(57)【要約】  改良された連続的なインクジェットプリントステーションは、ジェット配列（１４）を備える液滴発生器（１２）と、液滴荷電組立体（１６）とを含む。液滴荷電組立体は、ジェット配列に面する第一側（２０）を備える基板（１８）と、ジェット配列と整列された基板上に配置された１以上の抵抗加熱素子（２２ａ−２２ｆ）とを含む。抵抗加熱素子は、基板の部分の上に不連続的に配置される。１以上の荷電電極（２４）が第一側上に配置される。連続的なインクジェットプリントステーションは、第一側上での流体の凝縮を防止するのに十分な温度に基板を加熱するよう抵抗加熱素子に電力供給するための電源（２６）を含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を液滴発生器に供給する流体系を含み、前記液滴発生器は、ジェット配列と、中間地点と、前記流体を前記流体系に戻すための、前記ジェット配列と反対側のキャッチャ組立体とを含む、連続的なインクジェットプリントステーションであって、
当該プリントステーションは、
ａ．前記ジェット配列から発射される前記流体からの液滴を荷電するために、前記ジェット配列の反対側に配置された液滴荷電組立体を含み、
該液滴荷電組立体は、
ｉ．前記ジェット配列に面する第一側を含む基板と、
ｉｉ．前記第一側と異なる側の上の前記基板上に配置されるが、前記第一側に対して近接して前記ジェット配列と整列される多数の抵抗加熱素子と、
ｉｉｉ．前記液滴荷電電子機器と連絡して前記第一側の上に配置される少なくとも１つの荷電電極とを含み、
前記第一側は、第一側表面領域を含み、
前記多数の抵抗加熱素子は、前記基板の部分の上に不連続的に配置され、
当該プリントステーションは、
ｂ．前記第一側の歪みを最小限化しながら、前記第一側の上での前記流体の凝縮を防止するのに十分な温度に基板を加熱するよう、前記抵抗加熱素子に電圧を供給する電源をさらに含む、
プリントステーション。
【請求項２】
前記抵抗加熱素子は、前記ジェット配列の前記中間地点について対称に、対で前記基板上に配置される、請求項１に記載のプリントステーション。
【請求項３】
少なくとも６個の抵抗加熱素子が、前記ジェット配列の前記中間地点について対称に、対で前記基板上に配置される、請求項２に記載のプリントステーション。
【請求項４】
前記抵抗加熱素子は、前記ジェット配列の前記中間地点について対称に、前記基板上に配置される、請求項１に記載のプリントステーション。
【請求項５】
前記基板は、
ａ．前記第一側と共通の縁と、前記第一側表面領域よりも大きな第二側表面領域とを含む第二側と、
ｂ．前記第二側の前記共通の縁と反対側の前記第一側と共通の縁と、前記第一側表面領域よりも大きい第三側表面領域とを有する第三側とを含み、
少なくとも１つの荷電電極が前記第一側の上に配置され、前記抵抗加熱素子が前記第三側の上に配置される、
請求項１に記載のプリントステーション。
【請求項６】
前記加熱抵抗素子は、少なくとも３つの接続された厚膜の層を、接着剤なしに、前記基板上に直接的に堆積することによって形成される、請求項１に記載のプリントステーション。
【請求項７】
前記３つの接続された層は、回路層と、抵抗層と、誘電被覆層とを含む、請求項６に記載のプリントステーション。
【請求項８】
前記３つの接続された層は、前記基板上に印刷される、請求項７に記載のプリントステーション。
【請求項９】
前記３つの接続された層は、順次的に印刷される、請求項７に記載のプリントステーション。
【請求項１０】
前記抵抗加熱素子は、前記基板に積層される、請求項１に記載のプリントステーション。
【請求項１１】
前記抵抗加熱素子は、真空蒸着法、スパッタリング法、蒸着法、気相成長法、及び、そららの組み合わせから成る群から選択される方法によって、前記基板上に配置される、請求項１に記載のプリントステーション。
【請求項１２】
前記電源は、ＤＣ電源である、請求項１に記載のプリントステーション。
【請求項１３】
前記電源は、パルス幅変調電源である、請求項１に記載のプリントステーション。
【請求項１４】
前記基板は、セラミック、ガラス、金属、ポリマ、それらの化合物、それらの積層物、又は、それらの組み合わせである、請求項１に記載のプリントステーション。
【請求項１５】
各抵抗加熱素子は、別個の電源を含む、請求項１に記載のプリントステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施態様は、プリントステーションのための液滴荷電組立体の改良を提供する方法に関する。より良好な液滴制御は、キャッチ液滴上の電荷の均一性を増大し、且つ、典型的には不十分な印刷品質を招くプリント液滴上の電荷の変化を低減することによって実現される。
