JPH1120149A - インク滴配置方法及びインクジェットプリンタ - Google Patents
インク滴配置方法及びインクジェットプリンタInfo
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- JPH1120149A JPH1120149A JP10170126A JP17012698A JPH1120149A JP H1120149 A JPH1120149 A JP H1120149A JP 10170126 A JP10170126 A JP 10170126A JP 17012698 A JP17012698 A JP 17012698A JP H1120149 A JPH1120149 A JP H1120149A
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- 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
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- Handling Of Sheets (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Feeding Of Articles By Means Other Than Belts Or Rollers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プリンタのプリントヘッドに対する記録媒体
の精密な運動精度と記録媒体上へのインク滴の配置精度
を改善する要求対応形インクジェットプリンタを提供す
る。 【解決手段】 搬送ベルトは、ある極性の電荷46によ
って静電帯電されている。記録媒体24が搬送ベルト上
に補給された後、その記録媒体24を搬送ベルト上の位
置決め位置に精密に保持する。プリントヘッド16から
噴出されたインク滴38に逆極性の電荷を誘起すること
でインク滴38に記録媒体24に向かって加速させるよ
うな静電圧が発生する。インク滴38が加速されたこと
によって横向き空気流等による横向き力がインク滴38
の指向性に及ぼす影響は減少し、更に既に印刷された画
像が到着するインク滴38を反発することによって引き
起こされるインク滴38の配置誤差は、印刷されたイン
ク滴38の電荷が記録媒体24を通過して移動し、それ
によって電荷が相殺されることにより減少する。
の精密な運動精度と記録媒体上へのインク滴の配置精度
を改善する要求対応形インクジェットプリンタを提供す
る。 【解決手段】 搬送ベルトは、ある極性の電荷46によ
って静電帯電されている。記録媒体24が搬送ベルト上
に補給された後、その記録媒体24を搬送ベルト上の位
置決め位置に精密に保持する。プリントヘッド16から
噴出されたインク滴38に逆極性の電荷を誘起すること
でインク滴38に記録媒体24に向かって加速させるよ
うな静電圧が発生する。インク滴38が加速されたこと
によって横向き空気流等による横向き力がインク滴38
の指向性に及ぼす影響は減少し、更に既に印刷された画
像が到着するインク滴38を反発することによって引き
起こされるインク滴38の配置誤差は、印刷されたイン
ク滴38の電荷が記録媒体24を通過して移動し、それ
によって電荷が相殺されることにより減少する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット印
刷に関するものであり、特に、誘電体搬送ベルトに静電
的に付着されている記録媒体上に、プリンタのインク滴
噴出用プリントヘッドによって画像を印刷する場合の、
インク滴配置を改善したインクジェットプリンタに関す
るものである。
刷に関するものであり、特に、誘電体搬送ベルトに静電
的に付着されている記録媒体上に、プリンタのインク滴
噴出用プリントヘッドによって画像を印刷する場合の、
インク滴配置を改善したインクジェットプリンタに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来のインクジェット印刷システムでは
記録媒体に向かわせるインク滴を生成するため様々な異
なる方法を用いている。インクジェット印刷用の周知の
装置には、熱的、圧電的および音響的インクジェットプ
リントヘッドがある。これらの技術の全ては、約4m/
sの速度で記録媒体に向かう直径15ないし100μm
のほぼ球状のインク滴を生成する。インク滴を生成する
プリントヘッド内の噴出トランスデューサまたはアクチ
ュエータは、プリンタマイクロコンピュータまたはコン
トローラによって制御される。プリンタコントローラ
は、プリントヘッドに対する記録媒体の運動に連動して
トランスデューサまたはアクチュエータを駆動する。プ
リンタコントローラは、トランスデューサまたはアクチ
ュエータを駆動し、かつ記録媒体の運動を制御すること
によって、特定のパターンでインク滴が記録媒体に衝突
し、その記録媒体上に画像を形成するように指示する。
記録媒体に向かわせるインク滴を生成するため様々な異
なる方法を用いている。インクジェット印刷用の周知の
装置には、熱的、圧電的および音響的インクジェットプ
リントヘッドがある。これらの技術の全ては、約4m/
sの速度で記録媒体に向かう直径15ないし100μm
のほぼ球状のインク滴を生成する。インク滴を生成する
プリントヘッド内の噴出トランスデューサまたはアクチ
ュエータは、プリンタマイクロコンピュータまたはコン
トローラによって制御される。プリンタコントローラ
は、プリントヘッドに対する記録媒体の運動に連動して
トランスデューサまたはアクチュエータを駆動する。プ
リンタコントローラは、トランスデューサまたはアクチ
ュエータを駆動し、かつ記録媒体の運動を制御すること
