JPS58500014A - 任意に液滴化できる液体ジェット装置および方法 - 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】 任意に液滴化できる液体ジェット装置および方法技術分野 本発明は、通常インクジェット装置として知られている非接触の流体マーク装置 に関する。

背　景　技　術 インクジェット装置は、１９６８年３月１２日に発行されたスィートおよびカミ ング氏の米国特許第３，３７３．４３７号、１９７１年２月２日に発行されたク リック氏の米国特許第３゜５６０．９８８号、１９７１年５月２５日に発行され たカルテンバッハ氏の米国特許第３，５７９．７２１号および、１９７１年７月 ２７日に発行されたスィート氏の米国特許第３，５９６．２７５号に各々示され ている。これら全ての装置において、ジェット（非常に狭い流れ）は記録用イン クの供給源を押圧し、分岐管から１連の微細な小孔あるいはノズルを各々通って 形成される。これらジェットが形成される小孔あるいはノズルを備えた苗（供給 １ｉ）には振動あるいは励起が加えられて、この結果ジェットが規則的な間隔と 均一な寸法と。の液滴に形成させられる。各液滴の流れは、形成時の液滴に電荷 を与える関連の選択的な印加電極に近接した位置に形成される。これら液滴が受 理基板（印字される紙）に到着するまでのフライトは、液滴が通過する空間の偏 向静電界の相互作用によって制御され、この偏向静電界が液滴を印字紙方向にあ るいはインク収集循環装置（通常、ゲッター）に弾道偏向させる。

細い液体ジェットは、外部振動がなくても固有の熱特性および音響動作に基づい て液滴に変換されるが、従来、液滴の形成周波数と同じかあるいは近傍で特殊に 校正された分離振動がノズル配列を交差して規則的な間隔、同期および寸法の液 滴を生じさせるものと信じられていた。荷電された液滴での印刷は、基板上の最 終位置までの液滴の通路の正確な制御が要求され、従って液滴の径、間隔および 荷電レベルが通常重要な要素としてみなされていた。従って、スィート氏の特許 には、飛来中の液滴を等間隔、同径で配置させる振動手段が要求される。

スィート氏も指摘しているが、液体ジェット流は、少なくとも部分的に液体の表 面張力によって、自然に液滴の連続物に変化する傾向を有している。しかし、庭 の芝生に水を散布するホースの先端のノズルから容易に観察されるジェット水の ように、液滴は通常寸法および周波数に関して均一でない。この液滴を寸法およ び粒子化周波数に関して略均−に形成することを確実にするために、スィート氏 はジェット流内に「等間隔に配置される節目」と呼ばれる導入手段を形成してい る。これらの節目は、ノズルから発射されるジェット流の断面寸法にうねりを生 じさせ、液滴が自然形成頻度と略同じ頻度で発生するように作られている。この スィート氏の特許によると、この粒子化周波数は代表値が１秒毎に１２０．００ ０回である。

（３） 種々の節目（脈流）導入手段はこの分野において公知である。

例えば、クリック氏の特許はインクが源から装置に供給される管内に超音波振動 器を用いている。またカルテンバッハ氏の特許では、インクが共鳴周波数で連続 振動している穴明板のオリフィスから発射される。

スィート氏の研究の出現から、液滴流を用いた非接触印刷装置が商業的に開発さ れるようになってきた。しかし、私の知る限り、全てのインクジェット装置は脈 流導入手段あるいは励起手段を用いてジェット流内に正規振動を誘発して正規的 、均一な液滴を形成することが特徴となっている。

ストーンバーナ氏の米国特許第３，８８２，５０８号（１９７５年５月６日発行 ）に示されるように、好ましい励起はインクジェット記録計の動作に非常に困難 な問題の１つとなっている。高品質の記録にとっては、全てのジェットが同じ周 波数、略同じ電力量で励起されて、全てのジェット流を均一な寸法および等間隔 で飛来する液滴に変化させることが必要である。

更に液滴の発生が衛星液滴の発生を伴わないことと、ジェット流から液滴への変 化が荷電電極の近くの所定位置で発生させることが必要であり、これらの現象が 各ジェット毎に印加される電力に依存する。ストンバーナ氏の特許は、オリフィ ス板が片側に形成されたインク供給分岐容器の長さ方向に沿って波動を発生させ る手段を示している。この導波管〈分岐容器）は幅が長さに沿って傾斜すなわち 徐々に増加するように形成され、波動がオリフィス板の長さ方向に伝搬された時 に、液滴励起屈（４） 導波（波動）の減衰方向の傾向を自然に減少、反作用させる。

