JP2013248888A - 一方向フィルタ構成のインク廃棄トレイ - Google Patents

Abstract

【課題】位相変化インク画像デバイスにおける廃棄位相変化インクを再利用するためのシステムを提供する。
【解決手段】位相変化インク画像デバイスにおける廃棄位相変化インクを再利用するためのシステムは、位相変化インク画像デバイス内部に置かれる廃棄インク収集器を備え、位相変化インク画像デバイスの印字ヘッド３３によって生成される廃棄位相変化インクを収集する。廃棄インク収集器は、収集器の廃棄位相変化インクを少なくとも位相変化インク溶解温度まで温めるための加熱器を備える。廃棄位相変化インク運搬装置は、溶けた廃棄位相変化インクを廃棄インク収集器から印字ヘッド３３のインク貯蔵器まで運搬するよう構成される。
【選択図】図１

Description

本開示は一般的には位相変化インク画像デバイスに関し、詳細には位相変化インク画像デバイスにおける廃棄インクの取り扱いに関する。

一般に、インクジェット印刷機またはプリンタは、画像受信表面に液体インク滴を排出する少なくとも１つの印字ヘッドを含む。位相変化インクジェットプリンタは、周囲温度では固体だが高温では液相へ移行する位相変化インクを用いる。溶解インクは、その後印字ヘッドによって画像受信表面に排出される。画像受信表面は、媒体基板または中間画像部材であってもよい。中間画像部材上の画像は、後で画像受信基板へ移動する。排出されたインクが画像受信表面につくと、インク滴は素早く固まり画像を形成する。

様々な操作方式において、印字ヘッドの正常動作を保証するために、インクは印字ヘッドから除去されてもよい。固体インクプリンタの電源が初めに入れられた時、固体インクは溶解または再溶解されて印字ヘッドを通って除去され、印字ヘッドから凝固したインクが取り除かれる。インクが印字ヘッドなどの印刷装置を介して除去される時、インクは一般的に印字ヘッド面を流れて、廃棄インクが冷えて再固体化する場所である、印字ヘッドの下に置かれた廃棄インクトレイまたはコンテナへ流れ落ちる。廃棄インク収集コンテナは、コンテナの取り外しおよび廃棄インクの処分ができるように、一般的に便利で手が届きやすい場所に置かれる。

プリンタの稼働寿命期間中、廃棄トレイは何度も動かされる。この移動は、プリンタが押されたりぶつかられたりした時など、気付かずに起こることがある。それ以外の場合では、顧客による取り外しおよびプリンタ部品の清掃または交換など、プリンタで行われる保守手順の一部として移動が起こることがある。溶解インクはプリンタの性能を損う可能性があり、かつ／または顧客あるいはサービス技術者に対する危険となり得るため、廃棄トレイがトレイの移動中にトレイ内のインクを確実に保持しておくことが、価値ある目的となる。

トレイに入るインクをろ過し、かつ注入口を通ってトレイに到達するインクの流出を阻止する、インク再生容器が開発されてきた。インク再生容器は、インク収集のためのボリュームを形成する少なくとも１つの壁およびインクがボリュームに入ることを可能とするボリュームへの開口部を有するボリュームコンテナと、開口部全体にわたって配置され、かつボリュームコンテナを密閉して封印し、開口部を覆って、インクがボリュームに入る時インクをろ過する膜であって、上述の膜はインクがコンテナから出るのを防ぐ泡立ち点を有する膜と、壁を突き抜けて延び、インクがボリュームコンテナを出ることを可能とするポートと、および流体がポートを通ってボリュームコンテナの中へ入るのを防ぎ、膜がボリュームコンテナからの膜を通るインクの流出を阻止することが可能なよう構成される遮断部材と、を含む。

別の実施形態において、インク再生容器はインクの収集を容易にするための傾斜壁を含む。インク再生容器は、インク収集のためのボリュームを形成する少なくとも１つの壁、インクがボリュームに入ることを可能とするボリュームへの開口部、およびボリュームコンテナの開口部と隣接する少なくとも１つの収集壁を有するボリュームコンテナと、開口部全体にわたって配置され、かつボリュームコンテナを密閉して封印し、開口部を覆って少なくとも１つの収集壁がインクを膜の方へ案内することを可能にするため、インクがボリュームに入る時、膜がインクをろ過する膜であって、インクがコンテナから出るのを防ぐ泡立ち点を有する膜と、壁を突き抜けて延び、インクがボリュームコンテナから出ることを可能とするポートと、および流体がポートを通ってボリュームコンテナの中へ入るのを防ぎ、膜がボリュームコンテナからの膜を通るインクの流出を阻止することが可能なよう構成される遮断部材と、を含む。

図１は、本明細書で開示される廃棄インクトレイにより修正された、従来技術の廃棄位相変化インク再利用システムを示す概略図である。 図２Ａは、水平配向における廃棄インクトレイの正面図である。 図２Ｂは、傾斜配向における図２Ａの廃棄インクトレイの正面図である。 図３は、位相変化インクプリンタのブロック図である。 図４は、４つのインク源および４つの溶融プレートを有する溶融アセンブリの上面図である。 図５は、４つの溶融プレートおよびインク溶解および制御アセンブリの正面側面図である。 図６は、従来技術の廃棄位相変化インク再利用システムの実施形態を示す概略図である。

