JPS6238146B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジエツトプリンタに関する。特
に本発明はプリンタに付随するインクミストを集
めてインクジエツトプリンタの信頼性を高めるこ
とのできる装置に関する。本発明は、更にプリン
タ素子の汚れを除去するためこのようなプリンタ
とともに使用される装置に関する。

より具体的には遠心力を利用して簡易な構成で
インクミストを空気から分離し、インクミストに
よる問題を解消できるようにする装置に関する。

従来、記録媒体に情報を印刷するためインクジ
エツトプリンタを使用することは従来技法でも良
く知られている。従来のインクジエツトプリンタ
は電気的なものと磁気的なものとのいずれかであ
る。電気的なプリンタは複数個の電気的素子と流
体素子とを含み、これらの素子が印刷機能を実行
するよう協働する。

流体素子は、印刷流体即ちインクに振動を誘起
するよう滴に影響を及ぼす室と、該室に相互結合
された１本若しくは複数本のインクノズルを含む
ノズル板とを具備する滴発生器を含む。ガター構
成体がインク小滴の飛行経路に於いてノズル板の
下流に位置付けられる。このガター構成体は記録
媒体上に印刷するのに必要ないインク小滴を捕捉
する。

インク小滴を発生するためには、滴発生器の中
に電気的な変換器が配設される。この変換器はノ
ズルから最初に射出される筋状のインク流が一連
の一様な大きさのインク小滴群にノズル板の近傍
のある地点で強制的に分離されるよう或る周波数
で振動する。インク小滴の飛行路に沿つて帯電電
極が位置付けられる。この帯電電極の機能は上記
小滴が小滴流から分離するときインク小滴に電荷
を選択的に誘起することである。１対の偏向板が
その電極の下流に位置付けられる。偏向板の機能
は、ガター中に若しくは記録媒体上のいずれかに
帯電インク小滴を偏向することである。

磁気的なプリンタは磁気的な素子と流体素子と
を含む。磁気的なインクジエツトプリンタも従来
技法で良く知られているので、詳細には説明しな
い。種々の磁気的な素子及び流体素子が前述の電
気的なインクジエツトプリンタの素子とほぼ同じ
態様で構成されることを云えば十分であろう。

上述のインクジエツトプリンタに関係する多く
の切実な問題の１つは、システムの信頼性に係る
問題である。この信頼性の問題は、インクジエツ
ト印刷システムの種々の素子に作用する汚れの結
果、システムの性能に悪影響を及ぼすことであ
る。この汚れは通常２種類あり、云わゆるインク
の汚れやインクミスト（霧状のインク）と、紙の
ほこりやちり等の外的な汚れとがある。後者の汚
れはしばしば風媒による汚れと呼ばれる。

上記で指摘したように、記録面に、制御された
インク小滴が衝突することによつてインクジエツ
ト印刷が行なわれる。これらの小滴群は通常は比
較的高速度で記録面に向かつて推進される。小滴
群が記録面に衝突するとき、小さい粒子がインク
小滴群から分離し、種々の方向に拡散する。小さ
い粒子はインクのほこりやインクミストとしばし
ば呼ばれる。このインクミストはインクジエツト
印刷システム全体に拡散し、印刷ドラム、記録用
紙、ドラム感知器、偏向板、帯電板、その他の素
子に付着する。インクミストが電子的素子に累積
するので、電気的な特性に悪影響を及ぼし、その
結果インクジエツトシステムが間違つて動作した
り、故障したりする。更に、インクミストが記録
用紙又は記録面を横切つたりして不所望のマーク
を生じさせたりすることがある。

インクミストのほかにも、用紙のほこりの繊維
やちりの粒子やその他の物質が、インクジエツト
システムが動作する通常の大気や周囲の環境の中
に拡がる。外部のほこりは滴発生器のノズル板、
帯電電極及び偏向板上に付着しようとする。この
帯電電極や偏向板上のほこりはこれらの素子の電
気的特性に悪影響を及ぼしがちである。同様に、
ノズル板上のほこりも、記録面上に印刷するため
のインクが通る微細なオリフイスを目詰りさせが
ちである。

