JP2000263782A - インクジェットアレイ - Google Patents
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- JP2000263782A JP2000263782A JP2000006419A JP2000006419A JP2000263782A JP 2000263782 A JP2000263782 A JP 2000263782A JP 2000006419 A JP2000006419 A JP 2000006419A JP 2000006419 A JP2000006419 A JP 2000006419A JP 2000263782 A JP2000263782 A JP 2000263782A
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Classifications
-
- 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
- B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
ベースプレートや通路プレートの寸法のずれや膨張率の
違いによる影響を減少させることができる、印刷用紙ま
たはそれに類似するものにインクを吐出するための装置
を提供する。 【解決手段】 側面およびその側面とある角度をなすヘ
ッド面と、タンクから供給されるインクの入口と、イン
ク供給室とを備えた本体と、ヘッド面にある複数のイン
ク吐出ノズルとを備え、前記本体は、複数のインク通路
と、インクを前記ノズルに選択的に推進する手段とを備
え、前記インク通路が、少なくともインク推進手段から
インク吐出端部までの経路に沿って互いに平行に延び、
インク吐出端部の各中心線が、互いに一列となるような
位置である角度をなしてヘッド面と交差し、吐出端部
が、一列の一連のインク並列吐出ノズルを備えたノズル
プレートで覆われる。
Description
ための装置に関し、より詳細には、印刷用紙などに印刷
するときに選択的に駆動することのできる一連のインク
吐出ノズルを備えたインクジェットプリンタのための印
刷ヘッドに関する。
インクジェットプリンタに関する。
する方法に関する。
わけ、米国特許第4,364,067号から知ることが
できる。一実施形態では、印刷ヘッドは、ベース部材す
なわちプレートを備え、このプレートは、断面がほぼ三
角形であり、その先端を印刷用紙に向けて配置され、傾
斜側面の上端に配置されかつインクタンクに接続された
2つのインク入口を上部に有し、この2つのインク入口
はそれぞれ、関連する傾斜側面に形成された複数のダク
トが接続されたインク供給室に通じる。関連する傾斜側
面からなる平面において、それらのダクトは、斜めに延
びる複数のインク吐出ノズルに向かって円弧状に収束す
る。したがって、ベースプレートのヘッド面は、傾斜し
て延びる互い違いのインク吐出ノズルからなる2つの列
を備える。
に配置された圧縮室および圧力室を備える。ダクトは、
振動プレートによって覆われ、その振動プレートには電
極が配置される。圧力室においては、同様に、電極を備
えた圧電素子が、最初に述べた電極に取り付けられる。
圧電素子を選択的に駆動することによって、振動プレー
トが部分的に押しつけられ、必要とされるダクトの圧力
室の容積が減少し、それによって、所定の量のインクが
前記ダクトを通って関連するインク吐出ノズルへ押し出
される。
配置は、とくに、紙に対する高さを高い精度で調整する
必要があり、また、良く知られた印刷ヘッドの動作を高
い精度で動作させなければならない。さらに、2つの側
面にあるダクトの設計および製造は、複雑であり、例え
ばページ幅を覆うことができるようにするために印刷ヘ
ッドの幅がきわめて広くなければならないような場合に
はとくに複雑である。
は、そのような問題を改善することである。
印刷用紙などにインクを吐出するための以下のような装
置を提供する。この装置は、側面およびその側面とある
角度をなすヘッド面と、タンクから供給されるインクの
入口と、1つまたはそれ以上のインク供給室とを備えた
本体と、ヘッド面に配置された複数のインク吐出ノズル
とを備え、前記本体は、両方の側面に沿ってインク供給
室とインク吐出ノズルとの間に延びる複数のインク通路
と、インクをインク吐出ノズルに選択的に推進するため
の、インク通路のある位置において前記側面上に配置さ
れた手段とを備え、それぞれの関連する側面に配置され