本実施形態を全般的に理解するために、図面を参照する。図面において、同様の参照番号は同様の要素を示すために全般に使用される。ここで図３を参照すると、位相変化インクプリンタ１０が示されている。図示されるように、プリンタ１０は、プリンタ１０のすべての動作サブシステムおよび構成要素が直接または間接的に搭載されるフレーム１１を含む。プリンタ１０は、ドラム形状で示されるが、同様に支持エンドレスベルト形状であってもよい、画像受信部材１２をさらに含む。画像受信部材１２は、方向１６に移動可能な画像表面１４を有しており、その上に位相変化インク画像が形成される。本明細書で使用される「プロセス方向」という用語は、画像表面１４が印字ヘッドを通過して排出されたインクを受ける時、画像受信部材１２が移動する方向を指し、「交差プロセス方向」は画像受信部材１２の幅を横断する方向を指す。アクチュエータ（図示せず）は画像受信部材１２と動作可能に接続され、かつ画像受信部材１２を方向１６に回転させるよう構成される。

プリンタ１０は、固体形状の１つの色位相変化インクの少なくとも１つの源２２を有する位相変化インクシステム２０をさらに含む。図示されるように、プリンタ１０はマルチカラープリンタであり、インクシステム２０は、例えばＣＭＹＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）などの４つの異なる色の位相変化インクを表す４つの源２２、２４、２６、２８を含む。位相変化インクシステム２０は、位相変化インクの固体形状を液体形状に溶解または位相変化させる位相変化インク溶解および制御アセンブリ（図示せず）をさらに含む。

固体インクが溶けると、位相変化インク溶解および制御アセンブリは、インクの溶解した液体形状を、少なくとも１つの印字ヘッドアセンブリ３２、および図では第２の印字ヘッドアセンブリ３４を含む印字ヘッドシステム３０の方へ制御および供給する。アセンブリ３２および３４は、カラーまたはモノクロ印刷が可能な印字ヘッドを含む。１つの実施形態において、各アセンブリは２つの印字ヘッドを保持し、それぞれが４つの色のインクを排出する。各アセンブリの印字ヘッドは、端と端が合わされて全幅の４色配列を形成する。別の実施形態において、各印字ヘッドアセンブリ３２および３４は、４つの別個の印字ヘッド、すなわち各色に１つの印字ヘッドを含む。さらに別の実施形態において、アセンブリ３４の印字ヘッドは、交差プロセス方向においてノズル間の半分の距離でアセンブリ３２の印字ヘッドからオフセットされる。この配置により、それぞれが第１の解像度（例えば、３００ｄｐｉ）で印刷を行う２つの印字ヘッドアセンブリが、より高い第２の解像度（この例においては、６００ｄｐｉ）で画像を印刷することが可能となる。より高い第２の解像度は、複数の全幅印字ヘッドまたは印字ヘッドの多数のスタガ配列により達成することができる。この実施形態において、１色のインクを第１の解像度で排出する１つの印字ヘッドアセンブリにおけるスタガ配列は、前述した量だけ同じ色のインクを排出する他の印字ヘッドアセンブリにおけるスタガ配列からオフセットされて、より高い第２の解像度で色を印刷することができる。したがって、それぞれが４つのスタガ配列または４つの全幅印字ヘッドを有する２つのアセンブリは、第２のより高い解像度でインクの４つの色を印刷するよう構成され得る。図では２つの印字ヘッドアセンブリが示されているが、任意の適切な数の印字ヘッドまたは印字ヘッドアセンブリが利用され得る。

引き続き図３を参照すると、プリンタ１０は基板供給および取扱システム４０をさらに含む。基板供給および取扱システム４０は、基板供給源４２、４４、および４８を含み、例えば供給源４８は、カット紙の形状の画像受信基板を保存および供給するよう構成された大容量紙供給またはフィーダである。基板供給および取扱システム４０は、基板予熱器５２を有する基板取扱および処置システム５０をさらに含み、また溶融／拡散デバイス６０を含むこともできる。図示されるようにプリンタ１０は、文書保持トレイ７２、文書シートフィーディングおよび取り戻しデバイス７４、および文書露出およびスキャニングシステム７６を有するオリジナル文書フィーダ７０をさらに含むことができる。

紙、透明フィルム、板、ラベルなど、上に画像が印刷される任意の媒体を備えるシート（基板）は、フィード機構（図示せず）によって基板供給源４２、４４、４８から引き込まれる。基板取扱および処置システム５０は、シートをプロセス方向（Ｐ）に、インク画像を媒体に移動および固定させるためにプリンタを経由して移動させる。基板取扱および処置システム５０は、シートまたは基板を移動させるのに適した任意の形状のデバイスを備えることができる。

