JP2663077B2 - インク供給装置 - Google Patents

インク供給装置

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JP2663077B2
JP2663077B2 JP4098681A JP9868192A JP2663077B2 JP 2663077 B2 JP2663077 B2 JP 2663077B2 JP 4098681 A JP4098681 A JP 4098681A JP 9868192 A JP9868192 A JP 9868192A JP 2663077 B2 JP2663077 B2 JP 2663077B2
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • 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
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B41J2/17593—Supplying ink in a solid state

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インク供給装置、特
に、相変化インクの固体棒を融解し、融解したインクを
インクジェット・ヘッドに供給する相変化インク供給装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット・プリンタは、紙の様な
印刷媒体上に、密接したドットの調節したパターン状に
インクを噴射する。通常、液体インク及び相変化インク
即ち熱融解インクの２種類のインクが使用されている。
相変化インクは、例えば、８６°Ｃの融解温度を超える
と、液体状態になり、この融解温度以下になると、固体
状態になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】相変化インクは、固体
状態のときに、保存、輸送及びインクジェット・プリン
タ構体への挿入に都合が良い。しかし、プリント・ヘッ
ドから相変化インクを適切に噴射するためには、インク
を液体状態で、比較的高温にすることが必要である。相
変化インクが融解するには、通常、加熱後、数分を必要
とするので、プリント・ヘッドが噴射を行うには、適切
な温度で融解したインクをプリント・ヘッドに供給する
必要がある。
【０００４】したがって、本発明の目的は、相変化イン
クを融解し、貯蔵し、適当な温度でプリント・ヘッドに
インクを供給するインク供給装置の提供にある。
【０００５】本発明の他の目的は、インクに与える温度
を制御可能且つ自動的に安定化させるインク供給装置の
提供にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】インク供給装置
は、相変化インクの棒が挿入され、融解される複数の補
助室を有する融解室を含む。融解されたインクは、開口
を介して複数の区画を有する貯蔵室に流れる。各区画
は、区画内の融解されたインクをインクジェット・プリ
ント・ヘッドに通じるオリフィスに融解されたインクを
吸い上げるサイフォン効果を生じさせる溝及び吸い上げ
板を有する。中央処理ユニット（以下ＣＰＵという）で
制御される加熱器はインクを融解し、種々の動作モード
の間、融解されたインクを所望の温度に保つ。すなわ
ち、本発明は、レディ・モード期間にプリントを行い、
休止モード期間中にプリントを行わず、相変化インクを
融解及び収容し、このインクをプリント・ヘッド（１
６）に供給するインク供給装置であって；融解温度で融
解する固体状の相変化インクを収容し保持するインク融
解室（２０）と；このインク融解室の温度を測定すると
共にインク融解室を加熱して相変化インクを融解し、レ
ディ・モード及び休止モード期間中にわたってインク融
解室の温度を実質的に融解温度より高く維持する融解室
用温度測定及び加熱手段（５２、６０、１６８）と；イ
ンク融解室に結合し、インク融解室内で融解したインク
が流入し、この融解したインクをプリント・ヘッドに供
給するインク貯蔵室（２８）と；このインク貯蔵室の温
度を測定すると共にインク貯蔵室を加熱して、レディ・
モード及び休止モード期間中にわたってインク貯蔵室の
温度を実質的に融解温度より高い第１所定温度に維持す
る貯蔵室用温度測定及び加熱手段（８２、８８、１７
０）と；プリント・ヘッドの温度を測定すると共にプリ
ント・ヘッドを加熱して、レディ・モード期間中にわた
ってプリント・ヘッドの温度を実質的に融解温度よりも
高い第２所定温度に維持し、休止モード期間中にわたっ
てプリント・ヘッドの温度を第２所定温度よりも低く融
解温度よりも高く維持するプリント・ヘッド用温度測定
及び加熱手段（１４２、１４６、１７２）とを具え；貯
