JP4922283B2 - フィードチャネル内で固体インクを移送するシステム - Google Patents

Description

本発明は固体インクプリンタ、特に動力付のフィードドライブを用いその内部の熔融装置に固体インクスティックを送る固体インクプリンタに関する。

従来から、ペレット状、スティック状といった形状の固体インクを使用する固体インクプリンタ（別称相変化インクプリンタ）が知られている。この種のプリンタでは、その装填口を介しインクローダに装填される固体インクペレット乃至固体インクスティックを、フィード機構による付勢、重力による滑降又はその双方を併用して送給路（フィードチャネル）沿いに熔融装置に送り、熔融装置への当接で加熱することによりその固体インクを熔融させ、それにより液状になったインクを収集してプリントヘッドに送り、そのプリントヘッドで記録媒体上に吐出させる。

また、他のあらゆるプリンタと同じく固体インクプリンタに対しても、単位時間当たり文書印刷枚数を増すこと即ちスループットを高めることが求められている。それには熔融装置への固体インク連続送りが必要であるため、動力源、ドライブトレイン及び駆動機構（フィードドライブ）からなるフィード機構が、固体インクを熔融装置に送るのに用いられる。例えば、フィードチャネル内に配置されたフィードドライブ（リードスクリューやエンドレスベルト）をドライブトレイン経由でモータに連結するフィード機構なら、モータを必要に応じ動作させてフィードドライブを駆動することができ、ひいてはその上の固体インク例えば固体インクスティックを動かし熔融装置へと送ることができる。このように、モータを使用し固体インクを前方へと付勢する機構は、熔融装置への固体インク連続送給を持続させるのに役立つ。

米国特許第５２２３８６０号明細書 米国特許第５４４２３８７号明細書 米国特許第５８６１９０３号明細書 米国特許第５９７５６９０号明細書 米国特許第５７３４４０２号明細書 米国特許第６０５６３９４号明細書 米国特許第６７１９４１９号明細書 米国特許第６７２２７６４号明細書 米国特許第６７３９７１３号明細書 米国特許第６７６１４４３号明細書 米国特許第６８４０６１３号明細書 米国特許第６９８６５７０号明細書 米国特許第７０６６５８９号明細書 米国特許出願公開第２００３／０２０２０６７号明細書 米国特許出願公開第２００３／０２０２０５６号明細書 米国特許出願公開第２００３／０２０２０６９号明細書 米国特許出願公開第２００３／０２０２０７１号明細書 米国特許出願公開第２００３／０２０２０７７号明細書 米国特許出願公開第２００３／０２０２０７８号明細書 米国特許出願公開第２００４／０１７９０７４号明細書 米国特許出願公開第２００４／０１８３８７５号明細書 米国特許出願公開第２００５／００６２８２０号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１５１８１４号明細書

こうした既存のフィードチャネルでは、その内部に装填された固体インクが滑り重力で付勢されるようその床面を概ね平坦にし、更にその平坦な床面をモータによって動かし固体インクを更に付勢する（床面をフィードドライブとする）のが普通である。即ち、固体インク底面がその固体インクの（ほぼ）全長に亘り接触するようフィードドライブを構成するのが普通である。スループットを更に高めるには固体インクを大きくした方がよいのであるが、プリンタ内の限られたスペースを有効活用するためフィードチャネルを長く曲がりくねらせてある場合、固体インクを大きくするとそのチャネル内でスムーズに送ることが難しくなる。

ここに、本発明においては、その本体が熔融可能に形成されている固体インクを、動力付のフィードドライブによって、固体インクプリンタのフィードチャネル内で移送する。即ち、本発明に係るシステムは、フィードチャネルと、フィードチャネル又はその一部に設けられた動力付のフィードドライブと、固体インク本体の表面からずれた位置を占めるよう固体インク本体に設けられたドライブカプラと、を備え、更に、そのドライブカプラをフィードチャネルに沿って付勢できるようフィードドライブに対し相補的な凹部をドライブカプラに設ける。

以下、本発明の実施形態に係る固体インクスティック及びその固体インクスティックを固体インクプリンタ内で送る動作の制御について、別紙図面を参照して説明する。

なお、本願における「プリンタ」は、プリンタ、ファクシミリ機、複写機、いわゆる多機能機等を含め複製装置乃至画像形成装置一般を包含する概念である。本願明細書では固体インクプリンタにおける固体インクの送りに的を絞って説明を行うが、固体インクプリンタ以外の複製装置乃至画像形成装置でも同様の送りは実現できる。また、「固体インクスティック」のことを単に「固体インク」「インク」「スティック」等と呼ぶこともある。

