JP2007112120A - 通気導管付きインクジェット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高い通気システムを備える融解したホットメルトインク用インクリザーバを備えるインクジェット装置の提供。
【解決手段】ホットメルトインクを利用するインクジェット装置であって、インクリザーバ１０と、インクリザーバ１０に溜められるインク１６を加熱するように構成されたヒータ１４と、インクリザーバ１０の上壁４５における通気開口４６に下端が接続される通気導管５２とを含み、通気導管５２が、加熱された領域を通って上向きに延在する通路（チャンネル）５４を含む。一実施例では、インクジェット装置は、インクリザーバ１０に融解したインクを供給するインク溶融ユニット３４を含み、インク溶融ユニット３４は、インクリザーバ１０内に溶融したインクが上方から流れ込むことを可能とするように構成され、通気導管５２の通路５４が、インク溶融ユニット３４に熱接触している。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホットメルトインク用のインクリザーバと、インクリザーバに含まれたインクを加熱するように構成されたヒータと、インクリザーバの上壁における通気開口に下端が接続される通気導管とを備え、通気導管が、最大直径が長さよりも小さい通路を有する、インクジェット装置に関する。例えば、前記通路は、管からなる。

ホットメルトインク、即ち室温で固体のインクを用いて動作するインクジェットプリンタは、プリントヘッドに供給可能な液体状態にインクを維持するために加熱されることができるインクリザーバを含む。インクがプリントヘッドの印刷ノズルを通って漏れるのを防止するため、通気導管を介してインクリザーバの空間に吸引力を印加することが提案されてきた。例えば、略１ｋＰａ（１０ミリバール）の負圧がインクリザーバの空間内に維持される。

しかし、インクリザーバの通気開口がインクの飛び散りを受けたとき、インクは、通気導管に入りうり、通気導管内部に固着しうり、したがって、通気導管を詰まらせる。かかる状況下では、負圧はもはやインクリザーバの空間内に維持されることができなくなる。通気導管は、インクリザーバに溶融したインクが過剰に充填された場合にも同様の態様で詰まりうる。

そこで、本発明の目的は、より信頼性の高い通気システムを備える融解したホットメルトインク用インクリザーバを備えるインクジェット装置を提供することにある。

本発明によれば、上記目的は、上記通路が加熱された領域を通って上向きに延在する上述した種のインクジェット装置により達成される。当該通路は、加熱された領域により、インクの融点より高い温度まで加熱される。これにより、インクリザーバから通気導管に入る如何なるインクも、溶融状態に維持され、インクリザーバに戻るように下向きに流れることになる。これにより、通気導管の詰まりが防止される。通路の直径を小さくするほど高くインクが通路内で上昇する。それ故に、本発明は、特に、通路の最大直径が、通路の長さの半分よりも小さいときに効果的であり、通路の最大直径が、通路の長さの４分の１より小さいときに更に効果的である。

本発明の有用な詳細が従属項に特定されている。

一実施例では、通路は、通気開口を通って、最終的にインクリザーバに開口する。この場合、通気開口には、インクが通気導管に入るのを防止できうる蓋が一切設けられない。それ故に、本発明は、特に有用である。しかしながら、通気導管は、インクリザーバ内の圧力が十分高い場合に閉じる逆流防止弁（ノンリターンバルブ）を有してもよい。

好ましくは、上記通路の高さは、少なくとも、通気導管の下端に満たされる溶融したインクが受けうる毛管上昇量に対応する。毛管上昇量は、通路の壁の浸潤特性及び通路の幾何形状に依存する。通路の高さを考えられる毛管上昇量に適合させることにより、必要な空間及び所望の詰まり防止作用の観点から、通路の最適な高さが決定される。

前記通気導管及び第２の導管の少なくとも何れか一方を介して正圧及び負圧の少なくとも何れか一方を、インクリザーバの空間に印加する手段を含むインクジェット装置の場合、上記通路の高さは、好ましくは、少なくとも、通気導管の下端に満たされる溶融したインクが、考えられうる毛管力及び前記正圧及び負圧の少なくとも何れか一方に起因して受けうる上昇量に対応する。例えば、少なくとも１つの印刷ノズル、及び、印刷ノズルを介して溶融したインクが漏れるのを防止するために通気導管を介してインクリザーバの空間に負圧を印加する手段を含むインクジェット装置の場合、上記通路の高さは、好ましくは、少なくとも、通気導管の下端に満たされる溶融したインクが、考えられうる毛管力及び負圧に起因して受けうる上昇量に対応する。それ故に、負圧が通風導管を介した吸引により印加されるが、通気導管の下端に満たされる溶融したインクは、通路の加熱された領域を越えて上昇しないであろう。

