JP2011235636A - 高流量のインク送達システム - Google Patents

Abstract

【課題】溶融インクを印刷機構へ送達するためのシステムと方法を提供する。
【解決手段】受けリザーバ内に溶融インクを受け入れることと、複数のリザーバのうちの受けリザーバへと開かれるものが溶融インクを受入れ、この間に複数のリザーバのうちの少なくとも１つの他のものが溶融インクを印刷機構へ計量分配するために開かれることを交互にすることと、リザーバ内のインクレベルに応じて溶融インクを印刷機構へ計量分配することを含む。
【選択図】図５

Description

本開示は、概して、固形インクエレメントからの加熱された溶融インクを受け入れる１つまたは複数の印字ヘッドを有する高速印刷機に関する。より具体的には、本開示は加圧インク移送の改良に関する。

所謂「固形インク」の印刷機は、レーザ及び水性インクジェット手法等の他のタイプの文書複製技術を凌ぐ多くの優位点を提供する、プリンタ及び多機能プラットフォームを含む様々な画像デバイスを包含する。これらの優位点には、より高い文書スループット（即ち、単位時間内に複製される文書数）、実際の画像転送プロセスに必要な機械的コンポーネントがより少ないこと、より少ない交換消耗品、よりシャープな画像、及びより生態系に優しいプロセス、が含まれる場合が多い。

ある典型的な固形インクまたは相変化インク画像デバイスは、室温では固形のままである固形インクエレメントを受け入れてステージングするインクローダを含む。インクストックは、ユーザにより、単にインクローダへ必要に応じてさらなるインクを追加することによって補充されることが可能である。異なる色には、別個のローダチャネルが使用される。例えば、モノクロ印刷では黒の固形インクのみが必要とされるが、カラー印刷では、典型的にはブラック、シアン、イエロー及びマゼンタの固形インクカラーが必要とされる。固形インクまたは相変化インクは様々な固体形式で提供され、より具体的にはペレットとして、またはインクスティックとして提供される。

インク溶融ユニットは、インクを、インクの温度をその融点より十分に上まで上昇させることによって溶融させる。溶融相動作の間、固形インクエレメントは溶融プレートまたは溶融ユニットの加熱された表面に接触し、インクはその領域で溶融される。溶融インクは溶融リザーバ内に保持されることが多く、溶融リザーバ自体は、印刷動作が要求されるまでインクをその凝固温度より上に保つために加熱される。液化インクは、単一の印字ヘッドまたは印字ヘッド群へ重力、ポンプ作用またはこれらの双方によって供給される。複製されるべき画像に従って、かつプリンタコントローラの制御下で、回転印刷ドラムは、用紙または他の媒体へ転写されるべき画像ピクセルを表すインク液滴を受け取る。画像転写プロセスを促進するために、加圧ローラは媒体を印刷ドラムへ押しつけ、これにより、インクは印刷ドラムから媒体へ転写される。インクの温度は、画像転写直後にインクが完全に凝固するように慎重に調整されることが可能である。

スループットがより高いシステムでは、溶融インクは印字ヘッドへの高速送達用に加圧される。このようなマシンのスループットは、最終的に、液化インクの一定供給を印字ヘッドへいつでも送達できるようにして保持する能力によって制御される。この能力は、溶融速度によって、即ち、溶融され得る単位時間当たりの固形インク量によって部分的に決定される。ある典型的なインクスティックシステムでは、溶融速度は６グラムから１６グラム／分の範囲で変わる可能性がある。より高い溶融速度は、多くの場合、ドラム内に貯蔵されて高効率、高ワット数の溶融装置へ供給される固形インクペレットを用いて達成されることが可能である。このタイプの溶融装置は、インクの融解熱を超えるに足る力と、インクを印字ヘッドへ移動させるための最終的な設定温度まで上げるために必要とされる潜在エネルギーとを有する２５０グラム／分までの溶融速度を達成することができる。