蔵室用温度測定及び加熱手段は、インク供給装置が動作
を開始する際の始動モード期間（時点ｔ０〜ｔ８）中に
インク貯蔵室の温度を第１所定温度よりも高くすること
を特徴とする。
【０００７】
【実施例】図１〜図３は、本発明の相変化インク供給装
置を示す。インク供給装置１０は、インクジェット・プ
リントに使用され、高温融解インクの固体棒を収容し、
融解し、融解したインクをインク供給装置１０に取り付
けた複数オリフィス・インクジェット・プリント・ヘッ
ド構体１６に供給する。好適な実施例では、インク供給
装置１０は、エルドン・Ｐ・ホフマンにより発明され、
テクトロニクス社に譲渡されて１９９０年１２月２６日
に出願された「インクジェット・ヘッドの回転可能調
整」と題された米国特許出願番号０７／６３３８４０号
に記載された種類のインクジェット・プリント構体内に
ユニットとして容易に挿入できる。ヘッド１６は、イン
ク供給装置１０の部分であっても、そうでなくてもよ
い。特定のインク供給装置１０に欠陥がある場合、最短
の中断時間で、新しいインク供給装置１０をインクジェ
ット・プリント構体内に挿入できる。
【０００８】インク供給装置１０は、融解室２０、ワイ
ヤ・クロス・メッシュ・フィルタ２４、及び貯蔵室２８
を含む。インク供給装置１０は、例えば、シアン、イエ
ロー、マゼンタ及びブラックの複数色の融解されたイン
クを供給する。各色のインクは、融解室２０及び貯蔵室
２８内にある間は、他の色のインクから物理的に分離さ
れている。したがって、インク移動を簡単に追跡するた
めに、シアン・インクには“Ａ”、イエロー・インクに
は“Ｂ”、マゼンタ・インクには“Ｃ”、ブラック・イ
ンクには“Ｄ”を付す。図３は、シアン・インクと関連
して使用するインク供給装置１０の一部のみを示す。
【０００９】融解室２０は、図３を参照して後述する様
に、補助室３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ及び３０Ｄ（総称し
て、補助室３０という）と、空気室３４Ａ、３４Ｂ、３
４Ｃ、３４Ｄ1及び３４Ｄ2（総称して、空気室３４とい
う）とに分けられている。仕切り４４により区分された
補助室３０Ｄは、他の補助室の２倍の棒を収納する。こ
れは、ブラック・インクが、通常、他の色より頻繁に使
用されるからである。
【００１０】図３に示す様に、シアン・インクの棒３８
Ａ及び４０Ａは、補助室３０Ａの頂部の開口４２Ａを介
して配置される。インク棒３８Ａは、床部４６及び融解
板４８により支持されている。融解板４８は、空気室３
４から補助室３０を仕切っている。インク棒４０Ａは、
棒３８Ａ及び融解板４８により支持されている。インク
棒３８Ｂ及び３８Ｃ（図示せず）は、夫々補助室３０Ｂ
及び３０Ｃ内の床部４６及び融解板４８により支持され
ている。インク棒３８Ｄ1及び３８Ｄ2（図示せず）は、
補助室３０Ｄ内の床部４６及び融解板４８により支持さ
れている。インク棒４０Ｄ1及び４０Ｄ2は、棒３８Ｄ
1、３８Ｄ2及び融解板４８により支持されている。融解
室２０は、側壁４９及び５０が境界となる。
【００１１】融解室２０は、好適には、軽量で熱伝導性
の一片のマグネシウムで形成される。融解室２０は、イ
ンク棒３８Ａ〜３８Ｄ2及び４０Ａ〜４０Ｄ2を融解させ
る抵抗性加熱素子５２により加熱される。好適な実施例
では、加熱器５２は、標準の直径約６.３５ｍｍのカー
トリッジ式ヒータである。加熱器５２は、融解板４８に
隣接し、融解室２０の幅を横切って配置される。加熱器
５２の端部は、図１及び図２の側壁４９及び５０に示さ
れている。サーミスタ６０は、図１に示す融解室２０の
側部の様な適当な位置で、融解室２０の表面温度を測定
する。
【００１２】図１及び図４を参照すると、融解したイン
クは、重力により補助室３０Ａ、３０Ｂ及び３０Ｃか
ら、夫々開口５４Ａ、５４Ｂ及び５４Ｃを通って空気室
３４Ａ、３４Ｂ及び３４Ｃに流れる。開口５４Ｄ1及び
５４Ｄ2は、インクが補助室３０Ｄから空気室３４Ｄ1及
び３４Ｄ2に流れるようにする。空気室３４は、板６
２、６４、６６及び６８により分割されている。リブ７
０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ及び７０Ｄは、後述する空気流シ
ステムと関連して使用される。
【００１３】図２及び図５を参照すると、貯蔵室２８
は、板７２、７４、７６及び７８により区画５６Ａ、５
６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ1及び５６Ｄ2に分割される。貯蔵
室２８は、図１及び図２に示した側壁７９及び８０が境
界となる。特に図２を参照すると、フィルタ２４は融解
室２０及び貯蔵室２８間に置かれる。融解室２０及び貯
蔵室２８は、それらの間に配置されたフィルタ２４と共
