JPH06955A - 固体インク供給装置及びその供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は、ホットメルト式インクジェ
ットプリンタにおいて、固体インクの供給時間を短縮し
て平均印刷速度を向上させると共に、ヘッドを小形軽量
化を図ることである。 【構成】 往復移動するプリントヘッド２上部に設けら
れたトリガロッドと、インク貯蔵器１の下部に設けられ
たインク車とを、前記トリガロッドが開状態となった場
合にインク車に当接するよう配置し、当接した時に前記
トリガロッドがインク車を回転させて、インクをインク
溜めに供給するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はホットメルト式インクジ
ェットプリタのインク供給機構に関し、特にインクを固
体のままで前記インク溜めに供給するインク供給機構に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の固体インクを用いるホットメルト
式インクジェットプリンタのインク供給機構では、特開
平3-221460号公報に記載されているように、インク補給
の際にはプリントヘッドを停止させ、印刷動作を中断し
てインクを補給するようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のインク
供給機構では、印刷中にインク供給によってプリントヘ
ッドが停止するため、平均印刷速度がインク供給のない
場合に比べて低下してしまうという問題があった。

【０００４】通常、一回のインク供給に要する停止時間
は決まっているので、かかる問題解決のためには、一定
の印刷量でのインク供給回数を減らす方法が考えられ
る。しかし、この方法で平均印刷速度を向上させようと
すれば、一回に供給するインクの体積が増加すると共
に、プリントヘッド内のインク溜めの容積が増加するの
で、プリントヘッド自体の質量と体積の増加につなが
り、ひいては印刷を実行する際、プリントヘッドをプリ
ンタ内で往復運動させるための機構や動力、インク貯蔵
器の機構や動力を大型化させてしまうという新たな問題
が生ずる。

【０００５】従って本発明の目的は、プリントヘッド、
プリントヘッド往復機構、インク貯蔵器を大形化するこ
となく、平均印刷速度が向上するようなプリンタを提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的はインク貯蔵器
の底部に設けられ、球状固体インクを１個ずつ外部へ送
り出すためのインク車を有するインク搬出機構と、該イ
ンク搬出機構のインク車を駆動するべくプリントヘッド
上部に開閉可能に設けられたトリガロッドとを当接する
よう設置することにより達成される。なお、これらの駆
動は、インク残量センサがインクの減少を感知するとト
リガロッドが開の状態（上方へ突き出た状態）となり、
この状態でプリントヘッドがインク供給位置まで移動
し、開の状態のトリガロットとインク搬出機構が当接す
ると、該トリガロッドがインク搬出機構を回転させて、
固体インクをインク溜に落下させるという方法をとって
おり、この間プリントヘッドはインク供給のための停止
を行わないようになっている。

【０００７】また、このホットメルト式インクジェット
プリンタがカラープリンタであり、４色のインクを発射
するプリントヘッドを有する場合には、上記の目的は前
記インク貯蔵器、インク搬出機構、トリガロッド、イン
ク溜をインクの色に合わせ互いに干渉しないように独立
して設置することにより達成される。

【０００８】

【作用】上記のように構成されたインク搬出機構とトリ
ガロッドとを有するインク供給機構により、球状固体イ
ンクの供給をプリントヘッドの往復運動中にすることが
可能となり、平均印字速度が向上するように作用する。
またインク溜め中のインク量センサがインクの供給を要
求しなければ、トリガロッドがプリンタヘッド外部に突
き出ることはなく、この状態でプリントヘッドがインク
搬出機構の下を通過しても、トリガロッドとインク搬出
機構のインク車の当接は起こらないので、必要に応じた
効率のよいインク供給をすることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図面に基づいて説明する。図１
は本発明のインク供給機構を有するホットメルト式イン
クジェットプリンタの印刷機構部を表わした斜視図であ
る。本図ではプリンタのケース、フレーム、ギア、軸受
などを省略している。図１にある配置ではプリンタフレ
ーム（図示しない）に固定されたインク貯蔵器１の真下
のインク供給位置にプリントヘッド２があり、プリント
ヘッド２は駆動ベルト５の力を受けてガイドシャフト
３、４に沿って、該ガイドシャフト３、４の端から反対
側の端までを往復運動するようになっている。また、プ
リントヘッド２は往復連動をする際に、プラテン６に巻
き着いた印刷用紙７に対し、ケーブル８によって送られ
た印刷データに応じて溶融インクを発射し印刷を行う。

【００１０】次に、図２により本発明によるインク供給
機構の構造と作用を説明する。図２は該インク供給機構
をガイドシャフト３、４に平行鉛直面で切った縦断面図
である。インク貯蔵器１は球状固体インク１３を貯えた
内ケース１０と、インク補充のため上部に設けられた取
り外し可能なキャップ９と、内ケースをフレーム１４に
固定するための外ケース１１と、球状固体インク１３を
１個づつ外部に搬出するため内ケース１０の底部に設け
られ、軸１５を中心に回転可能なインク車１２を有する
インク搬出機構とによって構成されている。なお、図２
ではインク貯蔵器がフレーム１４に固定されている状態
を表しているが、インク貯蔵器の外ケース１１の上部を
押すことにより該外ケース１１が変形し、インク貯蔵器
は簡単にフレーム１４から取り外すことができる。

