(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1及び第2の型を有するホットメルトインクのペレットを製造する鋳型であって、
前記第1及び第2の型は型穴を画成し、
前記第1及び第2の型は互いに分離可能で、
前記第1及び第2の型のうちの少なくとも一方は、前記型穴の平均直径の半分未満の厚さの壁を有し、
前記第1及び第2の型のうちの上側に位置する型は1つのランナ穴を有し、
該ランナ穴は、前記上側に位置する型のほぼ中心に設けられ、かつ前記のペレットを製造するためのインクを前記型穴へ導入するのに十分な大きさを有する、
鋳型。
【請求項２】
両方の型が、本質的にカップ形状であり、2.0mmよりも薄い厚さの壁を有する、請求項1に記載の鋳型。
【請求項３】
前記鋳型は、金属又は合金から成る、請求項1又は2に記載の鋳型。
【請求項４】
前記第1及び第2の型は、アルミニウム又はステンレス鋼からなる、請求項2に記載の鋳型。
【請求項５】
加熱手段が前記鋳型のうちの少なくとも1つと動作可能なように結合する、請求項3に記載の鋳型。
【請求項６】
前記加熱手段が前記鋳型の外表面に熱風を吹き付ける手段を有する、請求項5に記載の鋳型。
【請求項７】
前記ランナが、前記型穴へ吹き付ける空気を導入するように備えられている、請求項6に記載の鋳型。
【請求項８】
前記加熱手段は、複数の鋳型を収容する凹部を有する複数の第1及び/又は第2の型を有する加熱ブロックである、請求項5に記載の鋳型。
【請求項９】
前記第1及び第2の型は、実質的に球形状の型穴を画定する、請求項1に記載の鋳型。
【請求項１０】
前記型穴は、前記ランナ穴を除いて完全に密閉される、請求項1に記載の鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットメルトインクのペレットを製造する方法及び鋳型に関わる。
【背景技術】
【０００２】
あるタイプのインクジェットプリンタは、いわゆるホットメルトインク、即ち、室温で固体であり例えば、８０乃至１５０℃のオーダーの融点を有するワックス状のインク材料を使用する。プリンタのプリントヘッドでは、インクは、その融点より上で加熱され、それにより液体インクの小滴はプリントヘッドのノズルを通って放出される。高い質の印刷されたイメージの得るためには、プリントヘッド中の溶融インクの粘性、従って、温度は本質的に一定に保たれなくてはならない。しかしながら、インクが印刷処理中に消費され、プリントヘッド内で液体インクを収容するインク貯蔵器が好ましくは制限された大きさであるため、プリンタが作動している間に固体インクを供給し溶融することが必要である。インクを溶融するのに要求される潜熱は、インク貯蔵器中の温度を減少させる傾向がある。このため、インク貯蔵器に供給される固体インクの量が正確に制御され計量されることが望ましく、このためにインクが所定の大きさ及び形状を有するペレット、例えば、小さい球形のピル又はペレットの形態で供給されることが有利である。
【０００３】
ホットメルトインクが熱可塑性材料であるため、所望の形状及び大きさを有するペレットは、熱可塑性樹脂から物を製造するのに公知の射出成形処理に類似する成形処理を用いて製造され得る。しかしながら、成形処理は、熱可塑性合成樹脂とはある面で異なるホットメルトインクの特定の特性に適合しなくてはならない。ホットメルトインクが固化するとなされる収縮量が比較的低く、且つ、成形されたインクペレットの最終的な外観が重要でないためにある収縮量を許容できるため、成形処理中に鋳型を閉じたままにする高い型締め力を加えることは必要でない。他方で、ホットメルトインクは、比較的高い融点を有するため、型穴の壁と接触するとすぐに固化する傾向がある。この効果及び温度が融点より下に低下したときでもインクペレットの表面が幾らかべとつくことにより、ペレットが型穴の壁に接着する傾向を高める。これによりモールド型から成形されたペレットを確実に且つ再現可能に取り除くことをより困難にする。特に、例えば、ペレットが球形である場合必須であるように、鋳型の上型及び下型が対照的であるとき、鋳型の型が分離されたときにペレットが上型又は下型のいずれに接着するかを予測することができない。従って、成形処理の生産性が減少され、及び／又は、成形された製品を型から出す複雑な機構の使用が必要となる。
【０００４】
