(57)【要約】【課題】インクジェット印刷のようなアプリケーションに対して有用な滴生成器を提供する。【解決手段】滴生成器であって、圧力チャンバと、前記圧力チャンバに接続された流入口チャンネルと、前記圧力チャンバに接続された流出口チャンネルであって、前記圧力チャンバに接続された第１の円形流出口チャンネル部分と、前記第１の円形流出口チャンネル部分に接続された第２の円形流出口チャンネル部分と、前記第２の円形流出口チャンネル部分に接続された第３の円形流出口チャンネル部分と、前記第３の円形流出口チャンネル部分に接続された非円形流出口チャンネル部分と、を含む流出口チャンネルと、前記非円形流出口チャンネルの端に配置された滴射出ノズルと、を備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力チャンバと、
前記圧力チャンバに接続された流入口チャンネルと、
前記圧力チャンバに接続された流出口チャンネルであって、前記圧力チャンバに接続された第１の円形流出口チャンネル部分と、前記第１の円形流出口チャンネル部分に接続された第２の円形流出口チャンネル部分と、前記第２の円形流出口チャンネル部分に接続された第３の円形流出口チャンネル部分と、前記第３の円形流出口チャンネル部分に接続された非円形流出口チャンネル部分と、を含む流出口チャンネルと、
前記非円形流出口チャンネルの端に配置された滴射出ノズルと、
を備える、滴生成器。
【請求項２】
請求項１に記載の滴生成器であって、
前記圧力チャンバが約２３ｋＨｚから約３５ｋＨｚの周波数で動作されることを特徴とする滴生成器。
【請求項３】
請求項１に記載の滴生成器であって、
前記第２及び第３の円形流出口チャンネル部分の各々が、前記第１の円形流出口チャンネル部分の長さよりも長い長さを有することを特徴とする滴生成器。
【請求項４】
請求項１に記載の滴生成器であって、
前記第２及び第３の円形流出口チャンネル部分が、異なる平均直径を有することを特徴とする滴生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に、インクジェット印刷のようなアプリケーションに対して有用であることができる滴生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
印刷媒体を作成するためのドロップ・オン・デマンドインクジェット技術は、プリンタ、プロッタ、及びファクシミリ装置のような商業製品で使用されてきている。一般に、インクジェットイメージは、プリントヘッド又はプリントヘッドアセンブリに与えられた複数の滴生成器によって射出されたインク滴のレシーバ表面上への選択的配置によって形成される。例えば、プリントヘッドアセンブリとレシーバ表面とは相互に移動されて、滴生成器は適切なタイミングで、例えば適切なコントローラによって、滴を射出するように制御される。レシーバ表面は、転写表面、又は紙のような印刷媒体であることができる。転写表面の場合には、その上に印刷されたイメージは、引き続いて紙のような出力印刷媒体に転写される。
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００５／０１１０８３４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
既知のインクジェット滴生成器構造は、電気機械トランスデューサを使用して、インクチャンバから滴形成流出口通路へインクを変位させるが、滴の速度及び／又は滴の質量を制御することが困難であることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、滴生成器であって、圧力チャンバと、前記圧力チャンバに接続された流入口チャンネルと、前記圧力チャンバに接続された流出口チャンネルであって、前記圧力チャンバに接続された第１の円形流出口チャンネル部分と、前記第１の円形流出口チャンネル部分に接続された第２の円形流出口チャンネル部分と、前記第２の円形流出口チャンネル部分に接続された第３の円形流出口チャンネル部分と、前記第３の円形流出口チャンネル部分に接続された非円形流出口チャンネル部分と、を含む流出口チャンネルと、前記非円形流出口チャンネルの端に配置された滴射出ノズルと、を備えることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、ドロップ・オン・デマンド印刷装置の実施形態の模式的なブロック図であり、これは、コントローラ１０と、複数の滴射出滴生成器を含むことができるプリントヘッドアセンブリ２０とを含む。