によって、特定のパターンでインク滴が記録媒体に衝突
し、その記録媒体上に画像を形成するように指示する。
【0003】要求対応インク滴噴出形プリントヘッドの
全ては、理論的には、記録媒体に対して直角な方向を向
いたインク滴を生成する。しかし、実際にはいくらかの
インク滴は記録媒体に対して正確に直角な方向を向かな
い。そのような方向誤差を有するインク滴は、プリンタ
コントローラが指定しなかった位置で記録媒体に衝突す
るから、所定の軌跡からそれるようなインク滴は望まし
くない。
全ては、理論的には、記録媒体に対して直角な方向を向
いたインク滴を生成する。しかし、実際にはいくらかの
インク滴は記録媒体に対して正確に直角な方向を向かな
い。そのような方向誤差を有するインク滴は、プリンタ
コントローラが指定しなかった位置で記録媒体に衝突す
るから、所定の軌跡からそれるようなインク滴は望まし
くない。
【0004】米国特許第4,386,358号および第
4,379,301号はインクジェットプリントヘッド
から噴出された帯電インク滴を静電気的に偏向させる一
つの方法を開示している。そこに開示されているよう
に、プリントヘッド上の電極上に配置された電荷は、帯
電インク滴の進路を既知のプリントヘッド運動を補正す
るのに必要な方向に向かうように制御する。これらの特
許に開示されている方法では、帯電インク滴の進路を静
電気的に制御することによって、インク滴が噴出される
時、既知のプリントヘッド運動によって引き起こされる
インク滴の方向誤差が補正される。
4,379,301号はインクジェットプリントヘッド
から噴出された帯電インク滴を静電気的に偏向させる一
つの方法を開示している。そこに開示されているよう
に、プリントヘッド上の電極上に配置された電荷は、帯
電インク滴の進路を既知のプリントヘッド運動を補正す
るのに必要な方向に向かうように制御する。これらの特
許に開示されている方法では、帯電インク滴の進路を静
電気的に制御することによって、インク滴が噴出される
時、既知のプリントヘッド運動によって引き起こされる
インク滴の方向誤差が補正される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの特許
に開示されている静電気的偏向方法では、インク滴の軌
跡に影響を及ぼすところの予知できなかったか、また
は、予測不可能な因子に対しては補正することはできな
い。
に開示されている静電気的偏向方法では、インク滴の軌
跡に影響を及ぼすところの予知できなかったか、また
は、予測不可能な因子に対しては補正することはできな
い。
【0006】本発明の目的は、画像形成インク滴を記録
媒体上に受け取るために記録媒体をプリントヘッドを通
り過ぎて移動させる搬送ベルトに記録媒体を密着させる
ため静電吸引力を利用することである。この静電吸引力
は、プリントヘッドに対する記録媒体の精密な相対運動
を達成すると同時に、インク滴の配置と画像の品質を改
善するために静電気効果を利用する。
媒体上に受け取るために記録媒体をプリントヘッドを通
り過ぎて移動させる搬送ベルトに記録媒体を密着させる
ため静電吸引力を利用することである。この静電吸引力
は、プリントヘッドに対する記録媒体の精密な相対運動
を達成すると同時に、インク滴の配置と画像の品質を改
善するために静電気効果を利用する。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、本発明に係るインク滴配置方法は、インク滴が噴
出される複数の孔をプリントヘッド面内に有するプリン
トヘッドと、前記プリントヘッド面と間隙を形成するよ
うに配置され、記録媒体を前記プリントヘッドの孔の前
を通過させるように搬送する搬送ベルトとを具備するイ
ンクジェットプリンタによる記録媒体上へのインク滴配
置方法であって、第1の極性を有する静電付着電荷を搬
送ベルトの選択された部分に配置するステップと、前記
記録媒体を前記搬送ベルトの静電電荷部位まで送り、静
電付着させるための位置合わせをするステップと、前記
搬送ベルト上の前記記録媒体に向けて前記プリントヘッ
ド孔からインク滴を噴出させるステップと、前記インク
滴が加速されて前記間隙を横断するために、前記噴出イ
ンク滴に同時に逆極性の電荷が誘起されるように前記静
電付着電荷を利用するステップと、前記加速されたイン
ク滴を前記記録媒体に衝突させることでインク滴を付着
させて画像を印刷するステップとを含むことを特徴とす
る。
めに、本発明に係るインク滴配置方法は、インク滴が噴
出される複数の孔をプリントヘッド面内に有するプリン
トヘッドと、前記プリントヘッド面と間隙を形成するよ
うに配置され、記録媒体を前記プリントヘッドの孔の前
を通過させるように搬送する搬送ベルトとを具備するイ
ンクジェットプリンタによる記録媒体上へのインク滴配
置方法であって、第1の極性を有する静電付着電荷を搬
送ベルトの選択された部分に配置するステップと、前記
記録媒体を前記搬送ベルトの静電電荷部位まで送り、静
電付着させるための位置合わせをするステップと、前記
搬送ベルト上の前記記録媒体に向けて前記プリントヘッ
ド孔からインク滴を噴出させるステップと、前記インク
滴が加速されて前記間隙を横断するために、前記噴出イ
ンク滴に同時に逆極性の電荷が誘起されるように前記静
電付着電荷を利用するステップと、前記加速されたイン
ク滴を前記記録媒体に衝突させることでインク滴を付着
させて画像を印刷するステップとを含むことを特徴とす
る。
【0008】また、前記搬送ベルトは、前記プリントヘ
ッドに対向する外側誘電体表面と内側導電性表面とを具
備し、さらに前記プリントヘッドおよび前記搬送ベルト
の前記導電性表面の両者を接地するステップを含むこと
を特徴とする。
ッドに対向する外側誘電体表面と内側導電性表面とを具
備し、さらに前記プリントヘッドおよび前記搬送ベルト
