特許 5969901 分離を備えた粒子循環を有する印字ヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5969901

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月17日

(54)【発明の名称】分離を備えた粒子循環を有する印字ヘッド

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20160804BHJP

   B41J 2/165 20060101ALI20160804BHJP

   B41J 2/17 20060101ALI20160804BHJP

   B41J 2/175 20060101ALI20160804BHJP

   B41J 2/18 20060101ALI20160804BHJP

   B41J 2/20 20060101ALI20160804BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/01 301

   B41J2/165

   B41J2/17

   B41J2/175 141

   B41J2/18

   B41J2/20

   B41J2/01 111

   B41J2/175 401

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2012-253526(P2012-253526)

(22)【出願日】2012年11月19日

(65)【公開番号】特開2013-121719(P2013-121719A)

(43)【公開日】2013年6月20日

【審査請求日】2015年11月17日

(31)【優先権主張番号】13/315,601

(32)【優先日】2011年12月9日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】596170170

【氏名又は名称】ゼロックス コーポレイション

【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・ダブリュ・ヘイズ

【審査官】 下村 輝秋

(56)【参考文献】

【文献】 特表平０２−５００４２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０８−５０６５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１８８７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３４２９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０８２６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ２／０１−２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

印字ヘッドにおいて溶けた相転移インクを貯蔵する空間を取り囲む相転移インク容器であって、
少なくとも１つの側壁と、
前記溶けた相転移インクを貯蔵する前記空間を取り囲むために前記少なくとも１つの側壁に連結された底壁と、
前記溶けた相転移インクの流れを前記空間の中に生成するように構成された循環装置と、
第１の側と第２の側とを有するデバイダと、を含み、
前記デバイダは、前記底壁に立設されて、前記側壁、前記底壁及び前壁に連結し、
前記デバイダと、前記側壁との間には、領域が構成され、
前記相転移インク容器は、前記前壁の下端に設けられた出口によってジェットスタックと連結し、
前記循環装置は、前記側壁と、前記底壁とのうちの一方に沿って配置されて、前記相転移インク容器に遠隔インク容器から供給された前記相転移インクに、前記空間に下方部分から上方部分への前記相転移インクの流れと、該上方部分から前記領域側に向けた側方部分への前記相転移インクの流れとを生成し、
前記デバイダは、前記循環装置によって生成される相転移インクの流れを、前記デバイダの前記第１の側に沿って第１方向に移動させると共に、前記デバイダの前記第２の側に沿って第２方向に移動させるように前記空間内に配置され、前記第１方向は、前記第２方向と反対方向であり、前記第２方向での前記流れの動きは、粒子状物質が前記流れから外れることが可能になるように前記第１方向での前記流れの動きよりも遅く、前記デバイダが、前記流れから外れた前記粒子状物質が前記デバイダの前記第１の側に沿って前記流れに戻るのを妨げる、溶けた相転移インクを印字ヘッドに供給するように構成された、相転移インク容器。

【請求項2】

溶けた相転移インクを受像部材上に付着させるための画像装置で用いられると共に、前記溶けた相転移インクを貯蔵する空間を取り囲む相転移インク容器を備える印字ヘッドであって、
前記相転移インク容器は、
少なくとも１つの側壁を含み、
前記溶けた相転移インクを貯蔵する前記空間を取り囲むために前記少なくとも１つの側壁に連結された底壁を含み、ここで、前記少なくとも１つの側壁と、前記底壁と、のうちの一方は、前記相転移インク容器の外部の溶けた相転移インクの流れを提供するための入口を含み、
前記溶けた相転移インクの流れを前記空間の中に生成するように構成された循環装置を含み、
第１の側と第２の側とを有するデバイダを含み、
前記デバイダは、前記底壁に立設されて、前記側壁、前記底壁及び前壁に連結し、
前記デバイダと、前記側壁との間には、領域が構成され、
前記相転移インク容器は、前記前壁の下端に設けられた出口によってジェットスタックと連結し、
前記循環装置は、前記側壁と、前記底壁とのうちの一方に沿って配置されて、前記相転移インク容器に遠隔インク容器から前記入口を介して供給された前記相転移インクに、前記空間に下方部分から上方部分への前記相転移インクの流れと、該上方部分から前記領域側に向けた側方部分への前記相転移インクの流れとを生成し、
前記デバイダは、前記循環装置によって生成される相転移インクの流れを、前記デバイダの前記第１の側に沿って第１方向に移動させると共に、前記デバイダの前記第２の側に沿って第２方向に移動させるように前記空間内に配置され、
前記第１方向は、前記第２方向と反対方向であり、前記第２方向での前記流れの動きは、粒子状物質が前記流れから外れることが可能になるように前記第１方向での前記流れの動きよりも遅く、前記デバイダが、前記流れから外れた前記粒子状物質が前記デバイダの前記第１の側に沿って前記流れに戻るのを妨げ、
前記出口に連結され、溶けた相転移インクの滴を前記受像部材上に放出するための複数のインク滴発生装置を含む、
印字ヘッド。

