JP2000218820A - インクを加熱する装置 - Google Patents
インクを加熱する装置Info
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
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- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
Abstract
の導管(36)を介して印刷ヘッドへインクを供給する
流体装置(35)とを備えたインクジェットプリンタ内
のインクを加熱する改善された装置が提供される。この
改善されたインク加熱技術は、インクを流す流体チュー
ブ(44)と、流体チューブに熱的に接触し、流体チュ
ーブの可成の長さ部分に熱を供給するヒータ(48)と
を提供する。流体チューブ及びヒータを包囲する熱絶縁
手段(52)を設けることができ、熱絶縁手段を包囲す
る保護カバー(54)を設けることができる。流体チュ
ーブとヒータとの間の緊密な熱的接触を維持した状態
で、流体チューブとヒータとの間にエラストマー層を配
置することができる。
Description
プリンタに関し、特にインクを劣化させずにインクジェ
ットプリンタ内のヒータのワット密度を減少させる技術
に関する。
においては、加圧下でインクがマニホルドへ供給され、
このマニホルドが、典型的には直線の列(アレイ)とな
って配列された複数のオリフィスへインクを分配する。
インクはジェットとしてオリフィスから発射され、ジェ
ットはインクの表面張力により液滴ストリームに分断さ
れる。インクジェット印刷は、選択的にチャージを行っ
て、いくつかの液滴をその正規の軌道から偏向させるこ
とにより、液滴ストリームを用いて達成される。偏向さ
れた液滴又は偏向されなかった液滴は捕捉されて、再循
環され、その他の液滴は印刷表面に衝突できる。
中、チャージ板面上で凝縮する水によりチャージ板面を
清掃するのが有利である。このプロセスでは、チャージ
板面の温度以上の温度にインクを迅速に加熱する必要が
ある。
・デジタル・プリンティング社(Scitex Digital Printi
ng Inc.)の1つのインクジェット印刷生産ラインにおい
ては、始動中に約90秒間だけ付勢されるインクヒータ
が設けてある。このヒータは「カートリッジ」型のもの
で、500ワットを放出する約5平方インチ(約32.
26cm2) の面積を有する。しかし、このワット密
度(平方インチ当り100ワット)で、ヒータの表面温
度は、インク染料を溶液から抽出させ、加熱素子上に大
きな塊を形成させるのに十分な高さに達してしまう。こ
のような塊はフィルタ又はオリフィスを破損させ、目詰
まりさせることがある。更に、この塊となったインクは
ヒータの効率を減少させてしまう。
作動中に85°Fの最小温度に加熱される。これによ
り、温度に依存する流体の特性の範囲の限界が減少す
る。このようにして、刺激作動点は周囲温度の幅広い範
囲にわたって安定することができる。
ることなく低ワット密度のヒータを組み込むことのでき
る装置の要求がある。
の劣化を阻止するのに十分な低温にヒータの表面を維持
した状態でインクを加熱する装置を提供することであ
る。
と、少なくとも1つの導管(umbilical) を介して印刷ヘ
ッドへインクを供給する流体装置とを備えたインクジェ
ットプリンタ内のインクを加熱する改善された装置が提
供される。この改善されたインク加熱技術は、インクを
流す流体チューブと、流体チューブに熱的に接触し、流
体チューブの可成の長さ部分に熱を供給するヒータとを
提供する。流体チューブ及びヒータを包囲する熱絶縁手
段を設けることができ、熱絶縁手段を包囲する保護カバ
ーを設けることができる。流体チューブとヒータとの間
の緊密な熱的接触を維持した状態で、流体チューブとヒ
ータとの間にエラストマー層を配置することができる。
下、「加熱導管」という)、温度センサ、ヒータを付勢
するための関連するソリッドステート制御子及び関連す
るソフトウエアを組み込むことにより、ヒータのワット
密度を減少させる手段を開示する。 本発明によれば、
ヒータのワット密度の減少は、小さなカートリッジ型の
ヒータの代わりに一層大きな表面積有するインクヒータ
