JPH11514942A - インクジェット印刷法およびその方法を実施するためのインクジェット印刷ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 インクジェット印刷法は、圧力パルスを発生させて液滴の排出を確実にするために、ノズルの開放端部の前に情報支持体を設置して、定量発生器から光線をノズル内の消耗液体印刷材料上へ前記開放端部方向から収束照射することにより行う。この方法はノズルと支持体間で前記印刷材料の表面に対して所定角度、または光線の波長に透過性の支持体を通る角度でノズル内の液体印刷材料上へ光線を照射することにより行う。インクジェット印刷ヘッドは数列のノズルを有し、各ノズルは駆動ドラムの本体内に形成された１つの閉鎖端部を有する。このヘッドは消耗液体印刷材料を開放端部からノズルへ供給する手段、およびノズル内で圧力パルスを発生させる手段を有し、圧力パルス発生手段は光線の定量発生器から成り、支持体がその前に設置されるノズルの開放端部方向から液体材料上へ光線を収束するための装置および開放端部上方の光線を偏向する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 インクジェット印刷法およびその方法を実施するためのインクジェット印刷ヘッ ド 発明の分野 本発明は事務設備、特に印刷装置に関する。更に具体的には、本発明はインク ジェット印刷法、および異なる種類の支持体−紙、フィルム、プラスチック等上 への情報の非接触塗布に有用なかかる印刷用の印刷ヘッドに関する。

背景技術 インクジェット印刷法は消耗性液体印刷材料を充填したノズル（jets）の反対 側に情報支持体を設置し、情報支持体上へ部分的に印刷材料を供給するためにノ ズル内で圧力パルスを発生させることから成る（米国特許第４，５８０，１４８ 号第３４６／４０Ｒ類）。この既知方法において、圧力パルスは液体印刷材料の パルス熱によりノズル内で発生し、結果的にその熱帯域に流れを形成し、液体を 急速に膨張させ、かつノズルから液滴を吐出する。

この方法の欠点は、液体印刷材料に働く熱作用源が各ノズル内に直接設置され かつ外部から制御されることであり、多数のノズルがある場合にこのことがこの 方法の実施を困難にする。更に、続く圧力パルスの発生前に次の液体印刷材料分 を流入するためにノズル内の温度を低下させる必要があることから、この方法は 高周波の液滴吐出を不可能にしている。

上記引用特許によるインクジェット印刷ヘッドは、使用するノズルと同数の液 体材料を加熱するための抵抗器を含む。各抵抗器は電 圧源に接続するためのリード線を有する。１または他のノズルから液滴を吐出す るために、対応する抵抗器の電力供給回路は閉鎖する。電流パルスがその抵抗器 へ流れるときに、それは加熱され、抵抗器が設置された領域の液体物質は加熱さ れて蒸気状態になり、その結果として、膨張した液体物質はインパクトパルスを 形成してノズルから液滴を吐出する。その後、その液体を冷却した上で、上述の 方法を反復する。

かかるヘッドの欠点は、その間の小さな空間に設置されたノズルの数と同数の 抵抗器が必要でありかつ電流導線系を必要とするために構造的に複雑であり、上 述のごとき抵抗器を備えたノズルを小さい空間に設置できないために分解能が低 く、充分に高い温度まで抵抗器を多パルス加熱するモードは限定的有効寿命を予 め決定するので信頼性が低く、ノズルからの続く液滴の吐出がその中の温度が低 下した後にのみ可能でありかつ次の消耗液体印刷材料分が流入するために、低生 産性であることである。

発明の開示 本発明の基礎にある課題は、ノズルから着色液滴を吐出するために、上述のご ときインパクトパルス源のヘッド内への直接設置を解消するインクジェット印刷 法および印刷ヘッドを創出し、ヘッドの構成を簡単にし、信頼性および有効寿命 を高かめ、分解能および速度を向上させることにある。