米国特許第3981020号は、インクミストの問題
を解決するため従来技法で使用されていた装置を
開示する。この装置は、制御可能な静電力を利用
するインクジエツトシステムのプリンタから、拡
散されたインクミストを実質的に除去するのに適
する位置に配列された電極手段より成る。この電
極手段は記録用紙の前面から所定の距離隔てた位
置にある偏向電極に対して位置付けられる。この
電極手段には、制御可能な電圧が印加される。こ
の電圧は、帯電されたインクミストの電圧と同じ
極性の電圧である。この電極手段上の電荷とイン
クミスト上の電荷とが同じなので静電気的な斥力
がインクミストと電極手段との間に現われる。こ
の力はインクのほこりを用紙に向かつて且つ偏向
板から離れる方向に追いやる。

上述の装置が主として偏向電極にインクミスト
が付着するのを防止するよう適合されていること
に留意されたい。そしてそれはインクジエツトプ
リンタシステムの他の素子を保護したり、記録用
紙の汚れを防止できないことに留意されたい。

米国特許第4024548号は、インクジエツトプリ
ンタに付随するインクミストを集めるために使用
された従来技法の装置の他の例である。このイン
クミスト吸収装置は、記録媒体を担持するドラム
とインクジエツトプリンタシステムとの間に装着
された積層部材を具備する。この積層部材は異な
る有孔度の２個の多孔性物質から形成される。こ
の積層部材に開口が製造され、小滴がその開口を
経て推進される。記録面から跳返るインクミスト
は上記表面に面する多孔性物質で吸収される。し
かしこのインクミスト装置は受動装置であり、且
つ定期的に交換される必要があるのであまり価値
がない。

IBM（登録商標）テクニカルデイスクロージヤ
ブレチン（以下TDBと称する）の第17巻第８
号、1975年１月発行の第2256頁にはインクジエツ
トのガターとミストシールド装置とを組合わせた
ものを開示している。この装置は受け台により互
いに結合された２個のブロツクで形成される。複
数本のインク収集チヤネル（溝）及び導通ダクト
が複数個のブロツクの一方の面に形成される。こ
れらのブロツクの反対側の面は平坦であり、プリ
ンタの各素子をインクミストが汚さないようミス
トシールドとしての働らきがある。記録面からイ
ンクミストが跳返るのでそのミストを引きつける
ため上記の平坦面に電極がメツキされる。

IBM TDBの第17巻第９号，1975年２月発行の
第2622頁乃至第2622A頁には、インクミストシー
ルドを設けたカセツト状のインクジエツトヘツド
が開示されている。

IBM TDBの第17巻第10号、1975年３月発行の
第3022頁乃至第3023頁には、偏向電極からインク
ミストを拭きとるための吸収性のワイパを使用す
ることが開示されている。

IBM TDBの第18巻第９号，1976年２月発行の
第2941頁乃至第2942頁には、インクの跳ねや用紙
のほこりを集める装置が開示されている。この装
置はタンクの側壁が収集板を形成するよう上向き
に延びた構成から成る。この装置とインクジエツ
ト印刷システムとの位置関係は、データを記録す
る面とプリンタの他の素子との間にその上方に延
びる収集板が配設されるようになつている。その
記録面に向い合つた板の表面には心材の層が配設
される。タンクからその層に油が浸透する。イン
クの跳ねは油の浸透した層で集められ、その油と
は別の場所にあるタンクに戻され、他のタンクに
収集される。

本発明の目的は、風媒による汚れとインクミス
トとを従来よりも効果的な態様で制御することに
よつてインクジエツト印刷システムの信頼性を改
良することにある。

より具体的には遠心力を利用した簡易な構成で
インクミストの問題を解消することが本発明の目
的である。

本発明によれば、記録面の近くで、該記録面に
インク小滴が衝突する領域よりも記録媒体の移動
する方向で下流に遠心力利用のミスト収集器が配
設される。このミスト収集器は、円形の管のその
両端に端部部材が取付けられたものから成る。空
気逃げ孔がその端部部材にあけられる。長手方向
に横切る溝が、その管に形成される。偏向ブレー
ド（刃）若しくは偏向板がその溝の一方の側に取
付けられる。このミスト収集器はその偏向ブレー
ドが記録面に隣接するように配設される。記録面
が回転ドラムのような支持手段で回転されるとき
ガス状の境界層が生じる。インクミストを含むこ
のガス状の層は遠心力利用ミストすくい取り器即
ちミスト収集器に集められる。この管が円形であ
るためにガス状の混合物が円形径路に沿つて強制
的に案内されることになる。このようにして、捕
捉された空気は管の中心に向かつて移動し、端部
の孔から逃げる。重いインクは管の側に落込み、
ドレイン孔を介して引出されインク供給タンクへ
再循環される。