図１に、本発明の一実施形態に係るドライブカプラ１４付固体インクスティック１０の側面を示す。この固体インクスティック１０の本体は、熔融可能な素材から形成された長さＬ、高さＨ及び幅Ｗの直方体であり（正面図である図２も参照）、その外面には底面１８、頂面２０、前面２４、背面２８等の各面が現れている。無論、他の形状にすることや他の面を設けることも可能である。また、この固体インクスティック１０では長さＬの方向を以て長軸と定めている。本実施形態におけるドライブカプラ１４は、こうした固体インクスティック１０の底面１８のうち一部を使用して設けられており、また底面１８の他の部分とは異なる鉛直方向位置を占めている。

このドライブカプラ１４は、図示の通り、固体インクスティック１０の一表面（図示例では底面１８）から延設されたカプラサポート３０に凹部を設けることによって、固体インクスティックの表面（図示例では底面１８）から鉛直方向にずれた位置を占めるよう且つカプラサポート３０と一体に形成されている。また、この例では、図２に示すようにその凹部の断面が半円形である。半円形断面の凹部をカプラサポート３０に設けるのは、そのドライブカプラ１４に番わせたいフィードドライブ４０の軸芯断面が円形であるためである。即ち、凹部断面形状はフィードドライブ４０を受け入れうる形状にする。従って、フィードドライブと好適に番いうる形状であれば、ドライブカプラの凹部断面形状をこれ以外の形状、例えば正方形、長方形、Ｖ字形、曲線図形等にすることもできる。また、ドライブカプラの凹部断面形状や長軸沿い寸法には更に数多くのバリエーションがある。例えば、フィードドライブの形状を模した円形乃至曲線図形断面の凹部の間口に末広がり部分を設けてもよい。また、例えば疣状の突起を設ける等、ドライブカプラの凹部内又は凹部沿いに形状的特徴を付してもよい。そうした突起があると、固体インクスティックの本体上のカプラサポート形成面に対するフィードドライブ４０の結合度が高まる。

図３に示すように、本実施形態ではねじ山４４付のリードスクリューをフィードドライブ４０として用いているので、ドライブカプラ１４は、そのリードスクリューを好適に受け入れうるようそのリードスクリューのねじ山ピッチに応じ形成されている。リードスクリューは図示しないモータの出力で駆動されるので、そのモータを随時動作させることで軸芯回転させることができ、またモータ・リードスクリュー間に適当なドライブトレインを連結してリードスクリューの回転速度やトルクを可変にすることもできる。更に、リードスクリュー以外では、平ベルト、楕円断面ベルト、台形断面ベルト、円形断面ベルト、長方形断面ベルト等のエンドレスベルトも、フィードドライブとして使用することができる。エンドレスベルトを使用する場合、固体インクスティック側を向く面に突起を設けると固体インクスティック搬送に都合がよい。更に、その種の突起に傾斜面を設けると、運んでいる固体インクスティックが熔融装置又は同じフィードチャネル内の他の固体インクスティックによって制止されたとき、その固体インクスティックがその傾斜面沿いにずり上がり固体インクスティックの本体がベルトから離れるので、そのベルトをスムーズに先送りすることができる。他方、そのチャネル内で何物にも阻まれずにその固体インクスティックを進めうるときは、ベルトにその種の突起があるとドライブカプラの凹部を捉えやすく、従ってその固体インクスティックのカプラサポート形成部を（また勿論その固体インクスティックの他の部分も）スムーズに先送りすることができる。

また、図３に示す通り、このドライブカプラ１４の凹部は斜行している。即ち、固体インクスティックの本体の長軸に対しある角度をなしている。ドライブカプラ凹部斜行角はリードスクリューにおけるねじ山４４のピッチに対し相補的になるよう設計されているが、リードスクリュー側ねじ山ピッチやドライブカプラ凹部長次第では、ドライブカプラ凹部を斜行させず真っ直ぐ固体インクスティックの本体の長軸沿いにしてもよい。なお、ここでいう「相補的」には、ドライブカプラ１４の形状とフィードドライブ４０の形状とを全く一致させた場合は勿論、固体インクスティック１０上のカプラサポート形成部に対しフィードドライブ４０が十分しっかりと結合するようそれらを形成した場合も該当する。フィードドライブ４０としてこの例のように螺旋状のリードスクリューを使用するなら、それに合うようにドライブカプラ凹部の形状を設定する。