コントローラ１０は、それぞれの駆動信号を各滴生成器に提供することによって、滴生成器を選択的に駆動する。滴生成器の各々は、ピエゾトランスデューサを使用することができる。他の例として、滴生成器の各々は、シアモードトランスデューサ、環状収縮性トランスデューサ、電気収縮性トランスデューサ、電気磁気トランスデューサ、又は磁気収縮性トランスデューサを使用することができる。プリントヘッドアセンブリ２０は、ステンレススチールのような、積層されたシート又はプレートのスタックから形成されることができる。
【０００７】
図２及び図３は、図１に示された印刷装置のプリントヘッドアセンブリ２０にて使用されることができる滴生成器３０の実施形態の模式的な平面図及び模式的な正面図である。滴生成器３０は、インク３３をマニホールド、溜り、又はその他のインク含有構造から受領する流入口チャンネル３１を含む。インク３３は圧力又はポンプチャンバ３５に流れ込み、これは、例えばフレキシブルダイアフラム３７によって片側が閉じられている。電気機械トランスデューサ３９がフレキシブルダイアフラム３７に取り付けられ、例えば圧力チャンバ３５の上を覆うことができる。電気機械トランスデューサ３９はピエゾトランスデューサであることができ、これはピエゾ素子４１を含み、例えば、コントローラ１０から滴発射及び非発射信号を受領する電極４３の間に配置される。電気機械トランスデューサ３９の駆動により、インクが、圧力チャンバ３５から滴形成流出口チャンネル４５に流れて、そこからインク滴４９が、例えば転写表面であることができるレシーバ媒体４８に向かって射出される。流出口チャンネル４５は、その端にノズル又はオリフィス４７を含むことができる。
【０００８】
インク３３は、溶融された又は相変化された固体インクであることができ、電気機械トランスデューサ３９は、例えば屈曲モードで動作されるピエゾトランスデューサであることができる。
【０００９】
流出口チャンネル４５は、一般的に、異なる形状の断面形状の複数の部分又はセグメントを含む。例えば、流出口チャンネル４５は、インク圧力チャンバ３５に接続された円形の断面形状を有する第１の円形流出口チャンネル部分４５１、第１の円形流出口チャンネル部分４５１に接続された第２の円形流出口チャンネル部分４５２、第２の円形流出口チャンネル部分４５２に接続された円形の断面形状を有する第３の円形流出口チャンネル部分４５３、及び第３の円形流出口チャンネル部分４５３に接続された非円形の断面形状を有する非円形流出口チャンネル部分４５４を含むことができる。
【００１０】
第１の円形流出口チャンネル部分４５１は、例えば異なる断面積の、実質的に同軸の円形サブセクション４５１Ａ、４５１Ｂ、４５１Ｃを有することができる。第２の円形流出口チャンネル部分４５２もまた、実質的に同軸の円形サブセクションを有することができる。同様に、第３の円形流出口チャンネル部分４５３は、異なる断面積の、実質的に同軸の円形サブセクション４５３Ａ、４５３Ｂ、４５３Ｃを有することができる。
【００１１】
非円形流出口チャンネル部分４５４は、卵形の断面形状を有することができる。ノズル又はアパーチャが、卵形の断面形状の小さい方の端に、例えば小さい半径を有する断面形状の端の半径の中央に、位置されることができる。
【００１２】
第１の円形流出口チャンネル部分４５１、第２の円形流出口チャンネル部分４５２、及び第３の円形流出口チャンネル部分４５３は、流出口チャンネル軸ＣＡの上に中心を置かれることができる。卵形の断面形状を有する非円形流出口チャンネル部分４５４の例として、卵形の断面形状の大きい方の端の半径の中央は流出口チャンネル軸ＣＡの上に置かれることができ、ノズル又はアパーチャは流出口チャンネル軸ＣＡからオフセットされる。