以下、この発明の一実施例を説明するが、それ
に先だつてこの発明の前提ともいえるインクミス
ト収集器付のインクジエツトプリンタの一例につ
いて説明を行つて、実施例の理解を助けることと
する。第１図及び第２図では、共通の素子は同一
の参照番号を付してある。インクジエツト印刷シ
ステムは、矢印１４で示す方向に回転するよう装
着されたドラム１２を含む。ドラム１２の表面に
は記録シート（図示せず）がしつかりと取付けら
れる。この回転ドラムは、本出願人による「シー
ト材料処理用回転ドラム（Rotary Drum For
Processing Sheet Materials）」と題する米国特
許出願第191582号に開示された型のドラムであつ
ても良い。摺動バー１６及び案内レール１８が互
いに且つ回転ドラム１２に対し離隔して位置付け
られる。摺動バー１６及び案内レール１８はドラ
ム１２の長手方向軸と平行に走つている。キヤリ
ツジ・アセンブリ２０が摺動バー１６及び案内レ
ール１８に沿つて載置し、ドラム１２の長手方向
軸に沿つて印刷アセンブリ２２を搬送する。印刷
アセンブリ２２がその径路に沿つて移動されると
き、１本若しくは複数本のインク２４の小滴流が
そこから射出される。この種の印刷アセンブリは
この分野で良く知られているので詳細には説明し
ない。印刷アセンブリ２２が滴発生器２６を含む
ことを述べれば十分であろう。複数個の微細な開
口を具備するノズル板２８が滴発生器２６に固定
される。この滴発生器には、結晶体が装着される
ような空洞（図示せず）が設けられる。インク供
給溜め（図示せず）からその空洞へ導電性の印刷
インクが入るのを弁３０が制御する。結晶体が適
宜の信号で付勢されるとき、ノズル板２８の微細
な開口を介して射出されるインクの微細な流れが
上記ノズル板２８の下流で複数個のインク小滴に
分離される。微細な流れから小滴が離れるとき帯
電電極３１が小滴に帯電させる。この帯電電極３
１は枢支ブラケツト３２で支持される。１対の偏
向板３４及び３６が夫々帯電極３１の下流に設け
られる。帯電電極３１から射出する小滴はガタ
ー・アセンブリ３８に偏向されるか又は記録媒体
に印刷するため小滴流２４となつて記録媒体に到
達する。本発明の出願人による「双洞滴発生器
（Dual Cavity Drop Generator）」と題する米国
特許出願第215468号には第１図及び第２図の実施
例で印刷されるよう使用され得る印刷アセンブリ
を開示する。前述のとおり、小滴が用紙に衝突す
るとき印刷流体の滴が更に分離してミストを形成
し、これがそのシステムの素子を汚し、印刷用紙
を汚す。更にくずや用紙のほこり等の風媒による
汚れが、その周辺に存在し、ノズル板の微細な開
口を目詰りさせるというような問題を生じがちで
ある。本発明はインクミストであれ、インクのち
りであれ、風媒による汚れであれ、全ての汚れを
解決する装置を開示する。

更に第１図及び第２図を参照すると、汚れ防止
装置は包囲箱４０及びミスト収集器４２を含む。
第１図及び第２図が包囲箱４０に一体的に装着さ
れたミスト収集器４２を図示するが、これは本発
明の範囲を制限するものと解釈されるべきではな
い。種々の汚染源から生じる汚れに対しそのシス
テムを保護するよう各装置が設計されているので
包囲箱４０やミスト収集器４２が個別に使用され
得ることに留意されたい。１例によれば、ミスト
収集器４２がインクミストやインクかすなどの汚
れを集め、一方で包囲箱４０が用紙のかすなどの
風媒による汚れを集める。