従って、これらの高い溶融速度を十分に利用できる速度でインクを印字ヘッドへ送達する能力のあるシステムが依然として必要とされている。

本明細書に開示する態様によれば、溶融インクを受け入れるための受けリザーバと、この受けリザーバと印刷機構に連通する溶融インク出口との間で流体連通するリザーバシステムとを備える、溶融インクを印刷機構へ送達するためのインク送達システムが提供されている。リザーバシステムは、受けリザーバと連通する第１の取入れ口と溶融インク出口と連通する第１の吐出し口とを有する第１のリザーバと、受けリザーバと連通する第２の取入れ口と溶融インク出口と連通する第２の吐出し口とを有する別個の第２のリザーバと、第１の取入れ口と第１の吐出し口との間に配置されかつ第１の取入れ口を閉じる吐出し位置と第１の吐出し口を閉じる取入れ位置との間で移動可能な第１のシール部材を含む第１のバルブアッセンブリと、第２の取入れ口と第２の吐出し口との間に配置されかつ第２の取入れ口を閉じる吐出し位置と第２の吐出し口を閉じる取入れ位置との間で移動可能な第２のシール部材を含む別個の第２のバルブアッセンブリと、第１及び第２のバルブアッセンブリへ動作可能式に結合されかつ一方のシール部材が吐出し位置にありかつもう一方のシール部材が取入れ位置にあるように第１及び第２のシール部材を調和して動作させるべく構成されるアクチュエータアッセンブリとを含む。別の態様において、リザーバシステムは、固形インクを溶融するための加熱エレメントと、加熱エレメントにより溶融されるインクを受け入れるための受けリザーバと、溶融インク出口へ結合された、リザーバシステムから加圧下で溶融インクを受け入れるための印刷機構とを備える印刷機内に組み込まれる。

さらなる態様においては、受けリザーバに溶融インクを受け入れることと、第１のリザーバと印刷機構との間の流体連通を許容しながら第１のリザーバと受けリザーバとの間の流体連通を防止することと、第２のリザーバと印刷機構との間の流体連通を防止しながら第２のリザーバと受けリザーバとの間の流体連通を略同時的に許容することを含む、溶融インクを印刷機構へ送達するための方法が開示されている。

溶融インクを印刷機構へ送達するためのさらなる方法は、受けリザーバ内に溶融インクを受け入れることと、複数のリザーバのうちの受けリザーバへと開かれるものが溶融インクを受入れ、この間に複数のリザーバのうちの少なくとも１つの他のものが溶融インクを印刷機構へ計量分配するために開かれることを交互にすることを含む。

本開示によるインク送達システムの部分切欠き斜視図である。 図１に示すインク送達システムの側面断面図である。 コンポーネントが第１の状態にある、図１に示すインク送達システムのコンポーネントの拡大図である。 コンポーネントが第２の状態にある、図１に示すインク送達システムのコンポーネントの拡大図である。 図１に示すインク送達システムの動作フローチャートである。 図１に示すインク送達システムの２つのリザーバコンポーネントにおけるインクレベルの比較図である。 図１に示すインク送達システムの３つのリザーバコンポーネントにおけるインクレベルの比較図である。

図１を参照すると、インク送達装置１０は、１つまたは複数の印字ヘッドへの最終的送達用に固形インクエレメントを液化するように構成される溶融装置１１を含む。ある実施形態では、固形インクエレメントはペレット形式である。溶融装置１１は、取入れ管を介して固形インクペレットを受け入れるペレット分配器１２を含む。ペレットは、重力供給によって、または加圧供給によってドラム等のインク供給装置から取得されてもよい。ペレット分配器１２への固形インクペレットの流れは、溶融装置の最適パフォーマンスを達成するために適切な方法で調整されてもよい。

溶融装置１１は、さらに、高効率の溶融装置１５を含む。溶融装置１５は、同時係属の第’８６３号出願に開示されているように構築されてもよい。上記第’８６３号出願の開示内容は、本参照によりその全体が開示に含まれている。溶融装置の構造及び動作の詳細は第’８６３号出願から学習することが可能であり、上記溶融装置は概して、固形インクペレットがその上に計量分配される複数の加熱フィンを含む。ペレットは、フィンによって連続的に溶融され、図１に示すように、フィンの間から低圧リザーバ１８内へ滴る。図示されている実施形態では、低圧リザーバはハウジング１６によって形成されてもよく、かつ第’８６３号出願に記述されているように、溶融装置１５の真下に位置合わせされる滴受けを含んでもよい。低圧リザーバまたは滴受け１８は、溶融インクを収集領域１９へと方向づけるように構成される。収集領域１９では、溶融インクは下記の高圧リザーバへ運搬されることが可能である。

