JP5010439B2

JP5010439B2 - 制止面傾斜型液化器を有する固体インクプリンタ用インク送給系

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Publication number: JP5010439B2
Application number: JP2007298814A
Authority: JP
Inventors: アイエスプリンアーネスト; エイフェアチャイルドマイケル; ディーフリータグチャド
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2012-08-29
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Description

本発明は、固体インクスティック乃至ペレットを加熱して得られる液化インクを１個又は複数個のプリントヘッドに供給する高速プリンタ、特にその種のプリンタにて使用されるインク送給系の構成上及び機能上の改良に関する。

図１に、固体インクを使用する画像形成装置の一例として固体インクプリンタの一般的な構成１００を模式的に示す。この図に示すプリンタ１００には、室温下で固体状態を保つ固体インクスティックを受け入れそれを順繰りに先送りする固体インク送給系即ちインクローダ１１０が設けられているので、ユーザは、スティックを随時そのインクローダ１１０に入れるだけでインクを補充することができる。また、複数の色を使用する場合はインクローダ１１０も色別に設ける。即ち、白黒プリンタならブラックインクだけでよいが、カラープリンタなら例えばブラック、シアン、イエロー及びマゼンタ各色のインクが要るのが普通であるので、各色毎にインクローダ１１０を設け、各色用インクローダ１１０にその色のスティックを装填してその内部のスティック送給路沿いに送給するようにする。

このプリンタ１００には、固体インクスティックを液化させるインク液化器の一例として、スティックを加熱しその融点に比べて十分に高い温度まで昇温させるインクヒータ１２０が設けられている。このヒータ１２０内にはスティック先端と接触するよう設けられたメルトプレートがあるので、ヒータ稼働時には、そのメルトプレートの表面を昇温させることによって、スティックのうちメルトプレートとの接触部分を熔融、液化させることができる。液化させたインクはプリントヘッド１３０に供給する。供給先となるヘッド１３０の個数は１個でも複数個でもよく、また供給の手段としては重力を利用してもよいしポンピングを実施してもよいしその双方を併用してもよい。各ヘッド１３０は、供給される液化インクからインク滴を生成しそれを回転式プリントドラム１４０上に被着させることによって、個々の画素を現像する。この動作は、ドラム１４０上に所望画像が再現されるよう、プリンタコントローラ１８０が生成する制御信号１９０に応じて行う。そして、シートフィーダ１６０から供給される紙その他の媒体１７０を加圧ローラ１５０の働きでドラム１４０に押しつけることにより、ドラム１４０上のインク画像をその媒体１７０上に転写させる。なお、この画像転写プロセスを実行する際には、画像転写直後にインクが完全に固化するよう、インク温度を綿密に制御するのが望ましい。

こうしたプリンタを用いて大量印刷を行うには、その装填容量が大きなインクローダを設けることと、余地が発生したとき随時固体インクスティックを装填、補充できるようそのインクローダを構成しておくこととが、必要である。

そのため、固体インクプリンタ用のインクローダは、複数個の固体インクスティックを数珠繋ぎに装填できるように設けられたチャネル乃至シュートを備え、それらのスティックのうち先頭に位置するものから順にその液化器により液化させる構成を採るのが普通である。この構成では、シュート内のスティックのうち末尾に位置するものの後端をバネ付のプッシュブロック等によって先頭方向に付勢し、先頭に位置するスティックの先端が液化器に当接するようにする。シュート内にスティックを補充する際には、オペレータが自分の手でスティックとプッシュブロックの間に隙間を作り、十分な隙間ができたらその隙間に新たなスティックを装填する。

シュート内を数珠繋がりになって進む固体インクスティックは、順繰りに液化部内の液化器によって液化、即ち固体状から液体状に変換される。液化されたインクはドラム上への画像形成に使用される。形成されたインク像はそのドラムに送り込まれてくる媒体例えば紙の上に転写される。

こうした構成では、液化器に進入するのが先頭の固体インクスティックの先端だけであるので、その部分がどのような速度で液化するかによって、プリンタとしての生産性、出力速度が左右されることとなる。従って、その部位でのインク液化効率を向上させることができればプリンタの生産性を向上させることができる。

本発明は、従来技術又はそれに類する技術に係るインク及びインクローダにおける上述の問題点乃至制約点に鑑み、固体インクプリンタにてより好適に使用できる固体インク送給系を提供することを目的としてなされたものである。

ここに、本発明の一実施形態は、（１）装填される固体インクスティックを液化し得られた液化インクによって媒体上に像を形成乃至転写するプリンタにて使用されるインク送給系であって、（２）固体インクスティックの先端を面制止して液化する液化器と、固体インクスティックを受け入れ所定経路に沿って液化器付近まで案内するガイドと、を備え、（３）液化器の制止面を、近似的に、ガイドの長軸と鋭角で交わる平面としたものである。

また、本発明の別の実施形態は、（１）装填される固体インクスティックを液化し得られた液化インクによって媒体上に像を形成乃至転写するプリンタであって、（２）固体インクスティックの先端を面制止して液化する液化器並びに固体インクスティックを受け入れ所定経路に沿って液化器付近まで案内するガイドを有するインク送給系を備え、（３）液化器の制止面を、近似的に、ガイドの長軸と鋭角で交わる平面にしたものである。