たインク通路が、少なくともインク推進手段からインク
吐出ノズルにおけるそれらの吐出端部までの経路に沿っ
て互いに平行に延び、両方の側面のインク通路の吐出端
部の中心線のそれぞれが、互いに一列に並ぶような位置
においてある角度をなしてヘッド面と交差し、吐出端部
が、一列に配置された一連の並列インク吐出ノズルを備
えたノズルプレートで覆われる。
のような大きな印刷幅の場合でさえも容易に設計するこ
とができ、容易かつ正確に制御することができ、互いに
同一のインク通路において同一の圧力状態を実現するこ
とが可能であり、1回の操作でまっすぐな列としてイン
クを吐出することが可能である。
は、印刷ヘッドの別の構成を開示していることに注意さ
れたい。この構成においては、ベースプレートは、上述
した収束ダクトをどちらの側面にも備えるが、鋭い先端
として終端し、そして、インク吐出ノズルが、両方の側
面の下方へ延びる振動プレートによって規定される。こ
の場合には、インクを垂直に吐出する、一列に配置され
た一連のインク吐出ノズルを得ようとするものである。
しかしながら、この構成の精度は、不満足なものであ
る。
行な側面を有し、前記側面に形成されたダクトがヘッド
面に取り付けられたノズルプレートの通路と連絡し、通
路自身はY字形の形状を有し、それによって、一列にな
った一連のインク吐出ノズルが最終的に得られるような
構成を開示している。しかしながら、そのようなノズル
プレートは、製造するには複雑である。さらに、そのY
字形の通路に接続されたインクダクトは、互いに影響を
及ぼし合うことがある。
は、平行な側面とそこに形成された収束ダクトとを有す
るベースプレートを備えた印刷ヘッドを開示している
が、一実施形態においては、ダクトが深く製造されるの
で、そのベースが、ベースプレートの対称面を越えて配
置されることに注意されたい。ダクトは、ヘッド壁の直
前で終端する。そのヘッド壁、あるいは、ダクトの終端
壁には、孔が形成され、比較的にまっすぐな直線として
配置されたインク吐出ノズルを規定する。しかしなが
ら、大量の材料が取り除かれるので、このプリンタヘッ
ドは壊れやすい。さらに、インク吐出ノズルが詰まるの
を防止するのが難しい。
を用いる場合、これは、そこに取り付けられたプレート
を備え、かつ、インクダクトまたはダクトプレートを含
むベース本体を含むと見做される。
レート、および、幅の広い圧電推進手段上に形成される
かもしれないし、そうでないかもしれないインク通路を
備えた比較的に幅の広いベースプレートを備えたプリン
タアタッチメントを製造する場合、様々な部品の位置合
わせおよび寸法のずれによって敏感に影響を受けること
から、組み立ての精度および動作の正確さが脅かされる
ことがある。前記部品が異なる膨張率を有する材料から
製造される場合、この問題は、さらに深刻なものとな
る。
ば、インク推進手段が、複数のグループに分割され、そ
のそれぞれは、同一側面に配置された複数のインク通路
に作用し、かつ、一方の側面と他方の側面とに交互に配
置されるので、効果の大きい構成を実現することができ
る。
プの幅を制限することができるので、ベースプレートお
よび/または通路プレートの寸法のずれおよび膨張率の
違いによる影響を減少させることができる。さらに、こ
の互い違いの配置は、最初と最後の推進手段に十分な間
隔を提供することができるが、もしそうではなくて、ダ
クトプレートまたはベースプレートの一方の側面にグル
ープとして配置したとすると、間隔が狭くなる。
ら作用を受けるインク通路は、交互に一列に配置され、
それによって、また、これらは通路、一方の側面と他方
の側面とにグループとして交互に配置され、そして、こ
れは、製造の容易さの面から都合がよいかもしれない。
ば、インク推進手段と同じ高さにあるインク通路は、ダ
クトとして形成され、そのダクトの下流側が、トンネル
として本体を貫通してヘッド面におけるその吐出端部ま
で延びる。好ましくは、トンネルは、最適流量条件およ
び最適製造条件となるように、直線であり、かつ、ヘッ
ド面とある角度、好ましくは、ヘッド面に対して約45
°の角度をなして延びる。
ら発生する上述した問題を回避するために、本発明のさ
らなる特徴によれば、ノズルプレートは、膨張手段を備
える。この方法によれば、長いノズルプレートは、より
短い部分に分割され、それによって、膨張の長さが制限
され、ノズルプレートの通路が吐出端部の前に維持され
る。
がヘッド面に配置された後、そこから材料を取り除くこ
とによって得られるノズルプレートの途切れによって形
成される。この結果として、ノズルプレートをユニット
