CN101200139A - 用于打印机墨输送的固体墨及输送方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于打印机墨输送的固体墨及输送方法。适用于固体墨打印机的固体墨棒包括限定主体纵轴的主体。所述主体限定有主体的外部边界。所述外部边界在其上面限定有凹槽。所述凹槽基本沿所述主体的纵轴而延伸，并且凹槽的至少一部分是非线性的。

Description

用于打印机墨输送的固体墨及输送方法

技术领域

此处描述的固体墨棒总的涉及高速打印机，该打印机具有一个或多个接收固体墨棒或墨片所熔化的墨的打印头。更具体地说，所述固体墨棒涉及对墨输送系统设计及功能的改进。

背景技术

所谓的“固体墨”打印机包括各种成像设备，包括打印机和多功能平台，并能提供许多优于其他高速或高输出文件复制技术、譬如激光和水性喷墨方式的优点。其通常包括更高的文件处理量(即，单位时间内所复制的文件份数)、更少的实际图像输送过程中所需的机械零件、更少需要替换的消耗品、更清晰的图像，以及更合乎环境的要求(极少的包装废料)。

图1中显示了一种典型的固体墨成像设备的概略图。该固体墨成像设备，此后简称为打印机100，具有一个墨载体110，其用于容纳并搬运在室温下保持固态的固体墨棒。墨棒可以由用户通过简单添加墨载体110所需的墨而补充。独立的载体通道被用于不同的颜色。例如，对于单色打印机仅需要黑色固体墨，而彩色打印机通常需要黑色、青色、黄色和品红色。每一种颜色在墨载体的独立通道中得以装载和输送。

墨熔化单元120通过将墨的温度提高至高出其熔点而使墨熔融。在熔化阶段的操作中，墨棒的引导端接触熔化单元的熔化盘或加热表面，墨就在那个区域被熔化。液态的墨由于重力、泵压作用或其联合作用而被施加到单个或一组打印头。与将要被复制的图像相一致并处于打印机控制器(未显示)控制之下的旋转打印鼓140接收墨滴，这些墨滴表示将被传送到来自纸张传送器160的纸张或其他介质170上的图形象素。为简化图像输送过程，压力辊150将介质170压向打印鼓140，由此墨从打印鼓传送至介质上。墨的温度可以被仔细调节，这样墨正好在图像输送后完全固化。

使用固体墨打印机与其他图像复制技术相比虽然具有很多优点，但高速和大量打印有时会产生不能由现有技术固体墨打印体系结构所令人满意解决的问题。为满足大量墨的需要，墨载体必须具有大储存能力并能够在墨载体具有额外墨载荷能力的任何时候通过装载墨而被补充。

在典型的现有技术固体墨载体中，墨棒首尾相连地设置在通道或斜槽内，并且熔化设备位于一端而弹簧加载推块位于另一端。这种结构需要操作者将墨手动推入斜槽直到通道中存在容积的程度，由此提供空间来插入其他的墨块。当将大量墨棒装入新的、大容量和更快的打印设备中时，这种结构也许有点麻烦，因为操作者在将大量墨棒装入同一通道时不得不重复地插入墨棒，然后手动推动其向前。

另外一个问题是弹簧加载推块机构限制了能够储存在各个通道中的墨量。具有更大长度的容积扩充载体需要更长、更高强度的弹簧，因此推块机构会变得不合期望地更大、更贵。在墨装载过程期间，逆向于更大量的墨所需的更大弹簧力来关闭进口盖对于使用者来说可能是不方便或不可接受的。

此外，弹簧加载推块机构从墨棒的后面推动墨，这样可能导致墨不合期望地发生转向或重新取向。推动较大的墨棒尤其是从墨棒后面推动较长的墨棒可能会导致墨变形和阻塞。当具有高输送摩擦力时，阻塞更为明显。为减小摩擦力，通常使用光滑的带或类似的非棒形表面，这样给产品增加了额外费用。