プリンタ１０の様々なサブシステム、構成要素、および機能の動作および制御は、制御器８０を用いて行われる。制御器８０は、例えば内臓型であり、電子記憶装置８４を備えた中央処理装置（ＣＰＵ）８２、およびディスプレイまたはユーザインタフェース（ＵＩ）８６を有する専用ミニコンピュータである。制御器８０は、画素配置および制御回路８９とともに、センサ入力および制御回路８８を含む。加えて、ＣＰＵ８２は、スキャニングシステム７６またはオンラインあるいはワークステーション接続９０などの画像入力源から、画像データフローの読み込み、取り込み、作成、および管理を行う。制御器８０は、画像データを参照して印字ヘッドアセンブリ３２および３４の印字ヘッドを動作させる発射信号を生成する。このように、制御器８０は、他のプリンタサブシステムおよび機能のすべての動作および制御を行う主要マルチタスクプロセッサである。

制御器８０は、データおよびプログラム命令のためのメモリ記憶装置をさらに含む。制御器８０は、プログラム命令を実行する汎用のまたは専用のプログラマブル処理装置に実装され得る。プログラム機能を行うために必要な命令およびデータは、処理装置または制御器に付随したメモリに保存され得る。処理装置、そのメモリ、およびインタフェース回路は、プリンタ１０の機能を行うよう制御器を構成する。これらの構成要素は印刷回路カード上に提供されるか、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）の回路として提供され得る。各回路が独立した処理装置に実装されるか、または複数の回路が同じ処理装置に実装され得る。代わりに、回路は個別の構成要素またはＶＬＳＩ回路に提供される回路に実装され得る。さらに、本明細書に記載される回路は、処理装置、ＡＳＩＣ、個別の構成要素、またはＶＬＳＩ回路の組み合わせに実装され得る。

動作中、生成される画像の画像データは、スキャニングシステム７６から、またはオンラインあるいはワークステーション接続９０を経由して処理するために制御器８０に送られ、印字ヘッドアセンブリ３２に出力される。加えて、制御器８０は関連サブシステムおよび構成要素制御を、例えばユーザインタフェース８６を介するオペレータ入力から決定および／または受け付け、それに応じて制御を実行する。その結果、適切な色の位相変化インクの固体形状が溶解され、印字ヘッドアセンブリ３２および３４に運ばれる。画素配置制御は画像表面１４に対して行われ、処理される画像データに対応する所望の画像を形成する。画像受信基板は源４２、４４、４８のうちの任意の１つによって供給され、表面１４上の画像形成のレジストレーションに合わせたタイミングで基板取扱および処置システム５０により扱われる。最後に、画像は表面１４から、画像部材１２と方向１７に回転するトランスフィックスローラ１９との間に形成される転送ニップ１８内の受信基板上に転送される。その後、転送されたインク画像を留める媒体は、続いて画像を基板に定着させるための溶融／拡散デバイス６０に運ばれ得る。

プリンタ１０は、インク画像の表面１４から受信基板への転送を容易にするドラム保守ユニット（ＤＭＵ）９４を含む。ドラム保守ユニット９４には、例えばシリコンオイルなど固定供給量の離型剤を収容する貯蔵器、および離型剤を貯蔵器から回転部材の表面へ運ぶ塗布器が装備されている。１つまたは複数の弾性計測ブレードは、所望の厚さで転送表面の離型剤を測定するため、および過度の離型剤および転送されていないインク画素をドラム保守ユニットの再利用領域に迂回させるためにも使用される。収集された離型剤はろ過され、再使用のための貯蔵器へ戻される。

ここで図４および図５を参照すると、プリンタ１０のインク搬送システム１００（図４）およびインク保管および供給アセンブリ４００（図５）が示されている。インク搬送システム１００は、異なる色のインクなど、各源が固体形状の異なる位相変化インクを保持するよう構成される、４つのインク源２２、２４、２６、２８を含む。しかしながら、インク搬送システム１００は、各源が同様に固体形状の異なる位相変化インクを保持するよう構成される、任意の適切な数のインク源を含むことができる。様々な固体インクは、本明細書において色によりＣＹＭＫと称され、シアン１２２、イエロー１２４、マゼンタ１２６、およびブラック１２８を含む。各インク源は、各固体インクをそれ以外のインクとは別に保管するためのケース（図示せず）を含むことができる。固体インクは一般的にブロック形状であり、固体インクは特に小球および顆粒などを含む他の形状であってもよいが、それに制限されない。

インク搬送システム１００は、概して１０２で示される溶融アセンブリをさらに含む。溶融アセンブリ１０２は、固体位相変化インクを溶かして液体位相にするための、インク源と接続される溶融プレートなどの溶融装置を含む。示されるように、溶融アセンブリ１０２は、４つの溶融プレート１１２、１１４、１１６、１１８を含み、各プレートは別個のインク源２２、２４、２６、および２８に対応し、それぞれに接続される。各溶融プレート１１２、１１４、１１６、１１８はインク接触部分１３０および滴点部分１３２を含み、滴点部分はインク接触点１３０の下へ延びて最低端の滴点１３４で終結する（図５）。滴点部分１３２は、滴点１３４で終結する狭小部分であり得る。