従って、本実施形態によれば、そのドライブカプラ１４を利用しまたフィードドライブ４０たるリードスクリューによって、その目的地である熔融装置又は同じフィードチャネル内にある他の固体インクスティックの後部に当接するまで、そのチャネル内で固体インクスティック１０を推進することができる。当接に至ったらそれ以上は進めないので、リードスクリューが軸芯回転し、ドライブカプラ１４の凹部を過ぎり固体インクスティック１０を去るにつれて、その固体インクスティック１０は僅かに持ち上がる。固体インクスティック１０が熔融するとその前進を妨げる力が弱まるので、リードスクリューが再び働いて固体インクスティック１０をそのチャネル内で前方に付勢する。なお、以上の記述では具体的な方向及び面を示して説明を行ったが、これはドライブカプラ１４の機能についての考察及び理解を助けるためであり、固体インクスティック本体は上述のものとは別の面構成を有する長尺形状にすることもできる。また、どの方向から付勢してどの方向に送ることもできるが、送り方向に関しては、固体インクスティック１０の後端又はその近傍を押す方向より、固体インクスティック１０の先端近傍で動力を発生させて固体インクスティック１０を前に引っ張る方向の方が、使用するフィードドライブの種類如何によらず有利である。

図４及び図５に、本発明の他の実施形態に係る固体インクスティック１００を示す。この固体インクスティック１００は、前掲の固体インクスティック１０と類似した構成であるが、相違点もある。相違点とは、固体インクスティックの本体の表面のうちフィードドライブ１２０寄りにある面上に、その内面が丸みを帯びている直線状の窪みが形成されており、その窪みがドライブカプラ１０４又はその一部を形成している点である。即ち、図４に示すように、フィードチャネル１２２内にその固体インクスティック１００を入れたときにフィードドライブ１２０に面することとなる固体インクスティックの本体の底面１０８上に、尻上がりの部分例えば湾曲部を設けてあるので、底面１０８のうちカプラサポート以外の部分はそのフィードドライブ１２０に接触しない。固体インク本体のほぼ全長に亘り接触するのではなくその長軸沿いにその一部だけがフィードドライブ１２０に接触するので、固体インクスティック１００のうちドライブカプラ１０４以外の部分は、フィードドライブ１２０によってさほど制約されないで動くことができる。例えば、図５に示す湾曲部や、長軸方向に沿って徐々にフィードドライブ１２０から遠ざかる傾斜を有する傾斜部（図６）が底面１０８にあると、固体インクスティックの本体の底面１０８の背面１１４寄り部分はフィードドライブ１２０をなぞるよう強いられず、フィードチャネル１２２の非直線区間ではドライブカプラ１０４乃至そのサポート周りで横方向に尻振り即ち枢動する。反面、固体インクスティックの本体の前面１１０寄りにあるドライブカプラ１０４は、フィードドライブ１２０と結合しているのでフィードドライブ１２０により近いところを道なりに進んでいく。従って、この固体インクスティック１００は、フィード内の非直線区間例えば左右方向湾曲区間を通るときでもその側面がフィードチャネル１２２の壁面に押しつけられないので、その底面のほぼ全長がフィードドライブと接触する固体インクスティックに比べ、その区間をスムーズに通り抜けることができる。また、これと同様の効果は、フィードチャネル１２２内の上下方向非直線区間例えば上下方向湾曲区間を通り抜ける際にも発生する。即ち、固体インクスティックの本体のうちフィードドライブ１２０寄りの面１０８にある湾曲部乃至傾斜部は、そうした区間でも、固体インクスティックの本体の他の部分の動きをあまり縛らないでドライブカプラ１０４をフィードドライブ１２０に結合させるのに役立つ。

また、図６に示すように、固体インクスティックの本体のフィードドライブ１２０側表面（底面１０８）上の前面１１０寄り部位にドライブカプラ１０４及びカプラサポート１０８を設けてあるので、その固体インクスティック１００の長手方向中途部及び後端部の動きをあまり縛ることなく、フィードチャネル１２０内でフィードドライブ１２０により固体インクスティック１００を送ることができる。更に、この種の動かし方を採用可能なフィードチャネルはある種の構成のものに限られているので、動かし方はフィードチャネルの構成に応じて変えた方がよい。例えば、固体インクスティックの本体の表面上の固体インクスティック長手方向中途部からカプラサポートを延設し、そのサポートにドライブカプラを設ければ、その固体インクスティックの先端の首振り自由度及び後端の尻振り自由度が高まり、そのサポート周りで前後二端を枢動させることができる。また、この構成は、図示しないが、等間隔でフレア部乃至キャッチ部が配置されたドライブベルト乃至コンベアをフィードドライブとする場合にも、遜色なく好適に機能する。こうしたフレア部乃至キャッチ部があると、固体インクスティックの前進が妨げられていないときはその固体インクスティックがより強く前方に付勢される。前進が妨げられているときは、そのフレア部乃至キャッチ部によって固体インクスティックがずり下げられ又はずり上げられ、ベルト乃至コンベアはその固体インクスティックを残して前進していく。