そして、本発明の更なる実施形態は、（１）装填される固体インクスティックを液化し得られた液化インクにより媒体上に像を形成乃至転写するプリンタにて実行されるインク変換方法であって、（２）所定方向に延びた長軸及び所定形状の外面を有する固体インクスティックを少なくとも１個準備するステップと、（３）固体インクスティックの先端を面制止して液化する液化器であってその制止面を平面近似可能なものを準備するステップと、（４）固体インクスティックを受け入れ所定経路に沿って液化器付近まで案内するガイドであって液化器と交わる方向に延びた長軸を有するものを準備するステップと、（５）ガイドに固体インクスティックを受け入れ上記所定経路に沿って案内するステップと、（６）固体インクスティックの長軸が液化器の制止面近似平面と鋭角で交わるよう固体インクスティックの先端を液化器の制止面に当接させるステップと、（７）液化器により固体インクスティックを液化させるステップと、を有する。

本発明によれば、装填部等にて装填される固体インクスティックを液化させる液化器を液化部等に設け例えば１個又は複数個のプリントヘッドに送給するようにする一方、その液化器内の制止面に対し斜め方向からスティックが当接するようインク送給系を構成しているため、液化器におけるインク液化効率が従来より高くなる。また、本発明はこれ以外にも様々な特徴事項がある。それらはそれ単独で或いは様々に組み合わせて使用することができる。それによって、コスト低減、インク装填容量増大、送給系信頼度向上等を実現してより優れたプリンタを実現することができる。

以下、本発明の好適な実施形態に関し別紙図面を参照して説明する。本件技術分野において熟練を積んだ方々（いわゆる当業者）であれば、以下の説明から、上述のものもそれ以外のものも含め、本発明の特徴をより好適に理解することができよう。

また、本願における「プリンタ」とは、複製装置一般のことである。従って、狭義のプリンタの他、ファクシミリ機、複写機、いわゆる多機能機等もこれに包含される。更に、「印刷ジョブ」とは、複製対象となる１個又は複数個の事物の電子的表現物を含む情報等のことである。そして、インクの「案内」「移送」「送給」「供給」とは、装填部から液化部まで或いは更にプリントヘッドまでインクを届けることを指している。インクの「案内」「移送」「送給」「供給」経路上には、本発明に係るプリンタの実施にとり肝要でないものも含め、種々の連結手段、管路、マニホルド、ヒータ等を付加することができる。

図２に本発明の一実施形態に係るインク送給系２０４を備えた固体インクプリンタ２０２を示す。本プリンタ２０２は固体インクスティック２０６をブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの四色使用する多色プリンタであり、各色に対応して設けられた合計４本のシュート２０８を有している。それらのシュート２０８にはそれぞれ湾曲区間２０７があり、その区間２０７は例えばある１本の軸を中心とする円弧に沿って延びる単純弧形状としてもよいし、別々の軸を中心とする複数本の円弧をつないだ線に沿って延びる複合弧形状としてもよいが、何れにせよスティック２０６を端から端まで滞りなく移送できる立体的形状にする必要がある。また、複合弧形状とするなら、区間２０７の全長に占める個々の円弧の割合を任意に定めることができ、従ってその全体形状を柔軟に設計できる。但し、これら単純弧や複合弧は区間２０７の湾曲形状の一例に過ぎず、これに類する他の非直線的形状を使用することもできるので、本願では使用できる種々の形状全てを「湾曲」という表現で代表させることとする。更に、シュートに湾曲区間がない形態でも本発明に係る固体インクプリンタをカラープリンタとして実施できることにご留意頂きたい。

また、本プリンタ２０２では、図示の通りフレーム２０３により送給系２０４を支持する構成を採っており、その頂部近傍には装填部２２４が、また底部近傍には液化部２３０が、それぞれ配置されている。送給系２０４は装填部２２４から液化部２３０へと一群の固体インクスティック２０６を送るシステムであり、複数個（図示例では各色当たり１個ずつ合計４個）の副送給系から構成されている。各副送給系は少なくともスティック装填口、スティック送給用のシュート２０８、並びに液化器を有しているので、本プリンタ２０２には複数本（図示例では４本）のシュート２０８がある。それら複数本のシュート２０８は、互いに一体に形成してもよいし、別体に形成してもよい。各シュート２０８は、それぞれ対応する色、例えばブラック、シアン、マゼンタ及びイエローのうち何れかの色のスティック２０６を入れることができ、そのスティック２０６を所定経路に沿ってその副送給系の液化器付近まで案内できるように構成されている。

更に、各シュート２０８には図示の通り縦長開口２０９が形成されている。オペレータは、この開口２０９を介し、そのシュート２０８におけるスティック２０６の進み具合をチェックすることができる。また、この開口２０９を設けることで重量を減らし素材コストを抑えることができる。更に、各シュート２０８沿いには押圧部材２２８が配置されている。この部材２０８はスティック２０６を押さえつけドライブベルト２１６に好適に接触させる。

図３に、本プリンタ２０２におけるインク送給系２０４の構成をより詳細に示す。送給系２０４は複数個の副送給系から構成されており、各副送給系はそれぞれスティック装填口、スティック送給用シュート及びスティック液化用液化器を備えている。具体的には、図示の通り、順にブラック、シアン、イエロー及びマゼンタの各色用に使用される４個の副送給系２６０、２６２、２６４及び２６６が設けられている。なお、ここで述べた色の順序は一例であり、副送給系の順序は機種毎に或いはプリンタ毎に任意に設計乃至設定することができる。また、各副送給系は、そのスティック装填口の開口形状が、対応する色のスティック２０６しか装填できない鍵化開口形状（排他開口形状）になっているが、その点を除けばほぼ同様の構成であるので、以下の記載ではブラック用副送給系２６０のみ詳しく説明し他の副送給系については説明を省略する。