溶融プレート１１２、１１４、１１６、１１８は、金属など、既知の方法で加熱される熱伝導性素材で形成され得る。１つの実施形態において、固体位相変化インクは約７０°Ｃ〜１４０°Ｃに加熱され、固体インクが液体形状へ溶け、液体インク保管および供給アセンブリ４００に液体インクが供給される。各色インクが溶けると、インクは対応する溶融プレート１１２、１１４、１１６、１１８に付着し、重力で液体インクが滴点１３４に落ちる。その後、液体インクは滴点１３４から１４４で示される滴となって落ちる。溶融プレート１１２、１１４、１１６、１１８から溶けたインクは、重力によってまたは他の手段によってインク保管および供給アセンブリ４００へ案内され得る。インク保管および供給システム４００は、印字ヘッドアセンブリ３２の印字ヘッドから離れていてもよい。

さらに図５を参照すると、インク保管および供給システム４００は、対応するインク源／溶融装置から溶けたインクの量を保持し、かつ溶けたインクを必要に応じて溶解インク送達経路を介して１つまたは複数の印字ヘッドへ送達するよう構成される、インク貯蔵器４０４を含む。各貯蔵器４０４は、対応する溶融プレートの下に配置され、溶けたインクを受けるよう構成される開口部４０２と、開口部４０２の下に配置され、対応する溶融プレートから受ける一定量の溶けたインクを保持するよう構成されるインク室４０６とを含む。リモート貯蔵器４０４はそれぞれ、全貯蔵器用の共通加熱器または個々の貯蔵器用の専用加熱器であってもよい、貯蔵器加熱器（図示せず）によって加熱される。貯蔵器加熱器は、貯蔵器４０４に対して内部または外部に位置し、放射熱、伝導熱、または対流熱に依存して、貯蔵器内のインクを少なくとも位相変化溶融温度まで上げることができる。本明細書で記載される位相変化インクシステムの一部である貯蔵器および導管は、適切なインク温度範囲に保つよう選択的に加熱することができ、このような加熱制御は温度監視および加熱力および／またはタイミングの調整を含み得る。

貯蔵器４０４からのインクは、インク供給経路４１０を介して少なくとも１つの印字ヘッドへ案内される。インク供給経路４１０は、溶けたインクなどの流体をインク貯蔵器４０４から少なくとも１つの印字ヘッド、１つの実施形態においては印字ヘッドの搭載インク貯蔵器へ移送することができる任意の適切なデバイスまたは装置であってもよい。インク供給経路４１０は、導管、桶、溝、ダクト、チューブ、あるいは同様の構造であるか、または位相変化インクを液体形状に保つ任意の適切な方法で外面的または内面的に加熱され得る閉じられた経路であってもよい。

本明細書で使用され、インク貯蔵器に適用できる「リモート」という用語は、印字ヘッド搭載貯蔵器と別個のまたは独立した貯蔵器を指し、通路を介してインク排出インクジェットまたはノズルへインクを送り込む。リモート貯蔵器は、インクジェットよりもむしろ印字ヘッド搭載貯蔵器の中へインクを送り込み、物理的に印字ヘッドに付随しているか、あるいは統合されていてもよく、または導管インタフェースを介して印字ヘッドにインクを供給することができる。搭載印字ヘッド貯蔵器および／またはリモート貯蔵器は、着色剤など異なる組成物のインクを区別して保持するために区切られていてもよい。「溶融貯蔵器」という用語は、リモート貯蔵器を搭載印字ヘッド貯蔵器と区別するために使用することができるが、どちらの貯蔵器もインクを溶解または再溶解し得る。印字ヘッド搭載貯蔵器は、補助またはリモートの貯蔵器がなくても使用することができ、廃棄インク回収プロセスは上述した以外の機能を果たすことができるため、貯蔵器という用語はどちらの構成を指すためにも使用し得る。

図６は、印字ヘッド３３の搭載印字ヘッド貯蔵器４１４と動作可能に接続されるインク供給経路４１０の印字ヘッド端４０８を示す、印字ヘッド３３の実施形態を表す。この実施形態において、インク供給経路４１０は、溶解位相変化インクを搭載インク貯蔵器４１４へ案内するよう構成され、搭載貯蔵器４１４は、印字ヘッドの一定量の溶解位相変化インクを受けて保持するよう構成される。インク保管および供給システム４００のリモート貯蔵器４０４と同様に、印字ヘッド３３は、貯蔵器４１４に対して内部または外部に位置し得る印字ヘッド貯蔵器加熱器４２２を含むことができる。印字ヘッド貯蔵器加熱器４２２は、放射熱、伝導熱、または対流熱に依存することができ、貯蔵器内のインクを位相変化溶解温度まで上げるか、または維持する。搭載貯蔵器４１４は、任意の適切な量の印字ヘッドの溶解位相変化インクを保持するよう構成され得る。溶解位相変化インクは、印字ヘッドのインク排出面３３ａにおけるノズルまたは開口部を介して、圧電変換器などの複数のインク排出器（図示せず）によって画像部材上に、印字ヘッドによって排出される。

プリンタ１０は、周期的に印字ヘッド３３の保守手順を行う保守システムを含むことができる。保守手順は一般的に、印字ヘッドのノズルを介してインクを除去し、インクおよびデブリをノズルプレートの表面から取り除くためにノズルプレートをふき取ることを含む。１つの実施形態において、インクは、搭載印字ヘッド貯蔵器４１４の溶解位相変化インクに対する陽圧を利用するために圧力源４２０を使用して、印字ヘッド３３から除去される。圧力源４２０は、印字ヘッド３３の開口部または排出口４１８と動作可能に接続され、結果として陽圧は貯蔵器４１４内のインクを排出面３３ａのノズルを介して放出させる。擦過器またはワイパーブレード３５は、印字ヘッド３３のインク排出面３３ａを通過して（例えば、矢３６で示す方向）引き込まれ、紙、埃、または排出面３３ａに収集された他のデブリとともに余分な液体位相変化インクを取り除く。