として製造および取り付けることができ、取り付けた後
でも、必要とされる膨張特性を得ることができる。
ば、取り付け前のノズルプレートは、なるべくなら取り
外し可能または伸縮可能なブリッジ部分によってお互い
が接続された細長い取り付けプレートの列であり、その
ブリッジ部分は、好ましくは、取り付け後に、ヘッド面
の外側へまっすぐに延び、それによって、全部でも部分
的にでもそれらを容易に取り除くことができる。
は、傾斜したトンネルを(ベース)本体に形成する多く
の方法を提供する。
に対して特定の角度で傾斜し、かつ、本体の一方の側面
へ延びるインク吐出孔を印刷ヘッド本体のヘッド面にあ
ける方法を提供する。この方法は、ヘッド面に対して特
定の角度できわめて硬い鈍角のドリルを配置し、そのド
リルで関連するインク吐出孔を前もってあけておく段階
と、その後に、その孔を通って関連する側面まで、関連
するインク吐出孔を完全にあける段階とを備える。硬い
ドリルのために、斜めに孔をあけるときに、ドリルは、
要求される直線上に留まることができ、それによって、
孔が正確な位置に形成される。
なるドリルでなされ、それによって、予備的なドリル
は、前記孔と同じ断面を有していなくてもよく、最初の
孔あけに関して、望ましい先端形状を有することができ
る。
定の角度で傾斜し、かつ、本体の一方の側面へ延びるイ
ンク吐出孔を印刷ヘッド本体のヘッド面にあける方法を
提供する。この方法は、最終ヘッド面から突き出た機械
加工部分をインク吐出孔の位置に備えた本体がまず最初
に使用され、前記機械加工部分は、前記孔の中心線に垂
直な各面を備え、どの面に対しても、その面に垂直に配
置されたドリルで孔があけられ、孔があけられた後、機
械加工部分が、ヘッド面まで取り除かれる。
ルが滑らないようにすることにあまり注意しなくてもよ
く、前もって孔をあけておく必要もない。
ルの列の長さ方向に延びる、中央に配置された隆起した
機械加工部分を備えた本体が、まず最初に使用される。
こうすることは、ベースプレートの一方の側面と他方の
側面とに交互に配置され、かつ、それらの端部が一列に
配置された孔の列をあけるのを容易にする。そして、機
械加工部分を全体にわたってまっすぐに形成することが
でき、さらに、孔をあけた後に取り除かれるべき材料の
量を減少させることができる。
れぞれの側面へ延びる2つの傾斜した面を備え、前記孔
の列の長さ方向に垂直な投影面において、最終ヘッド面
で交差する中心線に沿って前記面に孔があけられる。
分を小さくすることができる。
の実施形態を参照して本発明を説明する。
1は、例えばセラミック材料から製造されたプレート2
を備え、このプレート2は、ベースプレートとも呼ばれ
る。ベースプレート2は、錐状に次第に細くなるヘッド
端部4を有し、とりわけ、角のある2つの側面3aおよ
び3bとヘッド面5とによって規定される。平行インク
ダクト7aおよび7bの列が、側面3aおよび3bに形
成され、そのために、これは、ベースプレートとダクト
プレートとを備えた1つの一体ユニットである。上流側
の端部において、ダクト7aおよび7bは、供給室14
aおよび14bに接続され、これらの供給室14aおよ
び14bは、それ自身が、通路15aおよび15bを介
して内部インク入口16に接続され、この内部インク入
口16は、インクジェットプリンタ内でインク供給源に
接続される。ダクト7aおよび7bは、それらの他端に
おいて、ベースプレート部4に形成され、開口6によっ
てヘッド面5に通じるトンネル12aおよび12bと連
絡する。概略的に示されるように、(例えば、100〜
200μmの比較的に厚い)ノズルプレート11は、例
えば接着力でヘッド面5に取り付けられ、また、ノズル
プレート11は、互いに一列をなすインク吐出ノズル1
3を備える。
を密封するための柔軟性のある薄い(例えば、厚さが
0.02mmの)箔8aおよび8bによって外側から覆
われており、その上には、圧電アクチュエータ9aおよ
び9bが配置され、これらの圧電アクチュエータ9aお
よび9bは、選択的に駆動される脚10aおよび10b
を備え、それらの脚10aおよび10bによって、箔8
aおよび8bが、パルス状にダクト7aおよび7bの表
面に制御可能に押しつけられ、それによって、インク
が、ダクト7aおよび7bからトンネル12aおよび1
2bとインク吐出ノズル13とを通ってヘッド面5の前
方に置かれた印刷用紙へ吐出されることがわかる。
aおよび12bによって、ベースプレート2、4の一方
の側面と他方の側面とからの交互に配列されたインクア