发明内容

考虑到上述问题及现有技术和替换性墨、墨载体形式的缺陷，提供了一种固体墨棒(此处的定义甚至包括单个或部分墨棒)，其适用于具有驱动器的固体墨打印机。

在一个实施例中，提供一种适用于固体墨打印机的固体墨棒。该墨棒包括限定有纵向主体轴的主体。主体限定有它的外部边界。外部边界具有形成于其上的凹槽。凹槽基本沿着主体的纵轴方向延伸，并且凹槽的至少一部分是非线性的。

在另一实施例中，提供一种用在固体墨打印机中的固体墨输送系统。该输送系统包括用于在预定路径上引导墨棒的引导件，以及固体墨棒。墨棒与引导件可滑动地相配合。墨棒具有主体，该主体限定有主体的纵轴。主体限定有它的外部边界。外部边界具有形成于边界上的凹槽。凹槽基本沿着主体的纵轴方向延伸，并且凹槽的至少一部分是非线性的。上述输送系统还包括用于与墨棒相接合的驱动部件。驱动元件沿着引导件预定路径的主要部分而延伸。

在又一实施例中，提供一种使用固体墨输送系统的固体墨打印机。所述输送系统包括用于在预定路径上引导墨棒的引导件，以及固体墨棒。墨棒与引导件可滑动地相配合。墨棒具有主体，该主体限定有主体的纵轴。主体限定有它的外部边界。外部边界具有形成于边界上的凹槽。凹槽基本沿着主体的纵轴方向延伸，并且凹槽的至少一部分是非线性的。上述输送系统还包括用于与墨棒相接合的驱动部件。驱动元件沿着引导件预定路径的主要部分而延伸。

在此描述的墨棒适用于使用了驱动器的固体墨打印机的墨输送系统，其譬如呈棒状的形式并具有凹槽用于容纳将墨从荷载台移向熔化台的带，熔化的墨在熔化站处被输送给一个或多个打印头。这种墨输送系统的许多其他描述特征可以选择性地单个或多个相结合，由此使得多种其他打印机系统能够实现，包括低成本、墨储存容积增大以及输送更为可靠。