リザーバ１８は、印刷機内では概して大気圧に、または本明細書に記述している加圧リザーバより低い圧力に保持されることから「低圧」として同定されている。或いは、溶融装置１１は僅かに加圧されても、大気圧に保持されてもよい。

ある特徴によれば、インク送達装置は、１つまたは複数の印字ヘッドへ溶融インクの中断されない連続的供給を提供するために使用される複数の高圧リザーバを装備している。ある実施形態では、ハウジング１７によって形成される２つのこのようなリザーバ、即ちリザーバ２０及び２２が設けられる。ハウジング１７は、低圧リザーバを形成するハウジング１６と一体式であっても、これから分離されていてもよい。本開示の目的に添って、これらのリザーバは、第１及び第２のリザーバと称されても、リザーバ１及びリザーバ２と称されてもよい。リザーバに類似するコンポーネントも、関連する高圧リザーバを指すために下付き数字１または２によって指定されてもよい。

リザーバ２０、２２は、印刷機のコントローラ（不図示）によって制御されかつ調整される空圧供給装置であってもよい圧力源への入力２４、２５において接続される。リザーバ２０、２２内の圧力は、技術上周知であるように、１つまたは複数の印字ヘッドの高圧ジェットを供給するに足るものである。本明細書でさらに詳しく説明するように、リザーバ２０、２２は周期的に、インク供給が印字ヘッドへ吐出されるにつれて加圧され、かつ溶融インクの新たな供給がリザーバへ導入されるにつれて減圧される。

各高圧リザーバ２０、２２はリザーバ内に残っているインクの量またはレベルを決定する、対応するインクレベルセンサ２７、２８を装備してもよい。センサ２７、２８は、インクレベルを示す信号、かつ／またはしきい値まで下がるインクレベルを示す信号を提供することに適する任意の構造であってもよい。センサは、機械的な浮動型のセンサであっても、電気プローブアッセンブリであってもよい。

各高圧リザーバ２０、２２は、好適には、溶融インクをインクの凝固温度より高い温度に保持するように動作可能な加熱エレメント３０を含んでもよい。図１に示すように、加熱エレメント３０は、リザーバ全体の均一な熱分布を保証するために複数の離隔された加熱フィンを含んでもよい。

図１−２に示すように、液体インクは、低圧リザーバ１８から取入れ開口３２（または図２に描かれている取入れ開口３２_１、３２_２）を介して高圧リザーバ２０、２２の各々へ供給される。また各リザーバは、共通の吐出しチャネル３７（または図２に示す開口３７_１、３７_２）と連通する吐出し開口３６（または図２に示す開口３６_１、３６_２）も含む。この吐出しチャネル３７は印字ヘッドと連通状態にあり、かつフィルタエレメント３９と、印字ヘッドへ結合される吐出しマニホルド（不図示）にインクを供給する溶融インク出口４０とを組み込んでもよい。

運転中、加圧された液体インクは、吐出しチャネル３７からフィルタエレメント３９及び吐出し口４０を介して印字ヘッドへ結合された管アレイへと押し進められる。吐出しチャネル３７内の圧力は、高圧リザーバ２０、２２のうちの活性化されている一方における圧力によって生成される。本明細書に開示するインク送達装置１０は、一方の高圧リザーバを吐出しチャネルへ流体結合して溶融インクを印字ヘッドへと放出し、同時にもう一方の高圧リザーバは低圧リザーバ１８へ流体結合されて液体インクが補充されるという交互的メカニズムを提供する。よって、本装置１０は、バルブアッセンブリ５２と、ロッカアッセンブリ５４と、アクチュエータアッセンブリ５６とを含むインク送達制御機構５０を備える。

次に図２を参照すると、バルブアッセンブリは各高圧リザーバ用にアッセンブリ５２_１、５２_２を含むことが分かる。説明上、バルブアッセンブリ５２_２は、バルブアッセンブリ５２_１と略同一に構成されてもよいという理解を以て記述していく。バルブアッセンブリ５２_２は、取入れ開口３２_２に、または取入れ開口３２_２の上に配置されるバルブシート本体６０を含む。バルブシート本体６０は、低圧リザーバ１８と取入れ開口３２_２との間を繋ぐ１つまたは複数のフロー開口６２を画定する。バルブシート本体６０は、リザーバを画定するハウジング１７へ上記本体を結合する取付けフランジ６３を装備していてもよい。バルブシート本体６０はさらに、取付けフランジから突き出す、かつ取入れ開口３２_２内で滑り嵌めされるように構成されるシールハブ６５を含む。シールハブ６５は、上記ハブとリザーバ及び取入れ開口を画定するハウジング１７との間に、Ｏリング６６または平ゴム面シールワッシャ等のシールエレメントを含んでもよい。シールハブ６５は、図２に示すように、吐出し開口３７_２に面するシール面６８を画定する。