の前記導電性表面の両者を接地するステップを含むこと
を特徴とする。
【0009】また、本発明に係るインクジェットプリン
タは、画像を記録媒体上へ印刷する際に、その記録媒体
上へのインク滴配置を行うインクジェットプリンタであ
って、複数の孔を有し前記記録媒体に対向するプリント
ヘッド面と、前記複数の孔に連通するインク供給部と、
前記複数の孔から前記記録媒体に向けてインク滴を噴出
させるための手段とを具備するプリントヘッドと、前記
記録媒体を、前記プリントヘッド面から一定距離だけ離
して、前記プリントヘッド面を通過させるように搬送す
るための、誘電体表面を有する搬送ベルトと、前記搬送
ベルトの前記誘電体表面の選択された部分に第1の極性
を有する静電付着電荷を配置する手段と、前記記録媒体
を前記搬送ベルトの静電電荷部位まで送り、静電付着さ
せるための位置合わせをし、前記搬送ベルト上の前記静
電付着電荷が同時に前記静電付着電荷の前記第1の極性
とは逆極性の電荷を噴出されたインク滴に誘起させる手
段とを備えることを特徴とする。
タは、画像を記録媒体上へ印刷する際に、その記録媒体
上へのインク滴配置を行うインクジェットプリンタであ
って、複数の孔を有し前記記録媒体に対向するプリント
ヘッド面と、前記複数の孔に連通するインク供給部と、
前記複数の孔から前記記録媒体に向けてインク滴を噴出
させるための手段とを具備するプリントヘッドと、前記
記録媒体を、前記プリントヘッド面から一定距離だけ離
して、前記プリントヘッド面を通過させるように搬送す
るための、誘電体表面を有する搬送ベルトと、前記搬送
ベルトの前記誘電体表面の選択された部分に第1の極性
を有する静電付着電荷を配置する手段と、前記記録媒体
を前記搬送ベルトの静電電荷部位まで送り、静電付着さ
せるための位置合わせをし、前記搬送ベルト上の前記静
電付着電荷が同時に前記静電付着電荷の前記第1の極性
とは逆極性の電荷を噴出されたインク滴に誘起させる手
段とを備えることを特徴とする。
【0010】例えば、本発明の一つの態様では、画像を
記録媒体上に印刷する時、その記録媒体上へのインク滴
配置を改善したインクジェットプリンタであって、複数
の孔を有し前記記録媒体に対向する孔開き板と前記複数
の孔から前記記録媒体の方向にインク滴を噴出させるた
めの手段とを具備するプリントヘッドと、前記記録媒体
を前記孔開き板から一定距離だけ離れて前記孔開き板を
通り過ぎて搬送するための誘電体表面を有する搬送ベル
トと、前記搬送ベルトの前記誘電体表面の一部に静電電
荷を配置する手段と、前記記録媒体を前記搬送ベルトの
前記静電電荷部分の上まで送り、前記記録媒体を静電付
着させるために位置合わせをし、前記搬送ベルト上の前
記静電付着電荷は同時に噴出されたインク滴に電荷を誘
起して、既に印刷された画像がインク滴の軌跡に影響を
及ぼすことなく、インク滴を記録媒体の方向に加速する
手段とを備えるインクジェットプリンタが提供されてい
る。
記録媒体上に印刷する時、その記録媒体上へのインク滴
配置を改善したインクジェットプリンタであって、複数
の孔を有し前記記録媒体に対向する孔開き板と前記複数
の孔から前記記録媒体の方向にインク滴を噴出させるた
めの手段とを具備するプリントヘッドと、前記記録媒体
を前記孔開き板から一定距離だけ離れて前記孔開き板を
通り過ぎて搬送するための誘電体表面を有する搬送ベル
トと、前記搬送ベルトの前記誘電体表面の一部に静電電
荷を配置する手段と、前記記録媒体を前記搬送ベルトの
前記静電電荷部分の上まで送り、前記記録媒体を静電付
着させるために位置合わせをし、前記搬送ベルト上の前
記静電付着電荷は同時に噴出されたインク滴に電荷を誘
起して、既に印刷された画像がインク滴の軌跡に影響を
及ぼすことなく、インク滴を記録媒体の方向に加速する
手段とを備えるインクジェットプリンタが提供されてい
る。
【0011】
【発明の実施の形態】図1および図3には、インクジェ
ットプリンタ10の要部を示した側面図と斜視図が、そ
れぞれ示されている。プリンタは、プリンタコントロー
ラ12と、矢印19の方向に運動させるためにアイドラ
ローラ15と駆動ローラ17に巻き付けられた搬送ベル
ト14と、図3において矢印23によって示されている
ようにプリントヘッドキャリッジの方向に直交する方向
に、ガイドレール20に沿って移動するキャリッジ18
上に装着された複数のプリントヘッド16と、印刷用紙
のような記録媒体24を搬送ベルト上に位置合わせと補
給のために挟み込むための一対の送り込みローラ21、
22とを具備している。搬送ベルトは、図2に示されて
いるように、外側誘電体表面26とアイドラおよび駆動
ローラ15,17に接触する内側導電性表面27とを具
備する。プリンタには、搬送ベルトの誘電体表面上に静
電付着電荷を帯電させるために、好適には直流スコロト
ロンのような第1コロナ発生装置28が送り込みローラ
21、22に近接した搬送ベルトの一端に配置され、さ
らに、記録媒体の付着を解除するために、好適には交流
スコロトロンのような第2コロナ発生装置30が搬送ベ
ルトの他端に配置されている。一対の送り出しローラ3
1、32は、常に送り込みローラかまたは送り出しロー
ラのいずれかによって、記録媒体が把持されているよう
な状態で、記録媒体を搬送ベルトから送り出す。清掃修
理ブレード35を有するバイアスローラ34が搬送ベル
トに接触しており、記録媒体が搬送ベルトから離され、
送り出しローラに把持されている間に、静電付着電荷に
よって搬送ベルトに吸引された何らかの汚染粒子または
破片を除去する。
ットプリンタ10の要部を示した側面図と斜視図が、そ
れぞれ示されている。プリンタは、プリンタコントロー
ラ12と、矢印19の方向に運動させるためにアイドラ
ローラ15と駆動ローラ17に巻き付けられた搬送ベル
ト14と、図3において矢印23によって示されている
ようにプリントヘッドキャリッジの方向に直交する方向