既知のプリンタにおいて、印字ヘッド面からふき取られたか、または別の方法で取り除かれた廃棄インク（一般的に、まだ液体形状）は、例えばインクが冷やされ再固体化される廃棄インク収集器３８の方へインクを導くか、または別の方法で案内する溝または滴受け３４によって、留められるかまたは案内される。その後収集器３８は、収集器３８から廃棄インクを処分するために取り除かれる。代わりに、収集器３８は捨てられ、新しい空の収集器と交換され得る。

プリンタの印字ヘッドによって生成される廃棄インクを収集および処分する代わりに、廃棄インクは、印字ヘッドのインク供給チャネルに戻るよう廃棄インクを案内することにより再利用または再使用され得る。本明細書で使用される「廃棄インク」は、プリンタの印字ヘッドを通過し、かつ印刷基板上に沈着していないインクを指す。例えば、廃棄インクは、印字ヘッドを介して除去または流されたインクおよび画像処理中に印字ヘッドのノズルプレートに収集されたインクを含む。本明細書で使用されるインク供給チャネルは、固体インク源、溶解アセンブリ、リモート溶融貯蔵器、印字ヘッド搭載貯蔵器、およびリモート貯蔵器と搭載貯蔵器とを結びつける任意の溶解インク送達経路を含む。

引き続き図６を参照すると、廃棄位相変化インクの再利用を可能にするインク再利用システムの１つの実施形態が示されている。廃棄インクは、廃棄インク収集器３８に収集される。収集器３８を取り除くおよび／または内容物を空にして処分する代わりに、再利用システムは、収集した廃棄インクを印字ヘッドのインク供給チャネルに戻すよう案内または搬送する廃棄インク運搬システムを含む。図６の実施形態において、再利用システムは廃棄インク収集器３８に収集されたインクを印字ヘッドのリモート溶融貯蔵器４０４に案内するよう構成される。

廃棄インクをリモート溶融貯蔵器４０４へ案内するために、再利用システムは、廃棄インク収集器３８を流動的に溶融貯蔵器４０４と接続する廃棄インク帰還経路４２８を含む。廃棄インク帰還経路４２８は、廃棄インク収集器３８と溶融貯蔵器４０４との間を移動する時に、廃棄インクが確実に液体形状に保たれるよう内面的または外面的に加熱することができる導管、チューブ、または供給パイプラインであり得る。１つの実施形態において、陰圧または真空は廃棄インク帰還経路４２８に利用することができ、帰還経路４２８は、インクを廃棄インク収集器３８から溶融貯蔵器４０４へ送り込むために、溶融貯蔵器４０４に対して開かれている。代替の実施形態において、収集された廃棄インクは、廃棄インク帰還経路４２８の適切な端の陰圧または陽圧の代わりにまたはそれと共に、運搬機または従来のポンプなど他の手段によって運搬または搬送され得る。図６は廃棄インク収集器３８を直接的にリモート溶融貯蔵器４０４と流動的に接続する廃棄インク帰還経路４２８を示すが、廃棄インク帰還経路４２８は、廃棄インク収集器３８を印字ヘッド搭載貯蔵器４１４などのインク供給チャネルに沿って直接的に任意の位置に流動的に接続することができる。

ここで図１を参照すると、従来技術の廃棄位相変化インク再利用システムが、本明細書で開示されるインク再生容器によって修正されて示されている。修正された再利用システムを使用するプリンタは、印字ヘッド３３のノズルを介するインクの除去、およびインクおよびデブリを排出面３３ａの表面から取り除くための排出面３３ａのふき取りなど、上述したのと同様の保守手順を用いることができる。保守手順中に印字ヘッドの排出面３３ａからふき取られたか、または別の方法で取り除かれた廃棄インクは、滴受け３７または溝３４（図６）のような同様の案内部材により、廃棄インクトレイ２００の方へ案内される。本明細書で開示される廃棄インクトレイ２００は、複数の色の除去されたインクを留め、かつ廃棄トレイへの注入口を通るインクの流出を阻止するよう有益に構成される。廃棄インクトレイ２００は、さらに廃棄インクをろ過するよう有益に構成されるため、一定の割合の廃棄インクが１つまたは複数の印字ヘッドに再循環され得る。

廃棄インクトレイ２００は、インク収集のためのボリュームを形成する少なくとも１つの壁と、インクがボリュームに入ることを可能とするボリュームへの開口部とを有する、ボリュームコンテナ２１０を含む。ボリュームがコンテナ２１０の開口部を介してインクを収集するよう構成される限り、ボリュームは１つまたは任意の数の壁から形成されることができる。ボリュームを形成する１つまたは複数の壁は封印された表面を有するため、気体または液体は多重表面の表面または交点を通過できない。図１の実施形態で示されるように、ボリュームコンテナ２１０は円柱体積を形成する底壁および側壁の両方を有する。この実施形態はボリュームを円柱として示すが、他の形状も可能である。例えば、コンテナの１つまたは複数の壁は、コンテナ２１０の開口部を介してインクを収集するよう同様に構成された円錐形、立方体、または長方形の立法体積を形成することが可能であろう。