【００１１】一方、インク貯蔵器１の下にあるプリント
ヘッド２は、ガイドシャフト３、４が貫通しており、駆
動ベルト５が固定されたキヤリッジ１７と、トリガロッ
ド１９を有するプリントヘッドカバー１８によってその
外側が構成されている。また、プリントヘッド２の内側
には溶融インク２３を貯えたインク溜め２１があり、更
にはヒータ２２とインク残量センサ２０を有している。
なお、本実施例で用いたトリガロッド１９はバイメタ
ル、形状記憶合金等でできており、電気で加熱すること
によりその形状を変えることができるようになってい
る。そして、実際に印刷動作をする場合には、プリント
ヘッド２はガイドシャフト３、４に沿って往復運動を行
う。印刷用紙は図２の左側方向にある。

【００１２】本実施例で用いるインクジェットノズルと
これを駆動する方法はよく知られたものであるので説明
を省略する。

【００１３】次にこれらの構造の動作について説明す
る。印刷動作を開始し、図示しないノズルが印刷用紙に
対してインクを発射すると、インク溜め２１の中の溶融
インク２３が減少し液面が低下する。この液面の低下を
検出したインク残量センサ２０が信号を発生すると、よ
く知られた電気的手段等によってトリガロッド１９を駆
動する信号に変換される。すると、該トリガロッド１９
に駆動信号が与えられ、駆動信号のない場合には閉の状
態（プリントヘッドカバー１８の上面よりも下）となっ
ている該トリガロッド１９が開の状態（プリントヘッド
カバー１８から上方に突き出た状態）となる。

【００１４】トリガロッド１９が開状態になると、印刷
中のプリントヘッドはインク貯蔵器１下部のインク供給
位置を含んだ領域まで往復運動するように制御される。
そして、印刷用紙に一行分の印刷を終えたプリントヘッ
ド２はインク供給位置に向って減速しながら進入すると
共に、プリントヘッド２の上部の開の状態のトリガロッ
ド１９がインク車１２の放射状に突き出た８本の腕のう
ち最も下の腕に当接し、インク車１２を反時計回りに１
／８回転だけ回す。このインク車１２の回転に伴って球
状固体インク１３の１個が下方のインク溜め２１に向っ
て放出され、該インク溜め２１の中の溶融インク２３の
上に落下する。

【００１５】このインク車１２からは８本の同形状の腕
が等間隔に出ているので反時計回りに１／８回転する
と、先にトリガロッド１９と当接した腕のあった位置に
次の腕が来るようになる。これと同時に内ケース１０の
下方に自重で詰まっている球状固体インク１３がインク
車１２に設けられた８コのインク受け穴（８本ある腕と
腕の間）のうち新たにケース１０内に入ったインク受け
穴にはまり込み、インク車１２はインク供給前と全く同
じ状態になる。

【００１６】一方、インク溜め２１の中に入った球状固
体インク１３は短時間で溶けて溶融インク２３の液面を
上昇させ、インク残量センサ２０は信号の発生を停止す
る。また、インク供給後プリントヘッド２は図２の位置
を折り返し点として図中右から左に向かって加速し、印
刷のための往復運動を続ける。なお、プリントヘッド２
が図２の位置より左側に移動する際にトリガロッド１９
はインク車の次のインク供給時に衝突するべき腕に摩擦
接触するが、インク車１２と内ケース１０の摩擦の方が
勝るため、トリガロッド１９は図中下方に変形（閉の状
態）して通過し、インク車１２が時計回りに回転するこ
とはない。以上で一回のインク供給プロセスを終え通常
の印刷動作に戻る。

【００１７】図３は本実施例のインク供給機構をガイド
シャフト３、４に垂直な面で切った縦断面図を表す。図
３では図２で示すことができなかったノズル２４とこれ
に対する印刷用紙７、プラテン６、ノズル駆動回路基版
２５、ケーブル８などの配置が表されている。ここでイ
ンク溜め２１に貯えられた溶融インク２３は、インク溜
めに設けられた細いインク流路２６を経由してノズル２
４に供給される（インク流路２６は複雑であるため１枚
の断面図では全てを表示できず省略してある）。

【００１８】また図３では、インク貯蔵器１の内ケース
１０が４列に仕切られ、カラープリントのための４色の
球状固体インク１３が夫々の列に入っていて、各列に対
してインク車１２が独立して設けられており、プリント
ヘッド２は４列のトリガロッド１９と４列に仕切られた
インク溜め２１が夫々独立して設けられている。図３で
はトリガロッド１９のうち左端の１個だけが開の状態と
なっており、他の３個は閉の状態をとなっている。

【００１９】なお、本実施例で使用する固体インクは球
状で、その体積が前記プリントヘッドの一往復運動で印
刷される最大のインク体積の１〜１０倍であることが望
ましい。固体インクが球状である方がよい理由は、イン
ク車１２の放射状に突き出た腕の出入りが容易であると
いうことである。また、固体インクの体積が前記プリン
トヘッドの一往復運動で印刷される最大のインク体積の
１〜１０倍が望ましいのは、プリントヘッドの小型化を
図る上ではインクの大きさは小さい方がよいのである
が、プリントヘッドの一往復運動が終了する前にインク
がなくなると印刷品質に影響を及ぼすという理由による
ものである。

【００２０】例えば、本実施例で使用する球状固体イン
クの重量は約１４ｍｇで、直径は３ｍｍである。これは
以下の計算によって求められた値である。使用する印刷
用紙をＡ４、プリントヘッドのノズル数を１色あたり１
６個とし、印刷ドット密度を３００ｄｐｉとする。この
場合、プリントヘッドが１往復運動で印刷するインク粒
子の数は最大８万個である。インク粒子の重量は１個あ
たり約１４０ｎｇなので、１往復運動で発射されるイン
クの量は最大１１．２ｍｇとなる。この値に２５％の余
裕を持たせて球状固体インクの重量を約１４ｍｇに設定
した。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば固体インクを使用したイ
ンクジェットプリンタにおいて、印刷時間と固体インク
供給時間を含めた総所要時間（印刷平均速度）を従来の
固体インク供給方法に比べて短縮し、インク供給をして
もロスを最小限にすることができるようになる。また、
従来の固体インク供給方法に比べて、１回に供給するイ
ンクの量を減らすことができる。従って、従来のプリン
トヘッドに比べて少い容量のインク溜めを持った小型軽
量のプリントヘッドを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による固体インク供給システムを含ん
だインクジェットプリンタの印字機構部の斜視図であ
る。

【図２】 本実施例のインク供給機構をガイドシャフト
に平行鉛直面で切った縦断面図である。

【図３】 本実施例のインク供給機構をガイドシャフト
に垂直な面で切った縦断面図を表す。

【符号の説明】

１はインク貯蔵器、２はプリントヘッド、３、４はガイ
ドシャフト、１０は内ケース、１１は外ケース、１２は
インク車、１３は球状固体インク、１４はフレーム、１
７はキヤリッジ、１９はトリガロッド、２０はインク残
量センサ、２２はヒータ、２３は溶融インク、２４はノ
ズルである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森尾 修一 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株式 会社内 (72)発明者 相野谷 正幸 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株式 会社内 (72)発明者 松岡 孝雄 茨城県勝田市武田1060番地 日立工機株式 会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 室温では固体のインクを加熱溶融し、往
   復移動の過程でインク液滴を吐出して印刷を行うプリン
   トヘッドと、該プリントヘッド内に設けられ、溶融イン
   クを貯えるインク溜めと、該インク溜め内にあり、イン
   クの残量を検知するインク残量センサと、前記プリント
   ヘッド上部に開閉可能に設けられたトリガロッドと、前
   記固体インクを貯えるインク貯蔵器と、インク貯蔵器下
   部にあり、軸を支点として回動可能に設けられ、複数個
   の固体インクを保持するアームを有するインク搬出機構
   とを有し、前記トリガロッドがプリントヘッドの上面よ
   り上方に突き出た状態、すなわち開の状態の時に前記イ
   ンク搬出機構と当接するように配したことを特徴とする
   固体インクの供給装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の固体インクの供給装置で
   あって、前記固体インクが球状であり、その体積が前記
   プリントヘッドの一往復運動で印刷される最大のインク
   体積の１〜１０倍であることを特徴とするインク。
3. 【請求項３】 請求項１記載の固体インクの供給装置で
   あって、インク溜めと、インク残量センサと、トリガロ
   ッドと、インク貯蔵器と、インク搬出機構とを夫々複数
   個設け、複数種のインクを独立に発射するノズルを持っ
   た前記プリントヘッドに対して、前記複数種のインクを
   独立して供給することを特徴とする固体インク供給装
   置。
4. 【請求項４】 インク溜めと、インク残量センサと、ト
   リガロッドと、インク貯蔵器と、インク搬出機構とを有
   する固体インクの供給装置であって、前記インク残量セ
   ンサがインクの残量不足の信号を発生すると、前記トリ
   ガロッドがプリントヘッドの上面より上方に突き出た状
   態となり、この状態のトリガロッドを搭載したプリント
   ヘッドがインク貯蔵器まで移動すると、前記トリガロッ
   ドがインク貯蔵器下部のインク搬出機構に当接して該搬
   出機構を回動させ、この回動により該搬出機構に保持さ
   れている固体インクをインク溜めに落下させることによ
   って、前記プリントヘッドをインクの供給のために停止
   させないようにすることを特徴とする固体インクの供給
   方法。