この課題は、消耗液体印刷材料を充填したノズルに対峙して情報支持体を設置 し、かつ前記情報支持体上へ前記印刷材料を分配、供給するために前記ノズル内 に圧力パルスを発生させる工程から成るインクジェット印刷法において、本発明 によれば、前記情報支持体の位置に対峙する側に閉鎖端部を有するノズルを使用 し、かつ前記 ノズルの開放端部の前に支持体を位置決めして定量発生器から光線を前記消耗液 体印刷材料上へ前記ノズルの開放端部方向から収束照射する工程を含み、それに より圧力パルスを発生させて前記支持体上への前記印刷材料の液滴の吐出を確実 にすることにより達成される。

かかる方法によって、前記消耗液体印刷材料上のインパクト作用源はノズルの 外部に形成され、それにより多数ノズルの採用の具現化を簡単にする。

前記定量発生器の光線を、前記ノズルの開放端部と前記情報支持体との間で、 前記ノズル内の液体印刷材料の表面に対して所定角度で照射することが望ましい 。

かかる方法によって、ノズルからの液滴の吐出は定量発生器からノズル内の液 体材料の表面上への光線の入射角と独立にノズルの軸に沿って確実におこなわれ る。

前記定量発生器から放射される所定波長に対して透過性の支持体を使用し、か つ前記定量発生器の光線を前記ノズル内の液体印刷材料へこの支持体を通して照 射することが望ましい。

かかる方法によって、支持体と印刷材料を充填したノズル間の最大限の収束が 確保されかつその具現化は簡単である。

上述の課題は、また、消耗液体印刷材料を充填した複数列のノズル、前記ノズ ルへ前記印刷材料を供給するための手段、前記情報手段上へ前記印刷材料を分配 、供給するために前記ノズル内に圧力パルスを発生させる手段から成るインクジ ェット印刷ヘッドにおいて、本発明によれば、閉鎖端部を有するノズルが回転ド ラムの本体内に形成され、前記ノズルの開放端部は前記ドラムの表面上に並列に 形成され、前記ドラムの表面上での出口点における前記ノズルの軸はその表面に 対して接線上に位置決めされ、前記消耗液体印刷材料 を前記ノズルへ供給する手段は前記開放端部から前記ノズルを充填できる構成で あり、かつ前記ノズル内に圧力パルスを発生する手段は光線を発生する定量発生 器から成りかつ前記支持体の前に位置決めされる前記ノズルの開放端部方向から 前記消耗液体印刷材料上にその光線を収束照射するための装置および前記ノズル の開放端部上方の前記光線を偏向させる装置を具備することを特徴とするインク ジェット印刷ヘッドにより達成される。

かかるインクジェット印刷ヘッドの実現により、液体材料上のインパクト作用 要素がヘッドのノズル内に存在しないのでその構成は簡単になり、構成の単純化 および急激な温度変化モードにおける運転部分の排斥により作業の信頼性が向上 し、ノズルの直径を定量発生器の光線の直径まで短縮化、およびノズルの直径を 越える程度の大きさまで実際に短縮できる空間の短縮化によりヘッドの分解能を 向上させる、即ち、ヘッドの分解能が理論的可能値に近づき、ノズルを備えたド ラムの回転により消耗液体印刷材料をすでに充填した複数列のノズルが継続的に 運搬されて定量発生器の光線照射を受けるのでその速度は早くなる。

前記ノズルの閉鎖端部は球状であることが望ましい。

かかるヘッドの実現により定量発生器の光線がノズルへ侵入した後の液滴の支 持体上への吐出を効果的に促進する。

前記消耗液体印刷材料を前記ノズルへ供給するための手段はその材料を入れた 浴槽、前記ドラムの回転時に前記ノズルを充填するために前記ドラムの表面上へ 前記浴槽から前記印刷材料を移送する駆動ローラ、および前記ドラムの表面から 余分なインクを除去するナイフを含むことが望ましい。

かかるドラムの実現により、ノズルの迅速かつ容易な充填を可能にし、液滴吐 出後の液体材料供給のノズル内温度への依存性を解消 する。

前記定量発生器の光線は前記ノズルの開放端部と前記情報支持体との間でノズ ルの液体印刷材料の表面に対して所定角度で照射される構成であることが望まし い。

かかるヘッドの実現により、定量発生器の光線のノズル内の液体材料の表面へ の入射角と関係なくノズルの軸に沿ってノズルから液滴を吐出させる。

前記情報支持体は前記定量発生器により放射される所定波長に対して透過性で ありかつノズル内の消耗液体印刷材料の表面へ入射する光線の通路内に設置され ていることが望ましい。

