(57)【要約】インク供給用の入口を有するハウジングと、複数のインク小滴の噴射用の、一列に配置された複数の噴射位置と、複数の入口から複数の噴射位置へのインクの通路用のインク供給経路であって、少なくとも１つの末広インクマニホルドを含むインク供給経路と、複数の噴射位置からインクを受けるための出口マニホルドとを備えるプリントヘッドを提供すること。
2005528259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク供給用の入口を有するハウジングと、
複数のインク小滴の噴射用の、一列に配置された複数の噴射位置と、
複数の入口から複数の噴射位置へのインクの通路用のインク供給経路であって、少なくとも１つの末広インクマニホルドを有するインク供給経路と、
複数の噴射位置からインクを受けるための出口マニホルドと
を備えるプリントヘッド。
【請求項２】
前記マニホルドが、少なくとも１つの入口と、インクの通路用の少なくとも１つの出口とを有し、前記出口が、インクを一列に配置された複数の噴射位置に供給する、請求項１に記載のプリントヘッド。
【請求項３】
前記マニホルドが、入口から出口の方向に径が大きくなっている、請求項２に記載のプリントヘッド。
【請求項４】
前記マニホルドが、一列に配置された複数の噴射位置に垂直な線に関して対称であり、そして、前記一列に配置された複数の噴射位置の中央に位置している、請求項１から３のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項５】
前記マニホルドが、三角形状の通路である、請求項１から４のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項６】
前記入口が、マニホルドの頂部に設けられ、そして、１つまたは複数の出口が、前記入口と反対側の、マニホルドの側部に位置している、請求項５に記載のプリントヘッド。
【請求項７】
前記マニホルドの頂部に設けられた抽気出口をさらに含む、請求項５に記載のプリントヘッド。
【請求項８】
前記マニホルドが、ほぼ半円形である、請求項１から４のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項９】
前記マニホルドの１つまたは複数の出口が、前記マニホルドのほぼ真っ直ぐな境界上に配置される、請求項８に記載のプリントヘッド。
【請求項１０】
前記マニホルドが、ほぼ楕円または放物線形状を有するチャンバである、請求項１から４のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項１１】
前記入口が、マニホルドの中心に配置された請求項１０に記載のプリントヘッド。
【請求項１２】
複数のマニホルドが、一列に配置された複数の噴射位置の異なる部分に供給するために、平行に設けられている、請求項１から１１のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項１３】
前記複数の各マニホルドへの入口が、前に記載したタイプの共通マニホルドによって提供される、請求項１２に記載のプリントヘッド。
【請求項１４】
１つまたは複数のマニホルドの断面積が一定に保たれている、請求項１から１３のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項１５】
追加のマニホルドがその入口から出口に向かって径が大きくなっている、請求項１から１４のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項１６】
複数の流体通路を備える流動層をさらに含み、前記複数の流体通路を流体が通過することが可能な、請求項１から１５のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項１７】
ハウジングと、
複数のインク小滴を噴射するために、前記ハウジングから延びる、一列に配置された複数の噴射位置と、
一列に配置された複数の噴射位置を囲む中間電極と
を備えるプリントヘッドであって、
前記中間電極が、前記ハウジングに取り外し可能に連結されていることを特徴とするプリントヘッド。
【請求項１８】
前記中間電極が連動取付台によって取り外し可能にハウジングに連結される、請求項１７に記載のプリントヘッド。
【請求項１９】
１つまたは複数の磁石が、前記ハウジングまたは前記中間電極の一方に、前記ハウジングおよび前記中間電極の他方を引きつけるために取り付けられている、請求項１７または１８に記載のプリントヘッド。
【請求項２０】