【請求項3】

前記出口に隣接して設置されたトラップをさらに含み、前記トラップは、前記溶けた相転移インク内に存在する水が前記複数のインク滴発生装置の方へ移動するのを抑制するように構成されている、請求項２に記載の印字ヘッド。

【請求項4】

前記循環装置が、温度変更装置を含む、請求項２に記載の印字ヘッド。

【請求項5】

前記温度変更装置が、前記底壁から、前記底壁よりも上の位置への、および前記底壁から、前記少なくとも１つの側壁に隣接した位置への、溶けた相転移インクの流れを提供する、請求項４に記載の印字ヘッド。

【請求項6】

前記相転移インク容器が複数の側壁を含み、前記デバイダが前記複数の側壁のうちの１つと、前記複数の側壁のうちの他の１つとを連結し、前記デバイダは前記底壁に連結されている、請求項５に記載の印字ヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、一般的に、１つ以上の印字ヘッドを有するインクジェットプリンタに関し、さらに詳細には、インクジェットプリンタ内のインク容器に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェットプリンタは受像部材上に液体インクを射出する複数のインクジェットを作動させる印字ヘッドを有している。プリンタ内に設置されたカートリッジの中にある容器内に液体インクを貯蔵してもよい。このようなインクは、水性インクまたはインクエマルジョンであってもよい。他のインクジェットプリンタは固形のインクを受け取り、その後、受像部材上に射出するために固体インクを溶かして液体インクを生成する。これらの固体インクプリンタでは、固体インクは、ペレット状、インクスティック状、顆粒状、トローチ状、または他の形状で提供できる。固体インクはインク装填機内に通常セットされており、供給シュートまたは供給経路を通ってインクを溶かす溶融装置に送出される。その後、溶けたインクは容器内に集められて、導管またはその種の他のものの中を通って１つ以上の印字ヘッドに供給される。他のインクジェットプリンタでは、インクはゲル状で供給できる。また、ゲルを所定温度まで加熱してインクの粘度を変えることにより、インクは印字ヘッドで射出するのに適したものになる。

【0003】

典型的なインクジェットプリンタが、１つ以上の印字ヘッドを使用している。各印字ヘッドは、オープンギャップを横切って受像部材にインク滴を射出して画像を形成するための個々のノズルの配列を通常含んでいる。受像部材は記録媒体の連続ウェブ、ひと続きの媒体シートであってもよく、または受像部材は印字ドラムまたはエンドレスベルトのような回転表面であってもよい。回転表面上に印刷された画像は、回転表面およびトランスフィックスローラにより形成されるトランスフィックスニップ内の機械力により記録媒体に後で転写される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

インクジェット印字ヘッドでは、印字ヘッドの外部にあるインク容器内に、および印字ヘッドの中に組み込まれたインク容器内にインクを貯蔵している。ほこりまたはごみの粒子が、容器および／または印字ヘッドの製造中に容器に入ることがある。これらの粒子は容器の中の液体インクの流れにより自由になって、液体インク中に浮遊するようになる可能性がある。これらの粒子が印字ヘッドのインクジェットスタックに入ると、これらの粒子は１つ以上のインクジェットへのインクの流れを妨げる可能性がある。その結果として、いくつかのインクジェットが間欠的になる可能性があり、インクジェットがときどきは発射するが、普段は発射しない可能性があることを意味している。インクが印字ヘッドのインクジェットスタックに到達する前に液体インク中の粒子の存在を低減することは、インクジェットプリンタにおいて依然として望ましい目標である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

液体インク中の粒子の存在を低減する容器を有する印字ヘッドが開発されてきた。画像装置で用いる印字ヘッドは、溶けた相転移インクを受像部材上に付着させる。印字ヘッドは、溶けた相転移インクを貯蔵する空間を取り囲むために、少なくとも１つの側壁と、その少なくとも１つの側壁に連結された底壁と、を含んでいる。少なくとも１つの側壁と、底壁と、のうちの一方は、容器の外部の溶けた相転移インクの流れを提供するための出口を含んでいる。循環装置が、溶けた相転移インクの流れを空間の中に生成して、流速がより遅くなって粒子状物質が流れから外れる位置に粒子状物質を移動させるように構成されている。出口に連結された複数のインク滴発生装置が、溶けた相転移インクの滴を受像部材上に放出する。

【0006】

他の実施形態では、相転移インク容器を構成しており、この相転移インク容器は、それが印字ヘッドに供給する溶けた相転移インク内の粒子の存在を低減するのを助ける。溶けた相転移インクを印字ヘッドに供給するように構成された相転移インク容器は、溶けた相転移インクを貯蔵する空間を取り囲むために、少なくとも１つの側壁と、この少なくとも１つの側壁に連結された底壁と、を含んでいる。循環装置が、溶けた相転移インクの流れを空間の中に生成して、流速がより遅くなって粒子状物質が流れから外れる位置に粒子状物質を移動させるように構成されている。

【0007】

下記の記述では、印字ヘッド、相転移インク容器、およびインクジェット画像システムの上述の態様および他の特徴について、添付図面に関連させながら説明している。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、オンボードインク容器を含むインクジェット印刷装置の実施形態の模式的ブロック図である。