更に第１図及び第２図を参照すると、包囲箱４
０が印刷アセンブリ２２の周りに閉じた包囲体と
して構成される。図から明らかなように、印刷ア
センブリ２２の全ての素子が包囲箱４０で囲まれ
ている。この包囲箱４０はキヤリツジアセンブリ
２０に固着されており、そのキヤリツジアセンブ
リ２０がその所定の径路に沿つて搬送されるとき
その包囲箱４０もそれに沿つて搬送される。斯し
て、印刷アセンブリ２２のその部材素子がその包
囲体で保護される。包囲箱４０に孔４４が形成さ
れる。剛体のパイプ４６がその孔に嵌合される。
可撓性のホース４８がそのパイプを加圧システム
（図示せず）に結合する。ホースの長さは、キヤ
リツジアセンブリ２０及び包囲箱４０がそのホー
スにより過度の拘束なしに所定の径路に沿つて搬
送されるよう選択される。

動作時に、加圧システム（図示せず）から包囲
箱４０に正圧が印加される。この正圧は、包囲箱
中の開口を介して入ろうとする用紙の汚れや外部
のほこりなどの風媒による汚れが強制的に排除さ
れるような正圧である。細長い溝即ち開口５０
が、支持ドラムに向かい合う包囲箱４０の側に製
造される。この溝の機能は、印刷アセンブリ２２
から印刷小滴が逃げられるようにすることであ
る。前述のとおり、回転ドラムにより担持される
記録シート上に印刷するには小滴が使用される。

印刷アセンブリ２２を覆うよう使用される、以
下で包囲箱４０と称する包囲体が種々の形状及び
形態をとり得るが、この例では包囲箱４０は、２
つの部分から成る箱である。この箱はベース部分
５１とカバー部分５２とを含む。このベース部分
５１及びカバー部分５２は、印刷アセンブリ２２
を覆う閉じた包囲体を形成するよう、組合わさつ
た関係に構成される。ベース部分５１はほぼ矩形
である。このベース部分５１は、底部部材５４を
含む。底部部材５４は矩形の比較的薄いシート材
料から製造される。この矩形のシートは側壁部材
５６を形成するようその長手方向の一辺に沿つて
曲げられる。側壁部材５６はベース部分５１のベ
ース即ち底部から上方に延びる。側壁部材５６に
切欠が形成される。以下で説明するように、この
切欠は開口５０の下部を形成する。第１図及び第
２図に参照数字５８及び６０で示すような複数の
平坦部分が相互に且つ底部部材５４に固着され
る。この平坦部分の構成は、底部部材５４から上
向きに延びる側壁部材になるような構成である。
この上向きに延びるこの側壁部材としての平坦部
分は、底部部材５４及び側壁部材５６を構成する
材料よりも厚い材料から製造される。各側壁部材
は、底部部材５４の上面の上方に等しい距離にわ
たつて延びる。側壁部材５８には、他の側壁部材
よりも高く上方に延びる雄固定部材７１が設けら
れる。下記で説明するように、この雄固定部材７
１はカバー部分５２中の雌状開口と協働してベー
ス部分５０及びカバー部分５２を固着係合状態に
保持するための固定アセンブリを形成する。

側壁部材５６を除く他の側壁部材の上部の周面
に溝６２が刻まれる。後述するように、包囲箱４
０のカバー部分５２は、下方の側壁部材と嵌合す
る。この下方の側壁部材は、周囲の溝６２ととも
に、包囲箱４０のカバー部分とベース部分とをし
つかりと結合できるようにする固定アセンブリの
一部を構成する。

包囲箱４０のカバー部分５２は２つの平坦な頂
部部材６２及び６４から製造される。この平坦な
頂部部材６２は、平坦な頂部部材６４に対し傾い
た構成になつている。複数の側面部材のうちの側
面部材６６及び６８が平坦部分５８及び６０に
夫々結合される。側面部材６８に開口が設けられ
る。既に述べたように、側面部材６８のこの開口
は、側壁部材５８から上方に延びる雑固定部材７
１と協働して、包囲箱４０のベース部分５０及び
カバー部分を互いに固定する固定アセンブリを構
成する。図から明らかなように、側面部材６６，
６８は、平坦な頂部部材６２及び６４から下方に
延びている。本発明の好適な実施例では、包囲箱
４０のカバー部分５２は透明なプラスチツク材料
で製造されている。この種々の部材や部分は互い
に粘着物で結合される。勿論、本発明の範囲を逸
脱することなく他の材料でこのカバー部分を製造
することも当業者であれば容易であろう。曲面を
有する前面部分７０も平坦な頂部部材６２に取付
けられる。前面部分７０は底部部材５４のとほぼ
同じ厚さの金属で出来ている。前面部分７０には
開口が形成される。この開口は側壁部材５６の開
口とともに開口５０を形成するよう協働する。前
述のとおり、この開口５０は、印刷アセンブリ２
２からのインク小滴が射出されるのを可能ならし
めるものである。