前記中間電極および前記プリントヘッドの一方が、複数のボールベアリングを備え、前記ボールベアリングは、前記中間電極がハウジングに連結されるとき、前記中間電極および前記プリントヘッドの他方における対応する複数の凹部内に配置される、請求項１７から１９のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項２１】
追加の複数の磁石が、前記ハウジング及び前記中間電極の一方、または両方に設けられている、請求項１９または２０に記載のプリントヘッド。
【請求項２２】
連動取付台が導電性の複数のインサートを含む、請求項１７から２１のいずれか１つに記載のプリントヘッド。
【請求項２３】
ハウジングと、
複数のインク小滴を噴射するための、一列に配置された複数の噴射位置と、
一列に配置された複数の噴射位置を囲む中間電極と、
流体を通過させることが可能な少なくとも１つの通路を有する流動層であって、使用中に、前記流体が、一列に配置された複数の噴射位置または中間電極の一方、または両方に向けられるところの流動層と
を備えるプリントヘッド。
【請求項２４】
前記流体が、圧縮気体および液体の少なくとも一方を含む、請求項２３に記載のプリントヘッド。
【請求項２５】
プリントヘッドを洗浄する方法であり、前記プリントヘッドがハウジングと、複数のインク小滴を噴射するために、前記ハウジングに設けられた、一列に配置された複数の噴射位置と、一列に配置された前記複数の噴射位置を囲む中間電極とを含むところの方法であって、
前記ハウジングの内部の流体ネットワークに加圧洗浄液を供給するステップと、
一列に配置された前記複数の噴射位置および前記中間電極の一方、または両方に向けて加圧洗浄液を導くステップと
を含む方法。
【請求項２６】
洗浄後の前記洗浄液を濾過して、前記洗浄液の再使用を可能にするステップをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記洗浄液が、圧縮気体および液体の少なくとも一方を含む、請求項２５または２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプリントヘッドに関する。さらに詳細には、使用される方法および装置は、一般的に、その開示が参照により本明細書に組み込まれているＷＯ−Ａ−９３／１１８６６に記載されているタイプでよい。上記の特許明細書では、複数の粒子の凝集または凝縮がプリントヘッドで達成され、それから噴射位置で、複数の粒子の凝集が例えば印刷目的のための基板に噴射される。アレイプリンタの場合、複数のセルを、１つまたは複数の列に配置することができる。
【背景技術】
【０００２】
複数の粒子を発生させ、複数の静電場を使用して複数の各噴射位置にインクが供給される複数の噴射位置から複数の粒子を噴射することがよく知られている。同じ状態、すなわち他の複数の位置にインクが供給された場合、インクが無い位置がなく、また、温度、圧力および濃度など同じ状態で、インクがアレイ内の各噴射位置に到達することが重要である。これは、印刷の際使用されるインクの組成が各噴射位置で同一であること、また他の場合ではアレイの最も端の位置にあり、したがってインクの適切な供給を受けないことが起こりやすい複数の位置にアレイの中央の複数の噴射位置と同じ状態で同じ量のインクが供給されることを保証する。
【０００３】
さらに、中間電極が、一列に配置された複数の噴射位置を囲んで備えられるとき、その中間電極が囲む噴射位置に起こる破損のリスクを増大させないように、中間電極を迅速かつ正確に配置することが重要である。明らかに、プリントヘッドによって実行されるどんな印刷の品質および精度にも影響するので、どの複数の噴射位置の破損も望ましくない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、上記で特定された問題を克服するプリントヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、
インク供給用の入口を有するハウジングと、
複数のインク小滴の噴射用の、一列に配置された複数の噴射位置と、
前記入口から複数の噴射位置へのインクの通路用のインク供給経路であって、少なくとも１つの末広インクマニホルドを含むインク供給経路と、
複数の噴射位置からインクを受けるための出口マニホルドとを備えるプリントヘッドが提供される。
【０００６】
好ましくは、マニホルドは、入口から出口の方向に径が大きくなっている。
【０００７】
好ましくは、マニホルドは、少なくとも１つの入口と、インクの通路用の１つの出口であって、一列に配置された複数の噴射位置にインクを供給する出口とを含む。