クセスを実現することができ、孔6を互いに比較的に近
接して一列に配置することができる。
トの場合、例えば、A4用紙の幅の印刷ヘッドコンポー
ネントの場合には、図3に示されるような配置が都合が
よく、そこには、ベースプレート102、104のそれ
ぞれの側面にインク通路が交互にグループとして現れる
配置が示されている。アクチュエータ109aおよび1
10aは、それらの下にある、ダクト7aに類似するダ
クトを覆うように配置され、箔108aは、簡単のため
に連続的となっている。アクチュエータ109bは、ベ
ースプレート102、104の他方の側面にずらして配
置される。この場所には、ベースプレートの他方の側面
にあるダクトに類似する隣り合ったダクトからなる列が
存在する。したがって、アクチュエータ109aは、イ
ンク吐出孔106の列Raに作用し、アクチュエータ1
09bは、等しい長さのインク吐出孔106の列Rbに
作用する。図1および図2に示されるのと同じように、
孔106は、互いに一列に配置され、面103aおよび
103bにそれぞれ配置されたダクト107へトンネル
を介して連絡する。
ヘッド面105に取り付けられてもよい。図7に示され
るノズルプレート511は、互いに等しい距離tで配置
され、インク吐出ノズルを形成する孔513の列を備え
る。ノズルプレート511は、一定間隔で途切れてお
り、これらの間隔は、図3に示されるアクチュエータの
幅に等しくてもよい。しかしながら、この途切れは、完
全なものではない。なぜなら、プレート部分511は、
いずれにしても、横へ延びるアーチ状のブリッジ518
によって互いに接続されるからである。プレート部分5
11およびブリッジ518は、組み立て部材519に取
り付けられ、そして、補足的にウェブ517によって接
続される。
うなユニットの先端が、ヘッド面105に取り付けら
れ、孔513は、孔106(図3)と位置が合う。そし
て、ウェブ517を備えた組み立てストリップ(部材)
519が取り除かれる。ブリッジ518は、連続するプ
レート部分511の膨張または収縮を吸収する能力を提
供するので、プレート部分が膨張または収縮するとき
に、互いに悪影響を及ぼすことがない。
を示す概略図であり、ヘッド端部は、くぼみ221が形
成された機械加工部分220を備え、その表面は、(こ
の図面では)垂直軸に対して45°の角度を有する。中
心線Aに沿ってトンネル212aがあけられ、その後、
機械加工部分220を、平面Tに沿って取り除いてヘッ
ド面205を露出させてもよい。そして、インク吐出ノ
ズル213が孔206と重なり合うように、ノズルプレ
ート211がそこに取り付けられる。
れた隆起320をヘッド端部に備えたベースプレート3
02を示し、その隆起320の面は、互いに垂直であ
り、ヘッド面305とは45°の角度をなす。ベースプ
レートは、対称面Sを有する。ドリルが、リブ320の
表面に必要とされる通路312aおよび312bの中心
線に正確に配置され、そして、必要とされるトンネル
が、方向AaおよびAbにあけられる。例として、ヘッ
ド面305の高さhは、1.4mmであってもよく、ト
ンネル312aおよび312bの断面dは、250μm
であってもよく、お互いの間隔は、340μmである。
は、ヘッド面305は、隆起もくぼみも備えておらず、
鋭い先端を備えた比較的に硬いセンタビット430によ
って初期孔があけられ、そして、通路412aが、41
2bと類似したやり方で、通常のドリル431によって
あけられる。別の方法は、特殊な形状を有するドリル
(図6C)によって1回の操作で孔をあけることであ
る。このドリルは、鋭い先端を備えたきわめて小さな径
のアタッチメントを有する。このアタッチメントの先端
角度は、90°よりも小さい。図6Bは、トンネル41
2aおよび412bが上方および下方へ交互に延びてそ
れぞれがダクト407aおよび407bと合流してもよ
いことを示すより概略的な図面であり、これによって、
許容できないほどに強度を減少させることなく、高い密
度で孔を配置することができる。
斜視図である。
面図である。
る実施形態を概略斜視図で示す。
ンク通路をあけるときの連続する3つの段階の1つを概
略的に示す。
ンク通路をあけるときの連続する3つの段階の他の1つ
を概略的に示す。
ンク通路をあけるときの連続する3つの段階の残りの1
つを概略的に示す。
る。
図面である。
セットを示す。
Claims (17)
- 【請求項1】 印刷用紙またはそれに類似するものにイ
ンクを吐出するための装置であって、 側面およびその側面とある角度をなすヘッド面と、タン