【図2】図２は、オンボードインク容器を含むインクジェット印刷装置の他の実施形態の模式的ブロック図である。

【図3】図３は、図１および図２のインクジェット印刷装置のインク送出構成要素の実施形態の模式的ブロック図である。

【図4】図４は、インクの供給容器と、加熱された容器とを含む印字ヘッドの一実施形態の簡略化した垂直断面図である。

【図5】図５は、循環装置と、分離器とを有する加熱された容器を含む印字ヘッドの一実施形態の簡略化した部分正面図である。

【図6】図６は、ダイバータを有する加熱された容器の一側面の簡略化した部分正面図である。

【図7】図７は、前壁に位置する循環装置を有する印字ヘッド容器の簡略化した部分斜視図である。

【図8A】図８Ａは、第１のトラップと、第２のトラップとの略図を示している。

【図8B】図８Ｂは、第１のトラップと、第２のトラップとの略図を示している。

【図9】図９は、媒体がシステム内の印字ヘッドを通過するとき媒体の連続ウェブ上にインクを射出する先行技術のインクジェット画像システムの模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本実施形態を全体的に理解するために、図面を参照する。図面では、類似の参照番号は、全体を通じて類似の要素を示すために使用されている。

【0010】

本明細書で使用する場合、用語「インクジェット画像装置」は、媒体に印刷するためにインク画像を塗布する装置を一般に示している。用語「印刷媒体」は、プレカットされているか、またはウェブ供給かにかかわらず、画像用の紙、プラスチック、または他の好適な物理的印刷媒体基材の物理的シートである可能性がある。画像装置は、仕上げ装置、給紙装置などの他のさまざまな構成要素を含む可能性があり、コピー機、プリンタ、または多機能機として具体化できる。「印刷ジョブ」または「文書」は、普通は、関連するシートの集合であり、特定のユーザからの、または関連する他の方法での、元の印刷ジョブシートまたは電子文書ページ画像の集合からコピーされた、ページ順に並べた通常１つ以上のコピー集合である。画像は、マーキングエンジンにより印刷媒体上に実際に描画される予定の電子的形態の情報を一般に含み、テキスト、グラフィックス、写真などを含むことができる。

【0011】

図１および図２は、コントローラ１０と、印刷出力媒体１５上に直接に、または中間転写面３０上に、インク滴３３を射出する複数のインクジェットを含む印字ヘッド２０と、を含むインクジェット画像装置の実施形態の模式的ブロック図である。印刷媒体搬送機構４０が印字ヘッド２０に対して印刷媒体を移動させる。印字ヘッド２０は、印字ヘッド２０に流動的に連結された複数のオンボードインク容器６１、６２、６３、６４からインクを受け取る。オンボードインク容器６１〜６４は、それぞれ、各インク供給経路７１、７２、７３、７４を介して複数の遠隔インク容器５１、５２、５３、５４からインクを受け取る。

【0012】

図１および図２には示していないが、インクジェット画像装置は、遠隔インク容器５１〜５４にインクを供給するためのインク送出システムを含んでいる。一実施形態では、インクジェット印刷装置が相転移インク画像装置である。それに応じて、インク送出システムは、固形の相転移インクの少なくとも１色の少なくとも１つの供給源を有する相転移インク送出システムを含んでいる。また、相転移インク送出システムは、固形の相転移インクを溶かして液状にして、溶けたインクを適切な遠隔インク容器に送出するための溶融および制御装置（図示せず）を含んでいる。

【0013】

遠隔インク容器５１〜５４は、溶けた相転移インクをオンボードインク容器６１〜６４に供給するように構成されている。一実施形態では、遠隔インク容器５１〜５４が、例えば、圧縮空気源６７により複数の弁８１、８２、８３、８４を介して提供される圧縮空気により、選択的に加圧できる。遠隔インク容器５１〜５４からオンボードインク容器６１〜６４に流れて印字ヘッド２０の中で１つにまとめられるインクの流れが、例えば、流体により、または重力により加圧できる。オンボードインク容器６１〜６４へのインクの流れを制御するために出力弁９１、９２、９３、９４が設けてある。

【0014】

また、オンボードインク容器６１〜６４は、例えば、遠隔インク容器５１〜５４を選択的に加圧して、弁８５を介して空気経路７５を加圧することにより、選択的に加圧できる。あるいは、インク供給経路７１〜７４は、例えば、出力弁９１〜９４を閉じて、空気経路７５を加圧することにより、閉じることができる。オンボードインク容器６１〜６４は、例えば、印字ヘッド２０上で清浄動作またはパージ動作を実行するために加圧できる。オンボードインク容器６１〜６４および遠隔インク容器５１〜５４は、溶けた固体インクを貯蔵するように構成して加熱できる。また、インク供給経路７１〜７４および空気経路７５は加熱できる。