ミストすくい取り器即ちミスト収集器４２が、
複数本のネジ（図示せず）によつて包囲箱４０に
固着される。ネジは、開口７２及び７４を介して
操作される。前述のとおり、また下記で述べる他
の実施例で示すように、ミスト収集器４２及び包
囲箱４０は必ずしも第１図や第２図に示すように
構成される必要はない。ミスト収集器４２は、イ
ンク小滴流２４が印刷ドラムに作用する領域に装
着されても良い。このような構成では、ミスト収
集器４２は、小滴が印刷媒体に衝突することによ
つて発生されるインクのくずを捕捉する。同様に
して、包囲箱４０は印刷アセンブリのみを包囲す
るよう装着されても良い。その構成では、それが
印刷アセンブリ２２を、システムの信頼性に悪影
響を及ぼすよう各種の素子に作用するインクのく
ずと風媒による汚れとから保護する。

ミスト収集器４２は、固体の細長いブロツク材
料から製造される。このブロツク材料は、参照数
字７６，７８及び８０で図示した複数の平坦な外
面から成る。面８２が、回転ドラムに対し斜めに
切つてある。この面８２は、回転ドラム１２の方
向に傾いている。換言すると、インク滴が記録媒
体上に衝突する位置で、ドラム１２に真直ぐな接
線をひくと、その線が面８２と交わる。固体のブ
ロツク材料を貫通する開口８４があけられる。こ
の開口８４はその斜めの面８２から反対側の面８
０にまで広がつている。その開口８４には管８６
が嵌合される。そのような矩形のものと吸引手段
（図示せず）との間に可撓性のホース８８が結合
される。

動作に際し、その吸引手段で負圧が発生される
と、記録面に突当るインク小滴から発生されるイ
ンクミストが上記の開口８４及びホース８８を介
して集められる。相互接続される管８６が、その
集められたインクミストをインク供給タンク（図
示せず）に戻し、そこで印刷媒体に印刷するため
再使用される。開口８４は截頭形のピラミツド状
の断面を有する。この円錐体のベースは、斜面８
２上に配設される。多孔質の層９０が、開口８４
の側壁に付着される。この多孔質の層９０は、液
体吸収特性を有する材料から製造される。斯して
ホース８８に与えられる吸引力により開口８４に
引込まれたインクミストは多孔質の層９０に付着
される。管９２は多孔質の層９０に結合される。
ホース９４が管９２を吸引手段（図示せず）に結
合する。この吸引手段で負圧が与えられると、多
孔質の層９０で集められるインクミストがホース
９４を介して引かれ、再使用の為インク供給用の
インク溜めに再循環され得る。尚、多孔質の層９
０が開口８４の中に位置付けられなくても良い事
に留意されたい。即ちミスト収集器４２は、多孔
質の層９０が存在しなくても動作し得る。