ブラック用副送給系２６０には、ブラックインクのスティック２０６を案内するガイド部材としてシュート２０８が設けられている。そのシュート２０８は、複数個のスティック２０６を装填できるよう、またそれらを所定経路２１０に沿って装填部２２４から液化部２３０へと送ることができるよう、構成されている。更に、シュート２０８のスティック装填口の形状は、そのシュート２０８に対応するある一色のスティック２０６（ブラック用の副送給系２６０ならブラックインクのスティック２０６）しか通せないよう設計乃至設定されている。

ブラック用副送給系２６０に設けられている部材のうち、ブラックインクのスティック２０６を液化部方向付勢するのに使用されるドライブベルト２１６は、副送給系２６０内に装填された複数個のスティック２０６それぞれに当接するよう、副送給系２６０内スティック送給経路２１０に沿って且つその経路２１０の大半に亘って、引き回されている。即ち、図示の通り、シュート２０８内の各所でベルト２１６が別々のスティック２０６に同時当接し、それらのスティック２０６がベルト２１６によって同時に液化部方向付勢される。

シュート２０８は様々な形状にすることができるが、図４に示す例ではシュート２０８のうち装填部２２４に連なる部分に第１直線区間２６８が設けられている。この区間２６８は図示の通りほぼ水平に延びており、またスティック装填口となるシュート端２５６が本プリンタ２０２の頂部に開口しているので、そのシュート端２５６からシュート２０８内へとスティック２０６を単純な横移動で入れることができる。

本プリンタ２０２の内部スペースを有効活用するには、直線状のシュートに入れられる個数よりも多くのスティック２０６が入るように、シュート２０８の形状を非直線状にした方がよい。そのため、図示例における各シュート２０８は、上述の第１直線区間２６８に加えて、当該直線区間２６８の先端から下方へと曲がっていく湾曲区間２０７や、当該湾曲区間２０７の下端からほぼ下向きに液化部２３０まで延びる第２直線区間２７０を有している。このように液化部２３０の上方にほぼまっすぐ上下に延びる区間２７０を設けるのは、そのシュート２０８を通って送られてくるスティック２０６を、区間２７０内では重力で移動させて液化部２３０に届けるためである。

図５に、本プリンタ２０２のインク送給系２０４に設けられたドライブベルト２１６をより詳細に示す。このベルト２１６は、スティック送給経路２１０のうち少なくとも一部にてスティック２０６と接触するよう、またシュート２０８に沿って走行するよう、配備する必要がある。その際、シュート２０８の湾曲区間２０７だけでなく、第１直線区間２６８や第２直線区間２７０にも沿わせる方がよい。ベルト２１６を駆動する手段としては、図示例ではモータトランスミッションアセンブリ２２２が設けられている。このアセンブリ２２２が稼働するとドライブプーリ２１８が回転し、そのプーリ２１８に架かっているベルト２１６が走行する。

ドライブベルト２１６としては例えば円形断面のシームレスベルトを用い、ドライブプーリ２１８の他に１個又は複数個のアイドラプーリ２２０に架けて、シュート２０８沿いに走行させるとよい。ベルト走行方向に沿ったプーリ２１８及び２２０の間隔や変位はシュート２０８の構成や機構の構成に応じて適宜定めればよい。また、押圧部材２２８は例えばピンチローラであり、スティック２０６をベルト２１６方向に押しつけるようバネ等によって付勢されている。これによって、ベルト２１６に対してスティック２０６を十分強く摩擦させることができ、ひいてはスティック２０６がベルト２１６から脱線して転落することを防止することができる。

ドライブベルト２１６の直径は例えばその全長に亘り均一にし、その全長と併せ、スティック２０６を好適に先送りできるように定める。また、ベルト２１６を形成する素材としては十分に耐久性のある素材を使用する。使用できる素材は多々あるが、例えばプラスチックやエラストマを用いるのが望ましい。エラストマを使用するなら例えばポリウレタンにするとよい。

プーリ２１８及び２２０は互いに同一サイズ、同一形状でよい。その周面にはベルト２１６が架かる溝を設ける。その溝の直径はベルト２１６の直径とほぼ同じ直径にすればよい。プーリ２１８及び２２０を形成する素材としてはやはり十分に耐久性のある素材を使用する。使用できる素材は多々あるが、例えばプラスチックを用いるのが望ましい。プラスチックを使用するなら例えばアセチル系の素材かガラス強化ナイロンにするとよい。

更に、本プリンタ２０２のインク送給系２０４においては、様々なセンサやインジケータ、例えばスティック２０６の存否を検知するセンサが、シュート２０８内の随所に設けられている。そのうち装填口センサアセンブリ２７６は例えば装填部２２４の近傍に設けられており、その出力から、そのシュート２０８内にスティック２０６を追加できるか否かを知ることができる。また、インク不足センサアセンブリ２７８は例えば液化部２３０より若干手前に配置されており、その出力から、そのシュート２０８におけるスティック２０６の残数又は残寸がある下限値以下になったか否かを知ることができる。