バルブアッセンブリ５２_２はさらに、取入れ開口３２_２と吐出し開口３７_２との間に位置合わせされるチャンバ６１内で平行移動するように配置されるシール本体７０を含む。チャンバ６１は、高圧リザーバ２２内のハウジング１７によって画定される一部であってもよく、またはシール本体７０の位置合わせ及び案内を手助けする幾つかの壁によって画定されてもよい。後者の場合、これらの壁は、好適には、吐出し開口３７_２への溶融インクの一定供給を保証するように構成され、かつ最大流量を達成するようなサイズにされる。

シール本体７０は、上部シール７１と下部シール７３とを含む。上部シールは、上述のバルブシート本体６０のシール面６８と密封式に係合されるように構成される。図２におけるシール本体７０_２は、シール面６８と密封式に接触または係合した状態で、即ちシール本体がその最上位にある状態で示されている。上部シール７１及びシール面６８の一方または双方は、シール本体との流体及び圧力密封シールを保証するように動作可能な圧縮性エレメント及び／またはリセス面を組み込んでもよい。さらに、シール本体及び／または上部シールは、溶融インクを印字ヘッドへと吐き出すために高圧リザーバ２２が加圧される等、シール後部に圧力が加わると流体密封が強化されるように構成されてもよい。

シール本体７０は、吐出し開口３６_２におけるシール面３８との接触または係合を密封するための位置まで移動可能である。従って、シール本体は、シール面との流体密封シールを達成するように構成される下部シール７３を含む。図２の左側のシール本体７０_１は、吐出し開口とのこのシール接触状態で示されている。図２からは、個々のバルブアッセンブリ５２_１、５２_２の一部を形成するシール本体７０_１、７０_２の構造が略同一であってもよく、これらの本体は共に、取入れ開口３２_１、３２_２を密封する最上位と、対応する吐出し開口３６_１、３６_２を密封する最下位との間を平行移動するように構成されることが認識され得る。

シール本体７０の長さは、各高圧リザーバ内の対向する取入れ開口と吐出し開口との距離より短いことを認識することができる。シール本体の長さは、シール本体が一方の開口（取入れ開口３２_１等）を密封しているとき、上記本体が反対側の開口（取入れ開口３２_２等）を介するインクの流れを妨げないように較正される。同時に、シール本体７０のその２位置間の移動距離は、一方の開口の「開封」と、反対側の開口の密封との間の時間遅延が最短化されるように、即ち、バルブアッセンブリが迅速であって高圧リザーバを変更するコマンドに反応するように、限定されることが望ましい。ある特定の実施形態では、シール本体７０の長さは、所定の高圧リザーバにおける取入れ開口と吐出し開口との距離の約８０−９０％である。

この移動を達成するために、各バルブアッセンブリ５２は対応するロッカアッセンブリ５４によって駆動される。ロッカアッセンブリは、ハウジング１６、１７を介して、かつより具体的にはシール本体７０を介して下方へ延びる制御ロッド７５を含む。制御ロッド７５は、図２に描かれているように、組立てを円滑にするためにロッド及びシール本体を横断して延びる取付けピンの使用を含む様々な方法でシール本体へ固定または付着されてもよい。図示されている実施形態では、制御ロッド７５は、低圧リザーバ及び高圧リザーバの双方の高さを介して延びるようなサイズにされている。従ってロッドは、低圧リザーバに進入するシール穴７８を通過し、バルブシート本体６０内のロッド穴７８を通過し、かつ最終的に高圧リザーバまたはリザーバハウジング１７のベースにおいてロッド支持カップ８１により画定される穴８２内へ入る。制御ロッド７５のアラインメントは、ロッドによるその２つのシール位置間の上下移動に伴ってロッド穴７８及びロッド支持カップ８１によって保持される。