【背景技術】
【０００２】
連続的なインクジェット印刷では、導電性インクが、典型的には直線配列に配置される複数のオリフィスを介して、インクを分配する領域に加圧下で供給される。インクはオリフィスから排出され、ジェット配列を形成し、ジェット配列は液滴流に侵入する。液滴流中の個々のインク液滴は、液滴荷電組立体によって選択的に帯電され、液滴荷電組立体は液滴を通常の軌道から偏向させる。偏向された液滴は捕捉され、再循環される。非偏向液滴は、画像を形成するプリント媒体に進むことが許容される。
【０００３】
液滴は、典型的には、１つの縁部に沿う複数の荷電電極と、面の１つに沿う対応する複数の接続リード線とを有する、液滴荷電組立体によって帯電される。荷電電極を有する液滴荷電組立体の縁は、インク液滴流に近接近して配置される。液滴がジェット配列から離脱するときに液滴内の帯電を誘導するために、電荷がリード線に加えられる。
【０００４】
液滴荷電の均一性は、平面電極構造を用いる連続的インクジェットプリントヘッドにおいて本質的である。これらのプリントヘッドは、「プリント液滴」に比べ、「キャッチ液滴」のための電荷の大幅な差を必要とする。高い電荷を備える液滴は、キャッチャに向かって引き付けられ、再循環される。低い電荷を備える液滴は、プリント媒体上に印刷される。もしプリント液滴上の電荷が過剰であるか或いは制御されないならば、印刷品質欠陥が導入される。プリント液滴上の公称電荷レベルは、各プリントヘッド設計において異なる。
【０００５】
米国特許番号第４，６２２，５６２（Ｐｉｐｋｏｒｎ）は、凝縮物の形成を防止するために、プリントヘッド用の電荷板が加熱されるべきことを教示している。米国特許第４，９２８，１１６号も参照。ここに記載される従来技術は参照として引用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
具体的には、４インチよりも長い配列を備えるプリントステーションのために、より良好な液滴荷電組立体を用いて印刷品質を改良する必要が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに記載される本実施態様は、これらの必要を満足するよう設計されている。
【０００８】
連続的なインクジェットプリントステーションは、液滴発生器に流体を提供する流体系を含む。液滴発生器は、ジェット配列と、中間地点と、流体を流体系に戻すジェット配列と反対側のキャッチャ組立体とを含む。プリントステーションは、ジェット配列から発射される流体からの液滴を荷電するために、ジェット配列の反対側に配置された液滴荷電組立体を含む。
【０００９】
液滴荷電組立体は、第一側表面領域を備えるジェット配列に面する第一側を備える基板を有する。組立体は、ジェット配列と整列された基板上に配置された多数の抵抗加熱素子を有する。多数の抵抗加熱素子は、基板の部分の上に不連続的に配置される。組立体は、液滴荷電電子機器と連絡する第一側上に配置された１以上の荷電電極と、第一側の歪みを最小限化しながら、第一側の上での流体の凝縮を防止するのに十分な温度に基板を加熱するために、電圧を抵抗加熱素子にもたらす電源とを有する。
【００１０】
以下に提示される好適実施態様の詳細な記載では、添付図面が参照される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
列挙された図面を参照して、本実施態様が以下に詳細に記載される。
【００１２】
本発明を詳細に説明する前に、実施態様は具体的な記載に限定されず、様々な方法で実施され或いは遂行され得ることが理解されるべきである。
【００１３】
インクジェットプリントステーションのための改良された液滴荷電組立体は、液滴荷電組立体上の凝縮を最小限化しながら、プリントステーションの「プリント液滴」及び「キャッチ液滴」上の均一な電荷を生み出す、不連続な抵抗加熱素子を有する。
【００１４】
改良された液滴荷電組立体は、具体的には、小さなオリフィスを備えるオリフィス板を有する液滴発生器のために、より良好な製造収率、より良好なプリントヘッドの信頼性、及び、より良好な印刷品質をもたらす。
【００１５】
プリントヘッド内に長い配列のジェットを備える改良された液滴荷電組立体は、特に価値があり、それらのジェットは、さもなければ、他の種類の加熱素子で加熱中に変形する傾向を有する。改良された液滴荷電組立体の結果、液滴荷電組立体上に形成される凝縮物を取り除くために必要とされるエネルギーはより低い。
【００１６】