【０００８】
マニホルドが、好ましくは、一列に配置された複数の噴射位置に垂直な線に関して対称であり、その一列に配置された複数の噴射位置の中心にある。
【０００９】
マニホルドが三角形状の通路の形状をとることができ、入口をマニホルドの頂部に備えることができ、１つまたは複数の出口が入口に対向するマニホルドの側部にある。
【００１０】
あるいは、マニホルドは、マニホルドのほぼ真っ直ぐな境界上に配置されたチャンバからの１つまたは複数の出口を備えるほぼ半円形チャンバの形状をとることができる。マニホルドはまた、特に楕円または放物線のチャンバの形状をとることもできる。したがって、好ましくは、入口がマニホルドの形状の中心に配置される。
【００１１】
一列に配置された複数の噴射位置が非常に広い装置では、複数のインク供給マニホルドを、各々がアレイのほぼ等しい部分に供給するように備えることも考えられる。複数の噴射位置に供給されるインクが、アレイ全体にわたって、単一の入口を通して初期に最初の通路に供給されたものとなお同じ状態にあるように、複数の各マニホルドへの入口を、前に記載したタイプの共通マニホルドによって供給することができる。
【００１２】
プリントヘッドは流動層をさらに備え、その流動層の中に複数の流体通路が備えられ、その流動層を通して気体またはリンス剤などの液体を流すことができる。そのような流れを、複数のチャネルを洗浄しまたは中間電極を洗浄するために利用できる。
【００１３】
出口マニホルドは、入口マニホルドと同じ形状でもよく、または違う形でもよい。好ましくは、出口マニホルドは入口から出口に向かって収束する。出口マニホルドの形状は、プリントヘッドに加えられる負圧が一様であること、および静止インクのポケットが作られないように、インクのすべてが再循環されることを保証するのに重要である。
【００１４】
１つまたは複数のマニホルドの断面積を、その幅が増加するにつれて厚さを低減させて一定に保つことができる。
【００１５】
複数のマニホルドは、複数のインク入口を備えることができ、または代わりに単一の入口備えることもできる。出口マニホルドは、好ましくは、大量のインクサプライにインクを戻すために単一の出口を備える。
【００１６】
使用中、複数のマニホルドの複数の上部エッジは曲がっていて、したがって存在するどんな複数の気泡もマニホルドの上に浮かび上がらせることが好ましい。マニホルドは、好ましくは複数の気泡を取り除くために、１つまたは複数の抽気出口を備えている。抽気孔がマニホルドの頂部に配置されていることが好ましい。
【００１７】
複数のマニホルドの一方、または両方は、マニホルドの必要な厚さを維持するために、１つまたは複数の支持構造を備えることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様は、
ハウジングと、
複数のインク小滴を計量分配するための、一列に配置された複数の噴射位置と、
一列に配置された複数の噴射位置を囲む中間電極であって、
取り外し可能にハウジングに連結された中間電極とを備えるプリントヘッドを提供する。
【００１９】
好ましくは、中間電極は、連動取付台によって連結される。
【００２０】
プリントヘッドは、一方のハウジングまたは中間電極に、他方のハウジングおよび中間電極を引きつけるために、取り付けられた１つまたは複数の磁石も含むことができる。
【００２１】
連動取付台は、プリントヘッドまたは中間電極のいずれか一方の上に、そのうちの１つが円錐形で、そのうちの１つがＶ字形で、そのうちの１つが平底を有する複数の凹部を含む。他方のプリントヘッドおよび中間電極が、好ましくは、中間電極がハウジングに取り付けられるとき、対応する複数の凹部に配置される複数のボールベアリングを備える。
【００２２】
追加の複数の磁石を、ハウジングおよび中間電極の一方、または両方に備えることができる。
【００２３】
連動取付台の複数の接触インサートは、中間電極に電気的接触を与えるために導電性であってもよい。複数のインサートは、金めっき製でもよい。
【００２４】
本発明の第３の態様は、
ハウジングと、
複数のインク小滴を計量分配するための、一列に配置された複数の噴射位置と、
一列に配置された複数の噴射電極を囲む中間電極と、
使用中、流体をそれを通して流すことができる少なくとも１つの通路を有する流動層であって、流体を、一列に配置された複数の噴射位置または中間電極の一方、または両方に向けて導く流動層とを備えるプリントヘッドを提供する。
【００２５】