型から成形された製品を取り除くことは、成形された製品と型穴の壁との間の接着性を低下させる分離剤を使用することで容易化されることは周知である。しかしながら、このとき分離剤の一部は、溶融材料の中に分散又は希薄され、インクの質を劣化させるためホットメルトインクの場合には受入られない。例えば、インクの中に分離剤の僅かな粒子でも分散されると、プリントヘッドの非常に微細なノズルを詰まらせるか、表面張力又は結晶化のようなインク特性を変化させることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、型穴から確実に且つ再現可能に取り外され得るホットメルトインク用ペレットを製造する鋳型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によると、この目的は、鋳型の第１の型と第２の型との間に画成される型穴の中に溶融インクを充填する段階と、型穴の中でインクを冷まし、固化させる段階と、型穴から取り除かれるべきインクペレットの表面だけを再び溶融するために第１の型及び第２の型の少なくとも一方を加熱する段階を有する。
【０００７】
本発明によると、成形されたペレットは、鋳型の少なくとも一部分を加熱することで型穴の壁から分離され、それによりペレットの表面層は再び溶融される。これは、非常に短時間で実現される。従って、ペレットを型穴から効率的且つ明確な方法で取り除くことが可能である。分離剤を使用する必要性がないため、ホットメルトインクの質は劣化されない。
【０００８】
本発明のより特定な特性は従属項に記載する。上型及び下型が分離される前に鋳型の下型が加熱されるとき、ペレットが加熱されていない上型に接着する傾向があることを利用して、ペレットを下型から確実に離し、下型から取り出すことが可能である。次に、ペレットは、任意の適切な手段によって上型から離され、それによりペレットは上型から簡単に外される。上型から外されるペレットは、下型から取り出されたペレットの下に位置するシュートのような任意の適切な収集手段によって収集されてもよい。
【０００９】
更に、上型を加熱することで上型からペレットを離すことも可能である。好ましい実施例では、本発明による方法は、最初に下型を加熱し、次にペレットが上型に接着したまま上型及び下型を分離し、上型を加熱し、それによりペレットを外すことを含む。ペレットを上型から離すことは、上型のランナ穴の中に空気を吹き込むことで補助され促進され得る。代替的に、ランナ穴を通って突出ピンが挿入されてもよい。この場合、突出ピンは、静止的に配置され、それにより上型及びペレットが下型から持ち上げられると、上型の中に入り、ランナ穴に接着しているペレットと係合してもよい。
【００１０】
本発明による方法に従うホットメルトインクのペレットを製造するための鋳型は、型穴を画成する第１の型及び第２の型を有し、第１の型及び第２の型の少なくとも一方は、型穴の径の半分よりも小さい壁の厚さを有する。型穴が球形でない場合、型の壁の厚さは、平均的な径の半分よりも小さい。
【００１１】
型は、壁の厚さが小さいため非常に低い熱容量を有し、成形されたペレットの表面層は型を加熱することで非常に迅速に再び溶融され得る。型の熱容量が小さいことは、型穴中の溶融インクがより急速に冷まされ、固化され、成形処理の生産性が向上するといった更なる利点を有する。
【００１２】
鋳型の両方の型は、薄い厚さの壁、従って、小さい熱容量を有し、熱伝導率の高い材料、例えば、アルミニウムから成ることが好ましいが、他の金属又は合金が用いられても良い。壁の厚さが十分に小さい場合にはステンレススチールも使用できる。2.0mmよりも薄い厚さの壁を有することが望ましい。好ましい実施例では、型の壁の厚さは、型穴の径の四分の一よりも小さい。例えば、型穴が球形であり、１０ｍｍのオーダーの径を有する場合、型の壁の厚さは１．５ｍｍ以下でもよい。
【００１３】
型の高速冷却及び再加熱は、非常に簡単な方法、例えば、冷風又は熱風、或いは、液体を型に吹き込むことで実現され得る。幾つかの他の加熱又は冷却装置も使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の好ましい実施例を添付の図面と共にここで説明する。
【００１５】
図1は、３つの鋳型１０のグループを示し、各鋳型は、上型１２及び下型１４を有し、これら型は、夫々半球形のカップ形状を有し、溶融ホットメルトインク１８で充填される型穴を一緒に画成する。上型１２は、上フランジと一体化され、フランジ２０の中央にランナ穴２２が形成され、それにより溶融インクはノズル２４を通って型穴１８の中に流し込まれ得る。
【００１６】
下型１４は、上型１２に対して本質的に鏡面対称的であり、一体化して形成される底部２６で支持される。上型１２の下エッジ及び下型１４の上エッジは、周囲フランジ２８、３０によって囲われ、これらフランジは、型穴１６を密閉するために互いに対して固く係合されて保持される。