この改良された液滴荷電組立体は、プリントヘッドが他のプリントヘッドよりも容易に維持されることを可能にする。１つの実施態様は、液滴荷電組立体の基板上に多層抵抗加熱素子を直接的に製造し、それによって、別個の加熱素子が製造されて液滴荷電組立体上に組み立てられることを必要とする他のプロセスに比べ、製造コストを低減することを含む設計を記載する。
【００１７】
図面を参照すると、図１は、改良された液滴荷電組立体を備える連続的なインクジェットプリントステーションの全体的な設計を描写している。連続的なインクジェットプリントステーションは、インク液滴１５を噴射するためのジェット配列１４を備える液滴発生器１２と、液滴荷電組立体１６とを含む。キャッチャ組立体１７が、ジェット配列１４の反対側に配置されている。液滴荷電組立体１６は、ジェット配列１４に面する第一側２０を有する基板１８を含む。流体システム４０が、インク又は他の流体を液滴発生器１２に供給する。インクジェットプリントステーションの実施例は、Ｄａｙｔｏｎ，ＯｈｉｏのＫｏｄａｋ  Ｖｅｒｓａｍａｒｋから入手可能なＫｏｄａｋ  Ｖｅｒｓａｍａｒｋ  ＤＴ９２プリントステーションである。
【００１８】
基板１８は、第一側２０と共通の縁を有する第二側２１を有する。第二側２１は、第一側２０表面領域よりも大きな表面領域を有する。基板１８は、第二側２１の共通の縁の反対側に、第一側２０と共通の縁を有する第三側２３を有する。第三側２３表面領域は、第一側２０表面領域よりも大きい。
【００１９】
少なくとも１つの荷電電極２４が第一側２０上に配置され、少なくとも１つの抵抗加熱素子２２ａが第三側２３上に配置されている。
【００２０】
液滴荷電電子機器２５が荷電電極２４に接続している。電源２６が抵抗加熱素子２２ａに接続している。１つの電極２６は、各抵抗加熱素子に電力供給することができるが、基板１８上に配置された全ての抵抗加熱素子に電圧を供給する１つの電源２６を有することも可能である。
【００２１】
基板１８は、セラミック、ガラス、金属、ポリマ、それらの化合物、そられの積層物、及び、それらの組み合わせであり得る。他の好適な基板材料はアルミナである。
【００２２】
好適実施態様において、液滴荷電組立体１６は、ジェット配列１４と平行に延在する少なくとも１つの抵抗加熱素子２２ａを含むが、基板１８の選択的部分上に不連続に配置されている。抵抗加熱素子２２は、図２中にセグメントで示されている。少なくとも６個の抵抗加熱素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆが、１インチ毎３００個のオリフィスを用いる例示的なプリントヘッドのために基板１８上に配置されるのが好ましい。基板１８の３つの重要な側２０，２１，２３が図２中に示されている。抵抗加熱素子は、基板の第二側２１上に示されている。
【００２３】
この実施態様では、６個の抵抗加熱素子は、好適実施態様において、一緒に対になって示され、ジェット配列１４の中間地点４２の周りに対称に配置されている。
【００２４】
図３は、基板の第三側２３上の抵抗加熱素子の他の実施態様を示しており、それは基板１８と反対側の側２１にある。ジェットはこの実施態様中に示されている。荷電電極２４は、第二側２１上に配置された導体４３によって液滴荷電電子機器２５に接続する基板の第一側２０の上に配置されている。
【００２５】
荷電電極は、典型的には、好適実施態様における第一側上に配置される。荷電電極を形成するために、電極又は回路トレースを基板上に形成する如何なる方法をも用い得る。米国特許番号第５，５１２，１１７号中でＭｏｒｒｉｓによって記載された具体的なプロセスは好適な方法であり、ここに引用される。
【００２６】
スクリーン印刷及び層間焼成のような順次厚膜蒸着プロセスを用いることによって、抵抗加熱素子を基板上に直接的に形成し得る。
【００２７】
抵抗加熱素子をグループとして印刷し或いは生成することができ、労働集約型抵抗器構造に対する時間を節約し、既存の技法を順守する。
【００２８】
抵抗素子、例えば、Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤｅｌａｗａｒｅのＥ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔからのＤｕＰｏｎｔ６１６０へのリード線を形成するために、抵抗加熱素子を回路層３４として用い得る。加熱器を形成するために用いられる抵抗層３６の実施例は、ＤｕＰｏｎｔ  Ｑ５８７抵抗器である。回路層及び抵抗層の双方を保護するための誘電被覆層３８に関しては、ＤｕＰｏｎｔ９６１５誘電性材料を用い得る。
【００２９】