好ましい実施例では、少なくとも通気導管の断面が、通路を形成し通気導管の下端でインクリザーバの通気開口に開口する管からなり、通気開口が、インクリザーバの正規の充填レベルよりも上に配置され、通気導管が、前記加熱された領域を通って通気開口から略直立に延在する。

本発明の更なる発展例によれば、上記インクジェット装置は、溶融したインクをインクリザーバに供給するインク溶融ユニットを含み、インク溶融ユニットが、インクリザーバ内に溶融したインクが上方から流れ込むことを可能とするように構成され、通気導管の通路が、インク溶融ユニットに熱接触している。例えば、通気導管は、インク溶融ユニットに沿って又はそれを通って、インク溶融ユニットにより加熱される。従って、インク溶融ユニットにより供給される熱は、通気導管の通路を加熱するのに利用される。これは、通路が通る加熱された領域とインク溶融ユニットの双方がインクの溶ける温度に維持されなければならないので、効果的である。更に、プリンタのスリープモード中、例えば、インクが通気導管に入る可能性が小さくなり、通気導管は、インク溶融ユニットと共に冷却されることが可能となる。

一実施例では、インク溶融ユニットは、別個のヒータを含む。即ち、ヒータは、インクリザーバに含まれるインクを加熱するためのヒータとは別である。従って、インクリザーバの加熱及びインク溶融ユニットの加熱は、インクリザーバ及びインク溶融ユニットに対して唯一のヒータにより統合された構造の場合に比べて、効率的になる。これは、インクリザーバにおいて融解したインクを融解状態に維持するために必要とされるエネルギよりも、インク溶融ユニットにおいてインクを融解させるのに必要とされるエネルギが大きいからである。

その他の実施例では、通気導管は、インク溶融ユニットを通ってガイドされず、通気開口及びインク溶融ユニットの間に熱接触が存在しない態様で、インク溶融ユニットから離間される。後者の場合、別のヒータが、インクリザーバに連通する通気導管の少なくとも下側の部分を加熱するために設けられてよい。通気導管の下側の部分は、インクリザーバからの溶融したインクの侵入に晒されうる部分である。この侵入は、溶融したインクの制御されない動き及び／又はインクリザーバの過剰な充填及び／又は吸引、及び／又は毛細力に起因しうる。インク溶融ユニットから通気導管を分離することにより、プリントヘッドの設計自由度が増す。

好ましい実施例では、インクリザーバの壁は、インクフィルタを含み、インクフィルタ及びインク溶融ユニットが、インク溶融ユニットからインクフィルタを通ってインクリザーバ内に溶融したインクが流れ込むことを可能とするように構成され、通気開口が、インクフィルタとは別に配置されている。通気開口をインクフィルタとは別に配置することにより、インクは、インクリザーバ内に通気開口を通って流れる必要がない。従って、より信頼性の高い通気が達成される。

好ましくは、圧力センサが、通路に配置される。圧力センサは、通路内の圧力を検出し、インクリザーバの空間に引火される負圧を監視するために利用されることができる。圧力センサを通路に配置することによって、センサは、インクが通常的には充填されていない位置であって、更に、少なくとも近似的に所定の温度まで加熱されることになる位置にあり、従って、測定精度が高まる。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施例の説明を行う。

インクジェット装置は、熱伝導性材料からなる壁１２を有するインクリザーバ１０を含む。本分野で知られているように、電気ヒータ１４は、インクリザーバの壁１２に接触又は一体化され、インクリザーバ内に蓄えられたホットメルトインク１６が、ある温度、例えば１２０度の温度、いずれにせよその融点よりも高い温度に保たれて、液体状態に維持され、且つ、インクリザーバの下方に配置されフィルタ２０を介してインクリザーバ１０に連通するインクジェットプリントヘッド１８に供給される準備が整った状態になるようにする。インクジェットプリントヘッド１８は、本分野で知られているように、印刷ノズル２２を含む。あるインクジェット２４が模式的に示されている。本分野で知られているように、インクリザーバ１０及びプリントヘッド１８は、プリンタが動作しているときに、インクリザーバ１０が図の視線方向に前後移動するように、プリンタの往復運動するキャリッジ上に搭載されてよい。