附图说明

通过下列描述并参照附图，在此描述墨棒的特征将变得更为明显，在附图中：

图1是现有技术的高速固体墨打印机的的概略图；

图2是当固体墨打印机处于将固体墨棒传送至打印机打印头的位置时，固体墨输送系统的部分切割透视图；

图3是当固体墨打印机处于将固体墨棒传送至打印机打印头的位置时，图2中所示固体墨输送系统的部分切割透视图，并更具体地显示了该墨输送系统；

图4是当固体墨打印机处于将固体墨棒传送至打印机打印头的位置时，用于图2中所示固体墨输送系统的墨棒的引导件的透视图；

图5是包括驱动部件的引导组件的透视图，该驱动部件用于将图2中固体墨输送系统的墨棒移向打印机的打印头；

图5A是处于图5中引导组件上的感应器的部分平面图；

图6是包括驱动部件的引导组件的部分透视图，该驱动部件用于驱动图2中所示固体墨输送系统的墨棒，并更详细地表示了毗邻打印头的部分；

图7是使用引导组件的固体墨棒的透视图，该引导组件用于将图7中固体墨输送系统的墨棒移向打印机的打印头；

图8是图12的固体墨棒的平面图，其位于图6中所示引导组件的驱动部件的平直部分；

图9是图12的固体墨棒的平面图，其位于图6中所示引导组件的驱动部件的弯曲部分；

图10是根据另一实施例，固体墨输送系统的驱动部件和斜槽的横截面图，其用在具有不关于斜槽和固体墨中心设置的驱动部件的打印机中；

图11是根据另一实施例，用在打印机固体墨输送系统中的具有榫形件的平直驱动部件的透视图；

图12是根据另一实施例，用在打印机固体墨输送系统中的具有驱动部件的D型斜槽的横截面图；

图13是根据另一实施例，用在打印机固体墨输送系统中的具有驱动部件的三角形斜槽的横截面图；

图14是根据另一实施例，用在打印机固体墨输送系统中的具有驱动部件的六边形斜槽的横截面图；

图15是根据另一实施例，用在打印机固体墨输送系统中的具有驱动部件的五边形斜槽的横截面图；

图16是根据另一实施例，用在打印机中接收黑色、青色、黄色和品红色固体墨的匙形插入开口的平面图；

图17是根据另一实施例的L型固体墨棒的平面图，该墨棒用在固体墨打印机中的固体墨输送系统，所述输送系统用于将固体墨棒输送到打印机的打印头上；

图18是根据另一实施例的C型固体墨棒的平面图，该墨棒用在固体墨打印机的固体墨输送系统，所述输送系统用于将固体墨棒输送到打印机的打印头上；

图19是图18的端视图。

具体实施方式

术语“打印机”譬如是指总的复制设备，如打印机、传真机、复印机以及相关的多功能产品，而术语“打印任务”譬如是指包括将要被复制的一个或多个电子项目的信息。所提及的墨从墨盒或墨匣至打印头的输送或传送期望包括中间的连接、导管、集流腔、加热器和/或打印系统可能涉及但对于此描述的墨棒并不显著相关的其他元件。

固体墨打印机的总体部件已经在上面得以描述。此处公开的固体墨棒包括固体墨棒、固体墨输送系统，以及包含同样结构的固体墨打印机。

现在参看图2，具有固体墨输送系统的固体墨打印机的一个实施例如固体墨打印机202所示。打印机202是一种彩色打印机。打印机202使用四种单独颜色的墨棒206，它们分别呈黑色、青色、黄色和品红色。图2中的打印机202还具有包括弓形部207的斜槽208。所述弓形部可以由单个或多个弧形轴构成，并包括连续可变的3维弧形路径，它们的任何组合可以相对于整个弓形部形成任何长度。术语弓形表示这些和其他任何类似的非线性结构。可以理解，固体墨彩色打印机可被设计成不具备带有弓形部的斜槽。

如图2中所示，打印机202具有用来支撑墨输送系统204的框架203。墨输送系统204将墨棒206从打印机202顶部附近的载荷台224推向打印机202底部附近的熔化台230。墨输送系统204包括四个固体墨输送子系统，它们各自部分地包括载荷或接收部、输送斜槽和熔化单元。打印机202包括多个斜槽208。斜槽208可以彼此整合一体或者多个斜槽208各自是单独的部件。单独的斜槽208用于四种颜色的一种，也就是黑色、青色、黄色和品红色。斜槽208被设置成沿着从插入部到熔化单元的输送路径来容纳并引导墨棒。

如图2种所示，斜槽208可包括纵向开口209，其用于观察棒206在斜槽208内的运行，并且可降低成本和重量。可以沿着斜槽208设置轻推部件228，以便轻轻推动棒206使之与带216充分接触。

现在参看图3，更详细地显示了打印机202的墨输送系统204。墨输送系统204包括四个单独的墨输送子系统，它们各自部分地包括载荷或接收部、输送斜槽和熔化单元。例如，如图8中所示，墨输送系统204包括黑色墨输送子系统260。

墨输送系统204还包括第二、第三、第四墨输送子系统262、264、266，它们分别提供用于青色、黄色和品红色墨棒。所描述的颜色是一特定的顺序，但对于特殊打印机，可以是任意顺序。匙形插入开口确定了哪种颜色将被加入到墨输送系统304的子系统颜色斜槽内。

每一个墨输送子系统269、262、264、266可被设置成相互平行，并可以具有相同元件。为简化描述，将更详细地描述黑色墨输送子系统260。可以理解，其他的子系统262、264、266具有相同元件，并可与黑色输送子系统260类似地进行操作。

黑色墨输送子系统260包括呈斜槽208形式的引导件，其用于支持多个墨棒206并将它们沿着预定路径从载荷台224推向熔化台230。斜槽208可具有任意适合形状的插入开口，因此只有一种颜色的墨棒组可穿过开口斜槽208。

