JP2014004835A - インク方式印刷機器において少なくとも１つのプリントヘッドにインクを供給する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の中間タンクに過圧を形成する共通の１つの過圧源を用いてプリントヘッドのノズルの洗浄を行うことができ、１つの中間タンクからその他の中間タンクへのインクの逆流が防止されるインク方式印刷機器を提供する。
【解決手段】中間タンク５が設けられており、中間タンクは、プリントヘッド用のインクを有し、かつ第１の供給管路を介してプリントヘッドに接続されており、過圧源が設けられており、過圧源は、圧力管路１６を介して、中間タンクに接続されており、過圧源により、中間タンク内に過圧が形成可能であり、過圧源と中間タンクとの間で圧力管路に溢流容器７が配置されており、溢流容器は、中間タンクにおいてインクが溢流する際に、圧力管路に溢流するインクを収容する。
【選択図】図３

Description

本発明は、インク方式印刷機器において少なくとも１つのプリントヘッドにインクを供給する装置及び方法に関する。

様々な材料から成る被印刷物、例えば枚葉シート又はウェブ状の記録支持体を単色又は多色印刷するために、インク方式印刷機器を用いることができる。そのようなインク方式印刷機器の構造は、公知である（例えば欧州特許第０７８８８８２号明細書参照）。ドロップオンデマンド（ＤｏＤ）原理に従って作動するインク方式印刷機器は、インク通路が設けられたノズルを有する１つ又は複数のプリントヘッドを備え、そのアクチベータは、プリンタ制御装置により制御されて、インク滴を、被印刷物に向かって励起し、インク滴は、被印刷物に変向され、そこで印刷像の印刷点が付けられる。アクチベータは、インク滴を、熱式（バブルジェット）又は圧電式に形成することができる。

印刷時にプリントヘッドにより消費されたインクを補充するために、ドイツ連邦共和国特許第３３１６９７０号明細書において、プリントヘッドの隣に、インクが充填された貯蔵チャンバを配置することが公知である。インクで貯蔵チャンバを充填するために、インク用のメイン容器が設けられており、メイン容器は、必要な場合に、インクを貯蔵チャンバに送るために、貯蔵チャンバに連結することができる。貯蔵チャンバにおけるインクの溢流を回避するために、貯蔵チャンバに、溢流チャンバに対する仕切り壁が配置されている。貯蔵チャンバ内のインクレベルが仕切り壁を超えると、インクは、仕切り壁を越えて溢流チャンバに流れる。例えば貯蔵チャンバがメイン容器に連結されると、溢流チャンバから、インクは、再びメイン容器に搬送することができる。貯蔵チャンバへのインクの供給及び溢流チャンバからのインクの取出しは、それぞれポンプにより行われる。仕切り壁の高さは、貯蔵チャンバ内のインクの液位が、プリントヘッドのノズルへのインク供給圧が一定に維持されるような状態を有するように選択される。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６２３２５１号明細書において、多色印刷機器が公知であり、この多色印刷機器により、同一の現像ステーションを用いてそれぞれ異なる色の印刷像を相前後して印刷することができる。インクは、各インクを含むタンクから現像ステーションに供給することができる。余剰のインクは、回動可能に支持されたノズルを介して、再びインク用のタンクに供給することができる。インク交換を行おうとする場合、交換の間に、現像ステーションをクリーニング液でクリーニングしなければならない。インク用のタンクでは、それぞれ溢流タンクに接続されている複数の溢流開口が設けられている。

ドイツ連邦共和国特許３３１６９７０号明細書に基づく公知のインク方式印刷機器では、中間タンク（貯蔵チャンバと呼称される）が設けられており、中間タンクは、プリントヘッドにインクを供給する。この場合、中間タンク内のインクは、圧力、例えば静水圧を受けているので、インクは、プリントヘッドのノズルに圧送される。