以上、本発明の好適な実施形態に関して説明したが、本件技術分野で習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）であれば、それら実施形態に対し様々な変形乃至修正を提案することができよう。従って、別紙特許請求の範囲に記載の発明を解釈するに当たり上述の実施形態に限定すべきではない。本願出願当初（及び該当する場合は補正後）の特許請求の範囲に係る発明には、本願出願後に初めて想到可能となったものを含め、また本願出願人及び発明者以外によるものも含め、上述した実施形態を様々に変形、修正、改良等したものやその代替物、均等物、実質均等物等も包含されるものとする。

本発明の一実施形態に係り本体の一部にドライブカプラが形成されている固体インクスティックを示す側面図である。 図１に示した固体インクスティック及びそのドライブカプラとかみ合うフィードチャネル内フィードドライブを示す正面図である。 図２に示した固体インクスティック上にドライブカプラとして設けられた斜行する凹部と、フィードドライブとして使用されるリードスクリューとの関係を示す底面図である。 本発明の他の実施形態に係り本体底面に湾曲がある固体インクスティックを示す側面図である。 図４に示した固体インクスティック、特にフィードチャネル内非直線区間に沿って方向転換しつつある状態を示す頂面図である。 本発明の更に他の実施形態に係り本体底面に傾斜がある固体インクスティックを示す部分側面図である。

符号の説明

１０，１００ 固体インクスティック、１４，１０４ ドライブカプラ、１８，１０８ 底面、２０ 頂面、２４，１１０ 前面、２８，１１４ 背面、３０ カプラサポート、４０，１２０ フィードドライブ、４４ ねじ山、１２２ フィードチャネル、Ｈ 高さ、Ｌ 長さ、Ｗ 幅。

Claims (9)

1. 固体インクプリンタの溶融装置に固体インクを移送するシステムであって、
   フィードチャネルと、
   直線で囲まれた断面形状を有するエンドレスベルトを含み、フィードチャネルの少なくとも一部である動力付のフィードドライブと、
   表面から鉛直方向にずれて設けられるドライブカプラが有する凹部に一部が受け入れられるエンドレスベルトによってフィードチャネルに沿って付勢される溶融可能な固体インク本体と、
   を備えるシステム。
2. 請求項１記載のシステムにおいて、
   ドライブカプラが有する凹部は、さらに、
   突起を有し、その突起に対して動力付のフィードドライブの一部が結合するシステム。
3. 請求項１記載のシステムにおいて、
   ドライブカプラが有する凹部は、フィードチャネルにおけるエンドレスベルトの直線で囲まれた断面形状と相補的な形状であるシステム。
4. 請求項１記載のシステムにおいて、
   ドライブカプラが有する凹部は、固体インク本体の表面における直線的な窪みであるシステム。
5. 請求項４記載のシステムにおいて、
   直線的な窪みが尻上がりに湾曲しているシステム。
6. 請求項４記載のシステムにおいて、
   フィードチャネルの動力付のフィードドライブと接触しないように、カプラサポートの外側の固体インク本体の表面の一部が窪んでいるシステム。
7. 固体インクプリンタの溶融装置に固体インクを移送するシステムであって、
   フィードチャネルと、
   Ｖ字形断面形状を有するエンドレスベルトを含み、フィードチャネルの少なくとも一部である動力付のフィードドライブと、
   表面から鉛直方向にずれて設けられるドライブカプラが有する凹部に一部が受け入れられるエンドレスベルトによってフィードチャネルに沿って付勢される溶融可能な固体インク本体と、
   を備えるシステム。
8. 請求項７記載のシステムにおいて、
   ドライブカプラが有する凹部は、さらに、
   突起を有し、その突起に対して動力付のフィードドライブの一部が結合するシステム。
9. 請求項７記載のシステムにおいて、
   ドライブカプラが有する凹部は、フィードチャネルにおけるエンドレスベルトのＶ字形断面形状と相補的な断面形状であるシステム。

Images