黑色墨输送子系统260还包括呈带216形式的驱动部件，该带提供用来与多个墨棒206相接合，并沿着墨输送子系统260的预定路径210的主要部分而延伸。如图3中所示，带216每个接合一个以上的棒。带216可同时接触多个棒206，每一个棒位于斜槽的不同位置上。

斜槽208可具有任意合适的形状，例如，如图4中所示，斜槽208可包括毗邻载荷台224的第一线性部268。如图4中所示，第一线性部268基本是水平的，这样棒206可在打印机202顶部以简单水平运动插入至斜槽208的端部256中。

为更好地利用打印机202的内部空间，斜槽208可具有非线性形状，这样与线性斜槽的情况相比，更多数量的棒206可设置在打印机202之内。例如，如图4中所示，斜槽208除了第一线性部268之外，还可以包括弓形部207，其从斜槽208的第一线性部268向下延伸。斜槽208还可以包括第二线性部270，其从斜槽208的弓形部207向下延伸。第二线性部270基本是垂直的并位于熔化台230之上，因此棒206可通过重力被输送至熔化台230。

斜槽208可放置于单个平面上，譬如平面272。作为替换，如图4中所示，斜槽208可以延伸穿过一系列非平行的平面。例如，如图9中所示，斜槽208可向下并向外移动至倾斜平面274，该平面关于垂直面272倾斜。面272和274的中间形成角。角可以是任意能够为斜槽208提供大量棒206的角度。

现在参考图5，更详细描述了打印机202的墨输送系统204的驱动带216。驱动带216可能需要它的一部分在墨棒的至少一部分移动范围上与棒206相接触，并具有适应斜槽208的形状。该适应的形状可位于斜槽208的弓形部207之内，也可位于斜槽208的第一线性部268和第二线性部270之内。驱动带216可譬如通过电机输送组件222所驱动，该组件被用来旋转驱动滑轮218。

驱动带216可以譬如具有圆形横截面，并可以是从驱动滑轮218延伸穿过至少一个惰轮220和斜槽208的连续带。驱动滑轮和惰轮相对于带输送方向的级进位置，可以是任何适合斜槽和驱动系统结构的顺序。譬如呈压紧轮形式的轻推部件228可被弹簧加载并对带216偏置以保证带216与棒206之间足够的摩擦力，这样棒不能由于重力而从带216上掉落和滑离。

带216可具有固定的直径并被设置成适于推动棒206的尺寸。带216可由任何合适、耐用的材料制成。例如，带216可由塑料或合成橡胶制成。如果由合成橡胶制成，带216可譬如用聚氨酯制造。

滑轮218、220具有相同尺寸和形状，并可包括用于接收带216的滑轮槽。该滑轮槽可由与带216的直径相同的直径所限定。滑轮218、220可由任何合适、耐用的材料制成，例如塑料。如果由塑料制成，带譬如可用乙酰制造。

为了使墨棒206能够沿斜槽208平稳地滑动，斜槽208潜在的接触面可以由这样一种材料制成：该材料可以在斜槽208的内部边界244与墨棒206的外部边界212之间提供摩擦系数，该系数足够低由此允许棒206在斜槽208中的轻松流动或移动。与此相反，斜槽208边界244与带216之间的摩擦系数应该足够低，由此允许带216能够在斜槽208的斜槽带引导件246中前移。带216与棒206之间的摩擦系数应该足够高，由此使得带216接合棒206，并使得带216沿斜槽208适当地前移棒206。摩擦力值并不确定并可以基于所给系统的多个因素而改变，例如棒的尺寸、棒之间的界面、相对重力的输送角等等。

打印机202的墨输送系统204还可以包括一系列的指示器或传感器，其用于确定棒206在斜槽208不同位置上的出现和离开。入口传感器组件276可被用来指示可被添加到斜槽208内的附加墨棒206。入口传感器组件276可设在载荷台224附近。低量传感器组件278可被用来指示斜槽208中墨棒206的量较低。低量传感器组件278可间隔于熔化台230而设置。