図１に示すように、制御ロッド７５はピボットピン８６によってクレビス８５へ結合される。クレビス８５は、インク送達装置１０上へ支持される軸８９上へ旋回可能式に取り付けられる。クレビス８５は、ピボットピン９２によってアクチュエータロッド９４へ接続されるリンクアーム９１を含む。アクチュエータロッド９４は、圧力シリンダ９７のピストン９５へ接続されてもよい。シリンダ９７は液圧シリンダであり、かつ最も好適には、多くの固形インク印刷機内の空気圧を利用する空気圧シリンダである。圧力シリンダ９７は、シリンダの反対側の両端に、かつより具体的にはピストン９５の反対の両側に取入れ／吐出し開口９８、９９を装備している。従って、圧力シリンダ９７は、空気等の加圧ガスが下部開口９９を介して導入されるか、上部開口９８を介して導入されるかに依存して、ピストン９５を上方または下方へ駆動するように構成される。

図１から、ピストン９５が取入れ口９９を介する空気の圧力によって上方へ駆動されるにつれて、アクチュエータロッド９４は上方へ移動し、軸８９を中心にしてリンクアーム９１を時計方向へ旋回させることが認識され得る。リンクアーム９１及びクレビス８５のこの時計方向回転は、制御ロッド７５及びシール本体７０を下方へ図３に示す位置まで駆動する。この位置において、下部シール７３は、吐出し開口３６_１の辺りでシール面３８に対して密封される。逆に、空気の圧力が吸気口９９を介して解放されかつ圧力シリンダ９７の上部における取入れ口９８を介して導入されると、ピストン９５は下方へ駆動され、アクチュエータロッド９４を伴って引っ張る。この動作により、リンクアーム９１及びクレビス８５は軸８９を中心にして反時計回りに旋回し、次にこれが制御ロッド７５及びシール本体７０を上方へ、図４に示すように上部シール７１がシール面６８に係合するまで引っ張る。

圧搾空気を２つの取入れ口９８、９９へ交互に供給する代わりに、ピストン９５は一方または他方の位置へばね付勢（例えば、上方へ付勢）されてもよく、かつ取入れ口９８等の単一の取入れ口は交互に、ばね付勢に対抗して作用すべく加圧される、またはピストンをばね付勢下に戻すべく解放されることが可能である。さらなる代替方法として、空気シリンダは、ロッカアームを図３及び図４に示す２つの位置へと駆動するように構成されるカムアッセンブリ及びステッパモータ等の他のアクチュエータで交換されることが可能である。

図３に示す位置では、高圧リザーバからの吐出し開口３６は下部シール７３によって密封され、一方ではこれと同時に、取入れ開口３２は開いている。この位置において、例えばリザーバ２０である高圧リザーバは、低圧リザーバ１８内で先に溶融されているインクで充填されることが可能である。同時に、この選択された高圧リザーバ２０内の圧力は、その個々の圧力入力２４を介して逃がされる。低圧リザーバ内の溶融インクは、高圧リザーバ２０が満たされるまで、または低圧リザーバ１８内の溶融インクが空乏するまで、重力によって取入れ開口３２を介して流れてもよい。溶融インクの現行の供給が高圧リザーバへ供給される間、溶融装置１５は停止されてもよく、かつペレット分配器１１への取入れ管１３は閉止されてもよいことが企図される場合がある。また、充填されつつある特定の高圧リザーバ内の加熱エレメント３０は、インクをその溶融状態に保つために起動されてもよいことも企図される場合がある。

高圧リザーバ２０が充填されている間、もう一方の高圧リザーバ２２は、そのインク内容物を加圧下で吐き出すことによって空にされてもよい。このリザーバ内側のインクの内部レベルは、中身が空になってシステム内へと空気が駆動されることを防止するために、レベルセンサ２８等の低レベルセンサを介して監視されてもよい。（補充動作の間にインクヘッドをバープさせて基板上へ霧散させる可能性のあるリザーバへの空気の進入は、防止されなければならない。）従って、高圧リザーバ２２は、上部シール７１がシール面６８に対して密封され、これにより取入れ開口３２が遮断されるように図４に示す位置にシール本体７０を有する。シール本体がその最上位にあるとき、吐出し開口３６は妨害されない。第２の高圧リザーバ２２用の圧力入力２５は、リザーバを加圧しかつ加圧下の溶融インクを印字ヘッドへ供給するために起動される。同時に、加熱エレメント３０は停止されてもよい。低レベルセンサは、この場合はリザーバ２２である活性化したリザーバ内のインクレベルを絶えず監視し、インクレベルがしきい値まで下がると低レベル信号を発生する。この低レベル信号は、リザーバ２２から、この時点までに溶融インクで満たされているもう一方のリザーバ２０への活性化したリザーバの切り替えを開始する。