を使用することにより、達成される。これを行うための
1つの便宜的な手段は、長く延びたヒータ素子により流
体チューブの全長に熱を供給することである。これを行
うための1つの特に便宜的な手段は、印刷ヘッドの導管
の印刷ヘッドインク供給チューブを加熱することであ
る。製本所のライン、ロール対ロールプリンタ又は他の
印刷装置から遠く離れた位置に印刷ヘッドを配置できる
普通に使用されている40フィート(約12m)長さの
導管の使用を考察する。40フィート長さの導管の場
合、ヒータの有効表面積は282平方インチ(約181
9cm2) である。これは、典型的なカートリッジ型
のヒータに関して56因数の表面積の増大である。この
ようにして、パワー密度がインクの劣化を回避するのに
十分低いレベルに保たれる。
加熱導管を組み込んだインクジェットプリンタ装置を示
し、図2は回路線図30を示す。回路30は印刷ヘッド
34における温度センサ即ちサーミスタ32と、ヒータ
ユニット48及び導管50で構成された加熱導管36
と、2つのソリッドステートリレー38と、2つのサー
モスタット40とを有する。流体装置35は少なくとも
1つの導管50を介してインクを印刷ヘッド34に供給
する。サーミスタ32からの信号は、図1に代表的な信
号ライン37にて示すように、印刷ヘッド34と流体装
置35との間で伝達される。
ヘッドを取り外したときに、インクが導管から流出する
のを阻止することが望ましい。この理由のため、印刷ヘ
ッドに結合される流体取り付け部は通常逆止め弁を組み
込んでいる。導管がインクを加熱し、導管からのインク
の流れが逆止め弁により遮断された場合、導管は危険源
となってしまう。シールされた導管内の流体の熱膨張の
ため、インクを120℃に加熱することにより、40フ
ィートの導管内の圧力は数千psi(プサイ)に上昇し
てしまう。この理由のため、加熱導管はいくつかの安全
手段を含まなければならない。
ックコア42のまわりに位置する金属組みひも46であ
る。ステンレススチールの組みひもにより補強された
0.030インチ(約0.76mm)の壁厚を有するT
FEチューブの場合、チューブは450°F及び300
0PSIまでの使用として規格(定格)される。定格破
裂強度は13,000PSIである。それ故、導管のチ
ューブはインクが流れているときの通常の作動状態のみ
ならず、熱が供給されているときにインクの流れがなく
なるような異常な状態にも耐えることができる。
た(120℃)ときにヒータ素子48への電流の流れを
阻止するように開くサーモスタット40の使用である。
各導管50のためのサーモスタット40は、1つのサー
モスタットが入力パワーの各脚部に位置するように配置
される。同様に、2つのソリッドステートリレー38は
また、それぞれが入力パワーの各脚部に位置するように
配置される。サーモスタット40は不安全作動状態時に
回路を開成する。
す圧力逃し弁を具備する。これにより、導管内の圧力が
75psi以上に上昇するのを阻止する。圧力逃し弁を
通って排出された流体は廃インク容器に収集される。
0の内側コア42は強度を提供するために金属組みひも
46により取り巻かれたプラスチックチューブ44を有
する。チューブ44は好ましくは、インクが流れている
ときの通常の作動状態のみならず、熱が供給されている
ときにインクの流れがなくなるような異常な状態にも耐
えることができる。異常な状態の下では、本質的に高
温、高圧である蒸気が発生することがある。本発明の加
熱導管の組みひも付きのチューブ構造体は起こり得る高
温、高圧に耐えることができるように構成される。図3
を参照すると、当業者なら、種々の適当な形状のうちの
任意の形状で加熱素子48をチューブ44のまわりに配
置できることを認識できよう。例えば、チューブ44の
まわりに熱テープを直接巻き付けることができる。代わ
りに、可撓性エラストマーの中間層をチューブ44のま
わりに配置し、次いで、加熱素子48を中間層のまわり
に巻き付けることができる。更に別の形状は、可撓性の
組みひもにより保護され、チューブのまわりに巻かれた
加熱ワイヤを提供する。
図3に明示するように、図2のサーモスタット40がチ
ューブ44の出来る限り近くに置かれ、加熱素子48が
チューブ及びサーモスタットのまわりに巻き付けられ