第３図及び第４図には、この発明の実施例のイ
ンクミスト収集器が図示される。参照数字１０４
で表わすこの種のインクミスト収集器は、遠心力
利用のインクミスト収集器と呼ばれる。下記で説
明するように、円形路を横切る物体に関係する遠
心力が、空気と混つているインクを分離するのに
使用される。第３図は、インクジエツト印刷シス
テムの構成を示し、一方第４図は遠心力利用のミ
スト収集器の斜視図を示す。前述のとおり、第３
図及び第４図の共通の素子が共通の参照番号で表
わされる。遠心力利用のミスト収集器１０４は円
筒形の管１０６から製造される。長手方向の溝１
０８は、この円筒形の管の表面に製造される。こ
の溝は円筒形の管１０６の側壁を形成する材料の
厚さと同じ寸法の幅を有する。斯して、管１０６
の内部は円筒形の管１０６の外表面につながつて
いる。収集板１１０が溝１０８の内面に結合され
る。本発明の好適な実施例では、収集板１１０の
端部１１２が外面円筒管１０６の上方に延びる。
下記で説明するように、端部１１２が円筒形管の
外表面の上方に延びているので、その端部１１２
は印刷媒体を支持するドラムの回転表面に比較的
近くに配設できる。従つてこの端部１１２は遠心
力利用のミスト収集器１０４の中へ開口１０８を
介して入つて来るミストを収集するのに効果的で
ある。デイスク状の端部部材１１４及び１１３
が、閉じた容器を構成するためその円筒形の管１
０６の両側に１つずつ取付けられる。第４図に１
つだけ参照番号１１６で示しているが、１対の孔
が、端部部材１１３，１１４にくり抜かれてい
る。以下で述べるように、ドラム１２０が収集板
１１０に対し回転するとき、印刷により発生する
インクミストの空気の層が混る。このミストと空
気とは遠心力利用のミスト収集器１０４に溝１０
８を介して入る。しかし、インクが空気よりも重
いので、遠心力を受けるインクは管の中央部に向
かつて移動し、一方で空気は端部部材１１３，１
１４の孔から逃げる。遠心力利用のミスト収集器
に集まるインクはホース１１８を介して除去され
る。端部部材１１３にはブラケツト部分１２０が
取付けられ、これが遠心力利用ミスト収集器を、
書込用のインクが衝突する媒体に対して装着す
る。同様なブラケツトが端部デイスク部材１１４
に取付けられても良い。

第３図は、遠心力利用のミスト収集器１０４が
ドラム１２０に相対する位置に装着された状態を
示す。前述のとおり、記録面（図示せず）がドラ
ムの表面に装着され、矢印１２２で示す方向に一
諸に回転する。印刷アセンブリ１２４が参照数字
１２６で示すように複数個のインク小滴を発生す
る。インク小滴１２６が記録面に突き当つて読取
可能な物質をその面に発生する。前述のとおり、
記録面に突当る小滴群から生じるインクミストは
収集板１１０で集められる。インクミスト及び空
気の混合物が溝１０８を介して遠心力利用のミス
ト収集器１０４に入る。ミスト収集器１０４が円
筒形状であるため、空気とインクミストとの混合
物が矢印１２８で示す円形路の方へ追いやられ
る。この混合物にかかる遠心力の結果として、イ
ンクの重い粒子が管の中央部分の方へ落込み、空
気は外側へ押しやられて開口１３０から逃げる。
収集されたインクは、ホース／矩形体アセンブリ
１１８によつて遠心力利用のミスト収集器１０４
から除去できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はこの発明の前提となるイ
ンクミスト収集器付インクジエツトプリンタの一
例を示す図、第３図はこの発明の一実施例を示す
図、第４図は第３図例の要部を示す図である。 １０…汚れ防止装置、２２…印刷アセンブリ、
４０…包囲箱、４２…ミスト収集器、５０…開
口、１０４…遠心力利用のミスト収集器、１０８
…溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転ドラム上の記録媒体の表面に印刷流体小
   滴が衝突することにより発生されるインクミスト
   を集めるためインクジエツトプリンタで使用され
   る装置にして、 記録媒体に印刷流体小滴が衝突する領域付近で
   あつて上記回転ドラムの回転方向前方の位置に配
   され、しかもその長手方向が上記回転ドラムの長
   手方向と平行とされている円筒体を有し、 この円筒体は、 上記インクミストが混入している、上記回転ド
   ラムの回転により生じる空気流体を受け入れる配
   置で上記円筒体の側壁にその長手方向に延びるよ
   うに形成されたスリツトと、 上記インクミストが混入している空気流体を上
   記回転ドラムの周面近傍から上記スリツトまで案
   内する案内板と、 上記円筒体の両端部にそれぞれ設けられ、中央
   部に流入空気排出開口をそれぞれ有する蓋部材
   と、 上記円筒体の側壁の長手方向中央位置に設けら
   れたインク排出用開口とを具備することを特徴と
   するインクジエツトプリンタの汚れ防止装置。