に、ガイドレール20に沿って移動するキャリッジ18
上に装着された複数のプリントヘッド16と、印刷用紙
のような記録媒体24を搬送ベルト上に位置合わせと補
給のために挟み込むための一対の送り込みローラ21、
22とを具備している。搬送ベルトは、図2に示されて
いるように、外側誘電体表面26とアイドラおよび駆動
ローラ15,17に接触する内側導電性表面27とを具
備する。プリンタには、搬送ベルトの誘電体表面上に静
電付着電荷を帯電させるために、好適には直流スコロト
ロンのような第1コロナ発生装置28が送り込みローラ
21、22に近接した搬送ベルトの一端に配置され、さ
らに、記録媒体の付着を解除するために、好適には交流
スコロトロンのような第2コロナ発生装置30が搬送ベ
ルトの他端に配置されている。一対の送り出しローラ3
1、32は、常に送り込みローラかまたは送り出しロー
ラのいずれかによって、記録媒体が把持されているよう
な状態で、記録媒体を搬送ベルトから送り出す。清掃修
理ブレード35を有するバイアスローラ34が搬送ベル
トに接触しており、記録媒体が搬送ベルトから離され、
送り出しローラに把持されている間に、静電付着電荷に
よって搬送ベルトに吸引された何らかの汚染粒子または
破片を除去する。
【0012】プリンタコントローラ12は、記録媒体を
給紙トレイ(図示せず)から受け取る送り込みローラ2
1,22と直接的に連絡して制御し、記録媒体を送り込
みローラに案内する一対のガイド36から記録媒体が出
た後、パルスモータ(図示せず)を介して搬送ベルトの
運動を制御する。以下に述べる好適な実施態様において
は、インクジェットプリントヘッドは移動可能で、部分
幅プリントヘッドで、4色の各々に対して1個のプリン
トヘッドがあり、プリントヘッドが1列分の画像を印刷
している間は、搬送ベルトはプリンタコントローラによ
って静止するように保持され、その後、全画像が印刷さ
れるまで1列分の印刷高さ、またはその1部分だけステ
ップ送りされる。しかし、プリントヘッドがページ幅で
固定され、搬送ベルトがプリントヘッドに対して相対的
に一定速度で運動するような態様も含めて、その他の態
様も可能である。
給紙トレイ(図示せず)から受け取る送り込みローラ2
1,22と直接的に連絡して制御し、記録媒体を送り込
みローラに案内する一対のガイド36から記録媒体が出
た後、パルスモータ(図示せず)を介して搬送ベルトの
運動を制御する。以下に述べる好適な実施態様において
は、インクジェットプリントヘッドは移動可能で、部分
幅プリントヘッドで、4色の各々に対して1個のプリン
トヘッドがあり、プリントヘッドが1列分の画像を印刷
している間は、搬送ベルトはプリンタコントローラによ
って静止するように保持され、その後、全画像が印刷さ
れるまで1列分の印刷高さ、またはその1部分だけステ
ップ送りされる。しかし、プリントヘッドがページ幅で
固定され、搬送ベルトがプリントヘッドに対して相対的
に一定速度で運動するような態様も含めて、その他の態
様も可能である。
【0013】プリンタ12は、各プリントヘッド内のイ
ンク滴噴出器42(図2参照)を制御する。熱的インク
ジェットおよび圧電インクジェット滴噴出器を含めてそ
の他の形式のプリントヘッドが可能であるけれども、本
発明の以下に述べる態様においては、音響インク滴噴出
器を有する音響インクジェットプリントヘッドが用いら
れている。プリンタコントローラは、プリントヘッド内
に形成された音響インク滴噴出器42および第1、第2
のコロナ発生装置28、30と直接的に連絡して、制御
する。
ンク滴噴出器42(図2参照)を制御する。熱的インク
ジェットおよび圧電インクジェット滴噴出器を含めてそ
の他の形式のプリントヘッドが可能であるけれども、本
発明の以下に述べる態様においては、音響インク滴噴出
器を有する音響インクジェットプリントヘッドが用いら
れている。プリンタコントローラは、プリントヘッド内
に形成された音響インク滴噴出器42および第1、第2
のコロナ発生装置28、30と直接的に連絡して、制御
する。
【0014】図2を参照すれば、プリントヘッド16、
記録媒体24を保持する搬送ベルト14、および孔40
を有するプリントヘッドの表面41と搬送ベルトとの間
の1mmの間隙Gの一部分を拡大した断面図によって本
発明の概略が示されている。プリントヘッドおよび搬送
ベルトの導電性の裏面27は共に接地することができ
る。プリントヘッド16は、音響インク滴噴出器42に
よって、インク滴38をプリントヘッドの孔40を通過
して記録媒体24に向けて噴出する。各インク滴噴出器
は、プリントヘッド内に貯蔵されているインク44内に
音波43を生成する無線周波数発生源の圧電トランスデ
ューサを有している。フレネルレンズのようなレンズ
(図示せず)が前記音波を孔40内のインク表面45に
収束させる。インク表面45における音圧によって、搬
送ベルト14の誘電体表面26上に配置された静電付着
電荷46によって誘起された電荷を有する帯電インク滴
38が形成される。十分に形成されて噴出されたインク
滴38は、記録媒体24の方向に向かって、最初は約4
m/sの速度で進行する。しかし、その誘起された電荷
はそのインク滴を静電的に帯電された搬送ベルトの方向
に加速する。このようにして、搬送ベルトの誘電体表面
上の静電付着電荷は、記録媒体を搬送ベルトに付着さ
せ、同時に、インク滴の上に電荷を誘起する静電界を提
供して、インク滴の速度を上昇させ、それによって、イ
ンク滴の付着精度を高め、印刷画像の印刷品質を改善す
る。
記録媒体24を保持する搬送ベルト14、および孔40
を有するプリントヘッドの表面41と搬送ベルトとの間
の1mmの間隙Gの一部分を拡大した断面図によって本
発明の概略が示されている。プリントヘッドおよび搬送
ベルトの導電性の裏面27は共に接地することができ