る。加熱素子48を取り巻く絶縁層52は可撓性テー
プ、ガラス繊維フェルト又は他の適当な材料の形をして
いる。好ましくは、外部表面が触った感じで高温になら
ないように十分な絶縁層52を設ける。可撓性の導管即
ちスリーブの如き保護カバー54の層が絶縁層52を取
り巻く。導管は適当な寸法及び材料で円滑又は回旋状と
することができる。保護スリーブは、曲げ半径が最小に
なるので、好ましい方法である。
度を読み取ることにより達成される。読み取った温度は
適当な温度制御装置により所望の温度と比較され、必要
に応じて導管のためのソリッドステートリレー38を付
勢する。
診断試験の後、インクが流れ始め、ヒータがオンされ
る。所望の温度に達した後、印刷ヘッド始動プロセスを
開始することができる。全体の「ウオーミングアップ」
及び「始動」プロセスは「冷えた」状態から30分以内
で行われる。装置が暖まると、始動プロセスが約8ない
し12分間行われる。
「凝縮清掃」を行う。良好な凝縮を達成するためには、
捕獲器及びチャージ板が流体に関してまだ「冷えた」状
態のままとなるように、インクを迅速に加熱しなければ
ならない。流体の温度はプロセスの良好な作動のために
75秒間で約7℃上昇させねばならない。800ミル/
秒のインク流れに対して、これは、導管のためのワット
要求を規定する。
トまで変化する。周囲の空気は例えば15℃ほどまでに
冷えていることがある。これらの2つのファクターを考
慮して、好ましい実施の形態のためのヒータ抵抗は、他
の状態よりも一層十分な「低電圧、低温度」状態のため
の十分なワットを与える。それ故、好ましい実施の形態
においては、抵抗は27オームとする。従って、ヒータ
の瞬間的なパワーは1200ワットから2370ワット
まで変化する。温度制御は所望の温度を維持するために
供給パワーのデユーティサイクルを適当に変化させるだ
けである。
続する単一の導管についてのみ行ったが、導管の数は1
つに限定されないことを認識すべきである。例えば、本
発明の要旨内で、印刷ヘッドへの供給ラインを加熱する
ことができ、1又はそれ以上の付加的な導管が流体装置
へのインク帰還ライン及び電気接続部を含むことができ
る。産業上の利用可能性及び利点本発明はインクジェッ
ト印刷の分野で有用であり、ヒータのワット密度を減少
させるという利点を有する。本発明により提供されるよ
うなヒータのワット密度の減少は、インクの劣化を回避
するのに十分低いパワーレベルを提供するという付加的
な利点を有する。
細に説明したが、本発明の要旨内で種々の修正、変形が
可能であることを理解されたい。
プリンタ装置を示す図である。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 印刷ヘッドと、少なくとも1つの導管を
介して上記印刷ヘッドへインクを供給する流体装置とを
備えたインクジェットプリンタ内のインクを加熱する装
置において、 インクを流す流体チューブと;上記流体チューブに熱的
に接触し、当該流体チューブの長さ部分に熱を供給する
ヒータ手段と;を有することを特徴とするインク加熱装
置。 - 【請求項2】 上記流体チューブ及び上記ヒータ手段を
包囲する熱絶縁手段を更に有することを特徴とする請求
項1に記載のインク加熱装置。 - 【請求項3】 上記流体チューブと上記ヒータ手段との
間に位置するエラストマー層を更に有することを特徴と
する請求項1に記載のインク加熱装置。 - 【請求項4】 上記ヒータ手段への電流の流れを停止さ
せる少なくとも1つのサーモスタットを更に有すること
を特徴とする請求項1に記載のインク加熱装置。 - 【請求項5】 上記流体チューブ内の過剰な圧力を逃す
圧力逃し弁を更に有することを特徴とする請求項1に記
載のインク加熱装置。 - 【請求項6】 逃し圧力が約75psiであることを特
徴とする請求項5に記載のインク加熱装置。 - 【請求項7】 インク加熱装置に供給されるパワーを制
御する温度コントローラ手段を更に有することを特徴と
する請求項1に記載のインク加熱装置。 - 【請求項8】 上記温度コントローラ手段が上記流体装
置に関連することを特徴とする請求項7に記載のインク
加熱装置。
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