クから供給されるインクの入口と、1つまたはそれ以上
のインク供給室とを備えた本体と、 ヘッド面に配置された複数のインク吐出ノズルとを備
え、 前記本体は、両方の側面に沿ってインク供給室とインク
吐出ノズルとの間に延びる複数のインク通路と、インク
をインク吐出ノズルに選択的に推進するための、インク
通路のある位置において前記側面上に配置された手段と
を備え、 それぞれの関連する側面に配置されたインク通路が、少
なくともインク推進手段からインク吐出ノズルにおける
それらの吐出端部までの経路に沿って互いに平行に延
び、 両方の側面のインク通路の吐出端部の中心線のそれぞれ
が、互いに一列に並ぶような位置においてある角度をな
してヘッド面と交差し、 吐出端部が、一列に配置された一連の並列インク吐出ノ
ズルを備えたノズルプレートで覆われた装置。 - 【請求項2】 インク推進手段が、複数のグループに分
割され、そのそれぞれは、同一側面に配置された複数の
インク通路に作用し、かつ、一方の側面と他方の側面と
に交互に配置された請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 インク推進手段のグループから作用を受
けるインク通路が、交互に配置された請求項2に記載の
装置。 - 【請求項4】 インク推進手段と同じ高さにあるインク
通路が、ダクトとして形成され、そのダクトの下流側
が、トンネルとして本体を貫通してヘッド面におけるそ
れらの吐出端部まで延びる請求項2または3に記載の装
置。 - 【請求項5】 トンネルが、直線であり、かつ、ヘッド
面とある角度をなして延びる請求項4に記載の装置。 - 【請求項6】 トンネルが、ヘッド面と約45°の角度
をなす請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】 ヘッド面およびノズルプレートが、ペー
ジ幅程度の長さを有し、ノズルプレートが、膨張手段を
備えた請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項8】 膨張手段が、ノズルプレートの途切れに
よって形成される請求項7に記載の装置。 - 【請求項9】 取り付け前のノズルプレートが、取り外
し可能かまたは伸縮可能な接続部分によって互いに接続
された細長い取り付けプレートの列である請求項8に記
載の装置。 - 【請求項10】 ノズルプレートが、ブリッジ部分によ
って互いに接続された細長い取り付けプレートの列から
形成され、そのブリッジ部分は、好ましくは、取り付け
後に、ヘッド面の外側へまっすぐに延びる請求項8また
は9に記載の装置。 - 【請求項11】 ヘッド面に対して特定の角度で傾斜
し、かつ、本体の一方の側面へ延びるインク吐出孔を印
刷ヘッド本体のヘッド面にあける方法であって、 ヘッド面に対して特定の角度できわめて硬い鈍角のドリ
ルを配置し、そのドリルで関連するインク吐出孔を前も
ってあけておく段階と、 その後に、その孔を通って関連する側面まで、関連する
インク吐出孔を完全にあける段階とを備えた方法。 - 【請求項12】 完全に孔をあける段階が、異なるドリ
ルでなされる請求項11に記載の方法。 - 【請求項13】 ヘッド面に対して特定の角度で傾斜
し、かつ、本体の一方の側面へ延びるインク吐出孔を印
刷ヘッド本体のヘッド面にあける方法であって、 最終ヘッド面から突き出た機械加工部分をインク吐出孔
の位置に備えた本体がまず最初に使用され、 前記機械加工部分は、前記孔の中心線に垂直な各面を備
え、 どの面に対しても、その面に垂直に配置されたドリルで
孔があけられ、 孔があけられた後、機械加工部分がヘッド面まで取り除
かれる方法。 - 【請求項14】 必要とされるインク吐出ノズルの列の
長さ方向に延びる、中央に配置された隆起した機械加工
部分を備えた本体をまず最初に使用する請求項13に記
載の方法。 - 【請求項15】 隆起した機械加工部分が、それぞれの
側面へ延びる2つの傾斜した面を備え、前記孔の列の長
さ方向に垂直な投影面において、最終ヘッド面で交差す
る中心線に沿って前記面に孔があけられる請求項14に
記載の方法。 - 【請求項16】 特定の角度が45°である請求項11
から15のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項17】 請求項1から10のいずれか一項に記
載の装置を備えたインクジェットプリンタ。
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