にしっかりと結合される。壁４９、５０及び板６２、６
４、６６の端部は、壁７９、８０及び板７２、７４、７
６及び７８の端部にぴったりと押し付けられる。したが
って、インクは、空気室３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、３４
Ｄ1及び３４Ｄ2からフィルタ２４を通り、区画５６Ａ、
５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ1及び５６Ｄ2に流れる。空気室
３４又は区画５６のいずれか内のインクは、他の空気室
３４又は区画５６のいずれにも流れ込まない。例外は、
空気室５６Ｄ1及び５６Ｄ2が、融解室３０Ｄに結合さ
れ、区画５６Ｄ1及び５６Ｄ2間の壁６８の下部に開口が
あることであり、ブラック・インクは、区画５６Ｄ1及
び５６Ｄ2の間を流れる。
【００１４】フィルタ２４の適当なピッチは、ヘッド１
６の噴射口の直径及び融解したインク内の粒子の大きさ
に依存する。融解したインクが、フィルタ２４を通過で
きない粒子を相当量含んでいると、フィルタ２４は目詰
まりし、急に性能が劣化し、交換のためのコストが増加
する。一方、フィルタ２４のピッチは、ヘッド１６の噴
射口の直径に比較して小さくなければ、ヘッド１６内の
噴射口が比較的速く目詰まりすることになる。ヘッド１
６は、ステンレス鋼製でよい。好適な実施例では、フィ
ルタ２４は、１６５×１４００より目、ピッチ１７μｍ
のオランダあや織りワイヤ・クロス・メッシュを含む。
本明細書に記載する実施例と共に使用可能な相変化イン
クの例は、テクトロニクス社に譲渡され「相変化インク
組成及びそれから生成される相変化インク」と題された
ジャエガーその他による米国特許第４８８９５６０号に
開示されている。
【００１５】貯蔵室２８内のインクは、主に貯蔵室２８
の床部８４に取り付けた抵抗性の加熱素子８２により加
熱され、間接的に融解室２０からの熱により加熱され
る。好適な実施例では、加熱器８２は、加熱器５２と同
じ型のカートリッジ加熱器であり、加熱器８２が各区画
５６の部分の下部にあるように、貯蔵室２８の幅全体に
わたる床８４の下の穴内に配置される。加熱器８２の端
部は、図１及び図２において貯蔵室２８の各側に示され
ている。サーミスタ８８は、図２に示す貯蔵室２８の側
面の様に、適当な位置で貯蔵室２８の温度を測る。
【００１６】床８４は、図３及び図５に示すインク溜ま
り８６Ａと、図５に示す８６Ｂ、８６Ｃ、８６Ｄ1及び
８６Ｄ2（総称してインク溜まり８６）に向かって傾斜
している。溝９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、９０Ｄ1及び９
０Ｄ2は、区画５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ1及び５
６Ｄ2内で、貯蔵室２８の正面板９４に設けた窪みであ
る。溝９０は、図示の都合上、正面板９４から外側に突
き出た隆起部として示されているが、図１に示す様に正
面板９４上の隆起部としてよりも、図５に示す様に正面
板９４に窪みとして溝９０を形成するほうが容易であ
る。溝９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、９０Ｄ1及び９０Ｄ2
は、インク溜まり８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ、８６Ｄ1及
び８６Ｄ2から夫々小室９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃ、９８
Ｄ1及び９８Ｄ2（総称して、小室９８という）に延び
る。インクは、小室９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃ、９８Ｄ1
及び９８Ｄ2を出て、オリフィス１００Ａ、１００Ｂ、
１００Ｃ、１００Ｄ1及び１００Ｄ2（総称して、オリフ
ィス１００）を介して、ヘッド１６に向かう。フィルタ
２４に類似した別のフィルタ１３４Ａ、１３４Ｂ、１３
４Ｃ、１３４Ｄ1及び１３４Ｄ2は、小室９８Ａ、９８
Ｂ、９８Ｃ、９８Ｄ1及び９８Ｄ2内に又は隣接して配置
される。
【００１７】図６は、ヘッド１６の噴射口１０２、１０
３及び１０４を示し、このインクジェット・ヘッドは通
常のものである。オリフィス１００Ａからのインクは、
インク室１０６に入る。他の噴射口（図示せず）も、オ
リフィス１００からのインクを受け取る。圧電材料１０
８は、隔壁１１０に固着される。圧電材料１０８には、
電流が供給される。電流が特定の振幅及び極性を有する
とき、圧電材料１０８は、インク室１０６に向かって屈
曲し、インク媒体１１２に向かって、噴射口１０２から
インクを噴射させる。ヘッド１６の低温度質量、ヘッド