更に、インク切れセンサアセンブリ２８０は例えば液化部２３０のすぐそばに配置されており、その出力から、そのシュート２０８内にスティック２０６があるか否かを知ることができる。これらのセンサアセンブリ２７６、２７８及び２８０は様々な形態で実現することができるが、例えば図示の通りシュート２０８の壁材内にその枢軸をおくフラグを用いるとよい。このフラグは、面前にスティック２０６がないときには図中実線で示す第１のポジション２８２を採り、あるときには図中破線で示す第２のポジション２８４を採るので、フラグのポジション（姿勢）が２８２か２８４かを検知、判別するセンサ又はスイッチを併用することで、センサアセンブリ２７６、２７８及び２８０を実現することができる。なお、こうしたフラグ機構に付加又は代替して別種のセンシングデバイス、例えば接近検知スイッチや反射式乃至往復反射式光学センサを設けてもよい。

図６に、本プリンタ２０２のインク送給系２０４のうち液化部２３０近傍の部分を示す。図示の通り、液化部２３０はスティック２０６のうち先頭のものを受け止めるよう構成されており、ドライブプーリ２１８及びドライブベルト２１６はそのスティック２０６から若干離れた位置を占めるように配置されている。ベルト２１６との間に間隔があるので、液化部２３０内のスティック２０６を液化部２３０内の液化器に押しつける力はベルト停止中は重力だけとなるが、ベルト稼働中は後続のスティック２０６による後押しの力も加わる。即ち、ベルト２１６と接触する後続のスティック２０６がある状態でベルト２１６を稼働させるとそのスティック２０６が押し下げられ前方のスティック２０６を後押しする。

或いは、ドライブプーリ２１８をより低い位置に設け、液化部２３０内のスティック２０６がそのプーリ２１８と接触するようにしてもよい。そうした構成では、ベルト２１６からスティック２０６に大きな力を加えることができるので、液化器に対するスティック２０６の接触圧も高くなる。

図７に、インク送給系２０４のうち液化器近傍の部分を詳細に示す。図示の通り、この送給系２０４には、装填された長さＢＴのスティック２０６を所定経路２１０に沿って案内するガイドとして、シュート２０８が複数本設けられている。案内先の液化部２３０は、送給系２０４の一部として構成された液化器２１１を有している。液化器２１１は、各シュート２０８と機能的に連携し、それらによって送給されてくるスティック２０６を液化インク２１７に変換する。そして、液化器２１１はシュート２０８毎即ち色毎に制止面を有している。

液化器２１１に設けられている制止面のうち例えばブラック用制止面２２１は、対応するシュート２０８によって送られてきたブラックインクのスティック２０６の先端２２３即ち下端と接触し、そのスティック２０６を制止する。スティック２０６の液化は制止面２２１のうちスティック先端２２３との接触部で生じるので、スティック先端２２３とうまく接触するように制止面２２１を設計しておけば、スティック２０６を好適に液化させることができる。こうした条件を満たす形状であれば制止面２２１はどのような形状でもよい。例えば平面でもよいし、褶曲性の湾曲面（緩やかにうねった面）でもよいし、或いは弧状の湾曲面でもよい。

制止面２２１は平面近似可能な面であり、その中央はその近似平面２２５に倣ってほぼ平面となっている。制止面２２１全体が平面の実施形態なら近似平面２２５イコール制止面２２１となる。また、各スティック２０６は所定方向に延びる長軸（中心線）２９４を有しているので、スティック２０６の長軸２９４が制止面２２１の近似平面２２５と直交するように装置を構成した場合、制止面２２１に対するスティック先端２２３の接触面積が最小になる。言い換えれば、シュート２０８内におけるスティック２０６の長軸２９４の方向２７４を近似平面２２５の法線からずらせばずらす程、液化器２１１における制止面近似平面２２５とスティック先端２２３の接触面積が大きくなっていく。

本発明の発明者が見いだしたのは、スティック２０６の中心線２９４を制止面２２１に対して斜めに交差させる（即ち直交させない）ことで、制止面２２１に対するスティック２０６の接触面積を大きくすることができ、ひいてはスティック２０６の単位時間当たり液化量を増やせるということである。

そのため、図示したインク送給系２０４は、液化部２３０に接近するにつれてスティック２０６の進行方向２７４が鉛直線２７２から逸れていくよう（図４参照）、即ちスティック２０６の中心線２９４が徐々に鉛直方向からずれていくよう、構成されている。そのずれ角、即ち鉛直線２７２に対するスティック進行方向２７４の偏角には、シュート２０８の横幅方向（Ｘ方向）の成分と厚み方向（Ｚ方向）の成分とがある。そのうち横幅方向偏角はこの図ではφで表されている。

同様に、厚み方向偏角はこの図ではθで表されている。但し、図面からも読み取れるようにこれらの偏角φ及びθはかなり小さい。実際のところ、偏角θはシュート２０８の向き次第でほとんど０になり、偏角Φも同図に示すようにかなり小さくなる。

更に、図示例における液化器２１１では、水平面２３２に対しブラック用、シアン用、イエロー用及びマゼンタ用の各制止面２２１、２３３、２３４及び２３５をそれぞれ角度β１〜β４だけ傾斜させている。こうした傾斜角β１〜β４を付けることも、接触面積を拡げ固体のスティック２０６から液化インク２１７への変換効率を高めるのに役立っている。それらの傾斜角β１〜β４は、最適な角度になるよう実験結果等に基づき９０°未満の範囲内で決めるとよい。例えば、図示の通り、傾斜角β１〜β４を１５〜６０°、より好ましくは２５〜４５°の範囲内で設定する。