本明細書に開示しているインク送達制御機構５０は、溶融インクを供給する高圧リザーバ２０、２２間を周期的に切り替えることによって、印字ヘッドへ送達されるべき加圧溶融インクの一定ソースを提供することが認識され得る。一方のリザーバが「活性状態」または「オンライン」である、即ち印字ヘッドへインクを供給しているとき、もう一方のリザーバは低圧リザーバから補充されることが可能である。活性化した高圧リザーバ内のインクが空乏する、または空乏に近い状態になると、制御機構５０は、その「非活性」または「オフライン」状態の間に溶融インクを充填されているもう一方のリザーバを自動的に開けることができる。これらのチャンバの容量は、両側にバッファされるインクの量が基板上の最大付着量における全体的需要を満たすインクフローを提供するに足るようなサイズにされる。

インク送達制御機構５０のアクチュエータアッセンブリ５６、高圧リザーバへの圧力入力２４、２５、溶融装置１５及び加熱エレメント３０による調和された行動は、適切な主制御システム（不図示）によって制御されてもよい。例えば、主制御システムは、圧搾空気を圧力入力２４、２５へ供給する、またはベントするバルブを制御してもよい。同様に、主制御システムは、各高圧リザーバ２０、２２の各々に関連づけられるアクチュエータアッセンブリ５６内の圧力シリンダ９７のための吸気口９８、９９を交互にベントしかつ加圧するバルブを制御してもよい。主制御システムは、印刷機に統合される、かつ印刷機の他の機能を制御するように動作可能であり得る電子コントローラであってもよい。主制御システムは、インクレベルの最大及び最小しきい値、アクチュエータシリンダへ提供される空気圧力、シリンダの加圧または減圧の任意のドウェルまたはインク送達システムの他の動作パラメータを変えるようにプログラム可能であってもよい。

あるアプローチでは、調和されたこの行動は、主制御システムによる解釈に従ってインクレベルセンサ２７、２８により発生する信号を基礎として、２つの高圧リザーバ内のインクレベルに合わされる。起動時、固形インクはまず取入れ口分配器１１へ計量分配され、高効率溶融装置１５が起動される。次に、吐出し口３６を閉じて取入れ口３２を開けることにより、第１の高圧リザーバ２０が装填される。このステップは、必然的に圧搾空気をシリンダ９７の吸気口９９へ供給することを伴い、ピストンが上方へ、かつ制御ロッド７５及びシール本体７０が図３に示す位置へと下方へ駆動される。同時に、もう一方のシリンダへの吸気口９８が加圧されて対応するピストンを下方へ駆動し、これにより、制御ロッド及びシール本体が図４に示す位置まで引っ張られる。この位置では、液体インクは第１のリザーバ２０へのみ流れる。

第１の高圧リザーバ２０が装填されると、制御システムは、図５のフローチャートに描かれているような調和された行動を実装してもよい。第１のステップ通過シリーズでは、リザーバ「Ｘ」は第１のリザーバ２０であり、一方でリザーバ「Ｙ」は第２のリザーバ２２である。印字ヘッドにインクを供給する合図がなされると、第１のステップは、この第１の通過では第２のリザーバ２２である「不活性の」リザーバを減圧する。次に、この場合は第１のリザーバ２０である「活性化した」リザーバ「Ｘ」の取入れ口が閉じられ、このリザーバの吐出し口が開けられる。続いて同時に、リザーバ「Ｙ」、またはこの場合第２のリザーバ２２の取入れ口が開けられ、吐出し口が閉じられる。次のステップでは、この時点で印字ヘッドと連通しているリザーバ「Ｘ」が加圧され、加圧インクが吐出し口４０を介して印字ヘッドへ適切な方法で噴射される。

インクが印字ヘッドによって利用されるにつれて、「オフライン」のリザーバは再充填されている。必然的に、次のステップでは、低圧リザーバ内の溶融装置１５が起動され、かつ取入れ管１２が開かれて固形インクの溶融が開始される。リザーバ「Ｙ」は低圧リザーバへ開かれていることから、溶融インクは非活性のリザーバ「Ｙ」へと連続的に供給される。図５のフローチャートのある分岐では、制御システムはリザーバ「Ｙ」内のインクレベルを絶えず監視する。リザーバが満杯になると、即ちインクレベルが予め決められた「フル」しきい値に達すると、制御システムは溶融装置を停止してペレット分配器への取入れ管を閉じる。