【0015】

オンボードインク容器６１〜６４は、例えば、弁８５を制御して空気経路７５を大気に通気することにより、通常の印刷動作中に大気に通気される。また、オンボードインク容器６１〜６４は、インクを遠隔インク容器５１〜５４から加圧せずに移送する間に（すなわち、オンボードインク容器６１〜６４を加圧せずに、インクを移送するとき）大気に通気できる。

【0016】

図２は、図１の実施形態と同様のインクジェット画像装置の実施形態の模式的ブロック図であり、印字ヘッド２０により射出された滴を受け取るための転写ドラム３０を含んでいる。印刷媒体搬送機構４０が印刷媒体１５に当接して印刷媒体１５を転写ドラム３０に接触させて、転写ドラム上に印刷された画像を、印刷媒体１５に転写する。

【0017】

図３に模式的に示すように、インク供給経路７１〜７４および空気経路７５の一部分が、多導管ケーブル７０内の導管７１Ａ、７２Ａ、７３Ａ、７４Ａ、７５Ａとして実現できる。固体インクのインクジェット画像装置の実施形態では、これらの導管を加熱して、溶けたインクが印字ヘッド内の容器をあふれさせることができる温度に溶けたインクを維持する。

【0018】

図４は、印字ヘッド２０と単一のインク容器６１との横断面図を示している。液体インクがインク供給経路を通っていったん印字ヘッドに到達すると、液体インクはオンボードインク容器６１内に集められる。オンボードインク容器は、印刷媒体（図１）上に、または転写ドラム３０（図２）のような中間転写部材上にインクを射出するための複数のインクジェットを含むジェットスタック１００にインクが流体連通するように構成されている。

【0019】

図４は、少なくとも１つのオンボードインク容器６１を含む印字ヘッド２０の実施形態を示している。出口９８は、オンボードインク容器６１とジェットスタック１００とを流動的に連結している。ジェットスタック１００は多くの方法で形成できるが、この実施例では、ステンレス鋼板および高分子層のような複数の積層板でインクジェットスタックを形成している。ジェットスタック１００のステンレス鋼板および高分子層は、互いに一枚一枚突き合わせる形で位置合わせしながら積み重ねて、その後、ろう付け、または他の方法で一緒に接着され、機械的に一体的で使用可能なインクジェットスタックを形成する。

【0020】

各平板の中にエッチングされた空洞が、印字ヘッド用のインクジェットを規定する流路および通路を形成するように一列に並んでいる。より大きな空洞が、ジェットスタックの長さ全体にわたって走る、より大きな通路を形成するように一列に並んでいる。これらの、より大きな通路は、複数のインクジェット１０８にインクを供給するように配置されたインクマニホルド１０４である。各インクジェットと関連しており、インクジェットスタック開口プレート１４０内に形成された複数の開口部１３４が、インク滴１３８を射出する。

【0021】

一実施形態では、例えば、真空発生装置などの圧力源を用いて、オンボード印字ヘッド容器６１内の穴または通気孔１４４を介して、オンボード印字ヘッド容器６１内のインクに負圧を加える、または真空にすることができる。それを通じてオンボード印字ヘッド容器６１に負圧を導入する通気孔１４４は、それを通じてパージ動作を行うために正圧を導入するのと同じ通気孔である可能性がある。したがって、圧力源６７は、双方向圧力源、真空源、または正負両圧をオンボード印字ヘッド容器６１に供給するように構成された空気ポンプである可能性がある。しかしながら、別々の圧力源を使用して、オンボード印字ヘッド容器に正圧および負圧を導入できる。

【0022】

印字ヘッド２０のオンボード印字ヘッド容器６１は、溶けた相転移インク１５５を貯蔵するようになされた空間１５４を取り囲むために、さらなる側壁と協調する少なくとも１つの側壁１５２に連結された底壁１５０を、さらに含んでいる。溶けた相転移インク１５５は、容器１５４から遠く離れているが、曲がりやすい管類または他の導管１５６を用いて容器に流動的に連結された上述の遠隔インク容器のうちの１つから供給できる。

【0023】

空間１５４を部分的に形成する側壁１５２に隣接してヒータ１６２を配置してある。ヒータ１６２は、空間１５４内に保持された相転移インクの液体状態を維持できるくらい十分高温の熱を提供する。また、図４に模式的に示すように、印字ヘッド２０は循環装置１６３を含んでいる。循環装置１６３は、図５に示すように、インクの空間の中に流れを生成して、流路内でインクを移動させるように構成されている。循環装置１６３は、空間１５４内に、下方部分１６１から上方部分１６４への、および側方部分１６６のうちの一方への、矢印１７０で示す方向を有するインク流路またはインク循環を作り出す。また、インク循環装置１６５が前壁２２０に位置する可能性がある。インク循環装置１６３およびインク循環装置１６５は両方同時に使用でき、または一方もしくはもう一方を提供できる。また、ヒータ１６５はジェットスタックに近い側壁に位置する可能性がある。インク循環装置１６３および１６５はインク循環装置が位置する側壁の中央部分内にほぼ位置する可能性があり、大きさはインク循環装置が位置する側壁よりも小さい可能性があったり、または側壁全体を含む可能性があったりする。さらに、インク循環装置は側壁の表面に取り付けることができ、または側壁内に存在する空洞の中に埋め込むことができる。

