置、１２は
ジェット点滴流、１４はコンベヤベルト（移送装置）、
１６は用紙（印刷受は媒体）、２４はオリフィス、４４
は荷電電極板、４５は切欠き部（荷電電極）、４６は電
気的導体、４８はケーブル、５０は偏向電極、５２は偏
向電圧源、５４は対向電極板、６２は捕獲器装置、６４
は捕獲板、６６は回転式ソレノイド、６８はソレノイド
を示ＩＧ−３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｍ　　複数１）オリフィス（２４）を備えていてこれか
   ら流体フィラメントが出て来てジェット点滴流（１２）
   に破断されこのジェット点滴流が−っの行に配列されて
   印刷受は媒体移送装置（１４）の方へ導かれるようにな
   っている印刷ヘラ）Ｓ（１０）、複数の開放面式荷電′
   電極（４５）を備えていて前記のジェット点滴流に古・
   ける点滴を選択的に荷電することのできる荷電板（４４
   ）、前記の印刷ヘッドと前記の印刷受は媒体移送装置と
   の間においてジェット点滴流の前記の行の一方側に配置
   された偏向電極（５０）、前記の偏向電極に偏向電位を
   供給するための装置（５２）、及び前記の印刷ヘッドと
   前記の印刷受は媒体移送装置との間に配置された捕獲器
   （６２）を有するインクジェットプリンタにおいて、 （ａ）　　前記の荷電板（４４）を前記のジェット点滴
   流から離隔した位置に維持しながらかつ又前記の捕獲器
   （６２）を前記の印刷ヘッドと前記の印刷受は媒体移送
   装置との間においてジェット点滴流の前記の行の両側に
   相当の距離延びている完全捕獲位置に維持して前記のジ
   ェット点滴流における点滴を捕獲できるようにしながら
   前記の印刷ヘッド（１０）の動作を開始させて複数の前
   記のジェット点滴流（１２）を発生させるようにする段
   階、（ｂ）　　前記の荷電電極（４５）が破断の点にお
   い−Ｃ関連の流体フィラメントを部分的に取り囲んでこ
   れにシールドを与えるようにする位置まで前記の荷電板
   （４４）をジェット点滴流の前記の行の方へ移行させる
   段階、 （ｃ）　　前記の偏向電極（５０）に前記の偏向電位を
   加えて偏向電界を発生するとともに前記のジェット点滴
   流をこの電界からシールド９するのに前記′の荷電電極
   （４５）を利用する段階、 （ｄ）前記の点滴を十分に荷電してこれを前記の捕獲器
   （６２）へと偏向させながら偏向した点滴が前記の捕獲
   器に当たるような動作位置まで前記の捕獲器を回転させ
   る段階、 （ｅ）　　前記の荷電電極（４５）への荷電電位の選択
   的印加によって前記のジェット点滴流における前記の点
   滴の選択的荷電を開始させて、選択した点滴を前記の印
   刷受は媒体移送装置（１４）によって運ばれる印刷受は
   媒体（１６）に当たるように偏向させることができるよ
   うにする段階、 かもなるプリンタ動作を開始させる方法。 （２）複数のオリフィス（２４）を備えていてこれから
   流体フィラメントが出て来てジェット点滴流（１２）に
   破断されこのジェット点滴流が一つの行に配置されて印
   刷受は媒体移送装置（１４）の方へ導かれるようになっ
   ている印刷ヘッド（１ｏ）、複数の開放面式荷電電極（
   ４５）を備えていて前方のジェット点滴流における点滴
   を選択的に荷電することのできる荷電板（４４）、前記
   の印刷ヘラ）゛（１０）と前記の印刷受は媒体移送装！
   （１４）との間において前記のジェット点滴流の前記の
   行の一方側に配置された偏向電極（５０）、前記の偏向
   電極（５ｏ）に偏向電位を供給するための装置（５２）
   、及び前記の印刷ヘラｌ−’（１０）と前記の印刷受は
   媒体、移送装置（１４）との間に配置された捕獲器（６
   ２）を有するインクジェットプリンタにおいて、（ａ）
   　　前記のジェット点滴流（１２）における点滴の選択
   的荷電を終了させて前記の捕獲５　（６２）を前記の点
   滴のすべてが偏向させられて前記の捕獲器に当たる動作
