CN101259794B - 具有可逆键合和互锁结构的固体墨棒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有可逆键合和互锁结构的固体墨棒，该墨棒包括：具有第一和第二相对端表面和第一和第二相对横向侧表面的墨棒主体，墨棒主体围绕墨棒主体的垂直中心轴线转动对称；位于第一端表面上的互锁面和位于第二端表面上的互补成形的互锁面；位于每个第一和第二侧表面上的键合件，第一和第二侧表面上的键合件类似成形，第一侧表面上的键合件和第二侧表面上的键合件围绕垂直中心轴线相互转动对称定位。

Description

具有可逆键合和互锁结构的固体墨棒

技术领域

本发明总体涉及一种相变喷墨打印机、用于这种喷墨打印机中的固体墨棒以及用于在这种喷墨打印机中供应固体墨棒的供应设备。

背景技术

固体墨或相变墨打印机传统上接收颗粒或墨棒的固体形式的墨。固体墨颗粒或墨棒放置在供应滑槽内，并且供应机构将固体墨递送到加热器板。加热器板将冲击在板上的固体墨熔化成液体，液体递送到打印头以便喷射在记录介质或中间转移表面上。

在典型的现有技术供应通道内，墨棒在直线或线性通道或滑槽内端对端地定位，其中熔化装置位于一端，并且弹簧偏压的推块位于另一端。但是固体墨打印机中的空间会受到限制，并且在打印机内寻找容纳用户保持足够墨供应的长直线滑槽的位置将是一个挑战。可以容纳的墨的数量受到打印机的实际尺寸限制，并且对于线性墨装载器来说，不能大于打印机中所得位置的长度或宽度。

用来增加可以放置在供应通道内的墨的数量的方法是提供非线性供应通道。非线性供应通道可包括可以将墨棒从插入端供应并引导到供应通道的熔化端的任何数量的线性和弯曲区段。非线性供应通道通常包括例如带的供应机构，该供应机构构造成沿着通道的非垂直定向的供应路径运动墨棒。在弯曲或者具有弧形部分的通道内使用矩形墨棒会造成供应通道内的相邻墨棒堵塞和卡住。

此外，在公知的相变喷墨打印系统中，用于相变喷墨打印机的控制系统和固体墨棒之间的界面没有提供有关打印机内装载的固体墨棒的信息。例如，控制系统不能确定是否正确颜色的墨棒装载在特殊供应通道内或者是否装载的墨与特定打印机相容。为了确保墨棒正确装载到所需供应通道内并且为了确保墨棒与打印机相容，已经采取了措施。但是这些措施通常针对的是从插入打印机的供应通道排除错误颜色或不相容的墨棒。例如，墨棒的正确装载通过将键合、对准和定向结构结合到墨棒的外表面内来实现。这些结构是位于墨棒的不同位置上的突出部或凹入部。插入或供应墨棒的开口周边上的相应的键合或引导元件排除不具有适当周边键合元件的墨棒，同时确保墨棒在供应通道内适当对准和定向。

虽然此方法有效地确保墨棒在大多数情况下正确装载，存在墨棒会不正确地装载到打印机供应通道的情况，使用较大墨棒的较新的墨装载器特别容易不适当地使用较早的较小墨棒。具有不同价格和颜色表喜好的世界市场形成了多种类型的墨会以几乎相同的尺寸/形状的墨和/或墨包装同时存在于市场中的情况。因此，墨棒看上去大致相同，但是由于例如市场价格或颜色表，实际上可用于不同的相变打印系统。另外，由于墨棒主体的柔软、蜡的性质墨棒可被迫经由开口进入供应通道。这容易通过较早、较小尺寸的墨棒来实现，这些墨棒大多数具有不同、不相容的墨配方。没有有关墨棒构造的信息，打印机控制系统会接着通过不正确装载的墨棒来进行正常打印操作。如果对于特定供应通道来说装载的墨棒是错误颜色，或者如果墨棒与其中采用它的相变喷墨打印机不相容，会出现显著的错误和故障。