発　明　の　開　示 実際、励起器およびインキ送出システムの構造間には、好ましくない干渉作用が しばしば起こる。この逆効果（干渉作用）は、全てのシステムの傾向として示さ れ、あるオリフィスには適切な励起が与えられないが他のオリフィスには過剰の 励起が加えられるような反射、妨害波によってオリフィス配列を横断する不均一 な励起が達成される。従ってシステムは液滴の印字品質を格下げさせる反射が起 こる零点あるいはピークを有している。更に、これらの振動器に電力を供給する と、衛星液滴すなわち非常に微細な液滴が大径の液滴間に各々形成され、これら 衛星液滴が許容限界領域外の領域すなわち背後の領域に分散する傾向があってシ ステムに困難さの原因となる。またこれら衛星液滴の形成は、用いられる処理液 あるいはインクの特性に敏感に左右され、この結果励起の問題が更に複雑になる 。

この励起器に起因する公知の振動インクジェット装置の他の主な制限要素は、外 部あるいは人工的な振動手段によって生ずる導波がこの装置の長さに略影響され ることである。実際の観点からみると、このような公知の装置は、１インチ毎に １２０ジエツトの発射位置を有し、人工振動手段が４８ＫＨ２で動作する限り機 械を横断するオリフィス板の長さを１０．５インチ（２６，６７ＣＴｎ）以下に 制限される。これより高い周波数はオリフィス板の長さを減少させることが可能 だが、これより低い〈５） 周波数はその長さを長くさせる。

このようなオリフィス板の長さの制限に関連して種々の不利益が存在する。第１ の不利益は、幅広の連続商品、例えば繊維業界において壁紙、紙あるいは他の幅 広連続商品、あるいは連続的あるいは間欠的に供給される他の幅の基板あるいは 材料で、その幅が約１フイートから約数ヤードの商品、基板あるいは材料を処理 するために、加振オリフィス板を好適に組込もうとした時に出会う。経験から判 断すると、これは非常に困難であり、実際、加振オリフィス板間の分離部を補い 、相互に異なった操作パターンの効果を補い合うに十分に、基板（商品）を均一 に連続的に処理できるように、制限長（所定長）の加振オリフィス板を２個゛以 上直列に配設して商品の幅に必要な長さ内に組み込むことがほとんど困難である 。また処理される商品の幅が増加すると、制限長く小さい長さ）の加振オリフィ ス板の数が増加するので、満足を得ることが非常に困難である。

しかし、本発明においては、人工的な加振装置が用いられない。従ってオリフィ ス板の長さすなわち印刷媒体の幅方向に配列される多数のオリフィスの占める範 囲にほとんど制限が存在しない。すなわち数フィートル数十ヤードの幅を有する 紙あるいは他の基板は、１個の機械幅（全幅）のオリフィス構造（板）の下を移 動時あるいはさしかかった時に処理（印刷）できる。

勿論、この全幅のオリフィス構造は、複数個並置あるいは所定ことができる。

また、非加振連続液体ジェット装置においては、液滴形成が任意のプロセスであ るが、任意の液滴の径および配置の分布が非常に狭いことが発見された。従来よ り小径のオリフィス寸法と、より高い液体圧のもとて任意に発生させた液滴の変 化が任意の液滴の流れを有用にする程十分に狭く形成される。この結果、例えば 色模様すなわち種々の処理液を織物に散布したり、種々の液体を用いて、他の基 板の面に指示あるいは処理を施すことができる。

この「任意の狭い分布」効果は本発明の好ましい形態の液体ジェット装置に用い られる。この液体ジェット装置は、同等の液滴印刷位置のための、通常使用時よ り高圧力が加えられる処理液の供給源と、同等の液滴印刷位置のための、加圧さ れた処理液（着色媒体）を各々通過させて任意の液滴を形成する細い流れを各々 発射すると共に各々が通常より小径の寸法を有する複数のジェットオリフィスと 、形成時の液滴に選択的に静電気を帯電させる荷電手段と、これら液滴流におけ る選択された液滴の通路を基板あるいはゲッタ（回収手段）方向に偏向させる偏 向手段とを備えている。この荷電電極は、液滴の形成点が位置と時刻とでより変 化するので、励起式のインクジェット装置のものより高電圧である。

いかなる装置および方法も、規則的な周期振動を与え、加えられる液体を非加振 の任意の寸法分布より均一な液滴に形成させる加振手段を有さない。

さらに、液滴の印刷位置の所定精度すなわち所定の［液滴ず（７） れ値」を達成覆るために、従来と同じ流量の本発明の非加振液体ジェット装置（ 非加振システム）には、加振システムより異なった１法と圧力とが要求される。