低い印刷パフォーマンスの場合、印刷過程に際してプリントヘッドの全てのノズルが作動しているのではなく、多くのノズルは、休止時間（プリントポーズ）を有し、その結果、ノズルのインク通路内のインクは運動されない。ノズル開口からの蒸発作用により、その場合にインクの粘度が変化する恐れが生じる。その結果、インク通路内のインクは、もはや最適に運動して、ノズルから流出することはできない。極端な場合、インク通路内のインクは、完全に乾燥して、インク通路を閉塞するので、このノズルを用いた印刷はもはや不可能である。

プリントヘッドのプリントポーズにおけるプリントヘッドのノズル内のインクの乾燥は、乾燥により、例えば予め設定されたサイクル内で洗浄媒体、例えばインク又はクリーニング液がノズルを通って通流させられることを妨げる恐れがある、という問題を生ぜしめる。この洗浄サイクルは、例えば印刷パフォーマンスに応じて調節することができる。

洗浄過程は、中間タンク内のインクを用いて行うことができ、その際、過圧源により、中間タンク内のインクに圧力を形成することができる。過圧源は、圧力管路を介して、中間タンクに接続されている。印刷機器が、例えば多色印刷の場合に複数のプリントヘッドを有する場合、各プリントヘッドに対応して１つの中間タンクを配置することができる。この場合、１つの過圧源により、全ての中間タンクに必要な圧力を形成することができ、この場合、圧力管路は、全ての中間タンクから過圧源に通じている。この場合、例えば過剰のインクが中間タンクに搬送されるので、中間タンクの１つが溢流するとき、圧力管路を介してインクがこの中間タンクから別の中間タンク及びプリントヘッドに達する恐れがある。これは、特に印刷運転時に過圧源がスイッチオフされ、中間タンク内に、印刷に対して設定された静水圧しか存在しない場合である。

欧州特許第０７８８８８２号明細書 ドイツ連邦共和国特許３３１６９７０号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第３６２３２５１号明細書

本発明が解決しようとする課題は、インク方式印刷機器のプリントヘッドにインクを供給する装置及び方法を改良して、複数の中間タンクに過圧を形成する共通の１つの過圧源を用いてプリントヘッドのノズルの洗浄を行うことができ、１つの中間タンクからその他の中間タンクへのインクの逆流が防止されるものを提供することである。

この課題を解決するための本発明の装置によれば、インク方式印刷機器においてインクを少なくとも１つのプリントヘッドに供給する装置であって、中間タンクが設けられており、中間タンクは、プリントヘッド用のインクを有し、かつ第１の供給管路を介してプリントヘッドに接続されており、過圧源が設けられており、過圧源は、圧力管路を介して、中間タンクに接続されており、過圧源により、中間タンク内に過圧が形成可能であり、過圧源と中間タンクとの間で圧力管路に溢流容器が配置されており、溢流容器は、中間タンクにおいてインクが溢流する際に、圧力管路に溢流するインクを収容する。

好適には、インク方式印刷機器は、複数のプリントヘッドを有するプリントバーを備え、プリントバー毎に、それぞれ１つの、プリントバーのプリントヘッド用のインクを有する中間タンクが設けられており、中間タンクは、第１の供給管路を介して、プリントバーのプリントヘッドに接続されており、各中間タンクは、圧力管路を介して、溢流容器に接続されており、溢流容器は、共通の圧力管路を介して、過圧源に接続されている。

好適には、溢流容器に、センサが配置されており、センサは、溢流容器の充填レベルを測定し、溢流容器が充填されている場合にエラー信号を送信する。

好適には、中間タンク毎に、貯蔵インクを貯蔵するための１つのメインタンクが設けられており、メインタンクは、ポンプを介して、中間タンクに接続されており、中間タンクは、中間タンクの充填レベルを測定するセンサを備え、センサは、ポンプの運転を制御する信号を送信する。

この課題を解決するための本発明の方法によれば、インク方式印刷機器においてプリントヘッドを有するプリントバーにインクを供給する方法であって、洗浄工程において、過圧源をスイッチオンして、これにより圧力管路を介して、過圧を、プリントバーにインクを供給する中間タンク内のインクに及ぼして、各プリントバーの洗浄したいプリントヘッドのノズルを通ってインクが通流させられるようにし、印刷運転時に、過圧源をスイッチオフし、中間タンク内のインクが、静水圧に基づいて、プリントバーのプリントヘッドに搬送されるようにし、印刷運転時に、中間タンクの溢流に際して、溢流するインクが各圧力管路を介して溢流容器に搬送されるようにする。

好適には、溢流容器内の充填レベルを、センサにより測定し、溢流容器が充填されている場合に、センサはエラー信号を送信する。

好適には、センサがエラー信号を形成する場合に、インク方式印刷機器の印刷運転を終了する。

特に過圧源がスイッチオフされている場合に生じる前記のような問題を回避するために、溢流容器を設けることができ、溢流容器には、圧力管路が中間タンクから導かれている。さらに溢流容器は、共通の圧力管路を介して、過圧源に接続することができ、過圧源から、圧縮空気を、溢流容器に案内することができる。ここで中間タンクの１つが溢流すると、溢流するインクは、圧力管路を介して溢流容器に達して、そこで集められる。これにより先ず、インクが別の中間タンクに向かう圧力管路に達し得ることが阻止されている。

さらに溢流容器にセンサが配置されている場合、このセンサは溢流容器が充填されているか否か確認するものであって、インクが溢流容器から別の中間タンクに向かう圧力管路に流入し得るまえに、印刷運転を遮断することができる。したがって中間タンクの溢流に際して、圧力管路を介してインクが別の中間タンクに達することがないことが保証されている。

本発明の改良態様は、従属請求項から明らかである。

したがって本発明による方法は、以下の利点を有する。
・故障の場合に、溢流した中間タンクのインクが別の中間タンクのインクと混ざることはない。
・故障を発見して、印刷機器を停止させ、並びに操作域に故障を表示するために、少量のインクの溢流で十分であるので、溢流に際して浪費されるインクが僅かである。
・印刷機器は、僅かなクリーニング作業のあとで再び運転することができる。
・過圧システムは、インクにより汚染されない。インクにより使用不能とされた構成要素を交換しなくてすむ。

プリントヘッドを有する複数のプリントバーを備える印刷機器のための供給装置の原理図である。 本発明を使用しない場合における、複数のプリントバーのための中間タンクの配置、及び圧力管路を介する中間タンクの接続の原理図である。 本発明を使用する場合における、複数のプリントバーのための中間タンクの配置、及び圧力管路を介する中間タンクの接続の原理図である。

次に本発明の実施の形態を、図示の態様を用いて詳しく説明する。

図１には、多色印刷用のインク方式印刷機器ＤＧに、必要な多色インクを供給する装置を概略的に示してある。それぞれ４つのプリントヘッド１２を有する４つのプリントバー１１を備えるインク方式印刷機器ＤＧが示されており、プリントヘッド１２により、記録支持体１０に印刷を行うことができる。プリントバー１１は、それぞれ供給管路１３を介して、インク用の分配タンク１４に接続されている。分配タンク１４は、印刷のためにインクを準備する。プリントヘッド１２の各分配タンク１４は、供給管路１５を介して、中間タンク５に接続されている。その例として、図１には中間タンク５が１つだけ示されているが、各分配タンク１４にそのような中間タンク５が設けられている。先ず、本発明を、プリントバー１１に基づいて説明する。複数のプリントバー１１に対する本発明の適用は、次いで図２及び図３に基づいて記載する。

中間タンク５から分配タンク１４に、そしてプリントヘッド１２のノズルにインクを搬送するために、印刷運転時に、中間タンク５内のインクは、静水圧にさらしてよい。プリントヘッド１２を洗浄するために、中間タンク５内に過圧が形成され、この過圧に基づいて、インクは、分配タンク１４を介して、プリントヘッド１２に圧送され、プリントヘッドのノズルに圧送することができる。そのために圧力管路１６が、過圧源１７から中間タンク５に導かれている。

さらに各中間タンク５は、供給管路１９を介して、メインタンク１８に接続することができ、メインタンク１８には、プリントバー１１のための貯蔵インクが収容されている。メインタンク１８と中間タンク５との間の供給管路１９には、フィルタ２０及びポンプ２２を組み込むことができる。この場合、ポンプ２２は、中間タンク５の充填レベルＦＺに応じて、充填レベルＦＺを検出するセンサ４を介して制御することができる。メインタンク１８には、インク容器１０及びポンプ２１により、新たなインクを充填することができる。

運転時に例えばセンサ４が故障すると、ポンプ２２は過剰のインクを中間タンク５にポンピングして、例えば溢流が起こる可能性があり、この場合、次いでインクが圧力管路１６に達する恐れがある。このことは、印刷運転時に、過圧源１７がスイッチオフされている場合に当てはまる。この場合、インクが所定の中間タンク５から圧力管路１６を介して別のプリントバー１１の中間タンク５に達し、そこでこの別の中間タンク５のインクと混じる恐れがある。さらに、過圧源１７を備える圧力システムがインクで満たされ、その結果、印刷機器ＤＧが故障することがある。さらに、印刷機器ＤＧをあとで大きな手間を掛けてクリーニングしたり、破損した構成要素を交換したりしなければならない。

複数のプリントバー１１を備える印刷機器ＤＧでは、各分配タンク１４のために、１つの中間タンク５（中間タンク５内のそのインクは洗浄工程において過圧を受けているべきである）が設けられているので、全ての中間タンク５を、共通の圧力管路８を介して同一の過圧源１７に接続することが有効である（図２参照）。各中間タンク５は、例えば蓋６により閉鎖されており、各圧力管路１６は蓋６で終わっている（入口１）。さらに、蓋６により、メインタンク１８からのインクの進入口２、分配タンク１４に向かう供給管路１５のための出口３、及び中間タンク５内の充填レベルＦＺを測定するためのセンサ４が設けられている。

所定の中間タンク５において、例えばセンサ４が印刷運転時に故障すると、常時インクがポンプ２２によりこの中間タンク５にポンピングされる恐れがある。そうして中間タンク５が満たされると、インクは、この中間タンク５に接続されている圧力管路１６に達する。そこからインクは、圧力管路１６を介して、別の中間タンク５に達し、そこでこの別の中間タンク５の中味と混じる。さらに、インクが、共通の圧力管路８を介して過圧源１７に流れることがある。さらに、このような混じったインクがプリントヘッド１２に達することもある。このようなケースが図２に示されている。図２において、各中間タンク５の圧力管路１６は相互に接続されていて、共通の圧力管路８でもって、過圧源１７に接続されている。

この問題を回避するために、図３に従って、溢流容器７を設けることができる。溢流容器７には、圧力管路１６が中間タンク５から導かれている。この場合、溢流容器７は、共通の圧力管路８を介して過圧源１７に接続されており、圧力管路８を介して、圧縮空気が、溢流容器７に案内される。中間タンク５の内の１つが溢流すると、溢流するインクは、圧力管路１６を介して溢流容器７に達し、そこに集められる。これにより先ず、インクが圧力管路１６を介して別の中間タンク５に達し得ることが阻止される。さらに溢流容器７にセンサ９が配置されている場合（このセンサ９は溢流容器７の充填レベルＦＵＥを測定し、溢流容器７が充填されているか否か確認する）、インクが溢流容器７から別の中間タンク５に向かう圧力管路１６に通流し得るまえに、印刷運転を遮断することができる。したがって、中間タンク５の溢流に際して圧力管路１６を介してインクが別の中間タンク５に達することがないこと、又は共通の圧力管路８を介してインクが溢流容器７に達することが保証されている。

本発明により使用される構成要素、例えばセンサ４，９、ポンプ２２，２１、過圧源１７、分配タンク１４等は、公知の構成のものである。図１の中間タンク５内に配置された構成要素（例えば構成要素３３，３８）は、本発明の機能にとって重要でなく、これについての説明はしない。

ＤＧ 印刷機器
１ 圧力管路用の入口
２ メインタンク１８からのインク供給用の入口
３ 分配タンク１４への出口
４ センサ
５ 中間タンク
６ 蓋
７ 溢流容器
８ 共通の圧力管路
９ センサ
１０ インク容器
１１ プリントバー
１２ プリントヘッド
１３ 供給管路
１４ 分配タンク
１５ 供給管路
１６ 圧力管路
１７ 過圧源
１８ メインタンク
１９ 供給管路
２０ フィルタ
２１ ポンプ
２２ ポンプ
３３ 構成要素
３８ 構成要素
ＦＵＥ 溢流容器７の充填レベル
ＦＺ 中間タンク５の充填レベル

Claims (7)

1. インク方式印刷機器においてインクを少なくとも１つのプリントヘッドに供給する装置であって、
   中間タンク（５）が設けられており、前記中間タンク（５）は、プリントヘッド（１２）用のインクを有し、かつ第１の供給管路（１３，１５）を介して前記プリントヘッド（１２）に接続されており、
   過圧源（１７）が設けられており、前記過圧源（１７）は、圧力管路（１６）を介して、前記中間タンク（５）に接続されており、前記過圧源（１７）により、前記中間タンク（５）内に過圧が形成可能であり、
   前記過圧源（１７）と前記中間タンク（５）との間で前記圧力管路（１６）に溢流容器（７）が配置されており、前記溢流容器（７）は、前記中間タンク（５）においてインクが溢流する際に、前記圧力管路（１６）に溢流するインクを収容する、ことを特徴とする、インク方式印刷機器においてインクを少なくとも１つのプリントヘッドに供給する装置。
2. 前記インク方式印刷機器（ＤＧ）は、複数のプリントヘッド（１２）を有するプリントバー（１１）を備え、
   前記プリントバー（１１）毎に、それぞれ１つの、前記プリントバー（１１）の前記プリントヘッド（１２）用のインクを含む中間タンク（５）が設けられており、前記中間タンク（５）は、第１の供給管路（１３，１５）を介して、前記プリントバー（１１）の前記プリントヘッド（１２）に接続されており、
   前記各中間タンク（５）は、圧力管路（１６）を介して、前記溢流容器（７）に接続されており、
   前記溢流容器（７）は、共通の圧力管路（８）を介して、前記過圧源（１７）に接続されている、請求項１記載の装置。
3. 前記溢流容器（７）に、センサ（９）が配置されており、前記センサ（９）は、前記溢流容器（７）の充填レベル（ＦＵＥ）を測定し、前記溢流容器（７）が充填されている場合にエラー信号を送信する、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記中間タンク（５）毎に、貯蔵インクを貯蔵するための１つのメインタンク（１８）が設けられており、前記メインタンク（１８）は、ポンプ（２２）を介して、前記中間タンク（５）に接続されており、
   前記中間タンク（５）は、前記中間タンク（５）の充填レベル（ＦＺ）を測定するセンサ（４）を備え、前記センサ（４）は、前記ポンプ（２２）の運転を制御する信号を送信する、請求項１、２又は３記載の装置。
5. インク方式印刷機器においてプリントヘッド（１２）を有するプリントバー（１１）にインクを供給する方法であって、
   洗浄工程において、過圧源（１７）をスイッチオンして、これにより圧力管路（８，１６）を介して、過圧を、前記プリントバー（１１）にインクを供給する中間タンク（５）内のインクに及ぼして、前記各プリントバー（１１）の洗浄したいプリントヘッド（１２）のノズルを通ってインクが通流させられるようにし、
   印刷運転時に、過圧源（１７）をスイッチオフし、前記中間タンク（５）内のインクが、静水圧に基づいて、前記プリントバー（１１）の前記プリントヘッド（１２）に搬送されるようにし、
   印刷運転時に、前記中間タンク（５）の溢流に際して、溢流するインクが各圧力管路（１６）を介して溢流容器（７）に搬送されるようにする、ことを特徴とする、インク方式印刷機器においてプリントヘッドを有するプリントバーにインクを供給する方法。
6. 前記溢流容器（７）内の充填レベル（ＦＵＥ）を、センサ（９）により測定し、
   前記溢流容器（７）が充填されている場合に、前記センサ（９）はエラー信号を送信する、請求項５記載の方法。
7. 前記センサ（９）がエラー信号を形成する場合に、前記インク方式印刷機器（ＤＧ）の印刷運転を終了する、請求項６記載の方法。