同時に、制御システムは、「活性化」しているリザーバ「Ｘ」内のインクレベルも監視する。インクレベルが空乏した、または空乏に近いリザーバを示す予め決められたしきい値より下に下がると、制御システムは、先に非活性であったリザーバ「Ｙ」を起動しかつ先に起動されたリザーバ「Ｘ」を補充または再装填するために、２つのリザーバを切り替えてステップシーケンスを再始動する。図５のフローチャートにおけるステップシーケンスが、新しく再装填されたリザーバが空乏される度に連続的に反復されてもよいことは認識され得る。ある実施形態では、これらのステップのタイミングは、リザーバの切り替えが、活性化したリザーバが十分に空乏されたとき、但し活性化したリザーバが完全に空になる前でのみ発生するように、活性化したリザーバ内のインクレベルを基礎とする。全て同時的なインクフローを必要とはしない非同期的な印字ヘッドに関しても、印字ヘッドへ供給される溶融インクの中断が無視できる程度でしか生じないように、低インクレベルしきい値は、活性化した高圧リザーバから溶融インクの全量が吐き出される前に現れることが企図されている。

図６及び図７のグラフは、２つのリザーバシステム内のインクレベルを示している。図７に示すように、第１のリザーバ内の溶融インクは略一様に空乏されつつあり、一方で非活性のリザーバ内のインクは略一様に再装填または補充されている。非活性のリザーバは、活性化したリザーバがその空乏しきい値に達する時点よりかなり前にフル装填になることが分かる。これらのリザーバの「装填」ラインの勾配は、低圧リザーバ１８へ供給する溶融装置１５を制御することによって部分的に較正されることが可能である点は認識され得る。また装填速度も活性化したリザーバの使用率に合わせて調整されてもよく、即ち、使用率が遅ければ、非活性のリザーバを高速で再装填する必要はない。

図６に描かれているように、リザーバ１のインクレベルは、時間約１３分でしきい値まで低減された。従って、制御システムは（図５に示すように）切り替えを命令し、僅かな遅延の後に第２のリザーバが起動されて印字ヘッドへの溶融インクの噴射が開始されている。新しく起動されたリザーバへのインク供給には、溶融装置１５を暖機運転する必要があることに起因して遅延がある。暖機運転されると、溶融装置は空乏リザーバの再装填を開始する。図７のグラフから分かるように、空乏及び再装填のこのサイクルは均一周期的であり、かつ固形インクが絶えず溶融装置１１へ供給される限り無期限に継続することができる。また、固形インクは高圧リザーバが再装填を必要とする場合にのみ溶融されることから、かつ低圧リザーバと高圧リザーバとの間の取入れ開口は溶融プロセスを通じて開いていることから、低圧リザーバ内のインクレベルはゼロに、またはゼロの極めて近くに留まることも分かる。

図示されている実施形態では、シール本体７０は細長い略円筒体である。シール本体７０の長さは、各高圧リザーバ２０、２２内の取入れ開口３２と吐出し開口３６との間の距離によって部分的に決定される。シール本体が個々の開口を介するインクの流れに悪影響を与えないように、シール本体は、もう一方の開口を密封する際に一方の開口から事実上離れて留まることは重要である。この十分な間隙の必要性は、インクが加圧下で吐き出される際の乱流を回避するために吐出し開口３６において特に重要である。

シール本体７０は、本開示では略固体本体として描かれている。或いは、シール本体は、別々のシールが個々のシール面３８、６８に対して十分な密封圧力をかけ得ることを条件として、制御ロッド７５上の上部位置及び下部位置において別々のシールを構成してもよい。

図示されている実施形態では、シール本体はロッカアッセンブリ５４及びアクチュエータアッセンブリ５６によって上下に移動される。他に、高圧リザーバ２０、２２内のシール本体による調和された動作を達成するための機構も企図されている。例えば、各制御ロッド７５は、ロッカアッセンブリ５４のない、線形アクチュエータの一エレメントであってもよい。別の代替例では、圧力シリンダ９７は、シール本体７０を上下交互に平行移動させることに適する機械的アクチュエータに交換されてもよい。例えば、カム及びステッパモータは、クレビス８５及びリンクアーム９１を旋回させるように、或いは、制御ロッド７５を直に往復移動させるように構成されてもよい。この場合、制御システムは、ステッパモータの動作を制御するために、モータ駆動装置へ電気制御信号を送るように動作可能となる。