このオリアイス寸法は、従来の加振システムと同じ精度を達成するために従来の ものより小さい寸法、すなわち代表的には液滴の印刷位置の同精度すなわち同じ 液滴ずれ値を有する加振システムのオリフィス寸法の約７０％以下の寸法でなけ ればならない。あるいはこれに代って、液滴の先頭圧力はかなり高くしてもよい 。好ましくは対応の確度を有する加振システムの圧力より少なくとも約４倍であ る。さらに、荷電電圧は少なくとも従来より約１．５倍であるのが好ましい。

この明細書および請求の範囲において、用語「液滴ずれ値」は、基板の移動方向 に直交して配列される全てのジェットが同時にゲッタに回収される状態から基板 に送出される状態に切換えられた時の基板上のマークと、基板の移動方向に直交 方向に測定される直線からのオフセット距離あるいは変位として定義される。

非加振液体ジェット装置において、液滴形成の原因となる振動がこのシステムの 置かれた環境から生ずる。通常これらの変動は、普通の音および流体に固有に存 在する音響動作によって生ずる。しかし、雑音の多い環境においては、不要の外 部振動、例えば工場の笛、歯車、他の機械可動材からの振動、および話し声から の音ｅ振動さえも影響して非加振システムにおけるジェットの平均形成点を変化 させる原因となる。本発明の変形例（８） においては、任意の振動を発生する雑音源によって、このシステムが不規則に励 起される。この変形例は、液体ジェット装置が過多雑音領域で使用される限り有 用であると信する。このような環境においては、不規則な雑音振動の印加が正規 の周期振動を印加するよりジェットの規則的な結果を意外に生じさせる。

本発明の他の目的、特徴および特性、関連要素および組合わせ部品の機能および 動作、および製造の経済性は、明細書の部分を形成し、対応の部分には参照符号 が付されている添付図面を参照して付属の請求の範囲および下記の記載からより 明らかにされる。

図面の簡単な説明 第１図は本発明によるオンオフ型の連続流体すなわち液体ジェット装置の概略断 面図、 第２図は液滴荷電手段および液滴偏向手段を示す概略斜視図、第３図は音響ホー ンを駆動する任意雑音発生器によって励起される本発明の変形例の液体ジェット 装置を示す概略図、第４図は流体（液体）供給室（分配室）の壁に任意の雑音振 動を加えるピエゾ効果の一連の結晶体が取付けられた本発明の別の変形例を示す 任意雑音加振液体シェッド装置の概略図である。

発明の実施するための最良の形態 本発明は類似の結果が達成できる公知のインクジェット記録（９） 装置に似ているが、本発明の基本の動作原理はこのような公知のインクジェット 装置と根本的に異なっている。

液体ジェット装置は、第１図、第２図に概略的に示されるように、複数のジェッ トオリフィス１４を有するオリフィス板１２に加圧された処理液（インク）を供 給する処理液の供給源１０を備えている。各オリフィス１４を通る加圧された処 理液のジェット流１６は、各ジェット流が個々の液滴に各々形成された時に液滴 に電荷を選択的に帯電させる（静電気荷電手段）荷ＮＮ極１８．１８を各々通過 する。なお、本実施例においては複数のジェットオリフィスに対して共通の１組 の荷電電極１８゜１８を設けたが、各ジェットオリフィス毎に１組の荷電電極１ ８．１８を各々設けても良い。

これら荷電電極１８．１８は、十分な長さがなければならない。また任意の場所 で形成される液滴を十分に荷電できるように広い幅も有している。先行技術の液 体ジェット装置においては、振動が液滴をオリフィスの下流の狭い領域で発生さ せる原因となっている。この場合、正規あるいは分離の人工あるいは外部振動が 存在しないと、液滴の形成点が広範囲に変化する。

形成時点が遅い全ての液滴の荷電を確実にするためには、リボン状の荷電電極１ ８．”１８が液滴の形成領域に延長する領域を形成しなければならない。実際に おいて、リボン状の荷電電極１８．１８は約１００ｄインチ（ｉｏｏｄ印）のジ ェット流方向の寸法（幅）を有しているのが好ましい。但しｄはオリフィスの直 径をインチあるいは口で示したものである。また液滴流（１０）　特衣昭５８’ 　５０００１４（５）の方向における幅あるいは寸法は、約３０ｄ〜約３００ｄ の範囲である。さらに荷電電極１８．１８の荷電電圧は約５０〜約２００ボルト の範囲が好ましい。

飛来中の液滴は、帯電した液滴のみの通路を好適なゲッタすなわち回収器２２に 偏向させるリボン状の偏向手段２０を通過する。一方荷電されない液滴は基板２ ４方向に進行する。この基板２Ｉ！ｌは図示しない手段によって所定の方法で、 液体ジェット装置に対して矢印２６方向に移動自在に支持される。リボン状の液 滴偏向手段２０は約１０００〜約３０００ボルトの範囲の電圧で操作されるのが 好ましい。