外传感器组件280可被用来指示墨棒206在斜槽208中的出现。外传感器组件280可毗邻熔化台230而设置。传感器组件276、278、280可具有任何适宜的形状，譬如，如图5中所示，它们呈现可关于斜槽208发生转动的旋转杆或传感器的形式。棒206的出现引起传感器从虚线所示的第一位置282运动到实线所示的第二位置284。传感器或开关可被用来确定传感器276、278、280是否位于第一位置282或第二位置284。其他的传感设备可被结合使用或代替机械标志系统，例如引发开关、反射或后反射光学传感器。

现在参考图5A，传感器278显示处于斜槽208的壁上。传感器278关于斜槽208的壁而旋转并转换譬如如微型开关或光学中断器的开关。墨棒206的出现导致传感器278从虚线所示的第一位置282运动到实线所示的第二位置284。传感器或开关279可被用来确定传感器278是否位于第一位置282或第二位置284。

现在参考图6，打印机202的墨输送系统204显示处于熔化台230附近的位置。如图6中所示，当棒206位于熔化台230时，驱动滑轮218和带216被设置为略微远离墨棒206。当棒206位于熔化台230时，带216与棒216的间隔使得重力成为导致棒206在带停止时被压向熔化单元的唯一因素。然而，如果带216继续运动，另外的棒206在存在的情况下将接触带216并推动下部的棒206，由此将其轻轻推向熔化台230。

可以理解，可代替地，滑轮218可被设置足够低，以致当棒位于熔化台230时棒206可与滑轮218相接触。通过这种结构，带216可保证足够的力被施加给棒206，由此增加棒206对熔化单元的接触压力。

现在参考图7，更详细的描述了用在图2-5所示打印机202中的棒206。图6中所示的棒206包括一系列的垂直键控特征，这些特征与其他特征一起用来区分不同颜色和不同打印机模式的墨棒。棒的键控特征被用来允许或阻止墨穿过墨输送系统304的匙形插入开口。棒206还包括一系列的水平形状特征288，其用来引导、支承或限制墨棒206沿斜槽208输送路径的输送。可以理解，上述键控和形状特征可以通过水平或其他替换性载荷方向定位而实现相同的功能。

开口可被形成在固定于斜槽上的第二元件上，并可利用尺寸、形状和键控特征与斜槽的特征相排斥或配合，由此正确地确定或排除墨形状。为方便起见，插入和键控功能通常与斜槽208整合地描述。

固体墨棒206，如图7中所示，包括两个分隔开的分隔平直部290，这一对平直部位于棒206的每个端部，用于容纳墨输送路径的线性部分；以及一对位于中心的分隔弓形部292，它们用于容纳固体墨预定路径210的弯曲或弓形部分。墨棒槽350同样具有线性和弓形部分。

现在参考图8，固体墨棒206显示处于打印机202的墨输送系统204的带216的线性部分。棒206在其端部290接触带216，而形成于棒206上的槽250与带216相配合以推动棒206。如图8中所示，棒206沿纵轴294呈弓形或弯曲。

参考图9，棒206显示处于沿着带216的弓形部分的位置。如图9中所示，固体墨棒206的中心弓形部分292接合于带216。

现在参考图10，显示了使用固体墨输送系统204A的固体墨打印机202A的另一实施例。固体墨输送系统204A类似于图2-6中的墨输送系统204，例外之处在于墨输送系统204A包括具有非中心定位的棒带引导件250A的固体墨棒206A。

现在参考图11，显示了包括固体墨输送系统204B的固体墨打印机202B的另一实施例，其中，固体墨输送系统包括横截面为矩形或平直形状的带216B。可以理解，带216B可包括形成于带216B表面上的榫形件291B，用于接触棒206B。

现在参考图12，显示了包括固体墨输送系统204C的固体墨打印机202C的另一实施例，其中，固体墨输送系统不同于图2-6中的固体墨输送系统204在于，固体墨输送系统204C包括半圆形的斜槽208C，并具有与斜槽208C匹配的棒206C。