インクリザーバ１０のコンパートメントの上壁２６は、インクフィルタ２８を含む。インクフィルタ２８上の平らなチャンバ３０は、インクリザーバ１０上に配置されたインク溶融ユニット３４の下側の出口開口３２に気密に接続される。インク溶融ユニット３４の壁３６は、熱伝導性材料からなり、ファンネルを形成する。インク溶融ユニット３４の上部には、固体化されたホットメルトインクからなる球状のインクペレット４２が存在する。インクペレット４２は、要求時に、インク溶融ユニット３４の内部に供給される。電気ヒータ４４は、インク溶融ユニット３４の壁３６に接触し又は一体化され、インク溶融ユニット内にあるインクペレット４２が溶融し出口開口３２を通って流れ更にインクフィルタ２８を通ってインクリザーバ１０内に流れるようにする。

インクリザーバ１０の充填レベルは、印刷中に低下し、新しいインクペレット４２が溶融されたときに上昇する。従って、インクリザーバ１０の充填レベルは、インクフィルタ２８より下方で従って壁２６よりも下方の正規の充填レベルを中心として増減する。

インクリザーバ１０の上壁４５には、インクフィルタ２８とは別に配置される通気開口４６が設けられる。通気開口４６は、通気導管５２の断面を形成する管５０に、溶融したインク１６上方のインクリザーバ１０の空間を接続する。管５０の下端付近の通風開口４６からは、管５０は、インク溶融ユニット３４を通って略直立に通る。インク溶融ユニットの領域では、管５０は、インク溶融ユニットの全高さに亘ってインク溶融ユニットの壁３６に一体化又は接触する通路（チャンネル）５４を形成する。例えば、通路は、ヒータ４４の近くの壁内に一体化される。これにより、通路５４は、インク溶融ユニットにより、インクが液体となる温度まで加熱される。或いは、通路５４は、壁３６からある距離だけ離れて、インク溶融ユニット３４を通って延在してもよく、従って、周囲壁３６及び／又は融解したインクにより加熱される。通路５４の最大直径は、例えば、通路５４の長さの１／１０より小さい。

通気導管５２を介して吸引が適切な吸引装置５６によりインクリザーバ１０に印加され、従って、インクリザーバ１０の空間４８内で、負圧、例えば約１ｋＰａ（１０ミリバール）が維持される。吸引装置５６は、本分野で知られているような態様で実現されてよい。

インクが、融解したインク１６の制御されない動き又はインクリザーバ１０の過剰な充填に起因して通気開口４６にて通気導管５２に入る場合、当該インクは、吸引に起因して、若しくは、可能性として管５０の壁の湿潤特性に依存する毛細力及び管の幾何形状に起因して、管５０で引き上げられる。最大の上昇レベルＬは、例えば、印刷ノズル２２よりも約９０ｍｍ上であってよい。本例では、通路５４は、それ故に、最大上昇量Ｌより上の高さまで延在する。これにより、通気導管５２内に入るインクは液体のままであり、インクの固着に起因した通気導管５２の詰まりが防止される。

改良された実施例では、圧力装置５８が、インクリザーバ１０の第２の導管６０及び第２の通気開口を介してインクリザーバ１０の空間４８に接続される。第２の導管６０は、通気導管の断面を形成する管を備えて通気導管５２と同様に構成され、当該第２の通路を形成する管は、通路５４と平行にインク溶融ユニット３４を通って延在し、インク溶融ユニット３４と熱接触している。図では、第２の通路は、通路５４の背後にある。

圧力装置５８は、印刷ノズル２２をパージするためインクリザーバ１０に圧力を印加するように構成される。圧力が印加されている間、通気導管５２は、吸引装置５６にて閉じられる。しかし、通気導管５２に入るインクは、圧力の蓄積に起因して通路５４を上るように駆動されうる。それ故に、通路５４の高さは、圧力及び考えられる毛細力に起因する最大上昇レベルＬに適合される。第２の導管６０の第２の通路は、同一の高さを有する。従って、通気導管５２内に若しくは第２の導管６０内に入るインクは液体のままであり、従って、通気導管５２及び第２の導管６０のインクの固体化に起因した詰まりが防止される。