更に、このような液体ジェット装置の使用に好適な構造要素の詳細を公知のイン クジェット装置を参照して説明する。

部分的に、本発明の構造は、先行技術のものと比べて、ジェット流が種々の要因 に応答して液滴に変化する点において異なっている。これら種々の要因は正規的 な外部振動よりもむしろ表面張力、内部音響動作、および熱的動作のような内部 要因を含んでいる。従来必須要因と考えられていた正規的な脈流励起手段はいか なるものも用いていない。また液滴の形成は任意に行なわれる。

２０世紀の初頭において、ロード　レイリー氏は流体ジェット力学を研究した。

彼はジェットオリフィスから噴出させる加圧下の流体流が略２πｒの液滴、液滴 間の間隔で個々の液滴を形成することを発見した。但しｒはジェットを形成する オリフィスの半径である。また液滴の直径は平均値が２．１１６であ（１１） る。しかし、これら間隔および寸法は単に平均値である。実際の形成は任意に起 こり、従って実際の液滴寸法および間隔は変化する。また実際の寸法および間隔 は、レイリ一式によって定義される平均値を中心とする正規分布曲線に追従し、 このロード　レイリー氏の研究以来の経験から、平均の間隔が４．５１ｄの式で 現わされることが好ましいと発見された。ここで４゜５１は観察された測定され た数である。例えば、１２ｐＳｉ（１（ゲージ圧）のインク圧Ｐと０．００２イ ンチ（０，○０５１ｃｙｎ）のオリフィス径とを有する液体ジェット装置におい て、平均液滴寸法は０．００４インチ（０，０１０２ｃｙｎ）である。正規化さ れた標準偏差の液滴寸法（すなわち平均の液滴寸法で割算した液滴寸法の標準偏 差）は約０．１である。すなわち６８％の液滴は０．００４インチ（０，０１０ ２ＣＴ１１＞の平均液滴寸法の０．０００４インチ（０，００１０σ）以内であ る。更に形成点は６倍以上の液滴間隔だ（プジェットからジェットまでに変化す る。これらの変化は多々の応用例に用いるにあまりにも広すぎる。基板を横切る 水平な線を印刷する時、全てのジェットには、各ジェット位置の荷電板に電荷を 印加しないで、同時に印刷指令がなされる。もし全てのジェットが同時にオリフ ィス板から等距離で液滴を形成したならば、液体ジェット装置は同時に全てのジ ェットから非電荷の液滴を発射させ、これらの液滴が紙方向に進むことがわかる 。

実際上から出会うと、約０．１の液滴寸法の正規化標準偏差にとっては、これが 約３２％の可能性に相当し、液滴がこの値（１２） より大きいか小さいかであり、従って基板上の印刷寸法も対応して変化する。こ れは種々の明白な不均一な平行線を生じさせる。しかしこの効果は０．００４イ ンチ（０，０１０２σ）の直径の液滴を有する０、１の偏差によって変化が単に ０．００１インチ（０，００２５ＣＴ＋１）である点では小数である。

形成点からのフライトにおいて、より大きい液滴は小さい液滴より直径比の３乗 に比例し、またその質量が大きい。また減速させる傾向の空気中を通過して通路 からの流体力学的な力は、直径比の２乗に比例し、この結果大径の液滴が基板に 飛行中に速い速度を維持する傾向にある。しかし全てのジェットが同時に０．０ ０３インチ（０，００７６ｃ＋ｎ）のオリフィス直径から４００インチ／秒（１ ０００ｃｍ／秒）ノシェット速度で１インチ離れた基板に発射されて０．１イン チ（０，２５４ｃｙｎ）液滴径の偏差で形成されるものと仮定すると、基板上で のずれは０゜００２インチ（０，００５１ＣＴｎ）以下になる。