１６及び貯蔵室２８間の温度的な分離により、ヘッドは
均一に加熱される。
【００１８】溝９０は、区画５６の結合した幅の一部に
及ぶ。例えば、図７Ａは、区画５６Ａ内の溝９０Ａを示
す。正面板９４は、部分１１６及び１１８で、溝９０Ａ
の両側の床部８４と接合する。オリフィス１００は、図
１では円筒状に見えるが、図３に示す様に、直角な平行
パイプ状であってもよい。外側円筒形状は、製造工程に
より形成できる。
【００１９】吸い上げ板１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４
Ｃ、１１４Ｄ1及び１１４Ｄ2は、夫々溝９０Ａ、９０
Ｂ、９０Ｃ、９０Ｄ1及び９０2に隣接して配置される。
図７Ｂは、正面板９４上の吸い上げ板１１４Ａ、溝９０
Ａ及びインク溜まり８６Ａ（点線図示）を示す。インク
は、インク溜まり８６Ａ、８６Ｂ、８６Ｃ、８６Ｄ1及
び８６Ｄ2から夫々溝９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、９０Ｄ1
及び９０2を介して小室９８Ａ、９８Ｂ、９８Ｃ、９８
Ｄ1及び９８Ｄ2に吸い上げられる。
【００２０】この吸い上げ作用即ちサイフォン作用は、
ヘッド１６内の噴射口１０２からのインクの噴出の後
に、小室９８Ａ及び溝９０Ａ間の圧力差により生じる。
吸い上げ板１１４が正面板９４に近すぎて配置される
と、毛管現象が生じる。この現象の発生は、噴射口１０
２からインクが垂れる原因となるので好ましくない。吸
い上げ板１１４の好適な実施例を、図８Ａ及び図８Ｂに
吸い上げ板１１４Ａとして示す。吸い上げ板１１４Ａ
は、脚部２１２及び２１４、内側板１２８及び外側層１
４０から成る。内側板１２８は、正面板９４に封止され
る表面から約３.３０ｍｍだけ内側に入っている。外側
層１４０は、内側板１２８及び表面１３２に対して角度
４°で外側に傾斜している。
【００２１】図３を参照すると、区画５６Ａ内のインク
の表面が、噴射口１０２の高さに近づき過ぎると、イン
ク垂れが生じる。ここで、噴射口１０２からインク溜ま
りの底までの距離を“Ｘ”で表し、噴射口１０２からフ
ル・レベルへの距離は、“Ｚ”で表す。好適な実施例で
は、Ｘ＝５.３３ｍｍ、Ｚ＝２５.４ｍｍである。Ｚが０
よりも小さければ（即ち、インクの表面レベルが、噴射
口１０２より高いければ）、噴射口１０２からインクが
垂れる。更に、Ｚは２５.４ｍｍよりも大幅に小さけれ
ば、インク垂れ又は他の望ましくない現象が生じる。
【００２２】図３、図７Ｂ及び図７Ｃは、吸い上げ板１
１４Ａの位置を示す。図７Ｂでは、インク溜８６Ａ、溝
９０Ａ及び小室９８Ａは点線で示す。突出部１２０、１
２２、１２４及び１２６は、図７Ｃに示すレベル検出プ
ローブ１３０Ａを吸い上げ板１１４Ａに接続するために
使用する。張り出し部１３６及び１３８は、レベル検出
プローブ１３０Ａの周囲のインクの動きを抑制し、レベ
ル読み取りの精度を高めるために使用する。
【００２３】吸い上げ板１１４Ａ、１１４Ｂ、１１４Ｃ
に取付けたレベル検出プローブ１３０Ａ、１３０Ｂ及び
１３０Ｃは、夫々区画５６Ａ、５６Ｂ及び５６Ｃ内のイ
ンクのレベルを検出する。吸い上げ板１１４Ｄ1に取り
付けたレベル検出プローブ１３０Ｄは、区画５６Ｄ1及
び５６Ｄ2内のインクのレベルを検出する。インクは、
壁６８の下部の開口を介して区画５６Ｄ1及び５６Ｄ2間
を通り、レベル検出プローブ１３０Ｄは、両方の区画の
インクのレベルを測定する。レベル検出プローブ１３０
Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ及び１３０Ｄ1（総称して、レ
ベル検出器１３０という）の頂部を図１に示す。
【００２４】図９は、本発明のインク供給装置１０を制
御するためのＣＰＵを示す。レベル検出プローブ１３０
は、例えば液晶表示器（以下ＬＣＤという）又は発光ダ
イオード（図示せず）であるヒューマン・インタフェー
ス・ユニットが特定の情報を示すように、中央処理ユニ
ット（以下ＣＰＵという）１５４又はインクジェット・
プリンタ構体の他の電子部分に信号を送る。この情報
は、次のことを含んでいる。（ａ）区画５６Ａ、５６
Ｂ、５６Ｃ又は５６Ｄ1が空であるか（即ち、レベルが
低過ぎて印字できない、及びレベルが低すぎて清掃サイ
クルの開始ができない。）。（ｂ）区画５６Ａ、５６
Ｂ、５６Ｃ又は５６Ｄ1内のインク・レベルは、インク
棒を補助室３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ又は３０Ｄに追加す
るべきかどうか。
【００２５】図中で抵抗器として示す抵抗性加熱器１４
２は、ヘッド１６の温度を維持し、それにより、ヘッド
１６内のインクの温度を維持する。加熱器１４２は、加
熱器５２及び８２と同じ種類のカートリッジ式加熱器で
よい。通常は、１個の加熱器１４２で十分であるが、複