廃棄インクトレイ２００は、開口部全体にわたって配置され、かつボリュームコンテナ２１０を封印し、開口部を覆って、インクがボリュームに入る時インクをろ過する、膜２１２を含む。ボリュームコンテナ２１０と接触する膜２１２の部分のシールは密封しており、つまりシールは空気または他の気体を通さない。膜２１２は湿らせることができるように構成可能であり、膜２１２のメニスカス強度を制御するための大きさで配置される複数の細孔を有する。本明細書で使用される「湿らせることができる」という用語は、液体インクなどの液体が素材の表面にわたって広がることができる固体素材の性質を指す。関連用語「湿らせる」は、液体が素材の一部と接する時、液体が素材の表面にわたって広がるプロセスを指す。多孔質素材において、湿らせるプロセスは、液体が広がる時、液体が素材の細孔を塞ぐ。液体が素材の一部またはすべての細孔を塞ぐと、素材は「湿った」と称される。湿らせることができる素材は、液体が直接的に素材の表面の一部と接触し、表面の残りの部分にわたって広がることができる素材である。大いに湿らせることができる素材は、水性液体と接触する時に親水性と称され、非水性液体と接触する時に親液性と称されてもよい。

「メニスカス強度」という用語は、インクなどの液体を、液体の経路にわたって配置される膜の細孔などの素材の開口部を取り囲む素材に引きつける力を指す。メニスカス強度は、より強い大きさの圧力が膜素材へ液体を引きつける力を打ち破り、細孔を介して気体を引き込むまで細孔に液体を保持し、これは当業界で「泡立ち点」と称される。その結果、湿った膜はメニスカス強度を有する液体で塞がれた細孔を有する。湿った細孔は、湿った細孔を通過する圧力が泡立ち点に満たないままである時、気体が膜を通過するのを防ぐ一方で、液体が膜の細孔を通って引き込まれることを可能とする。

引き続き図１を参照すると、廃棄インクトレイ２００は、ボリュームコンテナ２１０の開口部に隣接する少なくとも１つの収集壁２１４をさらに含む。膜２１２は少なくとも１つの収集壁２１４とボリュームコンテナ２１０との間に配置され、少なくとも１つの収集壁２１４は、印字ヘッド３３からふき取られたか、または別の方法で取り除かれた廃棄インクを膜２１２の方へ案内する。図１で示すように、少なくとも１つの収集壁２１４は好ましくは円錐台形であり、ボリュームの開口部でボリュームコンテナ２１０と隣接する境界から、開口部でボリュームコンテナ２１０の上方に空いた、ボリュームコンテナ２１０より大きい境界まで広がっている。この実施形態は少なくとも１つの収集壁２１４を円錐台形として記載しているが、少なくとも１つの収集壁２１４の少なくとも１つの境界が、開口部でボリュームコンテナ２１０と隣接するか、またはほぼ隣接している限り、他の形状も可能である。

膜２１２は、好ましくは交差プロセス方向における複数のインクジェット排出器の幅に相当する幅を有する。別の実施形態において、膜は交差プロセス方向における複数のインクジェット排出器の幅よりも小さい幅を有することができる。この代替の実施形態において、少なくとも１つの収集壁２１４は、交差プロセス方向における複数のインクジェット排出器の幅に相当する幅を有することができ、かつ印字ヘッドからふき取られたか、または別の方法で取り除かれた廃棄インクを膜２１２の方へ案内することができる。

１つの実施形態において、膜２１２は、実質的に２次元構成に配置されたシートを通って形成される複数の細孔を有する金属製シートで形成される。別の実施形態において、膜２１２は多孔性ポリマー素材で形成される。膜２１２は、印字ヘッドからふき取られたか、または別の方法で取り除かれた廃棄インクを、ボリュームコンテナ２１０の上方に隣接する収集部分２１６およびボリュームコンテナ２１０内の捕獲部分２１８に分離する。少なくとも１つの収集壁２１４は、重力によりインクの高さが膜２１２を通ってボリュームコンテナ２１０の中へ引き込まれるまで、膜２１２の上の収集部分２１６に廃棄インクを保持する。選択的フィルタ層（図示せず）を、収集部分２１６と膜２１２との間に置くことができる。フィルタ層は、フェルトなどの繊維素材の３次元マトリクスで形成することができるが、他のフィルタ素材を使用してもよい。フィルタ層は、収集部分２１６の粒子状汚染物が層を通過し膜２１２の細孔を遮断するのを防ぐように構成される。

加熱器２３２はボリュームコンテナ２１０内に置くことができ、捕獲部分２１８の廃棄インクを、一般的な固体インクの位相変化溶解温度（約７０°Ｃ〜１４０°Ｃ）などの所定の温度範囲まで加熱する。加熱器２３２は、収集部分２１６の廃棄インクが少なくとも位相変化溶解温度まで上がるのに十分な熱を発生するよう同様に構成される。加熱器２３２は、放射熱、伝導熱、または対流熱に依存することができ、収集および捕獲部分２１６、２１８の廃棄インクを位相変化溶解温度まで上げる。