図７Ａにスティック２０６の形状例を示す。この図に示したのはブラック用副送給系２６０に装填されたブラックインクのスティック２０６であるが、副送給系２６２、２６４又は２６６に装填されるシアンインク、イエローインク及びマゼンタインクのスティック２０６も、これと同様の形状にすることができる。

図示の通り、このスティック２０６の側面のうち二面２３６は相対向していて互いに平行である。それらの側面２３６のうち一面はスティック２０６側の基準側面２３９となっており、制止面近似平面２２１に対しある鋭角αで接している。

図７Ｂに、スティック２０６が装填されているブラック用のシュート２０８のうち制止面２２１近傍部分を示す。この図は正面図であるので、スティック２０６の横幅方向（Ｘ方向）の拡がりを看取することができる。スティック２０６の長軸即ち中心線２９４は鉛直線２７２に対しある横幅方向偏角φをなしており、またこの液化器２１１のブラック用の制止面２２１は水平面２３２に対してある角度β１で傾斜している。

図７Ｃに、スティック２０６が装填されているブラック用のシュート２０８のうち制止面２２１近傍部分を示す。この図は側面図であるので、スティック２０６の厚み方向（Ｚ方向）の拡がりを看取することができる。スティック２０６の長軸即ち中心線２９４は鉛直線２７２に対しある厚み方向偏角θをなしている。

更に、図７に示す装置には液化インクリザーバ２３１が設けられている。このリザーバ２３１にはブラックインクを入れる室、シアンインクを入れる室、イエローインクを入れる室及びマゼンタインクを入れる室がある。ブラック用、シアン用、イエロー用及びマゼンタ用の各副送給系２６０、２６２、２６４及び２６６にて液化されたインク２１７は、リザーバ２３１内の対応する室に入っていく。リザーバ２３１内に入った各色の液化インク２１７、即ちブラック、シアン、イエロー及びマゼンタの各色インクはいずれその室から送り出され、このプリンタ２０２により媒体例えば紙上に像を形成するのに使用される。

図８に、図２〜図５に示したプリンタ２０２にて使用するスティック２０６を詳細に示す。この図に示すスティック２０６は、例えば想定外プリンタ機種への装填や他色スティックとの混同を防ぐことができるよう鍵化断面形状（排他断面形状）を有している。即ち、その装填口が相応する鍵化開口形状（排他開口形状）を有するインク送給系２０４乃至副送給系にはその装填口を介して装填できるがそれ以外の系には装填することができないよう、このスティック２０６の表面には１個又は複数個の特徴的凹凸が縦方向に設けられている。このスティック２０６の表面には、更に、横方向に延びる１個又は複数個の被案内用凹凸２８８も形成されている。この凹凸２８８は、そのシュート２０８内でそのスティック２０６を支持しつつ、シュート２０８内におけるスティック２０６の不要な動きを制限し所定経路２１０に沿って案内するのに、使用される。なお、これら誤装填防止用や被案内用の表面凹凸は、装填方向に応じその目的機能を達成するよう設定、形成することができる。即ち、ここで示したのは装填方向が縦方向の場合の例であり、装填方向が横方向等の場合でもそれに応じて凹凸を形成、利用することができる。

シュート２０８の装填口は、例えば別部材をそのシュート２０８に取り付けることによって形成することができ、所望のサイズ及び形状にすることもでき、更にはそのシュート２０８に通したいスティック２０６の形状や通したくないスティック２０６の形状に応じて所要の鍵化開口形状にすることもできる。但し、説明の簡明化のため、以下の記述では、こうした装填機能及び鍵化機能をシュート２０８と一体の部材によるものとして説明することとする。

図示の通り、スティック２０６の底面には二対の平坦部２９０、一対の湾曲部２９２及び溝２５０が形成されている。そのうち平坦部２９０はシュート２０８の直線区間２６８及び２７０にて、また湾曲部２９２は同じく湾曲区間２０７にて、それぞれ所定のスティック送給経路２１０沿いにスティック２０６を動かせるようにするために設けられた部分であり、平坦部２９０はスティック２０６の両端に一対ずつありまた湾曲部２９２は中央にある。対をなす平坦部２９０同士或いは湾曲部２９２同士の間には隙間があり、その隙間に形成されている一連の溝２５０も、同様に、直線的な部分と湾曲している部分とを有している。

図９に、本プリンタ２０２のインク送給系２０４に装填されたスティック２０６のうち、直線区間２６８又は２７０沿いでドライブベルト２１６に載っているものを示す。図示の通り、スティック２０６は全体としてその頂面が凸、底面が凹というように長軸２９４に対し湾曲しているので、この直線部分では、スティック２０６の底面のうち平坦部２９０がベルト２１６に接触する。より具体的には、溝２５０のうち左右の平坦部２９０で挟まれている部分にベルト２１６が嵌り込んでいるので、ベルト２１６を駆動することでこのスティック２０６を先送りすることができる。

図１０に、本プリンタ２０２のインク送給系２０４に装填されたスティック２０６のうち、湾曲区間２０７沿いでドライブベルト２１６に載っているものを示す。図示の状態でベルト２１６に接触するのはスティック２０６の底面上の湾曲部２９２である。より厳密には、溝２５０のうち左右の湾曲部２９２に挟まれている部分にベルト２１６が嵌る。