发明内容

在一个实施例中，用于相变墨成像装置的墨递送系统的墨棒包括具有第一和第二相对端表面和第一和第二相对横向侧表面的墨棒主体。墨棒主体围绕墨棒主体的垂直中心轴线转动对称。墨棒主体包括位于第一端表面上的互锁面和位于第二端表面上的互补成形的互锁面。键合件位于每个第一和第二侧表面上。第一和第二侧表面上的键合件类似成形。第一侧表面上的键合件和第二侧表面上的键合件围绕垂直中心轴线相互转动对称定位。

在另一实施例中，在相变墨成像装置的墨递送系统内供应墨棒的方法包括识别至少一个墨棒的键合件，至少一个墨棒的键合件包括位于墨棒的第一横向侧上并离开墨棒的第一端表面第一距离定位的第一键合件以及位于墨棒的第二横向侧上并离开墨棒的第二端表面第二距离定位的第二键合件；识别与至少一个墨棒互补成形的插入开口，插入开口具有与至少一个墨棒的第一和第二键合件互补的插入开口键合件；在至少两个定向之一上定向至少一个墨棒，使得墨棒的第一和第二端部之一朝着墨递送系统的熔化端，并且第一和第二端部的另一个朝着墨递送系统的插入端；以及将至少一个墨棒经由识别的插入开口插入墨递送系统。

在又一实施例中，用于相变墨成像装置的墨棒包括具有第一和第二端部以及第一和第二相对横向侧的墨棒主体。互锁面位于每个第一和第二端部上。互锁面各自包括大致垂直定向的轮廓，第一端部的互锁面的轮廓与第二端部的垂直定向的轮廓互补。键合件位于每个第一和第二侧表面上。第一和第二侧上的键合件类似成形。键合件定位在各自侧上，使得键合件围绕墨棒主体的中心轴线转动对称定位。

附图说明

图1是相变墨成像装置的方框图；

图2是相变墨成像装置的实施例的放大局部顶部透视图；

图3是图2的成像装置的固体墨递送系统的透视图；

图4是固体墨棒的一个实施例的透视图；

图5是墨递送系统的键合开口的顶视图；

图6是图4的固体墨棒的侧视图；

图7是固体墨棒的另一实施例的侧视图；

图8是墨递送系统的供应路径的非线性部分上的图7的墨棒的侧视图；

图9是固体墨棒的另一实施例的顶部透视图；

图10是图9的顶部透视图，表示转动对称；

图11是具有转动对称的墨棒的另一实施例的顶视图；

图12是具有转动对称的墨棒的另一实施例的顶视图；

图13是具有嵌套互锁结构的两个墨棒的顶视图；

图14是固体墨棒的另一实施例的侧视图；

图15是邻靠在供应路径的线性部分上的图14的两个墨棒的侧视图；

图16是邻靠在供应路径的非线性部分上的图14的两个墨棒的侧视图；

图17是图14的墨棒端部的近观顶部透视图；

图18是固体墨棒的另一实施例的顶部透视图；

图19是图18的墨棒的端视图；

图20是邻靠的图18的两个墨棒的顶部透视图；

图21是固体墨棒的另一所述的顶部透视图；

图22是用于读取图21的墨棒的编码传感器结构的传感器系统的示意侧视图；

图23是固体墨棒的另一实施例的底部透视图；

图24是固体墨棒的另一实施例的顶部透视图；

图25是用于读取图21的墨棒的编码传感器结构的传感器系统的示意侧视图；

图26是用于读取图25的墨棒的编码传感器结构的传感器系统的示意侧视图；

图27是用于读取图25的墨棒的编码传感器结构的传感器系统的另一示意侧视图。

具体实施方式

为了总体理解本发明，现在参考附图。在附图中，类似的参考标号一直用来表示类似元件。如这里使用那样，术语“打印机”例如指的是例如打印机、传真机、复印机和相关多功能产品的复制装置，术语“打印任务”例如指的是包括将被复制的一个或多个电子项目的信息。对于墨从墨盒到打印头的递送或传送的参考旨在包括熔化器、中间连接件、管、歧管和/或其它部件的范围和/或打印系统中所涉及但对于本发明不重要的功能。