数の加熱器を使用してもよい。ヘッド１６に取り付けら
れたサーミスタ１４６は、ヘッド１６の温度を測定する
ために使用する。
【００２６】図１０は、インク供給装置１０の温度特性
を示す。この温度特性は、種々の動作モード期間の時間
の関数である融解室の温度ＴM、貯蔵室２８の温度ＴR及
びヘッドの温度ＴHを表している。温度ＴM、ＴR及びＴH
は、抵抗性サーミスタ６０、８８及び１４６により測定
する。図１０で使用する記号は、次の様に定義される。 ＴMは、融解室２０の温度。 ＴRは、貯蔵室２８の温度。 ＴHは、ヘッド１６の温度。 ＴPは、印字中のＴHの値。 ＴSiは、始動モード期間のＴRの初期最大温度。 ＴSは、インク供給温度、即ち時点ｔ6から停止モードま
での温度ＴM。
【００２７】第１実施例では、レディ（準備完了）・モ
ードの後に、ＴRは温度ＴSから温度ＴIに減少し、ヘッ
ド加熱モードまでＴIに維持され、ＴHはＴPからＴIに減
少し、ヘッド加熱モードまでＴIに維持される。
【００２８】第２実施例では、始動モードの後に、ＴR
は温度ＴSiから温度ＴSに減少し、停止モードまでＴSに
維持され、ＴHはレディ・モードの後に、ＴPからＴSに
減少し、ヘッド加熱モードまでＴSに維持される。 ＴMPは、インクが溶解する温度。 ＴAは、室温。 ｔsminは、最短の期待始動時間。 ｔsmaxは、最長の期待始動時間。 好適な値は、ＴP＝１５０°Ｃ、ＴSi＝１３０°Ｃ、ＴS
＝１１０°Ｃ、ＴI＝９５°Ｃ、ＴMP＝８６°Ｃ及びＴA
＝２５〜３０°Ｃである。
【００２９】インク供給装置１０の動作モードは、始
動、レディ、非使用レディ、休止（又はスタンバイ）、
ヘッド加熱及び停止モードから成る。レディ・モードで
は、印刷副モード及び非使用レディ副モードを含んでい
る。動作モードは、サーミスタ６０、８８及び１４６の
温度及び印字中の運動又は静止に関係して決められる。
温度は、加熱器５２、８２及び１４２により制御され
る。電流Ｉ52、Ｉ82及びＩ142は、夫々加熱器５２、８
２及び１４２に供給される。簡単のため、電流Ｉ52、Ｉ
82及びＩ142の値は、夫々Ｉ52-ON、Ｉ82-ON及びＩ142-O
Nであるか、又は０である。加熱は、必要な時間の間、
加熱器５２、８２及び１４２を調整することにより、安
定化される。電流Ｉ52、Ｉ82及びＩ142は、０、Ｉ52-O
N、Ｉ82-ON及びＩ142-ON以外の値であってもよい。
【００３０】図９は、加熱器５２、８２及び１４２、サ
ーミスタ６０、８８及び１４６、レベル検出プローブ１
３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ及び１３０Ｄ1、オン−オ
フ・スイッチ１７６、アップル・コンピュータ・コーポ
レーション製マッキントッシュ・コンピュータ（商品
名）１８０、ヘッド１６の圧電材料及びＬＣＤ１５６に
インタフェースされたＣＰＵ１５４を示す。加熱器５
２、８２、１４２は、夫々駆動器１６０、１６２及び１
６４による制御で駆動される。サーミスタ６０、８８及
び１４６の周囲の温度は、夫々サーミスタ温度検出器１
６８、１７０及び１７２により測定される。ＣＰＵ１５
４は、コンピュータ１８０（又は、印字命令を発生可能
なデバイス）から印字命令を受け取る。ＬＣＤ１５６
は、上述の情報、及びインクジェット・プリンタの用紙
切れ又は故障の様な他の情報を表示する。
【００３１】図１０を使用すると、時点ｔ4＝時点ｔ0＋
約４分、時点ｔ5＝時点ｔ0＋約５分、時点ｔ6＝時点ｔ0
＋約６分、時点ｔ8＝時点ｔ0＋約８分である。しかし、
時点ｔ9、ｔ10、ｔ11及びｔ12は、時点ｔ0の後、特定の
分ではない。
【００３２】図１０では、時点ｔ0で、操作者はオン−
オフ・スイッチ１７６を操作し、始動モードが開始す
る。時点ｔoでは、ＴH＝ＴR＝ＴM＝ＴA（室温）であ
り、通常は２５〜３０°Ｃ、例えば２７°Ｃである。融
解室２０、貯蔵室２８及びヘッド構体１６内のインク
は、固体状態である。時点ｔ0の直後、ＣＰＵ１５４は
加熱器５２及び８２を作動させる。融解板４８の温度Ｔ
Mは、主に加熱器５２により制御される。図１０に示す
様に、時点ｔ0からｔ6で、ＴMはＴAからＴSに増加し、
インクが融解し、開口５４から流れる。ＣＰＵ１５４
は、必要に応じて、加熱器５２をオン及びオフすること
による停止モードまで、ＴMを約１１０°Ｃに維持す
る。ＣＰＵ１５４は、サーミスタ６０からの温度を利用
して、加熱器５２をオン及びオフする時を判断する。そ
うでなければ、時点ｔ0からｔ8で、ＣＰＵ１５４は、図
１０を参照して後述する様に、ＴRと同じ加熱曲線に追
従するように、加熱器５２がＴRを上昇させてもよい。
【００３３】時点ｔ0で、加熱器８２がオンされる。時
点ｔ0からｔ4で、ＴRは、ＴAからＴSiに増加する。時点
ｔ4から時点ｔ8の始動モードの終わりまで、ＣＰＵ１５
４は、サーミスタ８８の温度を利用して、ＴRをＴSiに
略等しくするために、加熱器８２をオン及びオフする時
を判断する。始動モードの後、レディ・モードの間に、
ＴRはＴSに減少する。第１実施例では、レディ・モード
の終わりまで、ＴRはＴSに維持された後、ＴRはＴIに減
少する。ヘッド加熱モードでは、ＴRはＴSに増加し、レ
ディ・モードの終わりまでＴSを維持する。第２実施例
では、ＴRは、レディ・モードの始めの発生から停止モ
ードまで、ＴSを維持する。最初に、貯蔵室２８内のイ
ンクの温度をＴSiに上昇させる目的は、貯蔵室２８内で
固体化したかもしれないインクの融解を促進することで
ある。レディ、休止及びヘッド加熱モード期間に、ＴR
をＴS又はＴIに下げる理由は、長時間にわたる過度の加
熱に起因してインクが劣化するのを防止するためであ
る。。
【００３４】時点ｔ0からｔ4では、ヘッド１６内のイン
クは、貯蔵室２８からの熱で加熱され、ＴHはｔAから約
７０°に上昇する。時点ｔ4では、ＣＰＵ１５４は加熱
器１４２をオンする。時点ｔ4から略時点ｔ6までに、ヘ
ッド１６の温度ＴHは上昇し、ＴPに達する。数ステップ
でＴHを上昇させることにより、ヘッド１６内の固体化
したインクが融解する前に、貯蔵室２８の融解したイン
クが膨張してヘッド１６内に入るので、ヘッド１６のプ
ライミング（ヘッド内へのインクの噴射）は維持され
る。ヘッド１６が時点ｔ0から略時点ｔ4までに、更に速
い速度で加熱されると、ヘッド１６内のインクは、噴射
口１０２の様な噴射口から出され、空気が噴射口内に流
入することになり、印字時に問題が生じる。
【００３５】ＴM＝ＴS、ＴR＝ＴSi及びＴH＝ＴPである
期待第１時間（時間ｔactual）は、周囲温度ＴA及びイ
ンクの種類に応じて、時間Ｔsmin（例えば、６分）及び
Ｔsmax（例えば、８分）間で変化する。図１０では、ｔ
actual＝ｔsminである。ｔactualでは、ＣＰＵ１５４
は、始動モードからレディ・モードに切り替わる。（し
かし、図１０では、説明の都合上、時点ｔsmaxまでこの
動作が起きない。）印字命令は、時点ｔactualの前又は
直後に、コンピュータ１８０から与えられる。したがっ
て、ＣＰＵ１５４は、レディ・モードの始めに、ヘッド
１６が印字を開始するようにする。あるいは、第１印字
命令をレディ・モードになってから与えてもよい。
【００３６】印字モードでは、ＣＰＵ１５４は、サーミ
スタ１４６の温度を利用して、インクが印字のための所
望の粘着性を有するように、ＴH＝Ｔpを維持する。非使
用レディ・モード期間も、ＴHはＴPのままである。しか
し、インクは、長時間過度に加熱されると、温度劣化を
引き起こす。したがって、時点ｔ9からｔ10の非使用レ
ディの特定期間に後に、レディ・モードは終了し、ＴH
は、第１実施例ではＴSに減じられ、第２実施例ではＴI
に減じられる。非使用レディ・モードの時間の長さは、
任意であるが、好適には２、３時間より短く、３０分程
度であることが望ましい。
【００３７】時点ｔ9（時点ｔ9は、ｔ0＋９分ではない
ことに留意されたい。）では、印字が終了し、ＣＰＵ１
５４は非使用レディ・モードに切り替わる。非使用レデ
ィ・モードの期間の後、プリンタは、時点ｔ10で休止即
ちスタンバイ・モードにされる。時点ｔ11で、ＣＰＵ１
５４が印字命令を受け取り、ＣＰＵ１５４は休止モード
をヘッド加熱モードに切り替える。この間、ＴHは、ＴI
又はＴSからＴPに増加する。ＴRはＴSに増加し、これを
維持する。
【００３８】装置の停止の間、温度ＴM、ＴR及びＴH
は、図１０に示す様に降下する。温度ＴHは、温度ＴR及
びＴMよりも幾分速く降下するので、インクがヘッド１
６内で固体化する際、ヘッド１６内のインクが収縮して
いるとき、貯蔵室２８からの液体インクはヘッド１６を
満たす。
【００３９】ＴS及びＴIはＴMPより大きいので、貯蔵室
２８内のインクは、レディ、非使用レディ及び休止モー
ドの間、常に融解される。これにより、印字前及びスタ
ンバイ・モード後に貯蔵室２８内のインクを再び融解す
るために待つ必要がない。インクは固体化しないので、
ヘッド１６は、休止モードの後に、ヘッド１６は清浄す
る必要がない。
【００４０】上述の温度特性は、レディ・モードを開始
する前に、貯蔵室２８内の全てのインクを融解する必要
はない。液体膜が貯蔵室２８内のインクの塊の周りに形
成されるとすぐに、ヘッド１６はインクを噴出できる状
態になる。したがって、印字開始可能になるまでに必要
とする全時間は、６〜８分のウォーム・アップ時間であ
る。インク及びインク供給装置１０の大きさに応じて、
印字を開始するために必要な時間は、６分より短くする
こともできる。
【００４１】好適な実施例では、融解室２０は、幅（３
４Ａから３４Ｄ2）が約１０１.６ｍｍ、高さが１２７.