図１１及び図１２に、本発明の他の実施形態に係る固体インクプリンタ３０２を示す。本プリンタ３０２は、液化器３１１が設けられている液化部まで固体インクスティック３０６を送給するインク送給系３０４を備えており、スティック３０６を液化器３１１によって液化して液化インク３０５をドラム３１４上に被着させ、それによってドラム３１４上に形成された像３１５を媒体３１２例えば紙の上に転写することにより印刷を行う仕組みを採っている。そのインク送給系３０４は更に所定経路３１０に沿ってスティック３０６を案内するガイド、例えばシュート３０８を備えている。シュート３０８は、その一端に形成されている装填部３２４を介してその内部に複数個のスティック３０６を順繰りに装填できるよう、また装填されたスティック３０６を所定経路３１０に沿って液化器３１１に順送りできるよう、構成されている。

また、シュート３０８の他端には送出部３２９が形成されている。送出部３２９の位置は装填部３２４よりも低い位置であり、その開口部は液化器３１１に面している。従って、スティック３０６を装填部３２４にてシュート３０８に装填すると、重力の作用のみで送出部３２９に向かい進んでいく。

即ち、装填部３２４は例えばプリンタ頂部作業面３１３又はその付近にあり、液化器３１１はそれより低い位置にあるので、装填部３２４にて装填されたスティック３０６は重力によって落下し液化器３１１へと進んでいく。シュート３０８の形状はスティック３０６がこうして移動する形状であればよいので、直線状、弧状等、様々な形状にすることができる。湾曲形状にする場合、ある１本の軸を中心とする円弧に沿って延びる単純弧として構成してもよいし、その中心軸が異なる複数本の円弧をつないだ線に沿って延びる複合弧として構成してもよいが、その端から端までスティック３０６を滞りなく送給できるスティック送給路が形成されるようにする必要がある。複合弧とする場合、その全長に占める個々の円弧の割合を任意に定めることができ、従ってその全体形状を柔軟に設計できる。但し、これら単純弧や複合弧は湾曲形状の一例に過ぎず、これに類する他の非直線的形状を使用することもできるので、本願では使用できる種々の形状全てを「湾曲」という表現で代表させている。例えば図１１に示すシュート３０８は、原点３２６を中心に曲率半径Ｒの弧を描く弧に沿って端から端まで滑らかに延びている。シュート３０８に対する原点３２６の位置関係は任意に設定でき、また例えば曲率半径Ｒをシュート３０８の全長に亘り一定に保つようにしてもよいが、図示例の場合、シュート３０８の長軸方向に沿って曲率半径Ｒを徐々に変化させている。変化のさせ方を工夫することで、図示の通り、シュート３０８のうち液化器３１１近傍の部分をほぼ直線状にすることができる。

前掲の実施形態と同じく本実施形態においても、シュート壁がスティック３０６の外面にぴったりと寄り添うようにシュート３０８が形成されているが、スティック３０６の全周面がどこかのシュート断面でシュート壁によってぐるりと囲まれるようにする必要はなく、またシュート３０８の全長に亘りシュート壁が続くようにする必要もない。例えば、シュート壁のうち一面又は数面を全面的に又は部分的に開放させてもよい。即ち、固体インクスティックをそのシュートで好適に支持、案内等することができ、また固体インクスティックの装填や送給を好適に補助できるような形状、構成であればよいので、シュートは様々な形状、構成にすることができる。

図１２に示すように、シュート３０８の一端にはスティック装填口３３８が形成されている。そのサイズや形状は、その装填口３３８から下降させたスティック３０６がシュート３０８内で所定経路３１０沿いに円滑に動いていくよう、設計、設定されている。また、シュート３０８内にスティック３０６が斜めに装填されることやそれによるスティック３０６のジャミングを防ぐため、スティック装填口３３８付近におけるシュート３０８の内面は、スティック３０６の外面とほぼ同じ形状にしておく。

例えば、図示例ではスティック３０６として略長方形断面のものを想定しているので、シュート３０８のスティック装填口３３８も略長方形にする。その開口サイズは、装填されたスティック３０６が重力でシュート３０８内を滑落していけるようにスティック３０６のサイズよりやや広くする。

即ち、図示の通りスティック３０６の長さをＢＬ、厚みをＢＨ、横幅をＢＷとすると、スティック装填口３３８におけるシュート３０８の天井高ＣＨはスティック厚ＢＨよりやや広くする必要があり、横幅ＣＷもスティック幅ＢＷよりやや広くする必要がある。

また、スティック装填口３３８からシュート３０８内に装填されたスティック３０６がより確実に重力で滑落していくようにするため、図示例では装填口３３８の底面３４０を水平面に対してある角度α２だけ傾けている。この装填口底面傾斜角α２は、スティック３０６と装填口底面３４０との間に作用する摩擦力に対し重力の前進方向分力が優り、スティック３０６が装填部３２４から送出部３２９へと所定経路３１０沿いに進んでいくように設定されている。また、摩擦力はどのシステムでも同一というわけではなく、スティックサイズ、スティック間接触面積、重力作用方向に対して送給方向がなす角度等、そのシステムに固有の種々の要素によって変化する。また、潤滑テープ等の低摩擦面体を貼る等して装填口底面３４０の摩擦を減らすこともできる。