る。プリントヘッド16は、音響インク滴噴出器42に
よって、インク滴38をプリントヘッドの孔40を通過
して記録媒体24に向けて噴出する。各インク滴噴出器
は、プリントヘッド内に貯蔵されているインク44内に
音波43を生成する無線周波数発生源の圧電トランスデ
ューサを有している。フレネルレンズのようなレンズ
(図示せず)が前記音波を孔40内のインク表面45に
収束させる。インク表面45における音圧によって、搬
送ベルト14の誘電体表面26上に配置された静電付着
電荷46によって誘起された電荷を有する帯電インク滴
38が形成される。十分に形成されて噴出されたインク
滴38は、記録媒体24の方向に向かって、最初は約4
m/sの速度で進行する。しかし、その誘起された電荷
はそのインク滴を静電的に帯電された搬送ベルトの方向
に加速する。このようにして、搬送ベルトの誘電体表面
上の静電付着電荷は、記録媒体を搬送ベルトに付着さ
せ、同時に、インク滴の上に電荷を誘起する静電界を提
供して、インク滴の速度を上昇させ、それによって、イ
ンク滴の付着精度を高め、印刷画像の印刷品質を改善す
る。
【0015】水性インク内の陽イオンは、直流スコロト
ロン28(図1と図3参照)によって誘電体表面26上
に生成された約−1,200Vの負の高圧の静電圧に応
じてインク表面45に凝集する。搬送ベルトの誘電体表
面上の静電荷は、孔40を有するプリントヘッド面と搬
送ベルト14間の距離として定義される印刷間隙Gを横
断する1.2V/μmの電界を維持する。孔の中に存在
するインクに及ぼす誘起電荷の影響は、インク滴38の
形成中に、インクの突出部38’によって高められる。
従って、各インク滴38がインク表面45から分離する
時、インク滴38は、水性インクに対して30から60
fCのオーダーで正に帯電させられ、搬送ベルトの誘電
体表面上に静電気的に付着または保持されている記録媒
体の方向に強く吸引される。インク滴38が、プリント
ヘッド孔開き面41と搬送ベルト14を分離している間
隙G内を1mmだけ移動するのに応じて、インク滴は最
初の噴出速度の約3ないし4倍まで、あるいは約12な
いし16m/sの速度まで加速される。インク滴の速度
の上昇は、空気の流れ、フリンジ電界、および斜め噴出
角度等の横方向の作用または力によって引き起こされる
インク滴の方向変化を極力少なくすることによって、記
録媒体上へのインク滴配置の誤差を減少させる。
ロン28(図1と図3参照)によって誘電体表面26上
に生成された約−1,200Vの負の高圧の静電圧に応
じてインク表面45に凝集する。搬送ベルトの誘電体表
面上の静電荷は、孔40を有するプリントヘッド面と搬
送ベルト14間の距離として定義される印刷間隙Gを横
断する1.2V/μmの電界を維持する。孔の中に存在
するインクに及ぼす誘起電荷の影響は、インク滴38の
形成中に、インクの突出部38’によって高められる。
従って、各インク滴38がインク表面45から分離する
時、インク滴38は、水性インクに対して30から60
fCのオーダーで正に帯電させられ、搬送ベルトの誘電
体表面上に静電気的に付着または保持されている記録媒
体の方向に強く吸引される。インク滴38が、プリント
ヘッド孔開き面41と搬送ベルト14を分離している間
隙G内を1mmだけ移動するのに応じて、インク滴は最
初の噴出速度の約3ないし4倍まで、あるいは約12な
いし16m/sの速度まで加速される。インク滴の速度
の上昇は、空気の流れ、フリンジ電界、および斜め噴出
角度等の横方向の作用または力によって引き起こされる
インク滴の方向変化を極力少なくすることによって、記
録媒体上へのインク滴配置の誤差を減少させる。
【0016】図4に横方向空気流速の関数として示され
ているように、一方は誘起された電荷を有し、他方は電
荷を有しない2pL(=0.2Pa・s)のインク滴が
1mmの間隙を横断して運動している時、0から50c
m/sまでの速度の横方向空気流に起因するインク滴の
方向変化をプロットすれば、帯電しているインク滴に対
するプロット曲線48は帯電していないインク滴に対す
るプロット曲線50に比較して、インク滴の方向変化は
1/4に減少していることがわかる。さらに重要なこと
は、インク滴上の誘起電荷は、それらのインク滴および
全ての大きさのそれらの付随物をプリントヘッド孔面4
1に再落下させること無く、記録媒体の方向に運動させ
て吸引し、それによって、プリントヘッド汚染の周知の
原因を除去することが保証されることである。
ているように、一方は誘起された電荷を有し、他方は電
荷を有しない2pL(=0.2Pa・s)のインク滴が
1mmの間隙を横断して運動している時、0から50c
m/sまでの速度の横方向空気流に起因するインク滴の
方向変化をプロットすれば、帯電しているインク滴に対
するプロット曲線48は帯電していないインク滴に対す
るプロット曲線50に比較して、インク滴の方向変化は
1/4に減少していることがわかる。さらに重要なこと
は、インク滴上の誘起電荷は、それらのインク滴および
全ての大きさのそれらの付随物をプリントヘッド孔面4
1に再落下させること無く、記録媒体の方向に運動させ
て吸引し、それによって、プリントヘッド汚染の周知の
原因を除去することが保証されることである。
【0017】印刷間隙Gを横断するバイアス電圧は、水
性インクとほぼ同程度の導電性を有する噴出されたイン
ク滴の上に有効な電荷を発生させる。この誘導帯電の方
法は、帯電時定数が流体自由表面緩和時間の一部分であ
るような導電率であると仮定すれば、他の非水性インク
に対しても効果がある。
性インクとほぼ同程度の導電性を有する噴出されたイン
ク滴の上に有効な電荷を発生させる。この誘導帯電の方
法は、帯電時定数が流体自由表面緩和時間の一部分であ
るような導電率であると仮定すれば、他の非水性インク
に対しても効果がある。
【0018】音響インクジェットプリンタ10に対する