流体は空気などの気体でよく、または追加また代替で、リンス剤や溶剤などの液体でもよい。両方の場合で、流体の流れが、インク付着物を複数の噴射位置または中間電極から取り除かせる。
【００２６】
本発明の第４の態様は、プリントヘッドを洗浄する方法において、プリントヘッドがハウジングと、複数のインク小滴を計量分配するための、一列に配置された複数の噴射位置と、一列に配置された複数の噴射位置を囲む中間電極とを含み、
ハウジング内部の流体ネットワークに加圧洗浄液を供給するステップと、
一列に配置された複数の噴射位置および中間電極の一方、または両方に向けて加圧洗浄液を導くステップとを含む方法を含む。
【００２７】
好ましくは、洗浄液は、好ましくはそれぞれ空気およびリンス剤である圧縮気体および液体の一方を含む。好ましくは、洗浄後回収された洗浄液は濾過され、したがってそれを再使用できる。
【００２８】
次に、本発明の一例を添付の複数の図面に関連して説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
図１に示すプリントヘッド１は、残りの構成要素がそれに連結される本体２を含む。本体の一端に、中間電極プレート３が連動取付台（図２および３参照）によって取り付けられる。本体２は、波形ワッシャ７ａを通る蝶ねじ７によって一緒に保持される位置プレート５と固定プレート６とを備える取付部分４に連結される。
【００３０】
本体２は、ほぼ平坦なベース部分８と、中間電極プレート３が取り付けられる１対の直立突起９とを含む。
【００３１】
図２に示すように、連動インサートは、３つの凹部１０、１１，１２を本体上に備え、これらは１つの平底の凹部１０と、１つのＶ字形の凹部１１と、１つの円錐形の凹部１２とを含む。複数の磁石１３が、本体の表面に挿入される。
【００３２】
中間電極プレート３は、複数のボールベアリング１５および追加の複数の磁石１６が固定された基準プレート１４と、基準プレートの開口に取り付けられた中間電極１７自体とを含む。複数の開口７１が、ハウジング２上の対応する複数の突起７０を受けるために基準プレート１４内に備えられる。もちろん、複数の突起を基準プレートおよびハウジングの複数の開口上に配置することもできる。
【００３３】
本体２の平坦部分８は、図４に見ることができるように、流動層１９とインク出口マニホルド２０とインク出口層２１と中央タイル２２とインク入口プリズム２３とインク入口マニホルド２４と抽気層２５とインク入口層２６とを含む図４に示す積層構造１８を支持する。
【００３４】
中央タイル２２は、一列に配置された複数の噴射位置２７にインクを供給するためのチャネル（図示せず）を含む。
【００３５】
積層構造１８は、クランプとして働きかつ複数のねじ３０によって本体に固定されるプレート２９によって所定の位置に保持されるプリントヘッドの上部２８によって所定の位置に保持される。
【００３６】
複数の噴射位置２７は、複数の剛性プレート３２上に取り付けられた複数の電気コネクタ３１を介して供給される複数の信号によって制御される。複数の電気コネクタはそれぞれ、各噴射位置に対応する個々の複数の電気経路を有する柔軟なシート３３に連結され、これらは中央タイル２２内の個々の複数のチャネルに連結される。
【００３７】
図４に示す流動層１９は、気体またはリンス剤などの液体を、それを通して流すことができる、図６ｃおよび６ｄに示す一連の狭いチャネル３４を含む。単一の流動層だけを示しているが、追加の複数の流動層を含むことも考えられる。これは、図１０に関してさらに詳細に述べられる。
【００３８】
インクは、インク入口層２６および抽気層２５を通ってインク入口マニホルド２４にインクを送り込む、プリントヘッド内の複数のインク供給管３５によって供給され、その複数の例を図７および９に見ることができる。インクは、マニホルド２４のチャンバ３７を通り、インク入口プリズム２３を通って、中央タイル２２の複数の噴射位置２７に出る。それから、インクは、中央タイル２２からインク出口層２１を通ってインク出口マニホルド２０に流れ、その一例を図８に見ることができる。インクはインク出口マニホルドを出て、大量のインクサプライ（図示せず）に戻る。
【００３９】
図５ａ、５ｂおよび６ａからｄに見ることができるように、インク入口プリズム２３は、中央タイル２２の個々の複数の噴射位置２７のそれぞれに対応する一連の複数の狭いチャネル６０を含む。インクは、複数のチャネル６０に沿って通り、複数の噴射位置２７に入る。図５ｂの出口マニホルド２０は、三角形状のチャンバ４２を含むが、このチャンバは、入口マニホルド２４のチャンバ３７と同じ形状でもよく、またはそれを図８に示すように形づくってもよい。
【００４０】