かかるヘッドの実現により、支持体とノズルとを最大限集中させてコンパクト 構成にすることができる。

図面の簡単な説明 本発明を非制限的な本発明の実施形態により添付図面を参照して更に詳細に説 明する。

図１はノズル内の液体材料に対して一定角度に向けた定量発生器の光線により インクジェット印刷する本発明の方法を示す。

図２は定量発生器の光線を光線の波長に対して透過性である支持体からノズル 内の液体材料の表面へ通過させるインクジェット印刷をする本発明の方法を示す 。

図３は本発明のインクジェット印刷ヘッドの全体図を示す。点線は液体材料を 充填したノズルへ定量発生器の光線を通過させる可能形態の１つを示す。

図４は図３のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

発明を実施するの最良方法 本発明によるインクジェット印刷法は、次のようにして実施される。

情報支持体Ｃ（図１）を消耗液体印刷材料を充填したノズルＢに対向設置する 。次に、定量発生器Ｅの光線を液体印刷材料上に照射する。「光−液圧効果」（ BI No.19,1969 年のDiploma No.65 の発見によれば、インパクトパルスは定量発 生器の光線が液体の内側に吸収れるときに発生する。この効果を利用すると、イ ンパクトパルスは液体印刷材料を充填したノズル内で直接発生し、その結果、液 滴がノズルから飛出して情報支持体上に衝突する。

光線が光線の波長に対して透過性である支持体からノズルＢ内の液体材料の表 面へ侵入するときに、同様に、液滴は情報支持体上に衝突する（図２）。

上述の本発明の方法に関する説明から理解されるように、液体材料上に働くイ ンパクト作用源３はノズルの外側にあり、これは液滴の直径を小さくすることに より印刷の質を向上しかつ情報支持体上に落下する液滴の密度を高くする。

本発明によるインクジェット印刷法を実行するために、ノズルを消耗液体印刷 材料で充填しかつ定量発生器の光線をノズルの開放端面上で偏向させる必要があ る。これは図３のインクジェットヘッドのより実行される。

本発明によるインクジェットヘッドは各ヘッド列が１つの閉鎖端部を有する複 数のノズル列から成り、回転ドライブ（図示せず）を有するドラム２の本体内に 形成されている。ノズル１の開放端部はドラム２の表面上に並列に位置決めされ る。ドラム２の表面上の出口点における各ノズル軸はドラム２の表面に対する接 線上に位置決めされる。ノズル１の閉鎖基部は球形に形成されている。ノズル１ へ消耗液体印刷材料を供給する手段３は開放端部からノズルを充填 できる構成であり、かつその材料を入れた浴槽４、浴槽４内の液体印刷材料に漬 かりかつドラム２の表面をプレスする駆動ローラ５、およびナイフ６から成る。

ノズル１内で圧力パルスを発生する手段７は、支持体１１の前に設置されたノズ ル１の開放端部側から消耗液体印刷材料へ光線を収束照射するための装置１０を 備えた光線９の定量発生器８、およびノズルの開放端部上方で光線９を偏向させ るための装置１２から成る。

本発明によるインクジェット印刷ヘッドは次のように作用する。

ドラム２およびローラ５が回転するときに、消耗液体印刷材料が開放端部から ノズル１へ充填される。液体印刷材料で充填された複数列のノズル１が、支持体 １１の位置決された領域へ移動する。所定のプログラムに従って定量発生器８の 光線９が装置１０によって特定列に対応するノズルの開放端部方向から液体印刷 材料上へ焦点照射される。光線９が対応するノズル１の液体内部に吸収されると きに、光−液圧効果が生じ、その結果としてインパクトパルスが発生し、このイ ンパクトパルスはそのノズルの閉鎖端部の球面により強化され、液滴がそのノズ ルから支持体１１へ転写される。そこで、回転ドラム２が光線９の走査下で次の 列のノズル１を送出し、かつ文章または画像を構成するスポット集合体が支持体 １１の運動とドラム２の回転の連動時に支持体１１上に表れるまで上記プロセス を繰り返す。