静電界強化には二つの面がある。すなわち、本好適な態
様においては、直流スコロトロン28を用いて、記録媒
体24を搬送ベルト14に付着させること、および、音
響インク滴噴出器42による噴出に先だってインク滴3
8を誘導帯電させるためにプリントヘッド16と搬送ベ
ルト間のバイアス電圧を使用することである。この付着
方法は、真空プラテン内の吸入オリフィスに対応する記
録媒体の印刷領域に印刷アーチファクトを発生させる結
果になることが観察されている真空保持法に対する代案
を提供する。誘電体材料の層を、導電性裏当て層と記録
媒体の間に付加することによって、記録媒体上に静電気
の圧力を発生させる電荷が付着する。既に実験的にも確
かめられている解析的計算によれば、静電気の圧力は帯
電のレベルによって変化し、1.5〜2.0gm/cm
2(=150〜200Pa)の静電気の圧力を発生する
ために、本好適な態様に対しては、12nC/cm2の
正または負の静電電荷が選定された。印刷後、交流スコ
ロトロン30を用いて記録媒体の付着が解除される。こ
の付着の方法は、記録媒体面積全体にわたって分布さ
れ、本好適な態様における搬送ベルト、ドラム搬送装
置、または平坦なプラテン装置のいずれに対しても適用
することができる。
静電界強化には二つの面がある。すなわち、本好適な態
様においては、直流スコロトロン28を用いて、記録媒
体24を搬送ベルト14に付着させること、および、音
響インク滴噴出器42による噴出に先だってインク滴3
8を誘導帯電させるためにプリントヘッド16と搬送ベ
ルト間のバイアス電圧を使用することである。この付着
方法は、真空プラテン内の吸入オリフィスに対応する記
録媒体の印刷領域に印刷アーチファクトを発生させる結
果になることが観察されている真空保持法に対する代案
を提供する。誘電体材料の層を、導電性裏当て層と記録
媒体の間に付加することによって、記録媒体上に静電気
の圧力を発生させる電荷が付着する。既に実験的にも確
かめられている解析的計算によれば、静電気の圧力は帯
電のレベルによって変化し、1.5〜2.0gm/cm
2(=150〜200Pa)の静電気の圧力を発生する
ために、本好適な態様に対しては、12nC/cm2の
正または負の静電電荷が選定された。印刷後、交流スコ
ロトロン30を用いて記録媒体の付着が解除される。こ
の付着の方法は、記録媒体面積全体にわたって分布さ
れ、本好適な態様における搬送ベルト、ドラム搬送装
置、または平坦なプラテン装置のいずれに対しても適用
することができる。
【0019】図5は、印刷間隙G内に静電界がある場合
と無い場合について、様々な半径のインク滴の衝突速度
をプロットしたものである。曲線52は、印刷間隙を横
断する静電界を有しない場合に、異なる直径のインク滴
の記録媒体上への衝突速度をプロットしたものである。
曲線52の半径4.6μm以下のインク滴は、間隙Gを
横断して記録媒体に達することなく、逆に、プリントヘ
ッド孔開き面41に再落下していることに留意された
い。曲線54は、少なくとも1.0V/μmの静電界の
支援を受けて、インク滴はそれらの寸法に関わらず、全
て間隙を横断できるように1.5V/μmの静電界を与
えた場合に、様々な直径のインク滴の記録媒体上への衝
突速度をプロットしたものである。曲線54によって示
されているように、静電界を有するインク滴の衝突速度
は、著しく増大し、その結果、噴出されたインク滴に作
用する横方向の力の指向性に対する影響は減少した。静
電界を使用するその他の長所は、プリントヘッド孔開き
面がインクの飛沫またはそれらの付随物によって汚染さ
れないこと、さらにそれに伴い、プリントヘッドを清掃
する必要が殆どなくなることである。
と無い場合について、様々な半径のインク滴の衝突速度
をプロットしたものである。曲線52は、印刷間隙を横
断する静電界を有しない場合に、異なる直径のインク滴
の記録媒体上への衝突速度をプロットしたものである。
曲線52の半径4.6μm以下のインク滴は、間隙Gを
横断して記録媒体に達することなく、逆に、プリントヘ
ッド孔開き面41に再落下していることに留意された
い。曲線54は、少なくとも1.0V/μmの静電界の
支援を受けて、インク滴はそれらの寸法に関わらず、全
て間隙を横断できるように1.5V/μmの静電界を与
えた場合に、様々な直径のインク滴の記録媒体上への衝
突速度をプロットしたものである。曲線54によって示
されているように、静電界を有するインク滴の衝突速度
は、著しく増大し、その結果、噴出されたインク滴に作
用する横方向の力の指向性に対する影響は減少した。静
電界を使用するその他の長所は、プリントヘッド孔開き
面がインクの飛沫またはそれらの付随物によって汚染さ
れないこと、さらにそれに伴い、プリントヘッドを清掃
する必要が殆どなくなることである。
【0020】図1および図2に示されている直流スコロ
トロン28は、画像の印刷の品質にとって必要な、記録
媒体に対する付着力と共に噴出インク滴の静電界による
加速を実現させるのに十分な電荷を搬送ベルト14の誘
電体表面26の上に分布させるために用いられる。イン
ク滴38上に誘起された電荷は、スコロトロンによる電
荷とは逆極性であり、インク滴が記録媒体上に降下する
時、記録媒体および空気/記録媒体インターフェースの
空気に堆積するであろう。記録媒体本体の導電性、それ
を横断する電界、および相対湿度にも依存するけれど
も、インク滴からの電荷は記録媒体を通過して搬送ベル
トの誘電体表面に移動し、その結果、この逆極性の電荷
と同じ量の電荷を無効にしてしまう。この中性化効果
は、しばしば、「焦点ぼけ」と呼ばれているところの、
既に印刷された領域によって引き起こされる新たに到着
するインク滴に対する進行方向の変化を減少させるであ
ろう。
トロン28は、画像の印刷の品質にとって必要な、記録