通路５４には、通路５４内の圧力を検出する圧力センサ６２が配置される。圧力センサ６２は、破線で指示されている。

改良された実施例では、圧力装置５８だけが、上述の通気導管を介してインクリザーバに接続される一方で、吸引装置５６は、本分野で知られているように、異なる態様でインクリザーバ１０に接続されてもよい。例えば、逆流防止弁が用いられてもよい。或いは、圧力装置は、逆流防止弁を介して接続されてもよい。

上述の実施例は、あくまで本発明によるインクジェット装置の例に過ぎず、本分野で知られているように変更されてもよい。例えば、インク溶融ユニット３４のヒータ４４は、通路５４の近傍の壁に配置されるのに代えて、図でインク溶融ユニット３４の右側に鎖線により示す位置に配置されてもよい。更に、圧力装置５８は、吸引装置５６と同一の通気導管５２に接続されてもよく、或いは、吸引装置５６内に一体化されてもよい。

インクリザーバ及びインク溶融ユニットを備えるインクジェット装置の壇面図である。

符号の説明

１０ インクリザーバ
１４ ヒータ
１６ インク
３４ インク溶融ユニット
４５ 上壁
４６ 通気開口
５２ 通気導管

Claims (9)

1. ホットメルトインク用のインクリザーバ（１０）と、インクリザーバ（１０）に含まれたインク（１６）を加熱するように構成されたヒータ（１４）と、インクリザーバ（１０）の上壁（４５）における通気開口（４６）に下端が接続される通気導管（５２）とを備え、通気導管（５２）が、最大直径が長さよりも小さい通路（５４）を有する、インクジェット装置において、
   通路（５４）が、加熱された領域を通って上向きに延在することを特徴とする、インクジェット装置。
2. 通路（５４）が、通気開口（４６）を通って、最終的にインクリザーバ（１０）に開口する、請求項１に記載のインクジェット装置。
3. 通路（５４）の高さが、少なくとも、通気導管（５２）の下端での溶融したインクの毛管上昇量に対応する、請求項１又は２に記載のインクジェット装置。
4. 通気導管（５２）及び第２の導管（６０）の少なくとも何れか一方を介して正圧及び負圧の少なくとも何れか一方を、インクリザーバ（１０）の空間に印加する手段を更に備え、
   通路（５４）の高さが、少なくとも、通気導管（５２）の下端に満たされる溶融したインクが毛管力及び前記正圧及び負圧の少なくとも何れか一方に起因して受けうる上昇量に対応する、請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェット装置。
5. 少なくとも通気導管（５２）の断面が、通路（５４）を形成し通気導管（５２）の下端でインクリザーバ（１０）の通気開口（４６）に開口する管（５０）からなり、通気開口（４６）が、インクリザーバ（１０）の正規の充填レベルよりも上に配置され、通気導管（５２）が、前記加熱された領域を通って通気開口（４６）から略直立に延在する、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェット装置。
6. 溶融したインクをインクリザーバ（１０）に供給するインク溶融ユニット（３４）を含み、インク溶融ユニット（３４）が、インクリザーバ（１０）内に溶融したインクが上方から流れ込むことを可能とするように構成され、通気導管（５２）の通路（５４）が、インク溶融ユニット（３４）に熱接触している、請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェット装置。
7. インク溶融ユニット（３４）が、別のヒータ（４４）を含む、請求項６に記載のインクジェット装置。
8. インクリザーバ（１０）の壁（２６）が、インクフィルタ（２８）を含み、インクフィルタ（２８）及びインク溶融ユニット（３４）が、インク溶融ユニット（３４）からインクフィルタ（２８）を通ってインクリザーバ（１０）内に溶融したインクが流れ込むことを可能とするように構成され、通気開口（４６）が、インクフィルタ（２８）とは別に配置されている、請求項６又は７に記載のインクジェット装置。
9. 通路（５４）に配置される圧力センサ（６２）を更に含む、請求項１〜８のいずれかに記載のインクジェット装置。

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