现在参考图13，显示了包括固体墨输送系统204D的固体墨打印机202D的另一实施例，其中，固体墨输送系统不同于图7-14中的固体墨输送系统204在于，固体墨输送系统204D包括三角形的斜槽208D。三角形斜槽208D接收三角形的棒206D。

现在参考图14，显示了包括固体墨输送系统204E的固体墨打印机202E的另一实施例，其中，固体墨输送系统不同于图7-14中的固体墨输送系统204在于，固体墨输送系统204E包括六边形的斜槽208E，其与六边形的棒206E相匹配。

现在参考图15，显示了包括固体墨输送系统204F的固体墨打印机202F的另一实施例，其中，固体墨输送系统不同于图7-14所示的固体墨输送系统204在于，固体墨输送系统204F包括五边形的斜槽208F，其与五边形的棒206F相匹配。

上述各种替换性实施例中所示的斜槽结构示例被描述为至少在一个截面轴上完全匹配于墨形状。斜槽也可以不需以此模式来匹配墨形状，且不需要完全链接。一个或更多的侧边可完全或部分地打开或形成不同的形状。斜槽的侧面不需要在斜槽长度上是连续的。斜槽仅需要提供一合适的支撑和/或引导水平，以补偿用于任何结构中的墨棒可靠的负载和输送。

现在参考图16，显示了包括固体墨输送系统304的固体墨打印机302的另一实施例，其中固体墨输送系统不同于图2-6所示的固体墨输送系统204在于，固体墨输送系统304包括斜槽308，该斜槽包括单独的、用于各色固体墨的匙形端部378。例如，斜槽308包括黑色匙形端部380、青色匙形端部382、品红色匙形端部384和黄色匙形端部386。这些单独匙形端部各自具有不同形状，由此容纳仅仅只能装载到特定颜色匙形端部378中的独特墨棒(未显示)。

现在参考图17，显示了包括固体墨棒406的固体墨打印机402的另一实施例，其中固体棒406不同于图2-6中的棒206在于，棒406具有L形状以容纳斜槽的弯曲部分。槽450形成于棒406之并与带相互配合，由此将棒406沿其路径推向熔化单元。

现在参考图18，显示了包括固体墨棒506的固体墨打印机502的另一实施例，其中固体棒506不同于图2-6中的棒206在于，棒506具有C形状以容纳斜槽的弯曲部分。槽550形成于棒506之上并与带相互配合，由此将棒506沿其路径推向熔化单元。

对于以上描述，固体墨棒的改变和修改都是可行的。然而，固体墨棒的所有这些对于本领域技术人员显而易见的改变和修改应当认为落在本申请要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于固体墨打印机的固体墨棒，所述墨棒包括限定其纵轴的主体，所述主体限定有主体的外部边界，所述外部边界在其上面限定有凹槽，该凹槽基本沿所述主体的纵轴而延伸，并且凹槽的至少一部分是非线性的。

2.如权利要求1所述的墨棒，其特征在于，所述主体的外部边界的凹槽在垂直于所述主体纵轴的方向上具有大体半圆形的横截面。

3.一种用于固体墨打印机的固体墨输送系统，所述输送系统包括：

用于在预定路径上引导墨棒的引导件；以及

可滑动地配合所述引导件的固体墨棒，所述墨棒包括限定其纵轴的主体，所述主体限定有主体的外部边界，所述外部边界在其上面限定有凹槽，该凹槽基本沿所述主体的纵轴而延伸；以及

驱动部件，用于接合墨棒，并沿着所述引导件的预定路径的主要部分而延伸。

4.一种使用固体墨输送系统的固体墨打印机，所述输送系统包括：

用于在预定路径上引导墨棒的引导件；以及

可滑动地配合所述引导件的固体墨棒，所述墨棒包括限定其纵轴的主体，所述主体限定有主体的外部边界，所述外部边界在其上面限定有凹槽，该凹槽基本沿所述主体的纵轴而延伸；以及

驱动部件，用于接合墨棒，并沿着所述引导件的预定路径的主要部分而延伸。

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