図７は、入口マニホルド２４の一例の概略平面図を示す。マニホルドは、マニホルドチャンバ３７に送り込まれる大量のインクサプライからの入口３６を備える。チャンバは、チャンバの必要な厚さを維持するため、またインクの流れを必要な複数の方向に導くために多数の支持体３８を含む。
【００４１】
図８は、インクが真っ直ぐな境界３９に沿ってマニホルドチャンバ４２に入り、通り過ぎ、インク出口を通って出る出口マニホルド２０の一例を示す。この場合も、流出マニホルドチャンバの必要な厚さを維持するために、多数の支持体４１を備える。支持体３８および４１は、任意選択である。
【００４２】
図９は、多数の支持構造４４と共に、多数のインク入口４３を備える入口マニホルド２４の別の例を示す。入口インク流の中に混入されることがあり、望ましくない気泡を取り除くために、抽気出口４５も備えている。
【００４３】
図１０は、前の複数の図に示したプリントヘッドで使用することもできるメンテナンスシステム５０の主な特徴を示す。メンテナンスシステムは、弁５３を介して供給管路５４からプリントヘッド１に流れを供給するポンプ５２に液体を供給するリンスリザバ５１を含む。圧縮空気の供給管路５５も、さらに別の弁を介して、この供給管路に連結される。このようにして、液体または空気のいずれか、あるいはそれらの組合せを、中央タイル２２のインクの流れ経路内の複数のチャネル３４（図示せず）を通して、または、図５に示した流動層１９のチャネル３４を通して、供給することができる。流れ経路は２つのマニホルドと複数の噴射位置を含む。空気管路５５を介して供給される圧縮空気は流れに追加の撹拌をもたらし、それによって、流体がインク供給経路に沿って通るとき、流体の洗浄作用を改良する。液体および気体を同時に、または別の流れとして交互に供給することが考えられる。流体に圧縮空気を加えることも、プリントヘッド１に追加の撹拌をもたらす。この空気の流れを止めることによって、流体をプリントヘッドの両側にポンプ輸送することができ、したがってプリントヘッドを十分に準備できた状態にする。ユーザがメンテナンスと印刷の構成との間で切り替えることを可能にするように、追加の弁（図示せず）が提供される。使用された洗浄液は、フィルタ５６を通って、ポンプ５２に再循環するために、濾過されたリンス回収リザバ５７中に入る。
【００４４】
メンテナンスシステムを、複数の噴射位置２７または中間電極１７あるいは両方を洗浄するために使用することができる。複数の噴射電極を洗浄するとき、リンス剤および圧縮空気の両方を使用することが好ましい。
【００４５】
中間電極１７を洗浄するとき、圧縮気体を含む流体の流れが気体ブラシとして働く。
【００４６】
流体をプリントヘッドの他の複数の部分に導く追加の流体出口を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明によるプリントヘッドの透視図である。
【図２】中間電極を取り除いて別の側面から見たプリントヘッドの透視図である。
【図３】中間電極を示す図である。
【図４】プリントヘッドの噴射部分を通る概略断面図である。
【図５ａ】インク入口構造の分解図である。
【図５ｂ】インク出口構造の分解図である。
【図６ａ】インク入口構造の透視図である。
【図６ｂ】インク入口構造の部分の詳細図である。
【図６ｃ】インク出口構造の透視図である。
【図６ｄ】インク出口構造の部分の詳細図である。
【図７】マニホルドの一例の概略平面図である。
【図８】流出マニホルドの概略平面図である。
【図９】流入マニホルドの一例の概略平面図である。
【図１０】プリントヘッドで使用されるメンテナンスシステムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６ｂ】
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【図６ｄ】
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【図７】
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【図８】
2005528259.tif 000012
【図９】
2005528259.tif 000013
【図１０】
2005528259.tif 000014
【国際調査報告】
2005528259.tif 000015
2005528259.tif 000016
2005528259.tif 000017
2005528259.tif 000018
2005528259.tif 000019
2005528259.tif 000020