また、図１１に示した通り本プリンタ３０２はカラープリンタであり、図１２Ａに示すようにシュート３０８を４本有している。それらはそれぞれブラック用副送給系３６０、シアン用副送給系３６２、マゼンタ用副送給系３６４又はイエロー用副送給系３６６を構成している。これらの副送給系３６０、３６２、３６４及び３６６のシュート３０８は、それぞれ鍵化開口形状を有するスティック装填口３３８を有しているので、対応する色のスティック３０６以外はそのシュート３０８に装填することができない。即ち、その装填口３３８を鍵化開口形状にすることによって、各シュート３０８に装填できるスティック３０６の色を限定している。なお、ここで述べた色の順序は一例に過ぎず、プリンタ毎乃至機種毎に様々な順序にすることができる。また、本発明に係るプリンタを、本プリンタ３０２と同じく重力のみでシュート内を固体インクスティックが進んでいく白黒プリンタとして、実施することもできる。

図１１、図１２及び図１２Ａに示すように、本実施形態に係るプリンタ３０２のインク送給系３０４は、図２〜図１０に示した実施形態に係るプリンタ２０２のインク送給系２０４と類似した構成を有しているが、スティック３０６を液化器３１１に進めるのに専ら重力を利用している点で異なっている。また、本実施形態では、図１１及び図１２に示した通り弧状に湾曲しているシュート３０８を用いてスティック３０６を液化器３１１に送る。その液化器３１１は送給系３０４の一部を構成しており、水平面３３２に対しある角度α３だけ傾斜した制止面を有している。

即ち、図１２及び図１２Ａに示した通りシュート３０８は弧状であるが、送出部３２９の付近ではその弧の曲率半径Ｒが大きいためにほぼまっすぐ上下に延びており、スティック３０６はその部分を通って送出部３２９から出てくる。そのときスティック３０６の長軸３９４は図１２Ａに示す通り鉛直線３３９と一致しているので、スティック３０６は、ほぼまっすぐ立った状態でシュート３０８から出て液化器３１１に送られることとなる。その液化器３１１には、図１２Ａに示す通り、平面３２５で近似できる制止面が形成されている。

同図に示した通り、制止面近似平面３２５は水平面３３２に対してある角度α３だけ傾斜している。この制止面傾斜角α３を適宜設定することで、スティック３０６の単位時間当たり液化量を最適な量にすることができる。また、図示例では、ブラック用、シアン用、マゼンタ用及びイエロー用の各副送給系３６０、３６２、３６４及び３６６が、互いに平行な平面３２５によって近似される制止面３２１、３３３、３３４及び３３５を有している（同順）。

図示の通り、本プリンタ３０２のインク送給系３０４に装填されるスティック３０６は相対向する側面の対を二対有している。そのうち一方の対をなす側面３４１のうち一面はスティック側基準側面３５１として使用されており、制止面近似平面３２５に対してある角度θθをなしている。

また、スティック３０６のもう一対の側面３４３はそれぞれ別の対の側面３４１双方と直交している。その側面３４３のうち一面もまたスティック側基準側面として使用されており、こちらは制止面近似平面３２５と直交している。

図１３に、本発明の一実施形態に係るインク変換方法１７００を示す。これはプリンタに装填された固体インクスティックを液化インクに変換し、それを使用して媒体上にインク像を形成乃至転写することができるようにする方法である。本方法１７００では、まず、所定方向に延びた長軸及び所定形状の外面を有する固体インクスティックを、少なくとも１個準備する（第１ステップ１７１０）。次いで、そのスティックの先端を面制止して液化する液化器であって、その制止面を平面近似可能なものを準備する（第２ステップ１７１２）。

本方法１７００では、更に、そのスティックを受け入れ所定経路に沿って液化器付近まで案内するガイドであって、液化器と交わる方向に延びた長軸を有するものを準備する（第３ステップ１７１４）。次いで、そのスティックをガイドに受け入れ所定経路に沿って案内する（第４ステップ１７１６）。その際には、スティック長軸が制止面近似平面と鋭角で交わるよう、先端に位置するスティックの先端を液化器の制止面に当接させる（第５ステップ１７１８）。そして、液化器によりそのスティックを液化させる（第６ステップ１７２０）。

従来における高速固体インクプリンタの概略を模式的に示す図である。本発明の一実施形態に係る固体インクプリンタのインク送給系、特に固体インクスティックを液化器に送給することができるようにそのプリンタ内に配置された状態を示す一部切欠斜視図である。図２に示した状態にあるインク送給系を詳示する一部切欠斜視図である。図２に示した状態にあるインク送給系のうち固体インクスティック用のガイドを示す斜視図である。図２に示した状態にあるインク送給系内の固体インクスティックを液化器に送る駆動機構を含めたガイドアセンブリを示す斜視図である。図５に示したガイドアセンブリのうち液化器近傍部分を詳示する斜視図である。図６に示したガイドアセンブリのうち液化器近傍部分を別の角度から表した斜視図である。図７に示したシュートのうち液化器近傍部分を詳示する斜視図である。その正面図である。その側面図である。図６に示したガイドアセンブリによってそのインク送給系の液化器に送られる固体インクスティックを示す斜視図である。図６に示したガイドセンブリの駆動機構直線区間にて、図８に示した固体インクスティックが採る状態を示す側面図である。図６に示したガイドセンブリの駆動機構湾曲区間にて、図８に示した固体インクスティックが採る状態を示す側面図である。本発明の他の実施形態に係る固体インクプリンタにて、そのプリンタのプリントヘッドに送る液化インクを得るため固体インクスティックを液化部に送給するのに使用されるインク送給系を示す一部切欠斜視図である。図１１に示したインク送給系のシュートのうち一部分を示す斜視図である。図１１に示したインク送給系のシュートのうち液化器近傍部分を示す正面図である。本発明の一実施形態に係るインク変換方法の基本構成ステップを詳示するフローチャートである。