収集部分の廃棄インクは、選択的フィルタ層および膜２１２の両方を湿らせる。フィルタ層および膜２１２の素材および構成は、収集部分２１６の廃棄インクによってフィルタ層および膜２１２が湿っていくように選択される。湿らせることができるフィルタ層および膜２１２は、除去されたインクがフィルタ層および膜２１２の表面部分に接触することにより、除去されたインクが膜２１２およびフィルタ層の表面領域全体を湿らせることを可能とする。したがって、廃棄インクは、インク面が低いか、または廃棄インクトレイ２００が斜めに傾いている場合など、インクが細孔に触れないであろう状況においても、膜２１２の複数の細孔を湿らせることができる。

廃棄インクトレイ２００は、動作中および取扱中に様々な方向に傾くことができる。図２Ａおよび図２Ｂは、廃棄インクトレイ２００の２つのそのような方向を示す。図２Ａにおいて、廃棄インクトレイ２００の方向は概して水平であり、これは膜２１２の表面が重力の方向に対して概して垂直方向に向いていることを意味する。この方向において、収集部分２１６の廃棄インクは、選択的フィルタ層および膜２１２と接触する。インクが膜２１２の細孔を湿らせると、インクと膜２１２との間の表面張力は、湿った細孔を通る空気およびインクの流れに抵抗する各細孔のメニスカスを形成する。膜２１２を通って形成される細孔の所定のサイズは、膜２１２を通過する空気が移動するのに必要な圧力の大きさが膜２１２の泡立ち点より大きいことを考えれば、インクが膜２１２を通って方向２２０に流れるのに十分なほど大きく、かつ膜２１２を通る空気に抵抗するのに十分なほど小さい。

図２Ｂに示す方向において、廃棄インクトレイ２００は傾いており、捕獲部分２１８の廃棄インクは、コンテナ２１０の開口部を覆うように提供される構造がなければ、通常ボリュームコンテナ２１０から流れ出てしまう。しかしながら、膜２１２は、廃棄インクトレイ２００がそのような方向に傾けられた時、空気がコンテナ２１０に入るのを防ぎ、かつインクがコンテナ２１０から出ていくのを防ぐ泡立ち点を有する。捕獲部分２１８の廃棄インクは、コンテナ２１０を覆う湿った膜２１２により密閉して封印されるボリュームコンテナ２１０内に陰圧または真空圧力が発生するので、ボリュームコンテナ２１０に残る。捕獲部分２１８から廃棄インクが膜２１２を通って方向２２２に出ようとすると、真空圧力が高まり、これにより空気が膜２１２を通って方向２２４からボリュームコンテナ２１０に入ろうとすると、膜２１２を介する廃棄インクの流出はさらに抑止される。ボリュームコンテナ２１０内の真空圧力は、圧力が膜２１２の泡立ち点を超え、空気がインクメニスカスを突破してコンテナ２１０に入るまで高まり続ける。

好ましい実施形態において、膜２１２は直径約１０μｍの細孔を有するが、コンテナに保管されるインクの性質によって、代替の膜は直径がより大きいまたは小さい細孔を有することができる。一部の例示的な実施形態は、直径１μｍ〜１００μｍの範囲の細孔を有することができる。選択される細孔の大きさは、空気が湿った細孔それぞれにわたるインクメニスカスを突破するのに必要な圧力の大きさが、液体インクが流れるのに必要な圧力より大きいことにともない、ボリュームコンテナ２１０に入る液体インクの自由な流れを確立する。異なるインクおよび細孔の大きさを使用することで、異なるメニスカス強度をもたらす可能性があり、したがって、空気が湿った細孔のインクメニスカスを突破するための圧力の大きさを異ならせる可能性がある。

再び図１を参照すると、廃棄インクトレイ２００は、少なくとも１つの壁を通って延びるポート２２６を含み、インクが廃棄インク再利用のためにボリュームコンテナ２１０を出ていくことを可能とする。廃棄インクトレイ２００は、流体がボリュームコンテナ２１０の中にポート２２６を通って流れ込むことを防ぐよう構成される、一方向遮断部材２２８をさらに含むことができる。遮断部材２２８は、廃棄インクトレイ２００が傾いた時、インクが膜２１２を通ってボリュームコンテナ２１０から出るのを膜２１２が防ぐことを可能とするために、ボリュームコンテナ２１０内に機密シールを保持するよう機能する。しかしながら、遮断部材２２８は、コンテナ内にかかる圧力または圧力源４２０からの吸引によって、ボリュームコンテナ２１０の外へ流れ出ることを許可する。１つの実施形態において、遮断部材２２８は、インクをボリュームコンテナ２１０から印字ヘッド３３へ運ぶのに十分な圧力をかけるポンプであってもよい。この実施形態において遮断部材２２８によってかかる圧力は、膜２１２の泡立ち点を超えるのに十分なほど高い。別の実施形態において、遮断部材２２８の一部は、捕獲部分２１８の液体フルラインより上に置くことができ、必要に応じてボリュームコンテナ２１０への空気の流れによりインクがコンテナの外へ流れ出ていけるようにすることを許可する。