【0024】

たとえ遠隔インク容器からインクジェット１０８にいたるインク流路に沿ったさまざまな点でインクをフィルタ（図示せず）によりフィルタ処理できる場合でも、容器１５４内にすでに存在したり、フィルタを通過するほど小さかったり、またはインクの凍結／解凍サイクルで生成されたりした粒子が、インクジェットスタックに流れ込む可能性がある。このような粒子は、画像品質アーチファクトを引き起こす可能性がある噴射の欠落または噴射のスパッタリングなどの噴射問題を潜在的に引き起こす可能性があるとともに、このような粒子はインクジェットを詰まらせる可能性があり、インクジェットから媒体上にインクを射出できないようにする。循環装置１６３は容器内のインクを移動させるだけでなく、循環するインクと一緒に多くの粒子１７２も移動させる。この循環するインクは、粒子１７２がインクジェットスタックに吸い込まれる可能性が低い低流動性領域に粒子１７２を運ぶ。いくつかの実施形態では、気泡の流れなどの力を加えてインクの流れを駆動することにより、循環装置１６３がインクの流れを能動的に起こす。気泡の流れは、インク内の水分を泡立たせる、容器１５４の側壁上の局所的なヒータで作り出すことができる。インク内の水分は、固体の相転移インクのような、そのようなインクと混ざらない液中の水滴を含む可能性があり、またはインク内の水分は水性インクの主成分である水を含む可能性がある。他の実施形態では、能動ポンプを使用して、空気を送り込んで上昇気泡を形成することにより、または流体を送り込んで流れを作り出すことにより、インク循環を引き起こすことができる。他の実施形態では、液体インク内の温度勾配により引き起こされる流れを用いて、循環装置がインクの流れを受動的に起こすことができる。このような温度勾配は、ヒータ１６３を用いて作り出すことができる。最も速い速度が容器の出口９８（図４）付近に存在しており、粒子が容器出口のこの領域から離れて、粒子が沈降できる低速領域の方に向かって移動するように、流れを確立する。

【0025】

低速領域は、より大きな粒子が沈降することを可能にする。一実施形態では、ヒータ１６３が提供する局部加熱が、上方部分１６４に向かっての比較的急速で局所的なインクの上昇をもたらし、その後、側方部分１６６に向かって、その次に低流速領域の方に向かっての、より広い「下降気流」領域を引き起こす、より大きな面積の冷表面をもたらす。気泡の浮力は上昇するインクに局所的に作用するため急速な上昇流が気泡の流れにより自然に実現されるが、他方、下降する気泡はないため下向きのインクには作用しない。

【0026】

空間１５４の中に設置された分離器２００が、第１のデバイダ２０２と、第２のデバイダ２０４と、を含むことができる。第１のデバイダ２０２は、全体として垂直な部分２１０と、全体として傾斜した部分２１２と、を含み、この全体として傾斜した部分２１２は、全体として垂直な部分２１０に連結されているが、それとは同一平面上にはない。第２のデバイダ２０４は同様に形成され、側壁２１５の近くに位置している。デバイダ２０２は空間１５４を仕切って、流れから外れて、デバイダ２０２と、オンボード印字ヘッド容器６１の側壁２１６との間に捕捉される粒子状物質を集めるように形成された第１の領域２１４を作る。デバイダの反対側全体は、インクがほぼ妨げられることなく流れる上述の領域１６１を形成する。全体として垂直な部分２１０は、オンボード印字ヘッド容器６１の底壁１５０のほかに図４の側壁１５２にも、前壁２２０にも連結されている。

【0027】

図６で分かるように、デバイダ２０２内のほかにデバイダ２０４（図示せず）内にもスクリーン網またはフィルタ２３０を提供することにより、粒子とインクの間の分離が生じる可能性がある。インクからの望ましくない粒子の分離はスクリーン網２３０により提供されるが、その理由は、インクの主要な流れがスクリーン網を通り抜けると、選抜された粒子が第１の領域２１４に残り、スクリーン網を通り抜けた後には、きれいなインクが提供されるためである。オンボード印字ヘッド容器内の粒子量が一般に小さいため、長期にわたる搭載は大きな問題でない。

【0028】

デバイダ２０２および２０４は、全体として垂直な部分と、この全体として垂直な部分に対して傾斜した第２の部分と、を含むことを示しているが、不要な粒子を集めることができる領域であって、かつ循環するインクの流れを実質的に妨げない領域をデバイダが提供する限り、記載の部分はこのような構造を含む必要はない。例えば、傾斜した部分２１２を完全になくすことができるとともに、収集領域２１４を提供するために全体として垂直な部分を側壁に対して曲げることができる。

【0029】

分離器２００は、第１のビン２０６と、第２のビン２０８と、をさらに含むことができる。第１のビン２０６および第２のビン２０８のそれぞれは、底壁から所定の距離のところに位置しており、底壁には連結されていないが、前壁２２０から後壁１５２まで延びている。各ビンは、デバイダが形成する収集領域に隣接して収集領域ビンを形成して、矢印１７０の経路内の循環する粒子をビンにより捕捉でき、循環するインクから取り除くことができるようになっている。２つのビンを示しているが、分離器はゼロ個を含む任意の個数のビンを含むことができ、ビンがゼロ個の場合には、１つ以上のデバイダにより形成された領域内で粒子の収集が行われる。主要な流れから沈降ビン２０６および２０８内で分離することと、スクリーン網を通り抜けた後２３０に粒子を選抜して取り除くこととにより、実質的にきれいなインクを提供できる。

【0030】

図７は、１つの望ましいインクの流れを提供するように構成されている循環装置１６５の模式図を示している。粒子循環は、高温のオンボード印字ヘッド容器６１の側面、この場合、前壁２２０に沿って上向きに移動し、上壁を横切り、冷温側面または後壁１５２（図示せず）に沿って下向きに移動し、その後、高温側面２２０の下端の出発点に戻る経路に従う。方向を持った流れを提供するために、例えば、ヒータは、ヒータが結合している前壁よりも小さい長方形形状で形成でき、提供される温度は、底壁から空間の上端に向かって徐々に上昇し、後壁および側壁に向かって低下するようになっている。したがって、印字ヘッド容器および／または遠隔インク容器が、低価格で循環装置を含むように構成できる。このような装置は、印字ヘッドが使われておらず、顧客から見えない期間中に有効である可能性がある。

【0031】

インクの熱伝導率が低いため、水の空間の中への熱の移動は遅く、気泡発生のほとんどは、通常、アルミニウムであるオンボード印字ヘッド容器６１の水滴と底壁１５０の間の接触点付近で見られる。水は高温インク内で沈殿でき、蒸気泡の結果として生じる生産は１１５℃のインク内の水に対して一般にうまく行われる。例えば、溶けた固体インク中に沈んでいる水分により生成される蒸気泡が、プールの底の巨視的な液滴として、またはアルミニウム表面の微視的構造内に吸収された水分として現れる可能性がある。より高い温度は水の急速な蒸発を引き起こすことができ、したがって、ヒータ１６３またはヒータ１６５の温度は、何らかの正確さで選択されなければならない。また、水がインクジェットスタックに吸い込まれて、水泡が噴射の欠落を引き起こすことがないように、水を管理する必要がある。

【0032】

ジェットスタックの中への水の導入を大幅に軽減するために、印字ヘッドは底壁１５０に位置する水滴トラップ２５０を含むことができる。底壁１５０は、出口９８から所定の距離だけ離れて底壁１５０から延びる側壁２５４を含む凹部またはくぼみ２５２を含んでいる。側壁２５４は、側壁２５４の上端が出口９８の上端部分２５６にとどかないように、底壁から距離Ｄだけ延びている。距離Ｄは、側壁の片面上に水滴を捕捉することを提供するが、出口９８を通るインクの流れを実質的に妨げない。しかしながら、水滴トラップ２５０が出口９８から十分離れている場合には、側壁２５４の高さＤの選択は、それほど重要ではなくなる。また、図８Ｂに示すように、ジェットスタックの中への水の導入を軽減するために、第２のトラップまたは毛細管構造２６０を使用できる。毛細管装置２６０は、底壁１５０のところに単一の小径オリフィス２６２を含むことができる。毛細管装置２６０は、蒸気または水の供給２６４に連結されており、オリフィス２６２から上へ出口９８から離れるように蒸気泡２６６を駆動する力を提供する。水滴トラップ２５０または毛細管装置２６０のどちらか一方または両方を含むことができる。

【0033】

図９を参照すると、先行技術のインクジェット画像システム３２０を示している。本開示の目的のために、画像装置は、１つ以上のインクジェット印字ヘッドと、関連する固体インク供給とを使用するインクジェットプリンタの形をしている。しかしながら、溶けた相転移インクを供給する相転移インク容器と、本明細書に記載の印字ヘッドとは、インクジェットを使用して１つ以上の着色剤を媒体上に射出する他のさまざまなインクジェット画像装置のうちのいずれかに適用できる。画像装置は、インクジェットエジェクタに対する制御信号を生成する前に画像データを処理するための印刷エンジンを含んでいる。着色剤は、インクである可能性があり、または１つ以上の色素または顔料を含み、選択された媒体に塗布できる任意の好適な物質である可能性がある。着色剤は黒または他の任意の所望の色である可能性があり、所与の画像装置は複数の異なる着色剤を媒体に塗布できる可能性がある。媒体は、特に、普通紙、コート紙、光沢紙、またはトランスペアレンシーを含むさまざまな被印刷物のうちのいずれかを含むことができ、媒体は、シート、ロール、または他の物理的形式で利用できる可能性がある。

【0034】

図９は、上述の、溶けた相転移インクを供給するための相転移インク容器と、印字ヘッドと、を含むことができる、ダイレクト・トゥー・シート（直接シートに印刷される）で、連続媒体の、相転移インクジェット画像システム３２０の簡略化した模式図である。媒体供給および媒体取り扱いシステムが、ウェブローラ３０８上に取り付けられた媒体のスプール３１０などの媒体供給源からの「被印刷物」（紙、プラスチック、または他の印刷可能な材料）の媒体Ｗの長い（すなわち、実質的に連続的な）ウェブを供給するように構成されている。片面印刷では、プリンタは供給ローラ３０８、媒体調節装置３１６、印刷ステーション３２０、印刷済みウェブ調節装置３８０、コーティングステーション３６０、および巻き取りユニット３９０を含んでいる。両面印刷運転では、巻き取りユニット３９０で巻き取る前に、ウェブ反転器３８４を使用してウェブをひっくり返して印刷ステーション３２０、印刷済みウェブ調節装置３８０、およびコーティングステーション３６０に媒体の第２の面を提示する。片面印刷運転では、媒体供給源３１０は、それを越えて媒体がプリンタの中を通って移動するローラの幅を実質的に覆う幅を有している。両面印刷運転では、媒体供給源はローラ幅の約半分であり、その理由は、ウェブが印刷ステーション３２０、印刷済みウェブ調節装置３８０、およびコーティングステーション３６０内のローラの半分を覆って移動し、その後、必要に応じて、ウェブ裏面の印刷、調節、およびコーティングを行うために、ウェブ反転器３８４でウェブをひっくり返して、印刷ステーション３２０、印刷済みウェブ調節装置３８０、およびコーティングステーション３６０の反対側のローラの残りの半分を覆ってウェブが移動できるようにする距離だけウェブを横方向にずらすためである。巻き取りユニット３９０は、プリンタおよび後続の処理を免除するために、ローラ上にウェブを巻き付けるように構成されている。

【0035】

媒体は、必要に応じて、媒体供給源３１０から巻き出すことができ、１つ以上のローラを回転させる図示されていないさまざまなモータにより動かすことができる。媒体調節装置は、ローラ３１２と、予熱器３１８と、を含んでいる。媒体は、一連の印字ヘッドモジュール３２１Ａ、３２１Ｂ、３２１Ｃ、および３２１Ｄを含む印刷ステーション３２０を通って搬送され、各印字ヘッドモジュールは媒体の幅を横切って効果的に延びており、動いている媒体上に直接に（すなわち、中間部材またはオフセット部材を使用せずに）インクを付与できる。周知のように、印字ヘッドのそれぞれは、カラー印刷で通常使用される色のそれぞれに対して、単一色のインク、すなわち、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラック（ＣＭＹＫ）を射出できる。プリンタのコントローラ３５０が、４個の印字ヘッドの反対側の経路の部分の両側に設置されたローラに近接して取り付けられたエンコーダから速度データを受け取って、印字ヘッドを通過するときのウェブの位置を計算する。コントローラ３５０は、これらのデータを使用して、印字ヘッド内のインクジェットエジェクタを作動させるためのタイミング信号を生成して、異なる色のパターンの見当合わせ（位置合わせ）のために信頼できる精度で４色の色を射出できるようにして、媒体上に４原色の画像を形成する。発射信号により作動されるインクジェットエジェクタは、コントローラ３５０により処理される画像データに対応している。画像データは、プリンタに送信され、プリンタの構成要素であるスキャナ（図示せず）により生成され、または他の方法で生成されて、プリンタに送出できる。さまざまな可能な実施形態では、各原色用の印字ヘッドモジュールは、１つ以上の印字ヘッドを含むことができ、モジュール内の複数の印字ヘッドは単列または複数列配置に形成でき、複数列配置の印字ヘッドは交互に配置でき、印字ヘッドは２色以上を印刷でき、または印字ヘッドもしくは印字ヘッドの一部分は、スポットカラーの塗布などのために、プロセス方向Ｐを横断する方向に移動できるように取り付けることができる。

【0036】

プリンタは「相転移インク」を使用でき、このことは、相転移インクが、室温では実質的に固体であり、受像表面上に噴射するために相転移インクの融点まで加熱したときには実質的に液体であるということを意味している。相転移インクの融点は、固体の相転移インクを溶かして液状または溶融形態にできる任意の温度である可能性がある。一実施形態では、相転移インクの融点が約７０℃〜１４０℃である。他の実施形態では、画像装置に利用するインクがＵＶ硬化性ゲルインクを含むことができる。また、ゲルインクは印字ヘッドのインクジェットエジェクタにより射出する前に加熱できる。本明細書で使用する場合、液体インクは、溶けた固体インク、加熱したゲルインク、または他の既知の形態のインク、例えば、水性インク、インクエマルジョン、インクサスペンション、インク溶液など、を示している。

【0037】

実質的に印字ヘッドの反対側の、媒体の裏面に配置されており、通常、バーまたはロールの形をした支持部材３２４Ａ〜３２４Ｄが、各印字ヘッドモジュールに関連している。各支持部材は、支持部材に向かい合った印字ヘッドから所定の距離に媒体を位置付けるために使用される。各支持部材は、熱エネルギーを放射して媒体を所定温度まで加熱するように構成でき、この所定温度は、実際的な一実施形態では、約４０℃から約６０℃の範囲である。さまざまな支持部材を、個々に、またはまとめて、制御できる。予熱器３１８、印字ヘッド、支持部材３２４（加熱される場合）、および周囲空気が組み合わさって、印刷ステーション３２０の反対側の経路の部分に沿って媒体を約４０℃〜７０℃の所定温度範囲に維持する。

【0038】

印刷ステーション３２０の印字ヘッドから、さまざまな色のインクを受け取るために部分的に画像化済みの媒体が動くとき、媒体の温度を所与の範囲内に維持する。受け取る側の媒体温度よりも、通常、大幅に高い温度の印字ヘッドからインクを射出する。その結果として、インクは媒体を加熱する。そのため、さまざまな実施形態では、媒体温度を所定範囲内に維持するために他の温度調節装置を使用する。印刷ゾーン３２０の後には媒体経路に沿って１つ以上の「中間ヒータ」３３０がある。中間ヒータ３３０は、媒体の温度を制御するために、接触熱、放射熱、伝導熱、および／または対流熱を使用できる。スプレッダ（展着装置）３４０を通って媒体上のインクを送るときに、中間ヒータ３３０は所望の特性に適した温度まで媒体上に載っているインクを昇温する。一実施形態では、中間ヒータの目標温度に対する有効範囲が約３５℃〜約８０℃である。

【0039】

中間ヒータ３３０の直後には、定着アセンブリまたはスプレッダ３４０が、媒体に熱および／または圧力を加えて、画像を媒体に定着させるように構成されている。定着アセンブリは、加熱した、または加熱していない圧力ローラ、放射ヒータ、加熱ランプ、およびその種の他のものを含む、画像を媒体に定着させるのに適した任意の装置または器具を含むことができる。

【0040】

また、スプレッダ３４０は画像側ローラ３４２に関連する清浄／注油ステーション３４８を含むことができる。清浄／注油ステーション３４８はローラ表面を清浄して、および／または何らかの離型剤または他の材料の層をローラ表面に塗布する。離型剤材料は、約１０〜２００センチポアズの粘度を有するアミノシリコーン油である可能性がある。ほんの少量の油だけが必要であり、媒体により運ばれる油はＡ４サイズ１ページあたり約１〜１０ｍｇだけである。

【0041】

コーティングステーション３６０は印刷済み媒体に透明なインクを塗布する。この透明なインクは、プリンタを出た後の汚損または他の環境悪化から印刷済み媒体を保護するのを助ける。透明なインクのオーバレイは、取り扱い時に汚れたり、および／または裏移りしたりしても、下部にある画像の見た目に影響を与えない可能性があるインクの犠牲層として機能する。コーティングステーション３６０は、ローラ、またはパターン内に透明なインクを射出する印字ヘッド３７０のどちらかを用いて透明なインクを塗布する。インクには、すべての着色剤が欠けているかどうかにかかわらず、本開示の目的のために、透明なインクは最終的に印刷される色に対して最小限の影響しか与えない実質的に透明な保護膜インクとして機能上規定される。

【0042】

スプレッダ３４０を通過した後は、印刷済み媒体をローラ上に巻き付けてシステムを出る（片面印刷）か、または印刷済み媒体をウェブ反転器３８４に導いて反転させて、ローラの他の部分に位置をずらして、印字ヘッド、中間ヒータ、スプレッダ、およびコーティングステーションを経由しての２回目の通過を行うか、のどちらかが可能である。その後、巻き取りユニット３９０により両面印刷済みの材料をローラ上に巻き付けてシステムを出ることができる。あるいは、媒体を裁断すること、製本すること、落丁を調べること、および／またはホチキスでとじることなどの作業を行う他の処理ステーションに媒体を導くことができる。

【0043】

装置３２０のさまざまなサブシステム、構成要素、および機能の運転および制御が、コントローラ３５０の助けを借りて実行される。コントローラ３５０は、プログラムされた命令を実行する一般的なまたは特殊なプログラム可能プロセッサを用いて実現できる。プログラムされた機能を実行するのに必要な命令およびデータは、プロセッサまたはコントローラに関連するメモリ内に通常保存される。プロセッサ、それらのメモリ、およびインタフェース回路が、上述の機能を実行するためのコントローラおよび／または印刷エンジンを構成する。これらの構成要素は、プリント基板カード上に提供でき、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）内の回路として提供できる。回路のそれぞれは個別のプロセッサを用いて実現でき、または同じプロセッサ上に複数の回路を実現できる。あるいは、回路はＶＬＳＩ回路内に設けた個別の構成要素または回路を用いて実現できる。また、プロセッサ、ＡＳＩＣ、個別の構成要素、またはＶＬＳＩ回路の組み合わせを用いて本明細書に記載の回路を実現できる。

【0044】

また、画像システム３２０は、印刷済みのウェブを画像化するための上述のシステムと同様の方法で構成される光学的画像システム３５４を含むことができる。光学的画像システムは、例えば、受け取る側の部材上に印字ヘッドアセンブリのインクジェットにより噴射されたインク滴の存在、強度、および／または位置などを検出するように構成されている。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】