１つのジェットの形成点が全てのジェットの平均液滴形成点よりｎ倍の平均液滴 間隔（全店がりの半分）だけオリフィス板に近すいていた場合には、この液滴（ 遅い液滴と呼ぶ）が平均形成点からの液滴（平均液滴と呼ぶ）よりよけいに基板 までに飛行する距離を有していることになる。現在まで液滴の合計の広がりは、 約平均の±３あるいは６である。しかし、間隔は例えば通常１より大きい約２〜 約８まで変化できる。もしＶがインチ７秒（あるいは口７秒）のジェット速度で あり、ｄがインチ（ｃｖ）のオリフィスの直径であり、Ｖ′がインチ７秒（ある （１３） いは−７秒）の基板の移動速度である場合、遅い液滴が基板に到着する時刻は平 均液滴到着後の約ｎ　（４，５１ｄ／Ｖ）秒後である。この時間間隔の間に、移 動中の基板はｎ　（４，５１ｄ　）Ｖ’　／Ｖインチ（あるいはＣＴＩＩ）の距 離移動する。実験例においては、基板速度が６０／秒（１５２，４ＣＴ１１／秒 、１ｏｏヤ一ド／分に相当）であり、ジェット速度が８００インチ／秒（２０３ ２ｃｙｎ／秒）であり、オリフィス直径が０．００３インチ（０゜００７６ｃｍ ）であり、ｎ＝５で偏差エラーが０．００６１インチ（０，０１５５０）である 。もしｄがＪ′２倍大きく、■が１／２小さいならば、誤差は？’２倍大きいか 約０．０１フインチ（０，０４３２ｃｍ＞であることに注目すべきである。従っ て非加振液体ジェット装置において、小径のオリフィスと高圧の流体を用いるこ とは、従来のオリフィス径および圧力を有する加振システムより少ない偏差誤差 を達成できる。

従来、供給されている装置において、加振手段は、許容できる偏差誤差を達成す るために、液滴径の分布を狭くするために要求される。液滴径の分布による誤差 はある条件でほとんど減少させることが発見された。これは次の分析から明らか になる。

正規化された標準偏差の液滴径はオリフィス径がより小径となり、加振手段を用 いないで圧力Ｐを増加させた場合に結局一定となる。もしオリフィス径が２の平 方根（ｆ２）の要素で減少した時にオリフィス領域が従って２の要素で減少する 。また同時に流速が２のファクターで増加すると、オリフィスからの正味の流れ は結局一定になる。

（１４）　衿衣昭５８°５０００１４　（６）類似の電荷および偏向領域にとっ て、液滴の弾道が結局一定となるが、多くの液滴が一定時毎に形成された時に自 然な周波数は２ｒ２倍高く、それらは２ブ２倍であり、基板への到着時間は手分 である。もし全寸法のジェットを有する形成点は任意の形成によって６個の液滴 空間に変化したなら、しばしば印刷誤差が基板速度と形成時間間隔とを乗算した ものの６倍起こる。

細い高圧のジェットでは、同様の形成距離にお１ブる誤差が従来の誤差の１／２ （２倍、すなわち６の代りに２．１２あるいは上記の誤差の３５％である。更に 密度の変動は２”２の液滴以上に平均化される。より大径のオリフィスの場合の 液滴径１゜％変化する機会が３２％ならば、対応の３３％の量で、より小径のシ ステムが９％の機会で変化する。

加振システムは原理的に高精度を得るように設計されたが、実際は誤差が２つの 液滴以上に発生する。一方非加振システムでは形成点がオリフィス径を減少させ 、圧力を増加させて６〜７個以上の液滴の占める領域で変化できるが、この誤差 は大口径のオリフィスを有する加振システムの誤差より減少できる。

この非加振システムは略無制限のオリフィス板の長さの利益を提供しながら、こ の目的のために通常、オリフィス寸法は０゜０Ｏｏ３５〜０．０２０インチ（０ ，０００８〜０．０５ｃｍ）の範囲がよい。また液圧は２〜５００ｐｓｉｇ（０ ，１４〜３５ｋａ／１−１＞の範囲がよい。液滴の誤差は、がなり滑かな表面を 有する基板を応用した場合に約０．１インチ（０，’２５４σ）より少なくでき 、一方かなりでこぼこ、粗いあるいはＩｉ［を有する（　１５） 基板を応用した場合に０．４インチ（１，０１６ｃｍ）あるいは、印刷あるいは 像が距離おいて見られるような、このようなが許される限り０．９インチ（２， ３ＣＴｎ）より少なくできる。

詳述すれば、基板を処理する液体の通常の応用は、オリフィスの中心間の間隔が 約０．０１６インｆ　（０，０４０６ｃ＋ｎ）　を有する約０．００４インチ（ ０，０１０２ＣＴ１１）　（７）直ｗ　ノオＩＪ　フイスが各々要求される。オ リフィスの背後の液体圧は約２〜約３０ＤＳｉ（１（０，１４〜２．１　ｋａ／ ｃｆ）　テ変化テキル。シかシ好ましい圧力範囲は約３〜約７ｐｓｉｇ（０，２ 〜０．５ｋｇ／ｃｆ）ｒある。また基板は約０〜４８０インチ７秒（１３００Ｃ Ｔ１１／オ）の速度Ｖ′で移動でき、好ましくは約５〜１５０インチ／秒（１２ 〜３８０ｃｍ／秒）、更ニ好マシくハ約６０インチ／秒（１５２，４ｃｔｎ／秒 あるいは１ｏｏヤ一ド／分）である。

