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JP3410110B2 - デジタル印刷用の塗料の計量装置 - Google Patents

デジタル印刷用の塗料の計量装置

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JP3410110B2
JP3410110B2 JP50458999A JP50458999A JP3410110B2 JP 3410110 B2 JP3410110 B2 JP 3410110B2 JP 50458999 A JP50458999 A JP 50458999A JP 50458999 A JP50458999 A JP 50458999A JP 3410110 B2 JP3410110 B2 JP 3410110B2
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ディーン・ロバート・ゲイリー・アンダーソン
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  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 背景 発明の分野 本発明は、全体として、デジタル印刷で使用するため
の装置に関し、更に詳細には、塗装されるべき表面上に
付着されるべき所定量の塗料を計量するための計量装置
を使用する装置、及び計量された量の塗料を前記表面に
付着する装置に関する。
発明の背景 コンピューター技術の進展により、高解像度のグラフ
ィックスを見る能力が改善されてきた。カラープリンタ
ーの解像度及び速度の性能は、写真のように鮮明な画像
を複製することができるところまで向上した。ここ数年
に開発された一つ又はそれ以上の顕著であり且つ有利な
プリンター技術は、幾つかの色、代表的には藍色、紫紅
色、黄色、及び黒色を紙上で混合してカラー画像を形成
するインクジェットプリンターである。従来のインクジ
ェット印刷ヘッドは、複数のノズル及び熱エレメントを
含む。熱エレメントでインクを加熱することによって発
生させた気泡圧力によってノズルからインクを噴流をな
して放出する。この際、ノズル及び熱エレメントは近接
している。一つのこのようなインクジェット印刷ヘッド
は、ハヤミズに賦与された米国特許第5,121,143号に記
載されているように、複数の熱ドットエレメントを含む
少なくとも一つの熱エレメント及び各熱エレメントに接
続された幅が異なる複数の電極を持つ熱ヘッド部材を含
む。これにより、一つのドットに噴出されるインクの量
を変えるために様々な幅の熱エレメントの被加熱部分を
得ることができる。別のこのようなインクジェット印刷
ヘッドが、ハヤミズ等に賦与された米国特許第4,731,62
1号に記載されている。
別の種類の印刷ヘッドがヤマモリ等に賦与された米国
特許第4,764,780号に記載されている。この印刷ヘッド
では、インク放出記録装置が、インクタンクに連結され
た複数のインク放出ヘッドを含む。インク放出ヘッドの
各々はインクノズルを有し、インクノズルを通して微小
なインクの液滴を電気信号に従って放出し、インクノズ
ルと向き合っており且つ空気流を形成するようになった
空気ノズルがインクの液滴を記録媒体に向かって加速す
る。
家庭用又は事務用の代表的な机上型インクジェットプ
リンターは、比較的安価であるが、通常は、215.9mm×2
79.4mm（８・1/2インチ×11インチ）又は同様の標準的
な大きさの紙シート等の標準的な事務用の大きさの紙シ
ートにしか印刷を行うことができない。しかしながら、
ポスターサイズのシート等の大型のフォーマットに適用
できるプリンターは、現在、購入に数千ドルかかり、広
告掲示板シートを印刷できる機械は、代表的には、数万
ドルである。
幾つかの広幅フォーマットのプリンターは、4.877m
（16フィート）又はこれよりも広幅の基材、例えばフィ
ルム、紙、ビニール、等を受け入れることができ、印刷
の解像度に応じて毎時27.87m2（300平方フィート）で印
刷できる。このような機械は、インクを印刷媒体に付着
させるため、各々に多数のノズルが設けられた幾つかの
印刷ヘッドを色毎に使用する圧電印刷ヘッド技術を使用
するのが多い。別の方法は、バルブ及び／又はポンプで
インクを計量し、基材に付着させるエアブラシ技術を使
用する。各色について圧送されたインクの量、及びイン
クを付着させた印刷媒体上での位置は、代表的には、コ
ンピューターにより制御される。印刷媒体は、代表的に
は、ロールの形体で提供され、印刷がなされてない媒体
が印刷ヘッドの下に供給され、インクを十分な時間に亘
って乾燥させた後、印刷済の媒体を再度ロール状にす
る。エアブラシ技術を使用する大型フォーマットのプリ
ンターの解像度は、代表的には、最大70dpiである。
所望の量及び色彩のインクを印刷媒体（例えば紙）に
付着するための、比較的小さなオリフィス、バルブ、及
びノズルを使用する機械自体の価格に加え、インクシス
テムのオリフィス、バルブ、及びノズルが詰まらないよ
うにするためにインク内の粒径を最少に保持した非常に
高グレードのインクが使用される。このようなインクは
高価であり、広告掲示板の大きさのプリントを塗装する
ためには価格的に引き合わない。高品質で高価なインク
製品であるにも拘わらず、現在のプリンター技術では印
刷ヘッドの詰まりが未だ問題である。
多くの大型フォーマットのプリンターもまた、屋外の
用途に適していない水溶性のインクを使用する。従っ
て、ひとたび付着させるとインクと結合して水溶性のマ
ークを形成する物質で印刷媒体を処理するか或いはプリ
ントに耐水性フィルムを積層するといった特別の耐水性
システム及び技術を使用しなければならない。これらの
耐水技術及びプロセスは、各プリントの価格に更に上乗
せする。
かくして、インク又は塗料が流さなければならないオ
リフィス及び／又はノズルがなく、及びかくして塗料の
粒径や大きな汚染物流体による制限がなく、塗料の物理
的特性に対する感受性が比較的低い、塗料インジェクタ
ー即ち印刷ヘッドを提供するのが有利である。更に、看
板や美術産業用の既製の塗料及びインクを使用できる、
大型フォーマットの媒体にデジタル印刷するのに使用で
きる装置を提供するのが有利である。
本発明の目的は、塗料やインク等の多くの形態の液体
印刷材料で印刷できる塗料インジェクターを提供するこ
とである。
本発明の別の目的は、構造が比較的簡単であり比較的
安価に製造できる塗料インジェクターを提供することで
ある。
本発明の更に別の目的は、液体印刷材料をコンピュー
ター制御で計量する塗料インジェクターを提供すること
である。
本発明の他の目的は、印刷ヘッドに複数の塗料インジ
ェクターを設けることである。各塗料インジェクターに
は異なる色が収容されており、印刷ヘッドを使用してデ
ジタル画像を印刷媒体に形成する。
従って、インク、塗料又は顔料を含む他の同様の液状
材料を付着させた移動部材に亘って空気噴流を差し向け
る空気ノズルを含む塗料インジェクターが提供される。
空気噴流は、塗料を部材から引き離し、紙、ビニール、
フィルム、又は当該技術分野で周知の他の印刷媒体に付
着させる。好ましくは、セグメントは、空気噴流の前方
に順次移動される連続したループ材料である。ループ材
料の移動は、このループ材料が周囲に配置された少なく
とも一つのホイールによって行われる。かくして、ルー
プを空気噴流の前方に前進させたとき、ループに付着し
た塗料がループから吹き飛ばされて印刷媒体に付着す
る。
好ましい実施例では、リザーバ内に収容されたインク
又は塗料をミニチュアワイヤケーブル（miniature wir
e cable）を使用して空気流の近くに運び、空気流によ
って印刷媒体に運ぶ。空気流を通るケーブルの前進速度
により、空気流中に噴出される塗料の量を計量するよう
にマイクロプロセッサ又は他の制御装置がケーブルを制
御する。ケーブルがリザーバを通って前進するとき、塗
料のコーティングがケーブルに付着する。コーティング
の厚さは、塗料の粘度によって所定程度に制御される。
更に、ケーブルの前進時にケーブルの近くに配置されて
いるか或いはケーブルと接触したスクレーパ等の機械的
計量装置を使用して、ケーブル上の塗料の厚さを、ケー
ブルが空気流中に進入する前に制御できる。次いで、塗
料コーティングが付着したケーブルを一つ又はそれ以上
の空気噴流の直ぐ近くに引き込む。ケーブルに付着した
塗料は、空気噴流に到達すると、ケーブルから空気流中
に引き離され、即ち吹き飛ばされ、印刷媒体に当たる。
ケーブルを空気流の前方に位置決めされた状態に保持す
るため、ケーブルガイドを空気ノズルの近くで使用し、
ケーブルが空気流から引き離されないようにし、空気流
中でのケーブルの振動を減少する。
ケーブルは、好ましくは塗料リザーバから引き出さ
れ、及びかくして、モータで駆動されるプーリ即ちホイ
ールの周囲に、及び少なくとも部分的に塗料内に浸漬さ
せたアイドラー即ちガイドの周囲に配置されることによ
って、塗料によってコーティングされる。マイクロプロ
セッサ又は他のコンピューター装置等の制御装置がモー
タの前進及びかくしてケーブルの移動を制御する。更
に、制御装置は、塗料インジェクターが印刷媒体に亘っ
て掃くように移動するときに塗料インジェクターの移動
を制御できる。色彩の異なる塗料を各々収容した複数の
塗料インジェクターを印刷ヘッドで使用することによっ
て、及び塗料の計量及び印刷ヘッドの位置を制御し且つ
協働させることによって、デジタル画像を印刷媒体上に
形成できる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明による塗料インジェクターの第１の
好ましい実施例の斜視図であり、 第1A図は、本発明による掻取り装置を含む、第１図に
示す容器の斜視図であり、 第２図は、本発明による塗料インジェクターの第２の
好ましい実施例の正面図であり、 第３図は、本発明によるノズル本体の平断面図であ
り、 第４図は、本発明による塗料インジェクターの第３実
施例の側面図であり、 第５図は、本発明による複数のンジェクターを持つ印
刷ヘッドを使用する印刷装置の背面図である。
本発明の好ましい実施例の詳細な説明 第１図は、基材に塗装又は印刷を行うのに使用できる
塗料、インク、染料、又は顔料を含む他の液状材料を付
着させるための、全体に参照番号10を附した本発明によ
る単色塗料インジェクターの好ましい実施例を示す。こ
のインジェクターは、モータ14が取り付けられるフレー
ム又はプレート12を含む。モータは、回転前進を選択的
に制御できるステッパモータ、直流モータ、又は当該技
術分野で周知の他の装置であるのがよい。周溝38を備え
たプーリ即ちホイール13がモータ14のシャフト15に固定
されている。プレート12に固定された細長いフレーム部
材32がプレート12から垂下しており、容器24内に延びて
いる。回転自在の又は定置のアイドラー即ちガイド34が
細長いフレーム部材32の先端に取り付けられている。ア
イドラー即ちガイド34は、回転自在のホイール即ちプー
リからなるのがよいが、図示のように、ホイール13の回
転時に、この例では無端ミニチュアワイヤケーブル36で
ある材料構造即ち細長い材料セグメントが摺動できる溝
40がガイド34の全周に亘って設けられた円筒形の回転不
能の部材であってもよい。更に、この材料セグメント
は、ワイヤフープ、バンド、リボン、又は自由に回転で
きるアイドラー、スプール、又はホイールから駆動スプ
ール又はホイールに巻き付けることができる比較的細い
構造、又は顔料含有液状材料を付けることができる任意
の他の構造でできているのがよい。好ましくは、ミニチ
ュアワイヤケーブル36は、各々の直径が例えば約0.0254
mm乃至0.1016mm（約0.001インチ乃至0.004インチ）の複
数の（例えば、３本、４本、又は７本）細いワイヤでで
きており、全体として所望の無端ループ直径を持つよう
に自分自身に螺旋状に巻付けられた単一のワイヤから形
成されていてもよい。かくして、ワイヤは、無端ループ
の周りで所望の回数（例えば７回）だけ螺旋をなしてお
り、ケーブルの中心に編み込まれたワイヤの端部は面一
にトリミングされ、所望であれば、レーザー溶接等でケ
ーブル内に溶接される。好ましくは、ケーブルの全体と
しての断面直径は、約0.3048mm（約0.012インチ）であ
る。更に、ケーブルを可撓性ポリウレタン又は他の同様
のプラスチックコーティングで被覆するのが好ましい。
ケーブル36は、ホイール13の周溝38及びガイド34の周
溝40に配置される。ケーブルは、ステンレス鋼、ばね金
属、ニッケル／チタニウム合金、及び／又は他の金属及
び合金等の金属材料、或いは、ケブラー、グラファイ
ト、ナイロン、又は引張強度がかなり高い他の材料等の
材料でできているのがよい。好ましくは、ケーブル36を
ホイール13の周りに1.5回又はそれ以上巻付け、ガイド3
4の周りに約0.5回巻き付ける。ケーブル36をホイール13
の周りにこのように巻き付けることによって、ホイール
13とケーブル36との間にケーブル36がホイール13に対し
てスリップしないようにするのに十分な摩擦を提供す
る。ケーブル36をホイール13に取り付けるとき、ケーブ
ルがホイール13の周りを回転するとき、ケーブル36の最
終ループを形成するワイヤの端部が（上文中に論じたよ
うに）「剥がれ戻り」、ケーブル36の上ラップがこれに
乗り上げることがないように、ケーブル36を溝38に置く
のが好ましい。
ガイド34をホイール13に対して調節することによっ
て、ケーブル36の張力を所望の範囲に維持する。しかし
ながら、このような張力は、ケーブル36を形成する材料
の剛性及びばね様特性により、張力をケーブル36に維持
するのを補助し、塗料インジェクター10の残りの部分に
対するその位置を維持するのを補助するため、非常に小
さい。更に、ケーブル36が周囲に配置された、押圧力が
加えられた第２ホイール即ちプーリを使用してケーブル
36に適当な張力を提供できる。
細長いリザーバ保持部材16がプレート12に取り付けら
れている。この保持部材から垂下したフランジ18が、細
長いリザーバ保持部材との間に、塗料リザーバ即ち容器
24の上リップ22を受け入れるためのノッチ20を形成す
る。底プレート26が細長いリザーバ保持部材16の先端28
に固定されており、ねじ山を備えたナット31がねじ山を
備えたシャフト33に螺合している。ねじ山を備えたシャ
フト33は、細長いリザーバ保持部材16の先端28に固定さ
れている。底プレート26は容器24の底30に当接し、容器
24を、プレート12に対し、フランジ18と底プレート26と
の間に保持する。リザーバ即ち容器の他の形態、及びこ
のような容器をプレート12に対して取り付ける手段もま
た、本発明の精神から逸脱することなく考えられる。更
に、顔料含有材料を、滴下、又は塗料を含んだパッドで
拭く等の他の方法でケーブル36に付着する場合には、リ
ザーバを必要としないことも考えられる。
空気供給ホース42がノズル本体44に固定されており、
空気をノズルオリフィス46を通して供給する。ノズルオ
リフィス46は、その側方を通過するセグメント即ちケー
ブル36に差し向けられている。長さ方向スロット50が形
成されたケーブルガイド48がノズルオリフィス46の近く
に位置決めされている。ケーブル36はスロット50内を通
り、かくしてノズルオリフィス46に対して相対的位置に
保持され、その結果、オリフィスを通過する空気は、ケ
ーブル36をノズルオリフィス46の前方から大きく移動す
ることはなく、ケーブル36を大きく振動させることがな
い。
作動にあたっては、容器24に収容された塗料、又は顔
料を含む他の液材料がケーブル36によって取り上げら
れ、矢印が示すホイール13の回転によってノズルオリフ
ィス46の前方に前進させる。ホイール13の回転速度の制
御を補助するため、モータ14のシャフト15とホイール13
との間で一連のギヤ、ホイール、ベルト、又はこれらの
組み合わせを使用できる。ノズルオリフィス46を通って
吹き出す空気が塗料をケーブル36から塗装面に向かって
分散し、即ち引き出す。
一回転の比較的正確な部分だけモータ14を前進させる
ことによって、及びかくしてシャフト15を回転させるこ
とによって、ケーブル36の断面直径、溝38が形成するホ
イール13の直径、塗料の比較的正確な量を塗料の粘度に
応じて効果的に計測できる。このような装置は、約50dp
i又はそれ以上の解像度を持つ画像を形成できる。この
解像度は、広告掲示板等の大きな看板について適切以上
である。更に、第1A図に示すように、スクレーパ21等の
機械的計量装置を容器24の上リップ22に固定できる。ス
クレーパ21には、ケーブル36を受け入れるためのスロッ
ト23が形成されており、及びかくして、ケーブル36がス
ロット23を通って前進するとき、塗料がケーブル36から
拭き取られ又は掻き取られる。ケーブル36に作用する空
気流の力により、ホイール13と係合するケーブル36が比
較的清浄であるように塗料を除去する。かくして、ケー
ブル36は、溝38を塗料で詰まらせることなく、ホイール
13を中心として回転できる。塗料をケーブル36から印刷
媒体に移送するための好ましいビヒクルとして空気流を
記載したけれども、塗料をケーブル36から印刷媒体に移
送するためにシンナー又は他の当該技術分野で周知の材
料等の他の流体流を使用でき、又はこれを空気又は他の
ガスと混合することも考えられる。
シャフト15の回転は、全体に参照番号57を附した制御
装置によって制御される。この制御装置は、マイクロプ
ロセッサを使用するパソコン又はモータのシャフト15の
選択的回転を指令する別個の信号を供給できる他の装置
等の信号発生装置から信号を受け取る、モジュール56内
の回路54を含む。この回路54は、装置52から信号を受け
取り、モータのシャフト15を信号に従って回転する。こ
のような回路54を装置52に組み込んでもよいし、装置52
の構成要素をモジュール56に組み込んでもよいというこ
とは、当業者には理解されよう。モータ14がステッパモ
ータである場合には、信号を電気パルスの形態で送出す
る。これらの電気パルスの各々は、ステッパモータ14の
シャフト15を回転させるべき単一のステップを表示す
る。代表的なステッパモータは、１回転当りのステップ
数が200個であり、各ステップは、モータの電圧要求に
応じて0.2v乃至5vの範囲内の電圧によって賦勢される。
かくして、ホイール13の半回転でケーブル36によって引
き出される塗料の量を付着させるのが所望である場合に
は、装置52によって100個のパルスを送出し、回路54
が、各パルスを、ステッパモータ14がそのシャフト15を
１ステップだけ回転させるのに十分なステッパモータ14
の電圧要求に応じて電圧に変換し、シャフトを100ステ
ップ回転させる。モータ14のシャフト15を回転させるの
に必須の電圧を提供するため、電力供給ライン55がモジ
ュール56に設けられている。モータ14の好ましい駆動方
法は、シャフト15全体を、装置52によって行われた時間
計算によって、塗料インジェクター10に対して前進させ
ることであり、これによって塗料インジェクター10自体
内に計算装置を設ける必要をなくす。かくして、計量さ
れた量の塗料を比較的正確な位置に付着させるための塗
料インジェクター10の印刷媒体に対する空間的移動に加
え、モータ14を駆動するモジュール56に接続された論理
ラインを駆動する装置52によってケーブル36全体を同じ
色彩の塗料について前進させることができる。直流サー
ボモータを使用する場合、装置52から送出された信号
を、モジュール56によって、直流モータのシャフトを所
望の回転部分に亘って回転するのに必要な電圧に変換
し、光学式エンコーダー等のフィードバック装置を回路
54で使用し、正確な回転を制御する。更に、モータに加
えられる電力の持続時間をフィードバックなしで提供す
るだけで塗料を大まかに計量できると考えられる。
第２図を参照し、塗料インジェクター60の別の好まし
い実施例を例示する。塗料インジェクター60は、一対の
ノズルポート即ちオリフィス64及び62を構成するノズル
66を含む。オリフィス64及び62は、一方のオリフィス64
が、第２図に示すように、ケーブル68の一方の側部に位
置決めされており且つ他方のオリフィス62がケーブル68
の他方の側部に位置決めされるようにケーブル68に対し
て配向されており且つ位置決めされている。
第２図に更に示すように、第１ホイール70がモータ74
のシャフト72に止めねじ76で取り付けられている。更
に、モータ74は、ボルト80及び82等のボルトでプレート
78にボルト止めされている。同様に、リザーバ保持部材
88がボルト84及び86によってプレート78に取り付けられ
ている。空気供給ライン90の端部94にはねじ山を備えた
継手装置92が取り付けられており、供給ライン90をノズ
ル本体96に設けられた雄ねじを備えたコネクタ（図示せ
ず）に取り付ける。ノズル本体96は、プレート78にボル
ト98によって固定されており、ガイド102を支持する細
長い部材100がプレート78に止めねじ104で固定されてい
る。
ノズル本体96は第３図に断面で示してあり、空気供給
コネクタ59及び二つのオリフィス64及び62を含む。これ
らのオリフィスは、ケーブル68の両側に低圧ゾーン61及
び63を発生し、及びかくして塗料65をケーブル68から空
気流67内に引き込む。低圧ゾーン61及び63は、更に、ケ
ーブル68の両側に実質的に等しい圧力を提供することに
よって、ケーブル68が二つのオリフィス64と62との間の
中央に位置決めされた状態を保持するのを補助する。好
ましくは、オリフィス64及び62の各々の直径は約0.3556
mm（約0.014インチ）であり、長さが1.27mm（0.050イン
チ）である。１ノズル形体及び２ノズル形体を例示した
が、空気流67内での塗料のスプレー即ち拡がりを減少し
ながらケーブル68から塗料65を除去する上で同様に有効
な様々な他のノズル形体を用いることができ、かくして
このようなノズル形体は本発明の範疇にある。
印刷媒体69に当たる塗料65によって、及びケーブル68
の周囲の空気乱流によって発生したスパッタは、オリフ
ィス64及び62に供給される空気圧及びかくして空気流67
の速度を制御することによって制御できる。オリフィス
64及び62について、上文中に説明したように、スパッタ
を最少にしながら塗料65を印刷媒体69に向かって差し向
け且つケーブル68を実質的にきれいにするために約68.9
47kPa（約10psi）の空気圧で十分である。551.576kPa
（80psi）又はそれ以上の高い圧力は、印刷媒体69から
のケーブル68の距離、ケーブル68に付着した塗料65の
量、及びオリフィス64及び62の直径で決まる同様の有用
性を有する。
上文中で論じたように、連続した材料ケーブルを使用
して塗料を計量するのがよいが、同じ計量効果を提供す
るために他の移動装置が設けられていてもよい。例え
ば、第４図に示すように、塗料インジェクター100の塗
料引き出し装置102は、全体が破線106で示された構造に
取り付けられた細長いロッド104を含むのがよい。破線
で示す構造は、細長いロッド104を、ノズル112の前方
で、リザーバ110に収容された塗料108に矢印が示すよう
に出し入れするソレノイド、又は代表的なミシンに見ら
れる装置等の他の機械的装置等である。空気流114によ
って付着させた塗料108を計量するため、塗料108内への
ストローク数等のロッド104の移動を、制御装置116によ
って、他の好ましい実施例を参照して上文中に説明した
のと同様の方法で制御できる。
次に第５図を参照すると、デジタル印刷装置120は、
移動自在のキャリッジ128に取り付けられた、本明細書
中に説明した塗料インジェクター等の複数の塗料インジ
ェクター122、123、124、125、及び126を使用する。各
塗料インジェクター122、123、124、125、及び126は、
色彩の異なる塗料を収容しており、多色印刷ヘッド121
を構成する。例えば、塗料インジェクター122は黄色を
収容し、塗料インジェクター123は紫紅色を収容し、塗
料インジェクター124は藍色を収容し、塗料インジェク
ター125は黒色を収容し、塗料インジェクター126は白色
を収容しているのがよい。印刷媒体は代表的には白色で
あるため、白色塗料は従来の印刷ヘッドでは標準色とし
て使用されない。標準プロセスの色には、黄色、紫紅
色、藍色、及び黒色が含まれる。しかしながら、色彩の
混合に白色を追加することによって、グラフィック技術
者は、色彩又は画像を「台無しにする（mudding）」こ
となく、湿潤プリント（wet print）に手作業で詳細を
加えることができる。更に、印刷される所望の色に応じ
て、様々な色彩を収容した塗料インジェクターの数を増
やしてもよいし少なくしてもよいと考えることができ
る。
キャリッジ128をｘ軸方向に選択的に移動するため、
キャリッジ128は、好ましくは周囲25.4mm（１インチ）
のシャフトである一対のシャフト130及び132に、キャリ
ッジ128がシャフト130及び132に沿って摺動できるよう
にするリニアベアリング134、135、及び136を介して取
り付けられている。ｘ軸方向駆動電子装置138による制
御を受けるシャフト140にスプロケット137が取り付けら
れたステッパモータ等のモータ133を使用し、キャリッ
ジ128をシャフト130及び132に沿って移動させることが
できる。スプロケット137は、自由に回転できるスプロ
ケット即ちアイドラー139及び141と関連して駆動チェー
ン142（破線で示す）と係合し、キャリッジ128をシャフ
ト130及び132に沿って移動する。駆動チェーン142並び
にシャフト130及び132は、左側支持アッセンブリ144と
右側支持アッセンブリ146との間に固定されている。更
に、モータ133を左側アッセンブリ144又は右側アッセン
ブリ146のいずれか、又は何等かの他の構造に取り付け
ることによってキャリッジ128の質量を小さくすること
も考えられる。このようなモータは、移動自在のチェー
ン又はベルトを駆動してキャリッジ128を所望の場所に
位置決めする。
キャリッジ128をｚ軸方向に選択的に移動するため、
印刷装置120全体がブラケットアッセンブリ150及び152
で天井148等の頭上構造に取り付けられている。左側ブ
ラケットアッセンブリ150は、一対の左側ｚ軸方向駆動
ローラーチェーン154（手前側のものだけが示してあ
る）を支持し、右側ブラケットアッセンブリ152は、一
対の右側ｚ軸方向駆動ローラーチェーン156（手前側の
ものだけが示してある）を支持する。自由に回転できる
スプロケット158が右側アッセンブリ146に取り付けられ
ており、右側ｚ軸方向駆動ローラーチェーン156の一方
と係合する。同様に右側アッセンブリ146の反対側で
は、右側アッセンブリ146に取り付けられた別の自由に
回転できるスプロケットが他方のｚ軸方向駆動ローラー
チェーン156と係合する。同様に、自由に回転できるス
プロケット160が左側アッセンブリ144に取り付けられて
おり、左側ｚ軸方向駆動ローラーチェーン154の一方と
係合し、左側アッセンブリ144の反対側に設けられた別
の自由に回転できるスプロケットが他方の左側ｚ軸方向
駆動ローラーチェーン154と係合する。左側ｚ軸方向駆
動ローラーチェーン154及び右側ｚ軸方向駆動ローラー
チェーン156の両方が、ｚ軸方向駆動スプロケット162
（全部で４個あり、そのうち最も手前側にあるものだけ
が示してある）と係合し、チェーン154及び156がスプロ
ケット162の周りにぴんと張られた状態に維持するた
め、重り164（全部で４個あり、そのうち最も手前側に
あるものだけが示してある）がこれらのチェーンの夫々
の先端166及び168から吊り下げられている。ｘ軸方向駆
動アッセンブリと同様に、スプロケット162は、ステッ
パモータ等のモータ170によって駆動される。このモー
タは、モータ170の回転移動をスプロケット162に伝達
し、及びかくして左右のアッセンブリ144及び146及びか
くしてキャリッジ128をｚ軸方向に移動するため、ウォ
ームギヤユニット172と当該技術分野で周知のように係
合している。チェーンガード、例えばチェーンガード17
4をスプロケット162の近くで使用し、チェーン154及び1
56がスプロケット162と係合した状態を維持する。
印刷ヘッド121が、印刷媒体179から遠ざかる方向へ或
いは側方へのいずれかで揺動することがないようにする
ため、軌道181が垂直方向ち差し向けられている。軌道1
81は、印刷媒体179が一時的に固定される壁又はフレー
ム等の構造183に固定されている。細部Ａに示すよう
に、軌道181はＪ形断面を有し、ガイド部材185がこの軌
道に入り込んで係合でき、この軌道を通って摺動でき
る。この好ましい実施例では、ガイド部材185は、頭部1
87が軌道181によって保持されており且つそのシャフト1
89が右側アッセンブリ146に固定されたねじ山を備えた
ボルトでできている。従って、右側アッセンブリ146の
移動は、印刷媒体179から遠ざかる方向でも左側アッセ
ンブリ144に向かう方向でも起こらないようにされてい
る。同様に、左側アッセンブリ144が印刷媒体179から遠
ざかる方向にも右側アッセンブリ146に向かう方向にも
移動しないようにするため、軌道181と逆の配向を持つ
第２軌道191が構造183に固定されている。印刷装置120
を印刷媒体179に対して所定位置に維持するため、単一
のＣ形軌道及び保持部材装置等の他の軌道及びガイド部
材アッセンブリを使用できるということは当業者には理
解されよう。
作動にあたっては、印刷媒体179は、デジタル印刷装
置120の前方に位置決めされており、コンピューター等
の制御装置180が印刷装置120に信号を送り、印刷ヘッド
121の移動、及び塗料インジェクター122、123、124、12
5、及び126からの塗料の分散を指令し、印刷媒体179上
に画像を形成する。更に詳細には、信号が制御装置180
からｚ軸方向駆動電子装置182に送られ、この電子装置1
82が、信号を、印刷ヘッド121の所望のｚ軸方向位置と
対応するチェーン154及び156に沿ったスプロケット162
の移動に変換する。同様に、シャフト130及び132に沿っ
た印刷ヘッド121の所望のｘ軸方向位置と対応する信号
が制御装置180からｘ軸方向駆動電子装置138に送られ
る。更に、制御装置180は、所望の色彩の塗料を印刷媒
体179の所望の場所に付着するため、塗料インジェクタ
ー122、123、124、125、及び126の各々を個々に制御す
る。かくして、印刷装置120の印刷可能な画像の大きさ
は、チェーン154、156、及び142の長さ及びシャフト130
及び132の長さだけで限定される。
更に、本発明では、印刷ヘッド121又は個々の塗料イ
ンジェクター122、123、124、125、及び126を、デジタ
ル印刷の目的で当該技術分野で周知の他のデジタル印刷
装置で使用できるということも考えられている。例え
ば、印刷ヘッドの移動がｘ軸に沿って行われ、その際、
ビニール等の印刷媒体のロールを印刷ヘッド121に対し
て選択的に前進させる。ｙ軸又はｚ軸に沿った移動は行
わない。印刷ヘッド121を使用できる。このような装置
では、印刷媒体の大きさは、印刷媒体のロールの大きさ
のみによって制限される。同様に、本発明による印刷ヘ
ッドを取り付けることができ且つ印刷ヘッドをその上で
選択的に移動させることができる剛性フレームを、フレ
ームの配向に応じて印刷ヘッドをｚ軸方向及びｘ軸方向
に、又はｘ軸方向及びｙ軸方向に移動できるようにする
ために使用することができる。
一般的には、本発明は、取り出し装置を塗料内に浸漬
する工程、ひとたび浸漬され且つ現在コーティングされ
た取り出し装置を空気流の前方で前進させる工程、及び
塗料を取り出し装置から除去して塗料を印刷媒体に付着
する工程をデジタル制御する。本明細書中及び特許請求
の範囲において、塗料に言及したけれども、この塗料と
いう用語は、印刷を行うため、即ち印刷目的で表面上に
付着させることができるインク、染料、及び顔料を含む
任意の他の液状材料を含もうとするものである。更に、
上文中に説明した実施例は、本発明の原理の単なる適用
例であるということは理解されるべきである。当業者
は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々
な実施例の組み合わせを含む多くの変形及び変更を行う
ことができる。添付の特許請求の範囲は、このような変
形、変更、及び組み合わせを含もうとするものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−141559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−24256（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−220352（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−146545（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B05C 11/10 B05D 1/02 B41J 2/01

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】計量された量の顔料含有液状材料を表面上
    に付着させるための装置において、 回転自在のシャフトを持つモータと 前記モータの前記シャフトによって回転させることがで
    きるホイールと、 アイドラーと、 前記ホイールの少なくとも一部及び前記アイドラーの一
    部の周囲に配置されており、前記ホイールによって前進
    させることができ、その少なくとも一部に所定量の顔料
    含有液状材料が配置された細長いワイヤと、 少なくとも一つの流体噴流を前記ワイヤの前記少なくと
    も一部に向かって差し向け、所定量の顔料含有液状材料
    を前記ワイヤの周囲から除去し、前記量を表面に向かっ
    て差し向けるように位置決めされており且つ配向された
    少なくとも一つの流体ノズルと、 前記少なくとも一つの流体ノズルに対する前記細長いワ
    イヤの前進を選択的に制御することによって、前記ワイ
    ヤから除去される顔料含有液状材料の量を実質的に制御
    するため、前記モータに電子的に接続された制御装置と
    を含む、ことを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】顔料含有液状材料を収容するリザーバを更
    に含み、前記ワイヤは前記顔料含有液状材料内に少なく
    とも部分的に配置されている、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】前記モータはステッパモータを含む、請求
    項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】前記モータはサーボモータを含む、請求項
    １に記載の装置。
  5. 【請求項５】前記制御装置はマイクロプロセッサを含
    む、請求項１に記載の装置。
  6. 【請求項６】前記ワイヤは無端ケーブルを含む、請求項
    １に記載の装置。
  7. 【請求項７】前記ワイヤはリボンを含む、請求項１に記
    載の装置。
  8. 【請求項８】前記ワイヤは、前記ホイールに少なくとも
    完全に一回巻き付けてある、請求項１に記載の装置。
  9. 【請求項９】前記流体は空気を含む、請求項１に記載の
    装置。
  10. 【請求項１０】前記アイドラーは定置ガイドを含む、請
    求項１に記載の装置。
  11. 【請求項１１】前記ワイヤを前記少なくとも一つの流体
    ノズルの実質的に前方で案内するため、前記ワイヤの少
    なくとも一部と係合するワイヤガイドを更に含む、請求
    項１に記載の装置。
  12. 【請求項１２】実質的に前記アイドラーと前記少なくと
    も一つのノズルとの間に配置されており、前記ワイヤの
    一部と接触した機械的計量装置を更に含む、請求項１に
    記載の装置。
  13. 【請求項１３】前記少なくとも一つのノズルは、第１ノ
    ズルオリフィス及び第２ノズルオリフィスを画成し、前
    記第１ノズルオリフイスは前記材料ワイヤの第１側部近
    くに向けられており、前記第２ノズルオリフィスは前記
    材料ワイヤの第２側部近くに向けられている、請求項１
    に記載の装置。
  14. 【請求項１４】デジタル塗装を行うための装置におい
    て、 支持構造と、 前記支持構造と関連しており、前記支持構造に対して少
    なくとも一つの方向に移動可能なキャリッジと、 前記キャリッジに固定された複数の塗料インジェクター
    とを含み、これらのインジェクターの各々は、 回転自在のシャフトを持つモータと、 前記モータの前記シャフトによって回転できるホイール
    と、 アイドラーと、 前記ホイールの少なくとも一部及び前記アイドラーの一
    部の周囲に配置されており、前記ホイールによって前進
    させることができ、所定量の顔料含有液状材料がその少
    なくとも一部の外側に配置された細長いワイヤと、 流体噴流を前記ワイヤの前記少なくとも一部に向かって
    差し向け、所定量の顔料含有液状材料を前記ワイヤの周
    囲から除去し、前記量を表面に向かって差し向けるよう
    に位置決めされており且つ配向された少なくとも一つの
    流体ノズルと、 各ホイールの回転を制御するため、及び前記支持構造に
    対する前記キャリッジの位置を制御するため、各モータ
    に電子的に接続された制御装置とを含む、ことを特徴と
    する装置。
  15. 【請求項１５】前記複数の塗料インジェクターの各々
    は、所定量の前記顔料含有液状材料を収容したリザーバ
    を更に含む、請求項14に記載の装置。
  16. 【請求項１６】前記複数の塗料インジェクターの少なく
    とも二つのリザーバは異なる色の塗料を収容している、
    請求項15に記載の装置。
  17. 【請求項１７】前記複数の塗料インジェクターは５つの
    塗料インジェクターを含み、各塗料インジェクターは、
    黄色塗料、紫紅色塗料、藍色塗料、黒色塗料、及び白色
    塗料のうちの一つを各々含む、請求項16に記載の装置。
  18. 【請求項１８】前記支持構造は、左側支持アッセンブリ
    及び右側支持アッセンブリを含み、前記キャリッジは、
    前記左側支持アッセンブリと前記右側支持アッセンブリ
    との間に取り付けられており且つこれらのアッセンブリ
    間で移動自在である、請求項14に記載の装置。
  19. 【請求項１９】前記左側支持アッセンブリは、前記左側
    支持アッセンブリに対して移動自在の少なくとも一つの
    第１チェーンによって頭上構造から吊り下げられてお
    り、前記右側支持アッセンブリは、前記右側支持アッセ
    ンブリに対して移動自在の少なくとも一つの第２チェー
    ンによって頭上構造から吊り下げられており、前記左側
    支持アッセンブリ及び前記右側支持アッセンブリのうち
    の一方と関連した少なくとも一つのモータを更に含み、
    このモータは、このモータによって回転させることがで
    きる少なくとも一つのスプロケットを有し、この少なく
    とも一つのスプロケットは、前記第１及び第２のチェー
    ンの少なくとも一方と係合することによって、前記少な
    くとも一つのスプロケットの回転により、前記左側支持
    アッセンブリ及び前記右側支持アッセンブリをｚ軸方向
    に移動する、請求項14に記載の装置。
  20. 【請求項２０】デジタル印刷方法において、 前進可能な構造を持つ少なくとも一つの塗料インジェク
    ターを提供する工程と、 前記前進可能な構造の前進を電子的に制御する工程と、 塗料コーティングを前記前進可能な構造の少なくとも一
    部の外面に塗布する工程と、 前記前進可能な構造の前記塗料でコーティングされた部
    分に流体流れを差し向けることによって塗料を前記前進
    可能な構造の外面から概ね除去し、印刷媒体の表面に付
    着させる工程とを含むことを特徴とする方法。
  21. 【請求項２１】前記少なくとも一つの塗料インジェクタ
    ーは、モータのシャフトによって回転させることができ
    るホイールと、リザーバに収容された塗料内に少なくと
    も一部が配置されたアイドラーとを含み、前記前進可能
    な構造は、前期ホイール及び前記アイドラーの周囲に少
    なくとも部分的に配置された無端ケーブルを含む、請求
    項20に記載の方法。
  22. 【請求項２２】印刷媒体に対する少なくとも一つの塗料
    インジェクターの位置を電子的に制御する工程を更に含
    む、請求項20に記載の方法。
  23. 【請求項２３】計量された量の顔料含有液状材料を印刷
    媒体上に付着させるための装置において、 少なくとも１つの空気噴流と、 顔料含有液状材料と、 前記少なくとも１つの空気噴流を介して前記顔料含有液
    状材料を前進するために外側に付着された前記顔料含有
    液状材料を有する前進手段であって、前記少なくとも１
    つの空気噴流が前記前進手段の外面から所定量の前記顔
    料含有液状材料を概ね除去し、前記前進手段から印刷媒
    体の方へ前記顔料含有液状材料を移送する、前進手段
    と、 前記前進手段に接続されており、前記前進手段の前進を
    制御し、前記少なくとも１つの空気噴流により除去され
    る前記所定量の顔料含有液状材料を実質的に制御し、こ
    れにより印刷媒体に付着した前記所定量の顔料含有液状
    材料を実質的に制御する、制御装置とを備えることを特
    徴とする装置。
  24. 【請求項２４】前記前進機構は、前記制御装置によって
    制御されたモータ、このモータによって回転できるホイ
    ール、顔料含有液状材料を収容したリザーバ内に少なく
    とも部分的に配置されたアイドラー、及び少なくとも部
    分的に前記アイドラーの周囲に及び少なくとも部分的に
    前記ホイールの周囲に配置されたワイヤを含む、請求項
    23に記載の装置。
  25. 【請求項２５】前記少なくとも一つの空気噴流は、前記
    顔料含有液状材料が付着した前記前進機構の一部に向け
    られたノズルを通る実質的に連続した空気流を含む、請
    求項23に記載の装置。
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