最も好適な実施態様において、多数の抵抗加熱素子は、第一側と異なる側の上ではあるが、ジェット配列と整列され且つ第一側と近接関係で、基板上に配置される。
【００３０】
他の実施態様では、抵抗加熱素子は、基板に積層されるポリイミドのような非伝導性ポリマシート上に形成され得る。他の実施態様では、抵抗加熱素子は、層の真空蒸着法、スパッタリング法、蒸着法、及び、気相成長法を用いて基板上に形成され得る。もしスパッタリングが遂行されるならば、基板は、真空室内に配置され、プラズマが室内の受動原料ガス内に生成され、イオン衝撃が基板の方向に向けられ、材料を標的から逸れてスパッタさせ且つ基板上に凝縮させる。蒸着のために、基板は、蒸着されるべき材料を含むるつぼを備えて、室温で高い真空室内に配置される。るつぼを加熱するために加熱源が用いられ、材料を基板上に蒸着させ或いは凝縮させる。最後に、低圧化学蒸着が反応炉内で９００℃までの温度で遂行される。蒸着された膜は、反応炉に供給された原料ガス間の化学反応の産物である。
【００３１】
各抵抗加熱素子は、別個の電源２６を有する。例えば、Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣａｌｉｆｏｒｎｉａのＶＩＣＯＲから入手可能なＰＳ１−０１−６８７、２４ボルトＤＣ源源を用い得る。
【００３２】
図５は、６個の抵抗加熱素子２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｆを示しており、各抵抗加熱素子は、電源２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ，２６ｅ，２６ｆをそれぞれ備えている。電源は上記のＶＩＣＯＲ部分であり得る。
【００３３】
液滴荷電組立体は、第一側２０上に配置された少なくとも１つの荷電電極２４をさらに含み得る。図１に示される液滴荷電電極２４は、好ましくは、基板１８の周りに屈曲構造を有する。
【００３４】
連続的なインクジェットプリントステーションは、図１に示されるように、第一側上での流体の凝縮を防止するのに十分な温度に基板を加熱するよう抵抗加熱素子に電力供給するための電源２６を含む。電源２６は、離散的な加熱素子への電力を変えるパルス幅変調電源を含み得る。この電源は、抵抗素子への総電力供給を変更するよう所定周期内で、オンタイムをオフタイムに対して変え得る。典型的には、所定周期は、３００マイクロ秒のオンタイムを備える１０００マイクロ秒である。
【００３５】
代替的に、電源２６は、離散的な加熱素子に供給される電圧を変化し得る。
【００３６】
実施態様がその特定の好適実施態様を具体的に参照して詳細に記載されたが、変形及び変更を実施態様の範囲内で行い得ることが特に当業者に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】改良された液滴荷電組立体を備えるプリントステーションを示す側面図である。
【図２】図１の実施態様を示す斜視図である。
【図３】異なる場所の抵抗加熱器素子を備える液滴荷電組立体の第二実施態様を示す側面図である。
【図４】改良された液滴荷電組立体における使用のために基板上に構築された抵抗加熱素子を詳細に示す断面図である。
【図５】図１の実施態様を示す詳細図であり、各抵抗加熱素子は独自の電源を有する。
【符号の説明】
【００３８】
１２    液滴発生器
１４    ジェット配列
１５    インク液滴
１６    液滴荷電組立体
１７    キャッチャ組立体
１８    基板
２０    基板の第一側
２１    基板の第二側
２２ａ  第一抵抗加熱素子
２２ｂ  第二抵抗加熱素子
２２ｃ  第三抵抗加熱素子
２２ｄ  第四抵抗加熱素子
２２ｅ  第五抵抗加熱素子
２２ｆ  第六抵抗加熱素子
２３    基板の第三側
２４    荷電電極
２５    液滴荷電電子機器
２６    電源
３４    回路層
３６    抵抗層
３８    誘電被膜層
４０    流体を液滴発生器にもたらす流体系
４２    ジェット配列中間地点
４３    導体
【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５】
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【国際調査報告】
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2007536115.tif 000009
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