【００１７】
図1に示すように、インク１８が流し込まれると、鋳型は図2に示すように冷却段に移動され、この段では冷風３２が上型１２及び下型１２、１４の外表面に上下から吹き付けられ、それにより球形のペレット３４を形成するよう型穴中のインクは冷却され固化される。
【００１８】
次に、鋳型１０は図3に示す第１の加熱段に移動される。この加熱段は、鋳型の下型１４を受容する幾つかの窪みを有する加熱ブロック３６を含む。窪み３８は、下型１４の底フランジ２６と大きい接触域を画成する平坦な底部を有する。熱風が加熱ブロック３６中に形成される通路システム４０に供給され、矢印４２によって示すように、各鋳型１０の下型１４の周壁に対して均一に噴出される。鋳型１０の型１２及び１４は、アルミニウムから成り、（少なくとも型穴を画成する部分において）比較的薄い壁を有し、従って熱容量が低く、熱伝導率が高い。その結果、型１４の壁に吹き付けられる熱風は、これら型の温度を急速に上昇させ、下型１４に面すペレット３４の表面層は再び溶融され、それによりペレット３４は下型１４から容易に離され得る。しかしながら、上型１２が加熱されていないため、ペレット３４の固化された材料はまだ上型１２に付けられたままである。加熱ブロック３６が（例えば、中を通る熱風によって）高温で常に維持されるため、下型１４の加熱は、熱放射及びブロック３６と底フランジ２６との間の熱接触によって促進される。
【００１９】
図4に示すように、各鋳型１０の上及び下型は、上型１２を持ち上げるか、加熱ブロック及び下型１４を下げるかによって互いから分離される。ペレット３４が上型１２に付いているため、ペレット３４及び上型１２は下型１４から離される。
【００２０】
最後に、ペレット３４を中で保持する上型１２は、図5に示す第２の加熱段に移動される。この加熱段は、上記加熱ブロック３６と略同じ構造を本質的に有する加熱ブロック４４を有するが、加熱ブロック３７と逆の位置にあり、窪み３８は上型１２の上フランジ２０を受容するのに下に向けられている。型１２の外表面に対して熱風を吹き付ける通路システム４０に加えて、加熱ブロック４４は別の給気システム４６を有し、空気はこの給気システムを通じて適切な圧力で型１２のランナ穴２２の中に吹き込まれ得る。ここでも、矢印４８によって示すように熱風を型１２に対して吹き付けることにより、ペレット３４の表面層は再び溶融され、ペレットは型１２にもはや接着せず、シュ−ト５０の中に落ちる。この処理は、加圧された空気をランナ穴２２に吹き込むことで補助され促進される。このようにして、ペレット３４を製造する成形処理は完了し、上型１２及び下型１４は別の成形サイクルで使用するためにリサイクルされ得る。
【００２１】
図示しないが、合計が３つよりも著しく大きくてもよい鋳型１０の型１２、１４は、エンドレスコンベヤに任意の公知の方法で取り付けられてもよく、図1乃至図3に示す段階において鋳型１０を閉じた状態で保持し、図4に示すように上型１２及び下型１４を互いに対して垂直方向に移動させることを可能にする。それにより、上記処理によりホットメルトインクペレット３４の効率的な大量生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ホットメルトインク用ペレットを成形し、これらペレットを型穴から取り除く処理段階を示す図である。
【図２】ホットメルトインク用ペレットを成形し、これらペレットを型穴から取り除く処理段階を示す図である。
【図３】ホットメルトインク用ペレットを成形し、これらペレットを型穴から取り除く処理段階を示す図である。
【図４】ホットメルトインク用ペレットを成形し、これらペレットを型穴から取り除く処理段階を示す図である。
【図５】ホットメルトインク用ペレットを成形し、これらペレットを型穴から取り除く処理段階を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  鋳型
１２  上型
１４  下型
１６  型穴
１８  溶融されたホットメルトインク
２０  上フランジ
２２  ランナ穴
２４  ノズル
２６  底部
２８、３０  周囲フランジ
３２  冷風
３４  球形ペレット
３６、４４  加熱ブロック
３８  窪み
４０  通路システム
４２、４８  矢印
４６  給気システム
５０  シュート
【図１】
0004677022.tif 000002
【図２】
0004677022.tif 000003
【図３】
0004677022.tif 000004
【図４】
0004677022.tif 000005
【図５】
0004677022.tif 000006