所定のアプリケーションでは、異なる高圧リザーバについてバルブアッセンブリの個々の制御が必要とされる。或いは、リザーバ内のシール本体７０の移動は、共通のアクチュエータアッセンブリを介して調和されることが可能である。例えば、この代替例では、２つの高圧リザーバシール本体の制御ロッドは１つのロッカアームの反対側の両端に付着されることが可能である。ロッカアームの旋回は、一方の制御ロッド及びシール本体の上昇及び他方の下降を交互的かつ同時的に発生させる。別の変形例では、例えばピストンの上方移動が一方のロッカアームを吐出し位置へ旋回させ、一方でピストンの下方移動がもう一方のロッカアームを吐出し位置へ旋回させるように、２つのロッカアームが１つの液圧シリンダへ結合されてもよい。さらなる代替例として、例えば個々のシール本体の上昇または下降の前にドウェル時間を導入するために、シール本体の相対動作はカム装置を介して管理されてもよい。

本開示では、２つの高圧リザーバ２０及び２２を提供している。インク送達制御機構５０は、３つ以上のリザーバを収容するように修正されてもよい。主制御システムでは、シール本体の移動及び追加的な各高圧リザーバの加圧／減圧のタイミングを考慮するために、全て印字ヘッドへの加圧された溶融インクの一定供給を保証することを目的として適切な変更が実装されてもよい。３つ以上の高圧リザーバが存在する場合、非活性のリザーバは、その個々の吐出し口がシール本体によって閉じられる一方で、同時に低圧リザーバから溶融インクを補充されてもよいことが企図され得る。この構造は、２つ以上の高圧リザーバを満たすに足るインクを溶融するためにより多くの低圧リザーバを必要とする場合がある。

Claims (4)

1. 溶融インクを印刷機構へ送達するためのインク送達システムであって、
   溶融インクを受け入れるための受けリザーバと、
   前記受けリザーバと前記印刷機構と連通する溶融インク出口との間で流体連通するリザーバシステムとを備え、前記リザーバシステムは、
   前記受けリザーバと連通する第１の取入れ口と前記溶融インク出口と連通する第１の吐出し口とを有する第１のリザーバと、
   前記受けリザーバと連通する第２の取入れ口と前記溶融インク出口と連通する第２の吐出し口とを有する別個の第２のリザーバと、
   前記第１の取入れ口と前記第１の吐出し口との間に配置されかつ前記第１の取入れ口を閉じる吐出し位置と前記第１の吐出し口を閉じる取入れ位置との間で移動可能な第１のシール部材を含む第１のバルブアッセンブリと、
   前記第２の取入れ口と前記第２の吐出し口との間に配置されかつ前記第２の取入れ口を閉じる吐出し位置と前記第２の吐出し口を閉じる取入れ位置との間で移動可能な第２のシール部材を含む別個の第２のバルブアッセンブリと、
   前記第１及び第２のバルブアッセンブリへ動作可能式に結合されかつ一方の前記シール部材が前記吐出し位置にありかつもう一方の前記シール部材が前記取入れ位置にあるように前記第１及び第２のシール部材を調和して動作させるべく構成されるアクチュエータアッセンブリとを含むインク送達システム。
2. 前記アクチュエータアッセンブリは、前記第１のシール部材へ結合されかつこれを移動させるように構成される第１のアクチュエータと、前記第２のシール部材へ結合されかつこれを移動させるように構成される別個の第２のアクチュエータとを含む、請求項１に記載のインク送達システム。
3. 前記第１及び第２のアクチュエータは各々対応する前記第１及び第２のシール部材へ細長いロッドによって結合される、請求項２に記載のインク送達システム。
4. 前記第１及び第２のアクチュエータは各々、旋回可能式に支持されるロッカアームによって前記細長いロッドへ結合される液圧シリンダを含み、これにより、前記液圧シリンダの直線的移動は前記ロッカアームを回転させて前記細長いロッドを直線的に移動させる、請求項３に記載のインク送達システム。

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