オリフィス径および圧力範囲を含む含まれるパラメータの通常の範囲は、ジェッ ト速度Ｖが約２００〜３２００インチ／秒＜５００〜８２００ＣＴＩｌ／秒）で あり、好ましくは通常の目的の液体塗布器にとって約２００〜５００インチ／秒 （５００〜１３００ｃ＋ｎ／秒〉であり、最良のジェット速度は約４００インチ ／秒（１０００ｃｍ／秒）である。勿論ある例においては、８゜０〜１０００イ ンチ７秒〈２０００〜２６０ｏｃＴＬｌ／秒）のような４８０インチ（１３００ ｃＭ／秒）より速い速度で動くことができる。この装置はこのような基板供給速 度で印刷できる応用性を有している。

加振システムで得られる結果と略同じ基板への細い印刷、色（１６） 付あるいは焼付が最適なオリフィス間隔を有する約０．００１３インチ（０，０ ０３３０）の直径を有するオリフィスを用いて本発明によって得られる。また圧 力は、通常の上記の応用環境より高く、約１５〜約７０ｐＳｉ（］（１〜５ｋｇ ／ｃｍ’）であり、好ましくは圧力が約３０１）Ｓｉ（１（２ｋｇ／ｃｆ）であ る。さらにジェット速度は約６００〜１０００インチ／秒（１５００〜２５００ 一／秒）が好ましく、最良のジェット速度が約８００インチ／秒（２０００口／ 秒）である。

インク、着色剤、あるいは処理液は、オリフィス寸法に関連して特別の処理液あ るいは着色媒体の特性によってのみ制限される。現実的な観点から、液体あるい は媒体は通常約１００ｃｐＳより低く、好ましくは約１〜約２５ｃｐｓの粘度が 好ましい。

本発明は前述したようにいがなる長さのオリフィス板を有する容器を作ることが できるので、概に述べた加振システムと異なって応用範囲が極端に広い。これは 、ジェットオリフィスが数センチあるいはインチのような非常に短い長さで椛築 できないだけで、例えば０．１インチル１５フイート（０，２５４〜４６０σ） あるいはこれより長いものも所望の長さで延長できるからである。従って本発明 は、ある型の着色剤でがなり広い表面が色付けされたれたり、印刷される限り、 広い織物に用いるに最適である。１つの例は、織物に印刷、色付あるいは他の転 写像の焼付けであり、本発明の応用のみに限らないことを明確に理解すべきであ る。同様の方法で、受理用の基板の特性は著しく変化できる。

（１７） 繊維業界において、全ての織物染料、染料あるいは着色剤は、天然、合成であろ うとなかろうと、オリフィス板がステンレススチール、耐腐蝕材あるいはそれら の張り合せものと同等であり、使用に最適なオリフィス寸法が同等に作られる限 り、使用できる。（大きい粒体物質は好ましくない塊りを生じさせる。）好まし い繊維染料は、不活性剤、油脂、分散液、直染剤、酸、塩基、アリザリン、アゾ イック、ナフトール、顔料および硫黄染料を含んでいる。好ましい着色剤に含ま れるのは、インク、色（ティント）、植物性染料、レーキ、媒染剤および無機着 色剤である。

処理液の型に含まれるのは、種々の樹脂および反応物およびそれらの成分のよう な他の公知の化学的仕上がり剤と、ガム、螢光剤、レジスト、漂白剤、オキシダ ント、環元剤、塩、分散液、定着液を含す望の印刷、色付あるいは像を形成する 薬剤あるいは媒体である。これらの物質は本発明に効果的に用いられて、例えば 平坦な、湾曲した、滑かな、でこぼこの、あるいはその他の種々の形態の表面を 有する、全ての型の紙および模倣紙、布および種々の織成、編成、縫製、タフト 縫製、フェルト付、６綿、紡ぎ結合およびその他の不織成された織物、金属板、 プラスチック、ガラス、石膏および類似の合成板、合板、ベニア、チップボード 、マンツナイトのような樹脂強化の種々の硬質８Ｍ板を含む種々の積層板、ある いはその他の物質のような種々の基板に所望の効果を生じさせる。

第１図および第２図は加振しない装置を示している。概に述べたように、使用の 領域において、背景音あるいは他の振動は時として加振手段として作用し、従っ て好ましくない結果を生ずる。第３図および第４図は、装置が規則的に加振され ないが、このような背景の振動をマイクあるいは覆う不規則あるいは雑音の振動 が加えられる本発明の別の実施例を示している。