媒体に対する付着力と共に噴出インク滴の静電界による
加速を実現させるのに十分な電荷を搬送ベルト14の誘
電体表面26の上に分布させるために用いられる。イン
ク滴38上に誘起された電荷は、スコロトロンによる電
荷とは逆極性であり、インク滴が記録媒体上に降下する
時、記録媒体および空気/記録媒体インターフェースの
空気に堆積するであろう。記録媒体本体の導電性、それ
を横断する電界、および相対湿度にも依存するけれど
も、インク滴からの電荷は記録媒体を通過して搬送ベル
トの誘電体表面に移動し、その結果、この逆極性の電荷
と同じ量の電荷を無効にしてしまう。この中性化効果
は、しばしば、「焦点ぼけ」と呼ばれているところの、
既に印刷された領域によって引き起こされる新たに到着
するインク滴に対する進行方向の変化を減少させるであ
ろう。
【0021】記録媒体に到着するインク滴の進行方向変
化すなわち焦点ぼけは、記録媒体上に既に印刷されてい
る画像によるインク滴のクーロン反発によって引き起こ
されるものであり、二つの因子に依存する。第1番目の
因子は、記録媒体の表面に垂直な方向の投射電界または
静電吸引電界と、記録媒体上の印刷部分と未印刷部分の
境界におけるフリンジ電界または横方向電界との比率で
ある。この比率が大きいほど焦点ぼけの影響は小さい。
従って、記録媒体表面上の有効電圧を小さくし、インク
滴の加速に用いられる印刷間隙G内の静電界を大きくす
ることが望ましい。本好適な態様においては、キャパシ
タンスを大きくするため搬送ベルト上の誘電体層26の
厚さを薄くすることによって、これが達成されている。
適切な誘電体層材料の一つはカプトン(登録商標)であ
り、適切な厚さは約4/1000インチ、すなわち約1
00μmである。搬送ベルトは、さらに、厚さ約0.5
/1000から1/1000インチ、すなわち12.5
から25μmのアルミニュームコーティングのような導
電性の下層を具備している。第2番目の因子は、インク
滴衝突の表面位置からの電荷の近接度である。この影響
は、記録媒体の厚さを増加して、帯電した誘電体表面の
端から衝突面をさらに遠ざかるように移動させれば減少
する。これら二つの因子を適切に組み合わせることによ
り、重要さに応じて、全体の焦点ぼけを減少させること
ができる。本好適な態様においては、プリントヘッドと
導電性層は共に接地されている。比誘電率εpが3で、
厚さが75μmの紙のような記録媒体を効率的に付着さ
せるため、1mmの印刷間隙に対して少なくとも1V/
μmの静電界が決定された。少なくとも1V/μmの静
電界は、記録媒体を搬送ベルトの誘電体層に引きつけ、
同時に、初期速度が4m/sで、半径が6から8μmの
範囲の噴出インク滴を適切に加速し、焦点ぼけと軌跡の
変化を減少させることができる。到着するインク滴が既
に印刷された画像によって反発されることによって発生
する焦点ぼけの影響は、記録媒体を通過して電荷が移動
することと、それに続く電荷の相殺作用によって減少さ
せられる。付着用電荷の極性は、任意に選択することが
できるけれども、本好適な態様においては、誘起された
インク滴の電荷が正となるように、負の極性を選択し
た。
化すなわち焦点ぼけは、記録媒体上に既に印刷されてい
る画像によるインク滴のクーロン反発によって引き起こ
されるものであり、二つの因子に依存する。第1番目の
因子は、記録媒体の表面に垂直な方向の投射電界または
静電吸引電界と、記録媒体上の印刷部分と未印刷部分の
境界におけるフリンジ電界または横方向電界との比率で
ある。この比率が大きいほど焦点ぼけの影響は小さい。
従って、記録媒体表面上の有効電圧を小さくし、インク
滴の加速に用いられる印刷間隙G内の静電界を大きくす
ることが望ましい。本好適な態様においては、キャパシ
タンスを大きくするため搬送ベルト上の誘電体層26の
厚さを薄くすることによって、これが達成されている。
適切な誘電体層材料の一つはカプトン(登録商標)であ
り、適切な厚さは約4/1000インチ、すなわち約1
00μmである。搬送ベルトは、さらに、厚さ約0.5
/1000から1/1000インチ、すなわち12.5
から25μmのアルミニュームコーティングのような導
電性の下層を具備している。第2番目の因子は、インク
滴衝突の表面位置からの電荷の近接度である。この影響
は、記録媒体の厚さを増加して、帯電した誘電体表面の
端から衝突面をさらに遠ざかるように移動させれば減少
する。これら二つの因子を適切に組み合わせることによ
り、重要さに応じて、全体の焦点ぼけを減少させること
ができる。本好適な態様においては、プリントヘッドと
導電性層は共に接地されている。比誘電率εpが3で、
厚さが75μmの紙のような記録媒体を効率的に付着さ
せるため、1mmの印刷間隙に対して少なくとも1V/
μmの静電界が決定された。少なくとも1V/μmの静
電界は、記録媒体を搬送ベルトの誘電体層に引きつけ、
同時に、初期速度が4m/sで、半径が6から8μmの
範囲の噴出インク滴を適切に加速し、焦点ぼけと軌跡の
変化を減少させることができる。到着するインク滴が既
に印刷された画像によって反発されることによって発生
する焦点ぼけの影響は、記録媒体を通過して電荷が移動
することと、それに続く電荷の相殺作用によって減少さ
せられる。付着用電荷の極性は、任意に選択することが
できるけれども、本好適な態様においては、誘起された
インク滴の電荷が正となるように、負の極性を選択し
た。
【0022】付着力が極めて大きいことの他の利点は、
搬送ベルトの帯電した誘電体表面が塵埃や紙の繊維のよ
うなほこりや屑を吸引し、それらは、その後、交流スコ
ロトロンの付着解除作用によって解放され、図1に示さ
れているバイアスローラ34と清掃修理ブレード35に
よって回収されることである。
搬送ベルトの帯電した誘電体表面が塵埃や紙の繊維のよ
うなほこりや屑を吸引し、それらは、その後、交流スコ
