JPS596405B2 - インクジェット印刷システムの圧力調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディジタル流圧体調節装置に関する。

加圧インク・ジェット印刷システムは比較的高い圧力及
び比較的低い流率においてインクを供給する事を必要と
する。加圧インク・ジェット印刷システムの例は米国特
許第３３７３４３７号に開示されているが、この技法に
おいては加圧導電性流体が１行のオリフィスから射出さ
れ均一小滴の流れに分裂されている。各小滴は流体フィ
ラメントが対応するオリフィスから射出される時に流体
フィラメントから分裂されるので、小滴は関連帯電電極
によつて選択的に帯電され得る。帯電電極は流体流が通
過し得る様にオリフィスの行に対応する行をなして、オ
リフィスの行から間隔をへだてて配列されている。次い
で小滴は静電偏向電場を通して通過され、各小滴は帯電
の大きさに関連する距離だけ偏向される。小滴は２値的
に帯電され得、非帯電小滴は偏向されず、偏向電場を通
過し続け、印刷のために記録媒体に衝撃し、他方帯電小
滴は小滴補獲器即ちガータに向つて偏向されている。こ
の様な配列体中に使用されるノズルは例えば直径２０×
１０−３ｃｍであり得る。

従つて１００もしくはより多くのノズルが使用され得る
が、全流量は依然かなり少量である。この様な低流率状
態において使用される従来の装置は安全調節器もしくは
安全弁である。この様なシステムの例は米国特許第３７
６１９５３号に開示されている。この特許においては圧
力タンクはインクが膜もしくは弁に押付けられる様にタ
ンクを充満させるため出口より大きい入口を有する。調
節された圧力の空気が膜の反対側に供給され、容器内の
インクの圧力が空気の圧力以下である限り膜を封止して
いる。インクの入力率は出力率よりも高いので、或る点
では容器内のインクの圧力は空洞中の空気の圧力を超え
、膜もしくは弁を開いて圧力を解放している。上記又は
それに類する弁配列体に対する欠点は最大圧力のみが調
節され、安全弁が開放された時の圧力降下が比較的に急
激である点にある。

この急激さは他の制御された圧力調節器もしくは膨脹室
によつて補償されなければならない。この結果システム
はインク・ジニットの如き低流率を有する流体処理シス
テムに対して適切であるためには非常に複雑になる。従
つて本発明の目的は低流率を有する流体処理システムの
ために簡単化された滑かに動作する圧力調節システムを
与える事にある。

本発明に従つて、低流率流体処理システムのための圧力
調節器が与えられる。

調節器は２つのオリフイス及び１つの出口を有する。１
つのオリフイスは調節器の入口に接続された圧力源の圧
力を調節器の出口において予定の最小値よりもわずか下
の値に減少させる如き出口からの流体使用量に関連する
寸法の開孔を有するオリフイスである。

第２オリフイスは同様に圧力源と調節器の出口間に接続
された２値オリフイスであり、出口からの流体の使用量
及び圧力源の圧力に関連した寸法の開孔を有し、主オリ
フイス及び２値オリフイスが共働して予定の所望の最大
値よりも大きい定常状態圧力において調整器の出口に流
体を供給する如きものである。感知器が出口及び２値オ
リフイスに圧力源を接続するソレノイド弁に接続されて
いる。この感知器は出口の圧力が予定の最大値に到達す
る時に弁を閉め、出口の圧力が予定の最小値に達すると
弁を開く様に配列されている。第１図を参照するに、ポ
ンプもしくは圧力源１０は不ンク・ジニット・インクの
如き使用されるべき流体を線１１上に供給する。

線１１はオリフイス・プロツク１３の入口１２へ接続さ
れ得る。オリフイス・プロツクは入口１２が流体を調節
可能な主オリフイス１６及び線１７へ指向するＴ字部１
４へ接続される如く配列されている。線１７は２値的・
に動作されるソレノイド弁１８に接続され、ソレノイド
弁は次いで線１９に接続されている。線１９はオリフイ
ス・プロツク１３の入口２０へ接続されでおり、調節可
能な２値オリフイス２２に向かつている。オリフイス１
６及び２２の出口はＴ字部２４で相互接続されており、
出口２５において線２７に接続されている。線２７はイ
ンク・ジニット印刷システムのヘツド３０の如き流体利
用機構に接続されている。線２７には同様に圧力感知器
３２が接続されている。感知器３２は線３３を経てソレ
ノイド弁を動作させる様電気的にソレノイド弁１８に接
続されている。互換構造体として、ソレノイド弁１８及
び線１７及び１９はオイフイス・プロツク１３内に物理
的に埋込まれ得る。

さらに他の互換例として、オリフイス・プロツク１３は
与えられず、オリフイス弁１６及び２２及びソレノイド
弁１８は適当な線及びはめあいに相互接続され得る。イ
ンク・ジニット・システムの場合には、ソレノイド弁１
８の下流に２値オリフイス２２を置きソレノイドの動作
による過度シヨツクを最小にする事に利点がある事が発
見された。

例えば、圧力源１０は略５６２４．６ｇ／Ｃｆｌｉの出
力を与え得るが、インク・ジニットヘッドの圧力の要件
は略１１２４．９９／ｄであり得る。

これ等の条件を達成するために主オリフイスのみを経て
ヘツド３０に流体が流される連続開放流れ状態中は線２
７上の結果の差圧が１１２４．９９／ｄもしくはそれ以
下である様に主オリフイスは調節される。１例は１１１
７．９９／Ｃｌｌである。

上記の測定中は２値オリフイス２２を流れる流れを制御
するソレノイド弁１８は閉ざされる。感知器３２は圧力
が１１２４．９ｆ！／Ｃｄに減少する事によつてオンに
スイツチされ、線３３上に信号を供給し、圧力が１１３
１．９ｆ！／（１７７！に増大する事によつて線３３上
の信号を消滅させる様調整されている。