廃棄インクトレイ２００の捕獲部分２１８の廃棄インクは、プリンタが１つまたは複数の印字ヘッド内に一定の割合またはすべてのインクを再循環するまで保管され得る。加熱された導管または「供給パイプライン」２３０は、廃棄インクトレイ２００のボリュームコンテナ２１０を、１つまたは複数の印字ヘッドの搭載インク貯蔵器４１４と、またはインクを１つまたは複数の印字ヘッドに運ぶ別個の加熱された貯蔵器４０４（図５）内に、直接的に接続する。捕獲部分２１８の廃棄インクは、ボリュームコンテナ２１０から、例えばコンテナ２１０にかかる陽圧を使用するか、搭載貯蔵器４１４または別個の貯蔵器４０４で供給パイプライン２３０を介して陰圧を発生させるか、またはぜん動もしくは移送式ポンプなどのポンプを操作することによって、運ばれることができる。１つの実施形態において、遮断部材２２８は、廃棄インクを搭載貯蔵器４１４または１つまたは複数の印字ヘッドの別個の貯蔵器４０４まで選択的に運搬するよう構成されるポンプである。代替の実施形態において、遮断部材２２８は、コンテナ２１０にかかる陽圧、または供給パイプライン２３０を介する陰圧と連結して使用される逆止弁である。

廃棄インクトレイ２００は、選択的な廃棄ドア２３４を含むことができる。廃棄ドア２３４は、開き位置と閉じ位置との間で動作するよう構成され、顧客またはサービス技術者がボリュームコンテナ２１０内から固体化した廃棄インクを取り除くことができる。図１の実施形態において、廃棄ドア２３４は、方向２３６に向かって開きおよび閉じ位置の間で開く。溶解した廃棄インクがボリュームコンテナ２１０から確実に流れ出ず、かつ湿った膜２１２が所望の泡立ち点に確実に達するために、廃棄ドア２３４はボリュームコンテナ２１０を密閉して封印するようさらに構成される。

Claims (10)

1. インク再生容器であって、
   インク収集のボリュームを形成する少なくとも１つの壁およびインクが前記ボリュームへ入ることを可能とする前記ボリュームへの開口部を有するボリュームコンテナと、
   前記開口部全体にわたって配置され、かつ前記ボリュームコンテナを密閉して封印し、前記開口部を覆って、前記インクが前記ボリュームに入る時インクをろ過する膜であって、前記膜はインクが前記コンテナから出るのを防ぐ泡立ち点を有する膜と、
   前記壁を突き抜けて延び、インクが前記ボリュームコンテナを出ることを可能とするポートと、および
   流体が前記ポートを通って前記ボリュームコンテナの中へ入るのを防ぎ、前記膜が前記ボリュームコンテナからの前記膜を通るインクの流出を阻止することが可能なよう構成される遮断部材と、を備えるインク再生容器。
2. 前記膜は１μｍ〜１００μｍの範囲の大きさを有する複数の細孔を有する、請求項１に記載のインク再生容器。
3. 前記遮断部材はポンプである、請求項１に記載のインク再生容器。
4. 前記遮断部材は逆止弁である、請求項１に記載のインク再生容器。
5. インクを前記膜の方に案内するために、前記ボリュームコンテナの前記開口部と隣接する少なくとも１つの収集壁をさらに備える、請求項１に記載のインク再生容器。
6. 前記膜は水平方向に向かい、かつ前記少なくとも１つの傾斜壁と前記ボリュームコンテナとの間に置かれる、請求項５に記載のインク再生容器。
7. 前記ボリュームコンテナ内のインクを所定の温度範囲まで加熱するために、前記ボリュームコンテナ内に置かれる加熱器をさらに備える、請求項１に記載のインク再生容器。
8. インク再生容器であって、
   インク収集のためのボリュームを形成する少なくとも１つの壁、インクが前記ボリュームに入ることを可能とする前記ボリュームへの開口部、およびボリュームコンテナの前記開口部と隣接する少なくとも１つの収集壁、を有するボリュームコンテナと、
   前記開口部全体にわたって配置され、かつ前記ボリュームコンテナを密閉して封印し、前記開口部を覆って前記少なくとも１つの収集壁がインクを膜の方へ案内することを可能にするため、前記インクが前記ボリュームに入る時、前記膜がインクをろ過する膜であって、前記膜はインクが前記コンテナから出るのを防ぐ泡立ち点を有する膜と、
   前記壁を突き抜けて延び、インクが前記ボリュームコンテナから出ることを可能とするポートと、および
   流体が前記ポートを通って前記ボリュームコンテナの中へ入るのを防ぎ、前記膜が前記ボリュームコンテナからの前記膜を通るインクの流出を阻止することが可能なよう構成される遮断部材と、
   を備えるインク再生容器。
9. 前記膜は水平方向に向かい、かつ前記少なくとも１つの傾斜壁と前記ボリュームコンテナとの間に置かれる、請求項８に記載のインク再生容器。
10. 前記ボリュームコンテナ内のインクを所定の温度範囲まで加熱するために、前記ボリュームコンテナ内に置かれる加熱器をさらに備える、請求項８に記載のインク再生容器。

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