第３図において、雑音源は雑音を雑音抵抗あるいは他の電気的な雑音源３２から 音響ホーン３４のような変換器３４に加える増幅器３０を備えている。このホー ン３４は雑音振動を液体あるいは分岐容器に加える。これら任意の振動は先行技 術の変換器を用いて液体に加えてもいいが、ここで加えられる振動は規則的でな く不規則である。

第４図において、雑音変換器は流体の容器１２の壁４２に取付けられたピエゾ効 果の１組の結晶体４０である。他の変換器も良く知られているように用いられて もよい。要は、これらが正規の周波数でなく任意の周波数の狭い帯域で動作され る。

雑音の中心周波数は液滴の形成され易い固有の周波数に合せられる。これは、１ 秒につき約Ｖ／４．５１６サイクル（ヘルツ）である。なおｄはインチあるいは σ表示のジェット直径であり、■はインチ７秒で示されるジェット速度である。

帯域幅は約１２．０００サイクル／秒以下が好ましくこの結果任意の振動が液滴 の形成に効果的に作用する。

本発明は実際的な好ましい実施例と見られるものに関連して説明したが、本発明 はこれらの実施例のみに限定されない。

田際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．液体流から液滴を任意に生じさせる発生手段と、前記液滴に電荷を選択的に 印加する電荷手段と、前記液滴を回収する手段と、所定の前記液滴の通路を受理 基板から前記回収手段に偏向させる偏向手段とを備え、 前記発生手段は、無制限の幅を有し、また各々が直径ｄを有する複数のジェット オリフィスを形成するオリフィス手段と、加圧された液体の供給源を形成する手 段とを備え、前記ジェットオリフィスは前記液滴が異なった寸法および間隔で任 意に形成されるように前記液体を発射し、前記加圧力およびオリフィス寸法は前 記液滴の形成が平均液滴寸法の囲りの所定分布内に略発生するように制御される ことを特徴とする、下部に配置される受理基板を印刷、色付あるいは処理する液 体ジェット装置。 ２、液体流から液滴を任意に生じさせる発生手段と、前記液滴に電荷を選択的に 印加する電荷手段と、前記液滴を回収する手段と、所定の前記液滴の通路を受理 基板から前記回収手段に偏向させる偏向手段とを備え、 前記発生手段は、各々が直径ｄを有する複数のジェットオリフィスを形成づるオ リフィス手段と、加圧された液体の供給源を形成する手段とを備え、 前記ジェットオリフィスは前記液滴が異なった寸法および間隔で任意に形成され るように前記液体を発射し、前記加圧力お（２０） よびオリフィス寸法は前記液滴の形成が平均液滴寸法の囲りの所定分布内に略発 生するように制御されることを特徴とする、約０．９インチ以下の液滴ずれ値で 下部に配置される受理板を印刷、色付あるいは処理する液体ジェット装置。 ３、前記液体ジェット装置は、約０．１インチ以下の液滴ずれ値で前記液滴が前 記基板に加えられる請求の範囲第１項あるいは第２項記載の液体ジェット装置。 ４、前記液滴ずれ値はｎ　（４，５１ｄ　）Ｖ’　／Ｖの式で定義され、但しｎ は液滴が平均形成点から離れて形成される平均液滴間隔の数と等しく、ｄはオリ フィス直径であり、■はジェット速度およびＶ′は基板の移動速度である請求の 範囲第１項、２項あるいは第３項記載の液体ジェット装置。 ５、前記ｄは約０８ＯＯＯ３５〜０．０２０インチであり、前記ｎは約１以上で あり、前記Ｖは約２００１．３２．００インチ／秒であり、前記Ｖ′は０〜約４ ８０インチ／秒である請求の範囲第４項記載の液体ジェット装置。 ６、前記圧力は約２〜５００　ｐｓｉｇである請求の範囲第５項記載の液体ジェ ット装置。 ７、前記オリフィスは約０．００４インチの直径であり、前記圧力は約２〜３０ 　ｐｓｉｇであり、前記ジェット速度は約４００インチ／秒である請求の範囲第 ５項記載の液体ジェット装置。 ８、前記オリフィスは約０．００１３インチの直径であり、前記圧力は約１５〜 ７０　ｐｓｉｇであり、前記ジェット速度は約８０（２１） ９．前記荷電手段は、前記オリフィス直径の約３０〜３００倍の液滴流に平行な 長さを有している請求の範囲第１項、第２項、第４項あるいは第５項記載の液体 ジェット装置。 １０、前記荷電手段の好ましい長さは、約１００６である請求のか四組９項記載 の液体ジェット装置。 １１、前記荷電手段に印加される荷電電圧は、約５０〜２００ボルトである請求 の範囲第９項あるいは第１０項記載の液体ジェット装置。 １２、前記処理液の粘度は、１００ｃｐｓ以下である請求の範囲第１項、第２項 、第４項あるいは第５項記載の液体ジェット装置。 １３、前記基板のオリフィスに対する移動速度は、７１８０インチ／秒以下であ る請求の範囲第１項、第２項、第４項あるいは第５項記載の液体ジェット装置。 １４、前記荷電手段の電圧は、同じ液滴ずれ値を有する正規加振Ｉｆｆのそれの 少なくとも１．５倍である請求の範囲第１項、第２項、第４項、第５項、第９項 あるいは第１０項記載の液体ジェット装置。 １５、前記任意発生手段は、規則的な周期振動を前記処理液に加える人工的すな わち外部振動手段を用いないで操作されて均一な液滴を形成する請求の範囲第１ 項、第２項、第４項あるいは第５項記載の液体ジェット装置。 １６、前記基板は、織物である請求の範囲第１項、第２項、第４項、第５項、第 ７項、第８項、あるいは第１０項記載の液体（２２）　特ｉ昭５８５０００１４ （２）ジェット装置。 １７、前記処理液は、天然あるいは合成の繊維染料、着色液あるいはそれらの混 合物である請求の範囲第１６項記載の液体ジェット装置。 １８、更に不規則な任意に変化の振動を前記処理液に加えて、このような不規則 振動がない場合よりも任意に前記ジェット流から液滴を形成させる請求の範囲第 １項、第２項、第４項、第５項、第７項、第８項あるいは第９項記載の液体ジェ ット装置。 １９、前記任意雑音発生器は、約１２．０００ヘルツ以下の帯域幅を有する任意 周波数の雑音を加える請求の範囲第１８項記載の液体ジェット装置。 ２０、前記任意雑音発生器は、前記流れの天然ジェット形成周波数に適合する中 心周波数を有する請求の範囲第１８項記載の液体ジェット装置。 ２１、約０．１インチル約１５フィートの幅を有する色付、あるいは焼付基板は 任意に発生し、正確に制御される処理液の液滴で形成され、従って前記液滴は人 工的外部加振手段の欠席下で液滴流を任意に形成し、この結果液滴が平均液滴寸 法の回りの所定分布内で配置され、異なった寸法を有する印刷基板。 ２２、前記基板は織物であり、前記処理液は天然あるいは合成染料、着色剤ある いはそれらの混合物である請求の範囲第２１項記載の基板。 ２３、処理液の供給源を加圧しこの液体を少なくとも１つのオリフィスを通って 加圧して少なくとも１つのジェット流の形態（２３） の液体流を形成し、これらの圧力およびオリフィス寸法を制御することにより前 記流れを任意に液滴に形成して、これらの液滴を平均液滴寸法の回りの所定の分 布内に形成させ、前記液滴の所定の１つに電荷を加え、 帯電された液滴が通路を偏向させてその後偏向した液滴を回収し、 従って非荷電の液滴が前記基板に堆積される、処理液を基板に印刷あるいは色付 けする方法。 ２４、前記オリフィスおよび処理液の圧力は、ｎ　（４，５１６）Ｖ’　／Ｖの 液滴ずれ式によって決定され、但しｎは前記ｄは約０．０００３５〜０．０２０ インチであり、前記ｎは約１以上であり、前記Ｖは約２００〜３２００インチ／ 秒であり、前記Ｖ′はＯ〜約約４８ゴ の方法。 ２５、前記基板は、前記液滴の下の所定の方法で指示される請求の範囲第２３項 あるいは第２４項記載の方法。 ２６、前記基板のオリフィスに対する移動速度は、４８０インチ／秒以下である 請求の範囲第２５項記載の方法。 ２７、前記圧力は約２〜５　０　０　ｐｓｉｇである請求の範囲第２３項あるい は第２４項記載の方法。 ２８、前記液体ジェット装置は、約０．１インチ以下の液滴ずれ値で前記液滴が 前記基板に加えられる請求の範囲第２３項あるいは第２４項記載の方法。 ２９、前記処理液の粘度は、１００ＣＩＩＳ以下である請求の範囲（２４） 第２３項あるいは第２４項記載の方法。 ３０、更に不規則な任意に変化の振動を前記処理液に加えて、このような不規則 振動がない場合よりも任意に前記ジェット流から液滴を形成させる請求の範囲第 ２３項あるいは第２４項記載の方法。 ３１、前記任意雑音発生器は、約１２，０００ヘルツ以下の帯域幅を有する任意 周波数の雑音を加える請求の範囲第３０項記載の方法。 ３２、前記基板は織物であり、前記処理液は天然あるいは合成染料、着色剤ある いはそれらの混合物である請求の範囲第２３項、第２４項あるいは第２８項記載 の方法。 （１）