【００１３】
第１の円形流出口チャンネル部分４５１は長さＬ１を有することができ、これは、約２０／１０００インチより小さく、例えば約１１／１０００インチ（約０．２７９ｍｍ）から約１５／１０００インチ（約０．３８１ｍｍ）の範囲である。第１の円形流出口チャンネル部分４５１は、例えば約１０／１０００インチ（約０．２５４ｍｍ）から約２０／１０００インチ（約０．５０８ｍｍ）の範囲の平均直径を有することができる。第１の円形流出口チャンネル部分４５１はまた、例えば約１１／１０００インチ（約０．２７９ｍｍ）から約１３／１０００インチ（約０．３３０ｍｍ）の範囲の平均直径を有することができる。平均直径は、第１の円形流出口チャンネル部分４５１のサブセクションの直径の平均を指す。
【００１４】
第２の円形流出口チャンネル部分４５２は長さＬ２を有することができ、これは、約４０／１０００インチ（約１．０１６ｍｍ）より小さく、例えば約２６／１０００インチ（約０．６６０ｍｍ）から約２８／１０００インチ（約０．７１１ｍｍ）の範囲である。第２の円形流出口チャンネル部分４５２は、例えば約１０／１０００インチ（約０．２５４ｍｍ）から約２０／１０００インチ（約０．５０８ｍｍ）の範囲の平均直径を有することができる。他の例として、第２の円形流出口チャンネル部分４５２は、約１３／１０００インチ（約０．３３０ｍｍ）から約１６／１０００インチ（約０．４０６ｍｍ）の範囲の平均直径を有することができる。平均直径は、第２の円形流出口チャンネル部分４５２のサブセクションの直径の平均を指す。
【００１５】
第３の円形流出口チャンネル部分４５３は長さＬ３を有することができ、これは、約４０／１０００インチ（約１．０１６ｍｍ）より小さく、例えば約２３／１０００インチ（約０．５８４ｍｍ）から約２５／１０００インチ（約０．６３５ｍｍ）の範囲である。第３の円形流出口チャンネル部分４５３は、約８／１０００インチ（約０．２０３ｍｍ）から約１５／１０００インチ（約０．３８１ｍｍ）の範囲の平均直径を有することができる。他の例として、第３の円形流出口チャンネル部分４５３は、約１２／１０００インチ（約０．３０５ｍｍ）から約１５／１０００インチ（約０．３８１ｍｍ）の範囲の平均直径を有することができる。平均直径は、第３の円形流出口チャンネル部分４５３のサブセクションの直径の平均を指す。
【００１６】
非円形流出口チャンネル部分４５４は長さＬ４を有することができ、これは、約４／１０００インチ（約０．１０２ｍｍ）から約１０／１０００インチ（約０．２５４ｍｍ）の範囲である。他の例として、非円形流出口チャンネル部分４５４は、約７／１０００インチ（約０．１７８ｍｍ）から約９／１０００インチ（約０．２２９ｍｍ）の範囲の長さＬ４を有することができる。非円形流出口チャンネル部分４５４は、約８／１０００インチ（約０．２０３ｍｍ）から約１６／１０００インチ（約０．４０６ｍｍ）の範囲の有効直径を有することができる。さらなる例として、非円形流出口チャンネル部分４５４は、約１３／１０００インチ（約０．３３０ｍｍ）から約１６／１０００インチ（約０．４０６ｍｍ）の範囲の有効直径を有することができる。有効直径は、非円形流出口チャンネル部分４５４の断面積と同じ面積を有する円の直径の平均を指す。
【００１７】
流出口チャンネル４５は、約５９／１０００インチ（約１．４９９ｍｍ）から約７９／１０００インチ（約２．００７ｍｍ）の範囲の全長を有することができる。他の例として、流出口チャンネル４５は、約６９／１０００インチ（約１．７５３ｍｍ）から約７７／１０００インチ（約１．９５６ｍｍ）の範囲の全長を有することができる。
【００１８】
特定の例として、第２及び第３の円形流出口チャンネル部分４５２、４５３の各々の長さは、第１の円形部分４５１の長さよりも長いことができる。他の例として、第２及び第３の円形流出口チャンネル部分４５２、４５３は、異なる直径を有することができる。あるいは、第２及び第３の円形流出口チャンネル部分４５２、４５３は、流出口チャンネルが圧力チャンバと非円形流出口チャンネル部分４５４との間に第１の流出口チャンネル部分と第２の流出口チャンネル部分とのみを含み、例えば第２の流出口チャンネル部分が約５０／１０００インチ（約１．２７０ｍｍ）から約５５／１０００インチ（約１．３９７ｍｍ）の範囲の長さを有するように、実質的に同じ直径であることができる。