符号の説明

２０２，３０２固体インクプリンタ、２０４，３０４インク送給系、２０６，３０６固体インクスティック、２０８，３０８シュート、２１０，３１０所定経路、２１１，３１１液化器、２１７，３０５液化インク、２２１，２３３〜２３５，３２１，３３３〜３３５制止面、２２３スティック先端、２２５制止面近似平面、２２８押圧部材、２３６，３４１，３４３スティック側面、２３９，３５１スティック側基準側面、２７４スティック進行方向、２９４，３９４スティック長軸、３１２媒体、３１５像、１７００インク変換方法、１７１０〜１７２０第１〜第６ステップ、α，θθ 制止面スティック交差角、α３，β１〜β４制止面傾斜角。

Claims

固体インクプリンタにて使用される固体インク送給系であって、
固体インクスティックを受け入れ、前記固体インクスティックを媒体上に吐出される液体インクに変換して像を形成し、
前記固体インクスティックを受け入れ、前記固体インクスティックを所定の経路に沿って案内するガイドと、
前記ガイドと動作可能に関連付けられ、前記固体インクスティックを液化して液体インクを形成する液化器であって、前記固体インクスティックの第１端を受け入れる制止面を有する液化器と、
を備え、
前記制止面は、前記ガイドの長軸に対して鋭角に配置された液化領域平面を規定し、
前記固体インクスティックは、
相対向する面の第１セット及び相対向する面の第２セットを有し、
前記第１セットの相対向する面のうち一方は、前記固体インクスティックが前記制止面に隣接するときに前記液化領域平面と鋭角に配置される第１スティック平面を規定し、
前記第２セットの相対向する面は、前記第１セットの前記相対向する面に垂直であり、その一方の面が、前記固体インクスティックが前記制止面に隣接するときに前記液化領域平面に対して直角に配置される第２スティック平面を規定する、固体インク送給系。
請求項１に記載の固体インク送給系であって、
前記第１セット及び前記第２セットの相対向する面は、前記固体インクスティックの前記長軸に沿って延在し、前記第２セットの相対向する面が、前記固体インクスティックの前記長軸に沿って湾曲する、固体インク送給系。
請求項１に記載のインク送給系であって、
前記第２セットの相対向する面は、少なくとも部分的に凹状である第１スティック外面と、少なくとも部分的に凸状である第２スティック外面とを含む、固体インク送給系。
請求項１に記載の固体インク送給系であって、
前記固体インクスティックは、誤装填防止用の表面凹凸を有する、固体インク送給系。
固体インクスティックと共に使用される、インク送給系を有するプリンタであって、
前記固体インクスティックを受け入れ、前記固体インクスティックを所定の経路に沿って案内するためのガイドと、
前記ガイドと動作可能に関連付けられ、前記固体インクスティックを液化して液体インクを形成する液化器であって、前記固体インクスティックの第１端を受け入れる制止面を有する液化器と、
を備え、
前記制止面は、前記ガイドの長軸に対して鋭角に配置された液化領域平面を規定し、
前記固体インクスティックは、
相対向する平行面の第１セットと、相対向する平行面の第２セットとを有し、
前記第２セットの相対向する平行面は、前記固体インクスティックの前記第１セットの相対向する平行面に対して垂直であり、前記第１セットの相対向する平行面の一方の面は、第１スティック平面を規定し、前記固体インクスティックの第１端が前記制止面に隣接するときに前記第１スティック平面と前記液化領域平面とが鋭角となり、
前記第２セットの相対向する平行面の一方の面は、第２スティック平面を規定し、前記固体インクスティックの前記第１端が前記制止面に隣接するときに前記第２スティック平面と前記液化領域平面とが直角となる、プリンタ。
請求項５に記載のプリンタであって、
前記固体インクスティックの前記第２セットの相対向する平行面は、第１外面及び第２外面を含み、
前記各外面は、前記スティックの前記長軸に沿って延在し、前記第１外面及び前記第２外面の少なくとも一方は、前記スティックの前記長軸に沿って湾曲する、プリンタ。
請求項５に記載のプリンタであって、
前記固体インクスティックの前記第２セットの相対向する平行面は、第１外面及び第２外面を含み、
前記第１外面は、凹状であり、前記第２外面は、凸状である、プリンタ。
プリンタに装填された固体インクを液化インクに変換し、前記液体インクを媒体に転写して画像を形成する方法であって、
ガイドの長軸に沿って、長軸及び外面を有する少なくとも１つの固体インクスティックを移動させ、
前記固体インクスティックが前記ガイドから抜けたときに、前記固体インクスティックを液化器で液化し、
前記液化器は、前記固体インクスティックを液化するときに、前記固体インクスティックの相対向する側面の第１セットと鋭角をなし、前記固体インクスティックの相対向する側面の第２セットと直角をなす制止面を規定する、方法。