现在参考图1，表示相变墨成像装置10的实施例的方框图。成像装置10具有接收并存储固体墨棒的墨供应装置14。墨熔化单元18通过将墨的温度足够升高到其熔点之上来熔化墨。液化的墨通过重力、泵作用或两者供应到打印头组件20。成像装置10可以是直接打印装置或者胶印装置。在直接打印装置中，墨可通过打印头20直接喷射到接收表面或介质的表面上。

图1的实施例表示直接打印或胶印装置。在胶印打印机中，墨喷射到表示成位于滚筒上的转移薄膜形式的中间转移表面28上，但是滚筒可以是受到支承的环形带的形式。为了有助于图像转移过程，压力辊子30将介质34压靠滚筒28上的薄膜，由此墨从滚筒28转移到介质34上。滚筒28和辊子30之间的辊隙内的压力和热量将墨图像从滚筒28转移到记录介质34上。

多种子系统、部件的操作和控制以及机器或打印机10的功能在控制器38的帮助下进行。控制器38例如可以是具有中央处理器(CPU)、电子存储器和显示器或用户界面(UI)的微型控制器。控制器读取、截获、制备和管理例如扫描器或计算机的图像源40和打印头组件20之间的图像数据流。控制器38是用于操作和控制所有其它机器子系统和包括机器打印操作的功能的主要多任务处理器，并因此包括所需硬件、软件等，以便控制这些多种系统。

现在参考图2，装置10包括直接或间接安装以上所述的所有子系统和部件的框架11。特别是，表示了固体墨递送系统48。固体墨递送系统48将墨棒从装载站50前进到熔化站54。熔化站54构造成熔化固体墨棒，并且将液体墨供应到打印头系统(未示出)。所有形式的固体墨指的是墨棒或者简单墨或墨棒。墨递送系统48包括多个通道或滑槽58。分开的通道48用于每四种颜色：即青色、洋红色、黑色和黄色。这里和其它地方提到的颜色顺序不需要代表该产品，并且出于本发明的目的，颜色顺序是不重要的。

装载站包括键合开口60。每个键合开口60可以接近墨递送系统的多个单独供应通道58之一的插入端。键合开口60构造成与形成在墨棒内的键合元件相互作用，以便接收或阻挡墨穿过墨递送系统的键合插入开口。

为了更好利用成像装置10内的空间，供应通道58可具有不是线性的形状，与线性供应通道相比，使得更大量的墨棒可放置其中。因此，供应通道58可限定任何适当路径，以便将墨棒从装载站50递送到熔化站54。例如，供应通道58可根据需要具有线性和弯曲区段，以便将各自墨棒从装载站50递送到熔化站54。供应路径的弧形部分可以是短的，或者可以是路径长度的大部分。滑槽的整个长度可以是弧形的，并且可包括不同或变化的半径。供应通道的线性部分可同样是短的，或者是路径长度的大部分。

参考图3，固体墨递送系统48还包括用于在各自供应通道58内沿着供应路径运动一个或多个墨棒68的驱动构件64。分开驱动构件64可设置用于每个各自的供应通道。在一个实施例中，驱动构件64包括沿着供应通道58的路径的大部分延伸的带。用于每种墨颜色的供应通道58保持并引导墨，使得墨沿着所需供应路径前进。驱动构件64可具有任何适当的尺寸和形状。驱动构件64可用来在供应路径的整体或部分上输送墨，并且可为墨提供支承或引导，并可以是供应路径的整体或部分上的主要墨引导件。