本発明のヘッドの作用原理は、支持体１１とノズル内の液体の表面との間で一 定角度で、または光線の波長に対して透過性の支持体に対して一定角度で定量発 生器８の光線９がノズル１内の液体に衝突するか否かに依存しない。

産業上の利用可能性 インクジェット印刷ヘッドの目的は高分解能および高速のいずれの種類の支持 体上へも表面模様を有する視覚図形情報を提供することである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラドゥツキイ，グリゴリイ アブラモビチ ロシア連邦，モスクワ，ウリツア ペルボ マイスカヤ，デー．66，クバルチーラ 45

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．消耗液体印刷材料を充填したノズルに対峙して情報支持体を設置し、かつ 前記情報支持体上へ前記印刷材料を分配、供給するために前記ノズル内に圧力パ ルスを発生させる工程から成るインクジェット印刷法において、前記情報支持体 の位置に対峙する側に閉鎖端部を有するノズルを使用し、かつ前記ノズルの開放 端部の前に支持体を位置決めして定量発生器から光線を前記消耗液体印刷材料上 へ前記ノズルの開放端部方向から収束照射する工程を含み、それにより圧力パル スを発生させて前記支持体上へ前記印刷材料の液滴の吐出を確実にすることを特 徴とするインクジェット印刷法。
2. ２．前記定量発生器の光線を、前記ノズルの開放端部と前記情報支持体との間 で、前記ノズル内の液体印刷材料の表面に対して一定角度で照射することを特徴 とする、請求項１のインクジェット印刷法。
3. ３．前記定量発生器から放射される所定波長に対して透過性の支持体を使用し 、かつ前記定量発生器の光線を前記ノズル内の液体印刷材料へこの支持体を通し て照射することを特徴とする、請求項１のインクジェット印刷法。
4. ４．消耗液体印刷材料を充填した複数列のノズル、前記ノズルへ前記印刷材料 を供給するための手段、前記情報手段上へ前記印刷材料を分配、供給するために 前記ノズル内に圧力パルスを発生させる手段から成るインクジェット印刷ヘッド において、閉鎖端部を有するノズルが回転ドラムの本体内に形成され、前記ノズ ルの開放端部は前記ドラムの表面上に並列に形成され、前記ドラムの表面上での 出口点における前記ノズルの軸はその表面に対して接線上に位置決めされ、前記 消耗液体印刷材料を前記ノズルへ供給する手段は前記 開放端部から前記ノズルを充填できる構成であり、かつ前記ノズル内に圧力パル スを発生する手段は光線を発生する定量発生器から成りかつ前記支持体の前に位 置決めされる前記ノズルの開放端部方向から前記消耗液体印刷材料上にその光線 を収束照射するための装置および前記ノズルの開放端部上方の前記光線を偏向さ せる装置を具備することを特徴とするインクジェット印刷ヘッド。
5. ５．前記ノズルの閉鎖端部は球状であることを特徴とする、請求項４のインク ジェット印刷ヘッド。
6. ６．前記消耗液体印刷材料を前記ノズルへ供給するための手段はその材料を入 れた浴槽、前記ドラムの回転時に前記ノズルを充填するために前記ドラムの表面 上へ前記浴槽から前記印刷材料を移送する駆動ローラ、および前記ドラムの表面 から余分なインクを除去するナイフを含むことを特徴とする、請求項４のインク ジェット印刷ヘッド。
7. ７．前記定量発生器の光線は前記ノズルの開放端部と前記情報支持体との間で ノズルの液体印刷材料の表面に対して所定角度で照射される構成であることを特 徴とする、請求項４のインクジェット印刷ヘッド。
8. ８．前記情報支持体は前記定量発生器により放射される所定波長に対して透過 性でありかつノズル内の消耗液体印刷材料の表面へ入射する光線通路内に設置さ れていることを特徴とする、請求項４のインクジェット印刷ヘッド。