   位置に前記の捕獲器（６２）を維持しながら前記の点滴
   のすべてを荷電させる段階、（＋））前記の捕獲器（６
   ２）を前記の印刷ヘッド（１０）と前記の印刷受は媒体
   移送装置（１４）との間の完全捕獲位置に回転させて前
   記の捕獲器（６２）がジェット点滴流（１２）の前記の
   行の両側に相当の距離延びて前記のジェット点滴流にお
   ける点滴を捕獲できるようにする段階、 （ｃｌ　　前記の偏向電極（５０）への前記の偏向電位
   の印加を終了させて前記の偏向電界を除去するとともに
   前記のジェット点滴流における点滴の荷電を終了させる
   段階、 （、ｉ）　　前；Ｉ己の電荷板（４４）をジェット点滴
   流の前記の行から離して前記の荷電−極（４５）かこれ
   から離隔するように移行させる段階、及び（ｅ）　　前
   記の印刷−、ツ）、”　＜　１０　＞の動作と前記の複
   数のジェット点滴流（１２）の発生とを終了させる段階 からなるプリンタ動作を終了させる方法。 （３）印刷受は媒体移送装置（１４）によって運ばれる
   印刷受は媒体（１６）にインク点滴を付着させるための
   インクジェットプリンタであって、前記の媒体移送装置
   （１４）に向けられる一行のジェット点滴流（１２）に
   破断される一行の流体フィラメントを発生するための印
   刷ヘッド（１０）、荷電電極板（４４）に取り付けられ
   た複数の荷電電極（４５）であってこの荷電電極（４５
   ）が点滴破断点における前記のジェット点滴流（１２）
   の関連のものに近接してこれを部分的に取り囲む点滴荷
   電位置と離隔位置との間で前記の板（４４）が移動可能
   になっている前記の荷電電極（４５）、前記の荷電電極
   （４５）に荷電電位を選択的に加えるための装置（４６
   ，４８Ｌ前記のジェット点滴流（１２）の経路に、１界
   を発生１〜で荷電点滴を偏向させるようにするだめの偏
   向電極装置（５０）、及び下方部分に沿って捕獲板（６
   ４）を備えている捕獲器装置（６２）であって、 前記の捕獲板（６４）が十分に偏向した点滴を捕獲する
   が前記の電界によってより少なく偏向させられるか又は
   偏向させられていないジェット点滴が前記の印刷受は媒
   体に当たることができる動作位置と前記の捕獲板（６４
   ）が偏向されていないジェット点滴の経路に配置されて
   前記の一行のジェット点滴流（１２）の両側において相
   当の距離延びている完全捕獲位置との間で前記の一行の
   ジェット点滴流に平行な軸の周りに回転可能に枢着され
   ていることを特徴とする前記の捕獲器装置（６２）を備
   えており、 更に、 前記の捕獲器装置（６２）を前記の動作位置と前記の完
   全捕獲位置とに回転させるための装置（６６）、及び 前記の荷電板（４４）を前記のプリンタの始動時におけ
   る前記の偏向電界の発生に先立ってｎｉＪ記の離隔位置
   から前記の点滴荷電位置に移動させて、前記の荷電電極
   （４５）が前記のジェット点滴流（１２）をシールド８
   して前記の偏向電極（５０）による前記のジェット点滴
   流における点滴の荷電を阻止するようにするための装置
   （６８） を侃１えたことを特徴としている前記のインクジェット
   プリンタ、 （４）前記の捕獲器装置を回転させるためのｎｉＪ記の
   装置がルノイド動作装置（６６）からなっていることを
   更に特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載のインク
   ジェットプリンタ。 （５）前記の荷電板を移動させるための前記の装置がソ
   レノイド動作装置（６６）からなっていることを更に特
   徴とする、特許請求の範囲第６項に記載のインクジェッ
   トプリンタ。 （６）前記の捕獲器装置（６２）が、前記の偏向電極装
   置（５０）と共働して前記の偏向電界を発生する板（５
   ４）を更に備えていることを更に特徴とする、特許請求
   の範囲第６項に記載のインクジェットプリンタ。