０ｍｍ、奥行が２５.４ｍｍである。貯蔵室２８は、幅
が約１０１.６ｍｍ、高さが１２７ｍｍ、奥行が８８.９
ｍｍである。貯蔵室２８は、約１５０グラムのインクを
収容する。床部８４及びフィルタ２４に取り付く貯蔵室
２８の一部は、角度θ（図１を参照）をなす。このと
き、床部８４は、地面に平行である。角度θは、好適に
は４０°≦θ≦９０°の範囲である。約６０°傾斜して
いると、インク棒を融解室２０に容易に入れられるの
で、θは約６０°が好ましい。フィルタ２４は、垂直に
配置する必要がある。角度θが０°に近いと、フィルタ
が目詰まりする傾向がある。これは、水平フィルタ・ス
クリーンは、インクで濡れ易く、空気がフィルタ２４を
通過しにくくなるからである。
【００４２】区画５６は、幅に比べて高さが十分に長
い。これにより、インク供給装置１０が印字の間、イン
クジェット・ドラムの表面を往復運動する際に、インク
供給装置１０が方向を変える時に、インクの揺れ動きが
殆ど起きない。これは、次の２つの利点がある。（ａ）
区画５６内のインクの実際のレベルを検出するのが簡単
である。（ｂ）往復運動の間に、インクの動的加速を減
少させる。この動的加速は、印字中の所望の均一な往復
運動速度及び媒体上のインク・ドット配置に悪影響を及
ぼす。
【００４３】レベル検出プローブ１３０Ａは、図３、図
７Ｃ及び図１１に示されている。図１１Ａを参照する
と、レベル検出プローブ１３０Ａは、２個の露出された
パッド１７８及び１８０を有する導電性プローブであ
り、パッド間に抵抗器１８２が接続されている。パッド
１７８及び１８０は、棒レベル及び空レベルにある。電
圧検出器１７４Ａ、１７４Ｂ、１７４Ｃ及び１７４Ｄ
は、ＣＰＵ１５４とレベル検出プローブ１３０Ａ、１３
０Ｂ、１３０Ｃ及び１３０Ｄとの夫々間に接続される。
パッド１７８又は１８０が露出されるとき、検出電圧が
変化する。
【００４４】図１１Ｂを参照すると、レベル検出プロー
ブは、並列又は直列に電気的に配線された２個のサーミ
スタ１８５及び１８６を有する回路板であってもよい。
電流が供給されると、サーミスタ１８５及び１８６の熱
損失は、サーミスタが空気中にあるときと、インク中に
あるときとでは異なる。図９に示す様に、熱損失が変化
すると、サーミスタ１８５又は１８６の抵抗は変化し、
夫々レベル検出プローブ１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ｃ
又は１３０Ｄ1及びＣＰＵ１５４の間にインタフェース
される検出器１７４Ａ、１７４Ｂ、１７４Ｃ又は１７４
Ｄ1により検出される。その結果、レベル検出は、装置
の動作温度と無関係である。インクの膜は、貯蔵室２８
内のインクが全て融解する前に、サーミスタの周囲で検
出される。第３サーミスタ即ち導電性パッドは、回路板
１８４又はプローブ１３０Ａのフル・レベルに配置され
るので、ＣＰＵ１５４は溢れを検出できる。
【００４５】インク供給装置１０は、大気圧で動作する
ので、通気口を設ける必要がある。図２に示す様に、不
純物を捕らえるために、空気は比較的に長い通路を通り
抜ける。空気は、通気口１８８Ａ、小室１９０Ａ及び開
口１９４Ａを通り、フィルタ２４の汚れた側即ち上流側
に移動する。空気は、図１及び図４に示す様に、融解室
３４Ａのリブ７０Ａ（点線で示す）の周りを下流に移動
する。次に、空気は、フィルタ２４の開口１９６を通
り、区画５６Ａの上部に入る。図３は、通気口１８８Ａ
上の別のフィルタ２００を示す。
【００４６】図１２Ａ〜図１２Ｄは、吸い上げ板１１４
を正面板９４に接続する他の方法を示す。図１２Ａで
は、溝９０Ａはない。断面で示す吸い上げ板１１４Ａ
は、通常台形である凹部により分けられている。凹部２
２０Ａは、吸い上げ溝を形成する。板１１４Ａを所定位
置に固定するために、脚部２１２及び２１４の正面を、
接着剤２１０が凹部２２０Ａ内に多く入り込まないよう
に注意して、接着剤内に浸す。接着剤２１０の円弧状端
部は、凹部２２０Ａ内に突出し、凹部２２０Ａの吸い上
げ溝に悪影響を与える。図１２Ａ〜図１２Ｄの寸法は、
図示の目的のために誇張されていることに注意された
い。
【００４７】図１２Ｂは、吸い上げ溝が凹部２２０Ａ及
び溝９０Ａを含む好適な構成を示す。接着剤２１０の円
弧状端部２２４及び２２６は、凹部２２０Ａ内に突出す
るが、吸い上げ溝９０Ａ及び凹部２２０Ａをひどくは遮
断しない。図１２Ｃは、図１２Ａに示したと同様の構造
を示すが、凹部が台形ではなく、矩形であるところが異
なる。接着剤２１０の円弧状端部は、窪み２２０Ａ内に
突き出し、凹部２２０Ａの吸い上げ溝に悪影響を与え
る。図１２Ｄでは、吸い上げ板１１４は平坦であり、吸
い上げ路は、溝９０Ａで形成される。図１２Ｄの構成で
は、接着剤２１０は溝９０Ａに入り、溝に充満する傾向
がある。
【００４８】図１３Ａ及び図１３Ｂは、融解室２０及び
貯蔵室２８間に配置されたフィルタ２４を示す。インク
が融解室２０及び貯蔵室２８間でしみ出すのを防止する
ために、壁４９、５０の端部及び板６２、６４、６６、
６８の端部は、壁７９、８０の端部及び板７２、７４、
７６、７８の端部に押しつけられ、フィルタは壁及び板
を分離する。図１３Ａでは、ゴム・シール２２６がフィ
ルタ２４上に成形され、壁４９、５０の端部及び板６
２、６４、６６、６８の端部と、壁７９、８０の端部及
び板７２、７４、７６、７８との間に封止される。ゴム
・シールを使用する欠点は、スクリーンにゴムが流れる
傾向があり、それにより、フィルタ２４を部分的に遮断
することである。
【００４９】図１３Ｂは、壁４９、５０、７９、８０の
端部及び板６２、６４、６６、６８７２、７４、７６、
７８の端部との間に、熱硬化性の接着剤２３６のビーズ
を配置して、シールを形成するようにした好適な方法を