ロトロンの付着解除作用によって解放され、図1に示さ
れているバイアスローラ34と清掃修理ブレード35に
よって回収されることである。
【図1】 本発明に係るインクジェットプリンタの一実
施の形態を構成するプリントヘッドと搬送ベルトの要部
を示す側面概略図である。
施の形態を構成するプリントヘッドと搬送ベルトの要部
を示す側面概略図である。
【図2】 記録媒体を搬送ベルトに付着させるための静
電吸引力によって、インク滴が記録媒体の方向に加速さ
れている様子を示す概略図である。
電吸引力によって、インク滴が記録媒体の方向に加速さ
れている様子を示す概略図である。
【図3】 静電帯電された搬送ベルトとその上の記録媒
体を示す図1のプリンタの斜視図である。
体を示す図1のプリンタの斜視図である。
【図4】 帯電インク滴と非帯電インク滴に対する横方
向空気流とインク滴の変位との関係を示した図である。
向空気流とインク滴の変位との関係を示した図である。
【図5】 記録媒体に対するインク滴の衝突速度をイン
ク滴の大きさの関数として示した図である。
ク滴の大きさの関数として示した図である。
10 インクジェットプリンタ、12 プリンタコント
ローラ、14 搬送ベルト、15 アイドラローラ、1
6 プリントヘッド、17 駆動ローラ、18キャリッ
ジ、19 矢印、20 ガイドレール、21 送り込み
ローラ、22送り込みローラ、23 矢印、24 記録
媒体、26 外側誘電体表面、27内側導電性表面、2
8 第1コロナ発生装置、30 第2コロナ発生装置、
31 送り出しローラ、32 送り出しローラ、34
バイアスローラ、35 清掃修理ブレード、36 ガイ
ド、38 インク滴、38’ インクの突出部、40
孔、41 表面、42 音響インク滴噴出器、43 音
波、44 インク、45 インク表面、46 静電付着
電荷、48 プロット曲線、50 プロット曲線、52
プロット曲線、54 プロット曲線、G 印刷間隙。
ローラ、14 搬送ベルト、15 アイドラローラ、1
6 プリントヘッド、17 駆動ローラ、18キャリッ
ジ、19 矢印、20 ガイドレール、21 送り込み
ローラ、22送り込みローラ、23 矢印、24 記録
媒体、26 外側誘電体表面、27内側導電性表面、2
8 第1コロナ発生装置、30 第2コロナ発生装置、
31 送り出しローラ、32 送り出しローラ、34
バイアスローラ、35 清掃修理ブレード、36 ガイ
ド、38 インク滴、38’ インクの突出部、40
孔、41 表面、42 音響インク滴噴出器、43 音
波、44 インク、45 インク表面、46 静電付着
電荷、48 プロット曲線、50 プロット曲線、52
プロット曲線、54 プロット曲線、G 印刷間隙。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ビットリオ アール キャステリ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ヨーク タウン ハイツ サマーストン ロード 257 (72)発明者 ジョアネス エヌ エム デジョング アメリカ合衆国 ニューヨーク州 サファ ーン ロビン フッド ロード 5 (72)発明者 ロイド エイ ウィリアムス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 マホパ ック シニア アベニュー 51
Claims (3)
- 【請求項1】 インク滴が噴出される複数の孔をプリン
トヘッド面内に有するプリントヘッドと、前記プリント
ヘッド面と間隙を形成するように配置され、記録媒体を
前記プリントヘッドの孔の前を通過させるように搬送す
る搬送ベルトとを具備するインクジェットプリンタによ
る記録媒体上へのインク滴配置方法であって、 第1の極性を有する静電付着電荷を搬送ベルトの選択さ
れた部分に配置するステップと、 前記記録媒体を前記搬送ベルトの静電電荷部位まで送
り、静電付着させるための位置合わせをするステップ
と、 前記搬送ベルト上の前記記録媒体に向けて前記プリント
ヘッド孔からインク滴を噴出させるステップと、 前記インク滴が加速されて前記間隙を横断するために、
前記噴出インク滴に同時に逆極性の電荷が誘起されるよ
うに前記静電付着電荷を利用するステップと、 前記加速されたインク滴を前記記録媒体に衝突させるこ
とでインク滴を付着させて画像を印刷するステップと、 を含むことを特徴とするインク滴配置方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の方法であって、前記搬
送ベルトは、前記プリントヘッドに対向する外側誘電体
表面と内側導電性表面とを具備し、さらに前記プリント
ヘッドおよび前記搬送ベルトの前記導電性表面の両者を
接地するステップを含むことを特徴とするインク滴配置
方法。 - 【請求項3】 画像を記録媒体上へ印刷する際に、その
記録媒体上へのインク滴配置を行うインクジェットプリ
ンタであって、 複数の孔を有し前記記録媒体に対向するプリントヘッド
面と、前記複数の孔に連通するインク供給部と、前記複
数の孔から前記記録媒体に向けてインク滴を噴出させる
ための手段とを具備するプリントヘッドと、 前記記録媒体を、前記プリントヘッド面から一定距離だ
け離して、前記プリントヘッド面を通過させるように搬
送するための、誘電体表面を有する搬送ベルトと、 前記搬送ベルトの前記誘電体表面の選択された部分に第
1の極性を有する静電付着電荷を配置する手段と、 前記記録媒体を前記搬送ベルトの静電電荷部位まで送
り、静電付着させるための位置合わせをし、前記搬送ベ
ルト上の前記静電付着電荷が同時に前記静電付着電荷の
前記第1の極性とは逆極性の電荷を噴出されたインク滴
に誘起させる手段と、 を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |