JPH0372466B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の背景〕 本発明はインク粒子噴射用のインクジエツト装
置に関し、詳しくは加熱溶融インクを採用しかつ
装置の不使用時にインクが冷却して固相状態に復
帰することにより生じる装置の脱プライミング状
態から装置を再びプライミングするための再プラ
イミング設備を具備せしめたインクジエツト装置
に関する。

なお、「プライミング状態」とは、本来揚水ポ
ンプの場合に呼水により揚水可能状態にあること
を意味するところからこの用語はインクジエツト
装置の場合にも適用されて、その意味するところ
は液相インクの断絶が無くインク噴射可能状態に
あることである。

インクは通常固体状態又は凝結状態にあるがし
かし温度上昇時に液体状態即ち液相状態となる。
このような加熱溶融インクを使用するインクジエ
ツト装置はこれまで幾多の利益をもたらしてい
る。加熱溶融インクの利用は長所をもつ一方にお
いて該装置を頻繁に再プライミングしなければな
らぬ特別な要求事項を含んでいて、その設計には
付加的な要求条件を伴つている。加熱溶融型イン
クの特性の一つは加熱した液相状態におかれてい
る期間が長ければ長いほどそれだけ早くインク液
は変質してしまうので、装置を使用しないときは
インクを冷却し凝結固化しておくことが有利であ
る。しかしながら、溶融された熱インクが融点よ
り下の温度に冷されたときに収縮するという事実
から問題が生じる。インクジエツト装置の操業中
では、装置内の液相の溶融熱インクはインク供給
系内に、例えばインク溜めからインクジエツトへ
ツドまで分断されることなく正常に維持される。
しかし、インクの冷却はインクの収縮によつて装
置の脱プライミングをもたらす。換言すれば、イ
ンク供給がインク収縮によつてインク供給系内で
分断される。従つて、インクジエツト装置の操業
を再開するときは、インク溜めとインクジエツト
ヘツドのインク供給を連続化せしめなければなら
ない、即ち装置を再プライミング状態にしなけれ
ばならない。かくして、このような加熱溶融イン
ク装置は効果的なプライミング又は再プライミン
グの設備の必要性が益々増大する。

〔発明の要約〕

本発明の目的はインクジエツト装置を使用しな
い期間は加熱溶融されたインクを固体状態に冷却
し、これに起因して起る装置の脱プライミング状
態にあるのに対し、この状態から装置をプライミ
ング状態に復帰させる、即ち装置を再プライミン
グするための再プライミング手段を有するインク
ジエツト装置とその作動方法を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は加熱溶融インク装置を利用
して効率的で、操作容易でありかつ信頼性のある
プライミング装置を提供することにある。

本発明の更にもう一つの目的は装置のインク液
面レベルが余りに低い場合にプライミング低下を
回避するための制御手段を設けて加熱溶融インク
ジエツト装置の利用に際し効果的なプライミング
設備とその方法を提供することである。

本発明の更に別の目的は加熱溶融インクを採用
する装置は可動のインクジエツトヘツドを具えか
つこの可動の構成体から離して大部分のプライミ
ング設備を配置し、これによつて前記可動構成体
の質量を極小化する如き効率のよいプライミング
装置とその方法を提供することである。

上述した目的及び他の目的に従がい、本発明は
加熱溶融インクを使用するインクジエツト装置並
びに該装置を作動せしめる方法にある。この装置
並びに方法はインクを収蔵するタンク系統と装置
の使用時に該インクを溶融状態にするため制御可
能な加熱作用を有する加熱系統を含み、更に装置
の不使用に伴つて配管系を再プライミング操作す
るためタンク内にプライミング作用圧をかけるプ
ライミング系統を具備する。プライミング設備を
手動操作並びに自動化する手法はタンク内におけ
るインク液面レベルが規定以下の危険水準にある
ときプライミング操作に対する安全保護を考慮し
た手段に沿つて開示される。

〔好適な実施例の説明〕

まず第１図を参照するに、その左手上方隅部に
はインクペレツト４２を収容するペレツト搬送体
４１が描かれている。このペレツト４２は傾斜し
た上部床板４６とタンク蓋４７により形成された
上部タンク４４の内部に向つて、図示しない手段
により装填されている。上部床板４６は下部床板
４８に隣接して結合されて熱伝動可能な連結関係
にある。この下部床板４８は該装置の底部を横切
つて延在し、図面の右手下方には後に詳しく説明
するインク液溜め６２が形成されている。タンク
の上部床板４６と下部床板４８は効果的な熱の良
導体例えばアルミニユームの如き適切な金属材料
により一体的に成形してタンク系統全体に亘つて
伝熱作用が効果的に行なわれる構成となる。これ
によつて上部床板４６の上表面に落下した後イン
クペレツト４２の溶融作用を可能にすると共に殊
にインク液溜め６２に溜められたインクをも含め
て、タンク内に貯えられた溶融インクは効果的に
かつ均一な加熱作用をうける。ペレツト４２は加
熱溶融形のインクを含み、かつこのインクはタン
ク下部床板４８の傾斜部分５８の底面に描かれて
いる加熱器５９により予め設定した規定の作動温
度をもつ液相状態に保持される。第１図に描かれ
た上部タンク４４の右手部分を参照するに、そこ
には常時開放位置にある弁４９が示される。この
開弁状態においては溶融インクを下部タンク５１
に流下させる通路口又は開口５０を通る通路が形
成される。下部タンク５１の底部は極細のスクリ
ーン形濾網５４で仕切られていてインク液から望
ましくない粒子を除去するようにしている。イン
ク液は濾網５６を通して濾過され、支持板５６の
穴５７を流下し、重力作用によつて下部タンクの
床板４８の傾斜表面を流下しインク液溜め６２内
に貯溜される。邪魔板５３が下部タンク５２の濾
網の後背部分に形成され、この邪魔板は装置の運
搬移動に基因してタンク内インクがばしやばしや
掻き回されることが少なくするように設計され
る。通常の作動状態において、インク供給はイン
ク液面レベルが濾液５４の上方へ上昇しない程度
に行なわれ、したがつてインク液は濾網の下流側
部分５２並びにインク液溜め６２内に在ることが
認められるように制限されるものと考えてよい。
弁４９は通常開放位置にあるから、大気圧は液体
状にあるインク液面上に作用し、このためインク
溜め６２内のインク液は水頭圧作用をうける。

一対のレベル検知器６３と６４がインク液面レ
ベルを知るためにインク溜め６２の領域に配置さ
れている。これらのレベル検知器は液の高さを信
号化するため図示されない指示器又は自動化装置
に接続され、必要なときに新たなペレツト４２を
上部タンク４４内へ降下することにより、補充イ
ンク液は該タンク内に供給される。インク溜め６
２内部の水頭圧は毛細管管作用と共にインク供給
通路６８を通してインク液を押し上げる。この供
給通路６８は各ジエツト孔室７０の入口端部へマ
ニホルドを介して連通し、ジエツト孔室７０の端
末にはインク液滴を噴射する標準孔部が形成され
ている。図示のように、長手方向にある変換器例
えばピエゾ電気形変換器７１が設置されている。
この全体装置はインクジエツトヘツドにおいて一
連の変換器室の組合体として構成され、その各室
の終端はインク液滴が射出される噴射孔が設けら
れ、共通の通路６８を通り、マニホルドを通過し
て各室にインク液が供給される。上記変換器７１
はプリント回路基板７２に設けた図示の電子駆動
回路による制御作用を受ける。上記プリント回路
７２は絶縁部材７３により伝熱性プリント頭部ブ
ロツク６７から隔離される。更に第１図を参照す
るに、第２の加熱器６６がヘツドブロツク６７回
りに熱伝動可能に接触配置されていて、インク供
給通路６８を上昇し噴射室７０へ供給されるイン
ク液の温度を規定値に保持する。この第２加熱器
６６はたとえ装置が使用されていなくても通常常
時作動状態に保持されていて、インクジエツトへ
ツドおよび供給通路の全長に亘つてインク液が常
に液相状態に保たれる。第２加熱器６６を効果的
にかつ第１加熱器５９から独立して作動するため
にインクジエツトヘツドブロツク６７は断熱部材
６５により主要タンクのハウジング部分４６，４
８，５８から熱的に遮断される。

第２図は第１図の線２−２に沿つて描いた断面
図であり、該図には例えば溶融したインク液を冷
却と凝結作用が続いて生ずるところのインク液系
統をプライミング又は再プライミングするのに使
用される付属構成部が示される。ばね７６を取り
つけた蝶番付蓋７５が開放可能に設けられ該蓋を
開きたいとき時計回り方向に蓋を回転したとき、
弁４９は下方の閉鎖位置に押し付けられる。これ
は弁体のゴム質片部分７９が通路口又は開口５０
を閉鎖するように作用し、これによつて上部タン
ク４４を外界から遮断しかつタンク４４内から下
部タンク部分５１，５２，６２へタンク液が流下
しないように遮断する。弁４９の左側に描かれて
いる半球状の球状部材はゴム材の如き弾性物質か
ら成形され、蓋７５が開かれたとき作業員が容易
に近づきうるように蓋７５の下部に配置されてい
る。球状部材８０の内部に形成された空間は該球
状部材８０の真下に設けた一方通路弁８９に通じ
ている。蓋７５が開放位置にあつて、弁４９が閉
鎖位置にあるときにだけ、作業員は球状部材８０
を圧搾し、一方通路弁４９を介して空気を圧入
し、こうしてプライミングの目的に対し上部タン
ク４４の内部に空気圧を醸成する。このプライミ
ング作用圧力は0.14乃至0.21Kg／cm²（２乃至３ポ
ンド毎平方吋）程度が適当であり、この圧力は通
路口５０を通しては逃げられないため濾網５４の
通路を経由し下部タンクの下方及び液溜め６２に
貯溜してあるインキ液面上に作用する。付加的な
ものとしてこのプライミング作用圧は液溜め６２
の上部区域に通じている垂直空気通路８２に接続
しかつバイパス導管８１に至る通路を具えてい
る。このようにしてたとえ濾網５４が比較的に詰
塞状態にあつてプライミング作用圧力に対し抵抗
力を示すようなことがあつたとしても、プライミ
ング系統は上記のバイパス導管通路を通じて効果
的に保たれる。かくして発生した空気圧はインク
液をインク供給通路６８を通つて押上げてインク
ジエツト室７０とこれに対応する各ジエツト孔に
向けて作動する。プライミング操作が完了したと
き、球状部材８０内に形成された空間の相対的な
負圧力は通気穴８７を通して空気を吸引し一方通
路弁８９の周縁部分８８を押し上げその空間内部
を実質的な大気圧下にある空気圧に復元する。

第１図と第２図に示す実施例の作動において、
操作員は過度なプライミング操作をしてプライミ
ング系統からインクジエツトヘツドに向つて空気
を押出しインク液を放出しないように注意しなけ
ればならない。インクジエツトヘツドに向つて空
気を押上げるような状態は非常に悪い結果を発生
し、実際上装置の作動を完全に不能ならしめるこ
とがある。作業員はレベル検知器６３から目視可
能な出力信号を監視しながら、液面に低レベル表
示が認められたとき直ちにプライミング操作を停
止することにより回避することができる。レベル
感知器６３は安全な限界線をもつ低レベル表示部
を構成するように適切に設定されているから、プ
ライミング操作又は再プライミング操作は加圧空
気がインク供給通路６８を経て押し上がる以前に
無事完了されることになる。

次に参照する第３図と第４図は本発明のもう一
つの好ましい実施例を概略的に示し、この場合は
再プライミング操作が自動的に行なわれる。プリ
ントヘツドとタンクの組合せ体が符号４０で示さ
れ、これは軌条９０上に設けられている。標準的
な応用例において、装置４０は図中９０で示すス
テツピングモータの如き原動源により搬送され
る。インクペレツトは取外し可能な蓋１０３を介
して装填され、また上部蓋１０３が正規位置にね
じ込まれたときペレツトをタンク内に落すための
カートリツジ１０２を具えている。ポンプ９５は
軌条９０から離れたプリント装置上に設けられて
いるので、可動のインクジエツト装置４０に対し
ては固定状態にある。これは搬送車からポンプ構
成体を離して設置しうる実際上の利益がある。ポ
ンプ９５は円錐状先端部分またはニプル９８をそ
の端部に形成した連結具９７を具備する。円錐状
先端部９８は装置４０のハウジング側面に明けた
別形式の通常開放している通路口１０１に適合さ
れる形状寸法に成形される。テーパー状をなすこ
の先端部９８はモータ９１がポンプ９５の方に向
けて装置４０を移動せしめるときそのテーパー先
端部分が通路口１０１に密封部材を介して嵌入さ
れ、そこで完全な密封状態が達成されるように配
置決めされる。プライミング操作又は再プライミ
ング操作に対して、モータ９１が装置４０を移動
させることにより、上記先端部分９８は装置４０
と封止状態に連結され、連結具９７には先端部分
９８が通路口部１０１内に完全確実に保持される
ようにばねが装備されている。このような連結状
態が行なわれないときは通路口部１０１と通路１
０４は大気圧がタンク内部のインク液上方に作用
するような一つの開放通路口を形成する。第３図
と第４図の自動装置の操作において、プライミン
グ操作は装置４０を供給先端部９８を連結位置へ
移動するようにモータを制御している操作員によ
つて開始されるが、そのときポンプ９５は自動的
にプライミング作用圧力が所望の0.14乃至0.21
Kg／cm²（２乃至３ポンド毎平方吋）になるよう駆
動される。プライミンゲ作動状態が進行している
間に第１図に図示したレベル検知器６３によつて
検知されたレベル信号は制御回路９２により連続
的に監視される。上記プライミング操作は適切な
時間調整が設定され、該系統を通し既定のインク
量が流れかつ噴射孔の外に放出されるに至るに充
分な時間に亘つて継続される。しかしながらもし
このプライミング作動中にインキ液レベル信号が
インク液レベルの規定値以下に降下したことを知
らせるときはいつでも制御回路９２は装置４０を
その連結位置から直ちに遠ざかるようにモータ９
１が起動され、それによつてインク液の安全量が
タンク内になお確保される間にプライミング操作
は終了する。そのとき作業員はプライミング操作
を再開始する前にインキの供給を交換しなければ
ならぬ。

本発明に係るいずれの好適な実施例の操作にお
いても、インクジエツト装置が使用されないとき
は第１加熱器５９を遮断しておくことが好まし
い。加熱溶融形インクの特性はインク液が溶融状
態に保持される時間が長ければ長い程それだけ急
速に劣化を促進するから、実際上は装置不使用の
ときはタンク内にあるインクの全量を凝結固化し
ておくことである。かくして第１加熱器５９は不
使用期間中は通電を遮断した状態におかれる。更
に付随的には電力が消費されるような場合にはプ
リントヘツド部における第２加熱器６６もまたそ
のスイツチを切ることがしばしば行なわれる。そ
のときインク内のインク全量は凝結温度以下に冷
却され、結果としてインクが収縮し、インク供給
が、例えば供給チユーブ６８の中で分断されて成
る装置の脱プライミング状態におかれるから、装
置は再び再プライミングする必要がある。次に第
５図を参照し説明する。この流れ線図は本発明装
置の操作を遂行するための手順を示したものであ
る。この装置は符号１２０で示すように当初スイ
ツチが入れられ、次いで次の符号１２１において
インクの加熱作用が行なわれて、インク液全体は
液相状態に変換される。装置不使用期間中インク
は凝結されて固相状態にあるから装置は脱プライ
ミング状態にあり、従つてこの状態から再プライ
ミングを行なう必要がある。再プライミング行程
はブロツク１２２のところで遂行され、かつそれ
と同時にインク液面レベルは第１図に示した検知
器６３により連続的に検知される。もしもプライ
ミング操作中インク液面レベルＬが最低必要量の
レベルL_nioより低いように検知されるならば、そ
のとき再プライミング操作はブロツク１２３で示
したように停止される。そのとき従業員はブロツ
ク１２４に示したようにインクを補充して再プラ
イミング操作を再開始するようになる。再プライ
ミング操作が完了したとき、装置はブロツク１２
６で示すように作動される。その作動期間中イン
ク液面レベルは連続的に検知されて、もしもイン
ク液レベルがL_nio以下にあることが検知されると
きはインクがブロツク１２７で示すように投入さ
れる。作動終了時において、装置のスイツチは切
られ、この状態はブロツク１２８に示される。両
加熱器５９と６６のスイツチが共に切られると
き、インク液は固相又は凝結状態に復帰し従つ
て、装置は脱プライミング状態に戻る。

以上は特定の好ましい実施例に関して記載した
けれども、その構成と操作方法に関する他の変形
態様は記載された請求の範囲内に包含され得るこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタンクとインクジエツトヘツ
ドを結合した組合せ装置についての実施例の側部
断面図、第２図は第１図の線２−２に沿う断面
図。第３図は本発明の他の実施例に係るプライミ
ング操作系統概略図、第４図は第３図に示す実施
例の一部断面図であつて、可動タンク装置を具え
た固定的プライミングポンプの接続構成を示し、
第５図は本発明の方法行程を線図化した流れ線図
である。 ４１……インキペレツト搬送体、４２……ペレ
ツト、４４……上部タンク、４６……上部タンク
傾斜床板、４７……上部タンク蓋、４８……下部
タンク床板、４９……一方通路弁、５０……通路
口又は開口、５４……濾網、５９……第１加熱
器、６２……インク溜め、６３，６４……検出
器、６５……断熱材、６６……第２加熱器、６８
……インク供給通路、７０……ジエツト孔室、７
１……変換器（例ピエゾ電気形）、７２……プリ
ント回路、８０……弾性球状部材、８７……大気
圧通気穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インク溜め系及びこれをインク供給路を介し
   て連通しているインク噴射用のプリントヘツドを
   含んで成るインク供給系を有するインクジエツト
   装置に加熱溶融形インクを用い、該インクを加熱
   溶融してこれを液相にして、インク液滴噴射に際
   し、当該液相インクが該インク溜め系と該プリン
   トヘツドの間で該供給路を介して一体状態にあ
   る、即ち装置のプライミング状態にあるようにし
   た、インクジエツト装置の作動方法であつて、 装置の休業中には、少くとも該インク溜め系で
   インクを冷却してこれを固相に変換し、その結果
   インクを収縮させてこれを該インク供給路におい
   て分断させて成る装置の脱プライミング状態に
   し； 装置の操業再開に当つて該固体インクを少くと
   も該インク溜め系で加熱してこれを液相に変換
   し； そして、インク使用に当り、当該液相インクを
   該インク溜め系において空気加圧して装置のプラ
   イミング状態を再開し、それによつて加圧液相イ
   ンクを該インク溜め系から該インク供給路へ、そ
   してこれを介して該プリントヘツドから噴射させ
   るインクジエツト装置の作動方法。 ２ 前記再プライミング操作工程は該インク溜め
   系に少くとも約0.14Kg／cm²（２ポイント毎平方イ
   ンチ）の圧力を加える工程として構成されている
   特許請求の範囲第１項記載のインクジエツト装置
   の作動方法。 ３ 前記再プライミング操作工程は更に装置の使
   用時に該インク溜め系を通気口を通して大気に連
   通させ、再プライミング操作中該通気口を通じて
   前記プライミング作用圧を付与するようにした特
   許請求の範囲第２項記載のインクジエツト装置の
   作動方法。 ４ 前記再プライミング操作は手動によりプライ
   ミング作用圧を生ぜしめる工程として構成される
   特許請求の範囲第２項記載のインクジエツト装置
   の作動方法。 ５ 前記再プライミング操作はインクジエツト装
   置を圧力発生源に連結してプライミング作用圧を
   自動的に生ぜしめる工程として構成される特許請
   求の範囲第２項記載のインクジエツト装置の作動
   方法。 ６ 前記自動的連結操作は前記インク溜め系とプ
   リントヘツドを圧力発生源に向けて移動せしめる
   工程を含んでいる特許請求の範囲第５項記載のイ
   ンクジエツト装置の作動方法。 ７ 前記再プライミング操作中に該インク溜め系
   内のインク液レベルを監視する工程と、該インク
   溜め系内のインク液レベルが規定の液面以下にあ
   ることを検知するとき再プライミング操作を停止
   せしめる行程を含んでいる特許請求の範囲第１項
   記載のインクジエツト装置の作動方法。 ８ 前記再プライミング操作の停止作用が自動的
   に行なわれる工程として構成された特許請求の範
   囲第７項記載のインクジエツト装置の作動方法。 ９ 溶融熱インクを用いたインクジエツト装置に
   おいて、該装置がインク液滴を噴射するプリント
   ヘツドを含むインク供給系と該プリントヘツドに
   供給するためのインクを溜めたタンクとタンク内
   のインクを加熱したり冷却したりする温度制御手
   段を有しており、該タンクは：常時は開放状態に
   ある通路口を有するハウジング；当該通路口を閉
   じるための閉鎖手段；及び固化したインクを加熱
   して液相にした後に装置の再プライミングを実現
   するための再プライミング手段を含んで構成さ
   れ、当該再プライミング手段は空気圧を該タンク
   に付与するために該通路口が閉じられたときのみ
   作動するようにしたことを特徴とするインクジエ
   ツト装置。 １０ 前記通路口を通し、タンクへインクを供給
   するインキ供給手段が設けられている特許請求の
   範囲第９項記載のインクジエツト装置。 １１ 前記タンクにはインクを貯溜するインク液
   溜めが設けられかつ該インク液溜めからプリント
   ヘツドへインクを供給する供路手段が設けられ、
   更に前記通路口とインキ液溜め間に濾過器が取付
   けられると共に前記濾過器上方から液溜めに向つ
   て空気流をバイパスさせるバイパス通路が設けら
   れて、前記再プライミング手段により生じたプラ
   イミング作用圧が濾過器をバイパスして液溜め側
   へ連通されるようにした特許請求の範囲第９項記
   載のインクジエツト装置。 １２ 前記タンクおよびプリントヘツドを移動制
   御可能な搬送体手段が設けられ、前記再プライミ
   ング手段は該搬送体手段から離隔して設置された
   固定の設備として形成され、該再プライミング手
   段は搬送体手段が再プライミング手段に接近して
   位置決めされたとき、密封した結合関係を保持し
   てタンク側へ連結させる連結手段を含んで構成さ
   れた特許請求の範囲第９項記載のインクジエツト
   装置。 １３ 前記タンク内のインク液面レベルを検知す
   るインク液レベル検知手段を具備すると共にイン
   ク液レベルが規定レベル又はそれ以下の降下時
   に、該検知レベルに応動する自動制御装置を設け
   て、タンクと再プライミング手段の連結を解除す
   るようにした特許請求の範囲第１２項記載のイン
   クジエツト装置。 １４ 該インク供給路手段がこれを加熱するため
   の加熱手段を含んで成り、インクを液相状態で該
   インク供給手段中に維持するようにした、特許請
   求の範囲第１１項記載のインクジエツト装置。 １５ 該再プライミング手段をプライミング操作
   中に該プリントヘツドと自動的に連通させるため
   のバイパス手段を含んで成る特許請求の範囲第９
   項記載のインクジエツト装置。