带64可如图3所示具有圆形截面，并且通过驱动滑轮70和一个或多个空转滑轮74形式的一对隔开的滑轮保持张紧。驱动滑轮70可通过例如马达组件78的任何适当装置转动。马达可以是双向的，以便沿着供应路径向前和向后运动墨棒。具有线性和非线性部分的装载器必须在整个供应路径上为墨提供引导。因此，墨引导可单独或结合地包括输送器以及通道的其它元件，以适用于供应路径。例如，供应通道可包括例如夹紧辊子形式的推压构件80，推压构件80可以是弹簧加载的并贴靠带64偏压，以便确保带64和棒68之间的足够摩擦，使得墨棒不由于重力掉落或者滑动离开带64。

墨棒可采取许多形式。用于墨递送系统20的一个示例性固体墨棒100表示在图4和6中。墨棒具有底表面134和顶表面138。虽然他们可采取其它的轮廓和相对关系，所示的特别是底表面134和顶表面138大致相互平行。此外，墨棒主体的表面不需要是平的，或者它们不需要相互平行或垂直。墨棒主体还具有多个侧向末端，例如横向侧表面140、144和端表面148、150。侧表面140和144大致相互平行，并且大致垂直于顶和底表面134和138。端表面148、150同样基本上大致相互平行，并且大致垂直于顶和底表面以及横向侧表面。端表面148之一是导前端表面，并且另一端表面150是拖尾端表面。墨棒主体可通过注入模制、注射模制、压缩模制或其它公知技术来形成。

再次参考图4和6，墨棒可包括一个或多个插入键合结构154。墨棒键合结构与装载站108的键合开口100相互作用，以便接收或阻挡墨棒插入穿过固体墨递送系统20的插入开口。在图4的墨棒实施例中，键合元件154是形成在墨棒主体的侧表面140内的垂直凹口或缺口。键合开口100的周边上的相应互补的键合件158是进入开口110的互补突出部158(见图5)。在墨棒的任何适当位置上可以采用任何数量或形状的键合结构。

如上所述，通过供应通道限定的供应路径包括线性以及弧形或弯曲的区段。为了有助于墨棒沿着供应路径的弯曲部分供应，墨棒的底表面138’可以如图7中100’所示弯曲。底表面138’的所有或一部分可有利地以与图8所示的供应通道的弯曲部分118相同的半径弯曲。供应通道和墨棒100之间的类似弯曲表面使得墨棒100沿着通道的弯曲区段118与驱动构件124的表面大致平齐。这种构造可消除墨棒100在通道内堵塞、卡死或夹紧。

现在参考图9，表示在导前和拖尾端部148、150处结合互锁结构以便确保墨棒沿着供应通道可靠运动的固体墨棒的实施例。在一个实施例中，互锁结构在墨棒的每个导前和拖尾端部处包括靠近垂直延伸凹口164垂直延伸的凸脊或突出部160，在墨棒的端部处形成大致S形的轮廓(见图10-13)。如图9-13所示，墨棒的一端处的互锁结构的凸脊160的位置与墨棒的相对端处的凹口164的位置形成镜像，并且反之亦然。此构造使得相邻墨棒在供应通道内邻靠或嵌套，如图13所示。例如，再次参考图13，墨棒100B的导前端部148B可邻靠墨棒100A的拖尾端部150A，其中突出部160B静靠凹口164A，并且凹口164B静靠突出部160A。供应通道内的互锁墨棒提供限制墨棒相互之间横向运动的优点。通过限制墨棒相互之间的运动，在墨棒沿着供应路径运行时，消除或减小墨棒变得相互之间或相对于供应通道倾斜的趋势。