示す。硬化させるために加熱すると、熱硬化性接着剤２
３６は、スクリーンを逃げて、即ち流れてシールを形成
し、接着剤２３６は、壁４９、５０、７９、８０及び板
６２、６４、６６、６８、７２、７４、７６、７８から
僅かに外側に出る。接着剤２３６は、ダウ・コーニング
で製造された“シルガード”と呼ばれる種類のものでよ
い。
【００５０】図１及び図２では、コネクタ・ピン及び受
け穴２５０、２５２、２５４、２５６、２６０、２６
２、２６４及び２６６は、融解室２０を貯蔵室２８に接
続するために使用される。ノブ２８０、２８２、２８
４、２８６及び２８８は、インク供給装置１０をインク
ジェット構体に接続するために使用する。貯蔵室２８上
のノブ２９０、２９２、２９４及び２９６は、ヘッド１
６を貯蔵室２８に接続するために使用する。
【００５１】
【発明の効果】本発明のインク供給装置によれば、貯蔵
室内の相変化インクは、このインクの融解温度よりも高
い第１所定温度で融解状態に保たれる。また、プリント
・ヘッド内のインクは、印字時に、この融解温度より高
い印字に適した第２所定温度に保たれ、印字休止時に、
この第２所定温度よりも低く且つ融解温度よりも高い温
度に下げられる。これにより、印字休止中に過度の熱に
よりインクを劣化させることがなく、印字再開時には短
時間で印字を開始できる。また、インク融解室、インク
貯蔵室及びプリント・ヘッドの夫々に専用の温度測定及
び加熱手段を設けたので、夫々の温度を正確に制御でき
る。さらに、インク供給装置が動作を開始する際に、即
ち、最初のレディ・モード及び休止モードが始まる前の
始動モード期間中に、インク貯蔵室の温度を、レディ・
モード及び休止モードにおける第１所定温度よりも高く
するので、インク貯蔵室内の固体化した相変化インクを
迅速に融解して、動作待ち時間を短縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインク供給装置を示す正面側の分解斜
視図。
【図２】本発明の装置を示す背面側の分解斜視図。
【図３】本発明の装置の組立状態の断面図。
【図４】インク融解室の正面図。
【図５】インク貯蔵室の立面図。
【図６】プリント・ヘッドの部分斜視図。
【図７】貯蔵室の一部を示す斜視図。
【図８】貯蔵室に配置される吸い上げ板を示す斜視図。
【図９】本発明の装置を制御するためのＣＰＵを含む構
成図。
【図１０】本発明の装置の各部分の温度変化を示すグラ
フ図。
【図１１】インク・レベル・プローブを示す簡略図。
【図１２】吸い上げ板及び吸い上げ溝の構成を示す簡略
図。
【図１３】フィルタを使用する構成を示す簡略図。
【符号の説明】
１０ インク供給装置 １６ プリント・ヘッド ２０ 融解室 ２８ 貯蔵室 ５２、６０、１６８ インク融解室用温度測定及び加熱
手段 ８２、８８、１７０ インク貯蔵室用温度測定及び加熱
手段 １４２、１４６、１７２ プリント・ヘッド用温度測定
及び加熱手段
フロントページの続き (72)発明者 クラーク・ダブリュー・クロウフォード アメリカ合衆国オレゴン州97070 ウィ ルソンビル アッシュ・メドウ・ブルバ ード 28615 ナンバー・イレブン (72)発明者 ブライアン・ジェー・ウッド アメリカ合衆国オレゴン州97229 ポー トランド ノース・ウェスト ディアク リーク・コート 17860 (72)発明者 リチャード・マランツ アメリカ合衆国オレゴン州97219 ポー トランド サウス・ウェスト トゥエン ティー・フィフス 11941 (56)参考文献 特開 昭62−117750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−135751（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レディ・モード期間にプリントを行い、
    休止モード期間中にプリントを行わなず、相変化インク
    を融解及び収容し、該インクをプリント・ヘッドに供給
    するインク供給装置であって、融解温度で融解する固体 状の相変化インクを収容し保持
    するインク融解室と、該インク融解室の温度を測定する
    と共に上記インク融解室を加熱して上記相変化インクを
    融解し、上記レディ・モード及び上記休止モード期間中
    にわたって上記インク融解室の温度を実質的に上記融解
    温度より高く維持する融解室用温度測定及び加熱手段
    と、 上記インク融解室に結合し、上記インク融解室内で融解
    したインクが流入し、この融解したインクを上記プリン
    ト・ヘッドに供給するインク貯蔵室と、該インク貯蔵室の温度を測定すると共に上記インク貯蔵
    室を加熱して、上記レディ・モード及び上記休止モード
    期間中にわたって上記インク貯蔵室の温度を実質的に上
    記融解温度より高い第１所定温度に維持する貯蔵室用温
    度測定及び加熱手段と、 上記プリント・ヘッドの温度を測定すると共に上記プリ
    ント・ヘッドを加熱して、上記レディ・モード期間中に
    わたって上記プリント・ヘッドの温度を実質的に上記融
    解温度よりも高い第２所定温度に維持し、上記休止モー
    ド期間中にわたって上記プリント・ヘッドの温度を上記
    第２所定温度よりも低く上記融解温度よりも高く維持す
    るプリント・ヘッド用温度測定及び加熱手段とを具え、 上記貯蔵室用温度測定及び加熱手段は、上記インク供給
    装置が動作を開始する際の始動モード期間中に上記イン
    ク貯蔵室の温度を上記第１所定温度よりも高くする こと
    を特徴とするインク供給装置。
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