ソレノイド弁１８は線３３上に信号の終了が弁を閉じて
オリフイス２２の流れを阻止する如くバネでロードされ
ている。ソレノイド弁が閉ざされていると仮定すると、
流体は圧力源１０から調整可能な主オリフイス１６のみ
を経てヘツド３０へ流れる。

従つて線２７上の圧力は最小の動作圧である１１１７，
９９／ＣＴＩＬに向つて漸次減少する。もしさらに圧力
が減少すると、感知器３２は線３３上に電気信号を供給
し、ソレノイド弁１８を開き、２値オリフイス２２を通
して流体を流さしめる。この追加の流れは漸次線２７上
の圧力の増大を生ずる。圧力が増大する比率は２値オリ
フイス２２の寸法を調節するねじ頭を回転する事によつ
て変化され得る。２値オリフイス２２は主オリフイス１
６よりも大きくても、小さくても、同じ寸法でもよい。

従つて、オリフイスの寸法が圧力増大率の調節の範囲を
決定する。インク・ジニットに対しては、最も早い立上
り時間がインク流の始動にとつて望ましい。主オリフイ
ス１６の調節は出口圧力が減少する比率を制御する効果
を有する。

最大圧力１１３１．９９／ｄに到達する事により感知器
３２は線３３上の信号を終了させ、ばねがソレノイド弁
１８を閉ざし、オリフイス２２を通して流れる流体を遮
断せしめる。

粘性、フイルタの抑制、温度等ジニットの速度に影響を
与え得る流体中のその後の変化は線４１上の定期的速度
感知器４０からの信号により圧力差感知器３２上の圧力
限界を変化させる事により補償され得る。互換例として
、ソレノイド弁１８は定常的に動作し、流体圧に関連す
るインク・ジニットの流速の如き流体の特性を感知する
他のタイプの感知器とは独立して直接操作可能である。
第２図を参照するに、実施例のオリフイス・ブロツク１
３が図示されている。

オリフイス・ブロツク１３はねじ切りされた入口１２、
ねじ切りされた出口２５及びねじ切りされたコネクタ４
５及び４６を含む。入口１２及び出口２５はプロツク］
Ｃ を通して延びる開口４７によつて接続されている。

Ｔ字部１４は線４７を開孔４８によつて接続点４５に接
続する。同様にＴ字部２４は線４７を開孔４９によつて
ねじ切りされた接続点４６に接続する。線４７は調節可
能なオリフイス・ピン５１が挿入され得る開孔５０によ
り中断されている。同様に線４９は調節可能なオリフイ
ス・ピン５３が挿入され得る開孔５２により中断されて
いる。ねじ切りされた接続体は流体処理線をプロツク１
３に接続する通常の手段として図示されている。しかし
ながら、プツシユ・オン接続体の如き適当な互換体が同
様に使用され得る。図示された特定の構造体の場合、オ
リフイス・プロツク１３は不銹鋼オリフイス・ピン５１
及び５３と共に使用され得る、例えばアセタルもしくは
ポリプロピレン・プラスチツクの如きプラスチツク・プ
ロツクである事が好ましい。

ピンは開孔５０及び５２に夫々嵌合されこれにより線４
７もしくは４９中の流体に関して圧力シールを形成する
。主オリフイス１６はピン５１中に穴あきされ、２値オ
リフイス２２はピン５３を通して穴あきされる。オリフ
イスの寸法の調節は夫々のピン５１もしくは５３の頭５
５もしくは５６を単に回転してプロツク１３中のオリフ
イス１６もしくは２２の部分を閉ざす様にする事によつ
て行われる。この構造体はインク・ジニットシステムに
関して良好に動作する事が発見されたが、ニードル弁の
如きいくつかの互換配列体が使用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の圧力調節器を組込んだ流体処理システ
ムの概略図である。 １０・・・・・・圧力源、１３・・・・・・オリフイス
・プロツク、１６・・・・・・調節可能主オリフイス、
１８・・・・・・２値ソレノイド弁、２２・・・・・・
調節可能２値オリフイス、３０・・・・・・インク・ジ
ニット・ヘツド、３２・・・・・・圧力感知器、４０・
・・・・・速度感知器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ほぼ一定の低流率でインクを射出するためのヘッド
   と、高圧のインク源とを具備するインクジェット印刷シ
   ステムに於ける、上記ヘッドに結合される出口のインク
   圧を減圧して調整する圧力調整装置にして、上記出口の
   圧力が所定の低圧になるように且つこれのみではヘッド
   で射出される流率に足りない流率の上記インクを上記出
   口へ連続的に流すため上記インク源と上記出口との間に
   結合された主オリフィスと、上記インクがこれを連続的
   に流れるときは、上記主オリフィスからの連続流と協働
   して上記出口の圧力を所定の高圧になるように且つ両者
   を合計した流率がヘッドで射出される流率を超えてしま
   う流率の上記インクを流すため上記インク源と上記出口
   との間に結合された副オリフィスと、上記インクが上記
   副オリフィスを流れるのを選択的に開放又は閉止するた
   め上記副オリフィスに結合された２値弁と、上記出口の
   圧力が少なくとも上記所定の低圧よりも高い所定の最小
   圧力に降下するとき上記２値弁を完全に開放し、且つ上
   記出口の圧力が少なくとも上記所定の高圧よりも低い所
   定の最大圧力に上昇するとき上記２値弁を完全に閉止す
   る出力を上記２値弁に与えるため上記出口に結合された
   圧力感知器と、より成るインクジェット印刷システムの
   圧力調節装置。