再次参考图9-12，在墨棒端部处包括互补成形互锁结构的墨棒，从而成形可逆墨棒，或者换言之，可以成形插入穿过互补成形键合开口而不考虑墨棒的哪一个端部向前的墨棒。为了有助于可逆插入，墨棒可包括沿着墨棒的侧表面140、144的可逆键合结构。为此，沿着侧面140的键合结构168、170相对于端部148定位，大致与键合结构178、174沿着侧面144定位相同。例如，键合结构168和178各自离开各自端部148、150距离D。键合结构170和174离开各自端部148和150距离E。因此，墨棒构造成使其具有180度转动对称。例如，如图10所示，墨棒可沿着转动轴线A转动180度，并且在从顶部观看的位置上具有相同形状。图11和12表示可逆键合墨棒的可选择实施例。图11和12的墨棒可各自围绕转动轴线A转动180度，并且从顶部观看具有相同形状。

因此，可逆墨棒可在至少两个方向上插入墨装载器的互补成形的键合开口。在构造用于可逆插入时，墨棒的导前端部148不必须朝着供应通道的熔化端定向，拖尾端部也不必须朝着供应通道的插入端定向。可逆墨棒可定向，使得任何的导前和拖尾端部朝着供应通道的熔化端定向。

为了进一步确保墨棒沿着具有弯曲和线性区段的供应路径可靠运动，墨棒可构造有端部轮廓和互锁结构，使得相邻墨棒可以可靠地在供应通道的所有区段内互锁，同时在施加端对端供应力时，还防止任何堵塞的趋势。现在参考图14和17，表示在墨棒的导前和拖尾端部处包括多位置互锁结构的墨棒100，构造成使得相邻墨棒的互锁结构的至少一部分在供应路径的所有区段内邻靠或嵌套。参考图17，表示包括构造用于例如具有弯曲和线性区段的非线性供应路径的多位置互锁结构的墨棒端部。如所示，多位置互锁结构可包括靠近垂直延伸凹口190的垂直延伸突出部188，与图9的墨棒上所示的互锁结构类似。垂直方向指的是相对于墨棒定向，其中向下角度(或者表示视图)，这可以相对于更加水平的定向描述为从前到后。

在图14和17的实施例中，多位置互锁结构包括第一和第二互锁部段180、184。在墨棒位于供应通道的线性区段时，第一互锁部段构造成与相邻墨棒的第一互锁部段邻靠或嵌套，如图15所示。第二互锁部段构造成与相邻墨棒的第二互锁部段邻靠或嵌套，并且在墨棒在供应通道的弯曲区段时，会如图16所示。

在图14-17的实施例中，互锁结构的第一和第二部段从侧面观看是端表面的大致线性部分。导前端部148的第一部段180相对于拖尾端部150的第一部段180对准，在墨棒位于供应路径的线性区段120内的情况下在供应通道内时使得第一墨棒的第一部段邻靠相邻墨棒的第一部段。例如，如图15所示，墨棒100C的互锁结构的大致整个第一部段180C与墨棒100D的互锁结构的第一部段180D嵌套。类似地，导前端部148的第二部段184相对于拖尾端部150的第二部段184对准，使得在位于供应通道的弯曲区段118内时，第一墨棒的第二部段可邻靠相邻墨棒的第二部段。例如，如图16所示，在墨棒位于供应路径的弯曲区段时，墨棒100C的互锁结构的大致整个第二部段180C与墨棒100D的互锁结构的第二部段100D嵌套。

再次参考图15和16，墨棒可包括过渡互锁结构186。过渡互锁结构186包括互锁结构的大致位于第一和第二互锁部段180、184之间的部分。过渡互锁结构构造成与相邻墨棒互锁，在墨棒从供应路径的线性区段过渡到非线性区段时，因此确保供应过程中限制墨棒横向运动。