【００１９】
ノズル又はアパーチャ４７は、約１．５／１０００インチ（約３８．１μｍ）の長さ、及び約４２．０マイクロメータから約４４．０マイクロメータの範囲の直径を有することができる。
【００２０】
インクチャンバ３５は、例えば、一般的に平行四辺形の形状又は一般的に長方形の形状であることができる。インクチャンバ３５のコーナは、丸められていることができる。描写的な例として、インクチャンバ３５は、約３／１０００インチ（約７６．２μｍ）から約５／１０００インチ（約０．１２７ｍｍ）の範囲の高さ又は厚さＨ、約２９／１０００インチ（約０．７３７ｍｍ）から約３７／１０００インチ（約０．９４０ｍｍ）の範囲の幅Ｗ、及び約３８／１０００インチ（約０．９６５ｍｍ）から約４７／１０００インチ（約１．１９４ｍｍ）の範囲の長さＬを有することができる。さらなる例として、インクチャンバ３５は、約４／１０００インチ（約０．１０２ｍｍ）の範囲の高さ又は厚さＨ、約３４／１０００インチ（約０．８６４ｍｍ）から約３６／１０００インチ（約０．９１４ｍｍ）の範囲の幅Ｗ、及び約４４／１０００インチ（約１．１１８ｍｍ）から約４６／１０００インチ（約１．１６８ｍｍ）の範囲の長さＬを有することができる。幅Ｗ及び長さＬは、平行四辺形又は長方形の面積を規定する平行四辺形又は長方形の寸法を指す。
【００２１】
流入口チャンネル３１及び流出口チャンネル４５は、例えば一般的に平行四辺形又は一般的に長方形のインクチャンバ３５の隣接するコーナ領域で、インクチャンバ３５に接続されることができる。描写的な例として、流入口３１は、約４９／１０００インチ（約１．２４５ｍｍ）から約６２／１０００インチ（約１．５７５ｍｍ）の範囲の長さ、約６／１０００インチ（約０．１５２ｍｍ）から約１０／１０００インチ（約０．２５４ｍｍ）の範囲の幅、及び約２／１０００インチ（約５０．８μｍ）から約５／１０００インチ（約０．１２７ｍｍ）の範囲の高さを有することができる。
【００２２】
描写的な例として、滴生成器は、約２３ｋＨｚから約３５ｋＨｚの範囲の滴射出周波数で動作することができる。滴生成器は、例えば約２０ナノグラムから約３０ナノグラムの範囲の滴質量を有する滴を射出することができる。他の例として、滴生成器は、例えば約２３ナノグラムから約２７ナノグラムの範囲の質量を有する滴を射出することができる。
【００２３】
当初に提出され且つ補正され得る請求項は、ここに開示された実施形態及び教示の変形、代替、改変、改良、等価なもの、及び実質的に等価なものを包含し、現時点では予期されず又は認識されていないもの、ならびに例えば出願人／特許権者及び他の者から提示され得るものを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ドロップ・オン・デマンド滴射出装置の実施形態の模式的なブロック図である。
【図２】図１の滴射出装置で使用されることができる滴生成器の実施形態の模式的な平面図である。
【図３】図２の滴生成器の模式的な正面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  コントローラ、３０  滴生成器、３１  流入口チャンネル、３３  インク、３５  圧力チャンバ、３７  フレキシブルダイアフラム、３９  電気機械トランスデューサ、４１ ピエゾ素子、４３  電極、４５  流出口チャンネル、４７  ノズルまたはオリフィス、４８  レシーバ媒体、４９  インク滴、４５１  第１の円形流出口チャンネル部分、４５２  第２の円形流出口チャンネル部分、４５３  第３の円形流出口チャンネル部分、４５４  非円形流出口チャンネル部分、ＣＡ  流出口チャンネル軸。４５１Ａ，４５１Ｂ，４５１Ｃ，４５３Ａ，４５３Ｂ，４５３Ｃ  円形サブセクション。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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