虽然图15和16的示例性墨棒具有两个互锁部段180、184，墨棒可包括更多的互锁部段以便在供应路径的不同区段内与相邻墨棒互锁。此外，虽然多位置互锁结构的第一和第二部段表示成大致线性部段，第一和第二部段可以是弯曲的。作为选择，大致整个导前和拖尾端部可以是弯曲的，使得相邻墨棒的互锁结构的至少一部分在多种供应路径内邻靠，这些供应路径包括两维或三维路径和/或线性区段的任何组合或数量、向下和向上弯曲区段以及具有多种或变化半径的弯曲区段。

以上相对于图9-17描述的互锁结构通常用于限制相邻墨棒在供应通道内相互水平或横向运动。现在参考图18和19，表示包括构造成限制相邻墨棒在供应通道内相互多轴运动的互锁结构。多轴互锁结构194包括多个凸台或突出部204以及定位在墨棒每端处的多个凸台凹口(boss recess)208。一个端部的多个凸台凹口208设置尺寸并与另一端部的多个凸台204互补地定位。

在图18的实施例中，互锁结构194具有包括靠近凸台凹口208的凸台204的上部段198。多轴互锁结构还具有包括靠近凸台凹口214的凸台210的下部段200。上部段的凸台204至少部分定位在下部段的凸台214之上，并且下部段的凸台210至少部分定位在上部段的凹口208之下。墨棒的每个端部148、150大致相同构造。

因此，参考图20，第一墨棒100F的上部段198的凸台204可嵌套在相邻墨棒100E的上部段的凹口208E内，并且相邻墨棒100E的上部段的凸台204E可嵌套在第一墨棒100F的凹口208F内。同时，第一墨棒100F的下部段的凸台210F可嵌套在相邻墨棒100E的下部段的凹口214E内，并且相邻墨棒100E的凸台210E可嵌套在第一墨棒100F的下部段的凹口214F内。供应通道内的相邻墨棒的上和下部段的突出部和凹口的相互作用可用来限制墨棒在供应通道内相互垂直和水平运动。

多轴互锁结构可具有任何数量的适当构造。例如，具有形成在墨棒端部上的任何数量的凸台和凸台凹口。在图18-20的实施例中，墨棒大致转动对称，但是包括多轴互锁结构的墨棒不必须是转动对称。

本领域普通技术人员将理解到可以针对以上描述的特定应用进行多种变型。因此，以下的权利要求不局限于以上描述和说明的特定实施例。作为原始提出并可以补正的权利要求包括这里披露的实施例和教导的变型、改型、选型、改进、等同物和大致等同物，包括那些现在没有预见到或者未理解并来自于例如可从申请人/专利权人和其它人的那些。

Claims (3)

1.一种用于相变墨成像装置的墨递送系统的墨棒，该墨棒包括：

具有第一和第二相对端表面和第一和第二相对横向侧表面的墨棒主体，墨棒主体围绕墨棒主体的垂直中心轴线转动对称；

位于第一端表面上的互锁面和位于第二端表面上的与第一端表面上的互锁面互补成形的互锁面；

位于每个第一和第二侧表面上的键合件，第一和第二侧表面上的键合件具有相同形状，第一侧表面上的键合件和第二侧表面上的键合件围绕该垂直中心轴线相互转动对称定位，使得墨棒主体围绕该垂直中心轴线为180度转动对称。

2.如权利要求1所述的墨棒，其特征在于，第一和第二侧表面的键合件各自包括至少一个凹口。

3.一种用于相变墨成像装置的墨棒，该墨棒包括：

具有第一和第二端部以及第一和第二相对横向侧的墨棒主体；

位于每个第一和第二端部上的互锁面，互锁面各自包括垂直定向的轮廓，第一端部的互锁面的轮廓与第二端部的垂直定向的轮廓互补；以及

位于每个第一和第二侧表面上的键合件，第一和第二侧上的键合件具有相同形状，键合件定位在各自侧上，使得键合件围绕墨棒主体的中心轴线转动对称定位，墨棒主体围绕该垂直中心轴线为180度转动对称。

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