JP5080430B2 - 印刷システムで使用される可変容積型印刷材供給システム - Google Patents

Description

本発明は印刷及びマーキング技術に関する。本発明は、特に印刷エンジンを複数個備える印刷システムの効率管理に利用できるため、以下の説明ではその分野での利用例を説明するが、本発明を使用可能な用途はこれ以外にもある。

既存の印刷システムのなかには、印刷エンジン、媒体移送路及び媒体出口を複数個備えるものや、印刷材供給器を複数個備えるものがある。例えば電子写真システムでは、トナーや定着剤（レプレニッシャ）といった印刷材を供給するためのボトルが空になって印刷を継続できなくなることがないよう、定期的にチェックしてそのボトルを適宜交換する必要がある。また、この問題はＴＩＰＰ(Tightly Integrated Parallel Processing)方式の電子写真システムで更に厄介になる。即ち、トナー／レプレニッシャ用ボトルのチェックや空ボトルの交換を各系統で行う必要があるため、チェックの手間や交換頻度を比べると、印刷エンジンが１個しかない１エンジンＴＩＰＰシステムに比べ例えば印刷エンジンが２個ある２エンジンＴＩＰＰシステムのそれは２倍になる。しかも、この問題は、使用する印刷エンジンの個数や使用する色の種類が増すほどひどくなる。例えば印刷エンジンが４個ある４エンジンＴＩＰＰシステムのそれは１エンジンＴＩＰＰシステムのそれの４倍になり、４色のカラー印刷エンジン１個のみのカラーＴＩＰＰシステムのそれは白黒印刷エンジン１個のみの白黒ＴＩＰＰシステムのそれの４倍になる。従って、４エンジンカラーＴＩＰＰシステムでは、１エンジン白黒ＴＩＰＰシステムに比べ、チェックの手間やボトル交換の頻度が往々にして４×４＝１６倍にもなる。これは、装置構成や保守方法を工夫しない限り、印刷材のチェックや補充に関わる操作をかなり頻繁に行うことを、ユーザが余儀なくされるということである。

この問題に対する第１の解決策は、色別大容積トナー供給源から全印刷エンジンへとトナーが一元供給されるよう、システムを構成する策である。この策によれば、小規模ＴＩＰＰシステム例えば２エンジンＴＩＰＰシステムと同程度の扱いやすさになるものの、印刷エンジンの個数が増すにつれその実施が困難になり、また粉体であるトナーを送るための配管システムが実現しづらくなる。また、第２の解決策は“知的”スケジューリングシステムを使用する策である。この策では、印刷エンジン同士でほぼ同時に同じ色が印刷されるよう、各印刷エンジンに対する負荷をジョブ／印刷スケジューラを用いてバランスさせる。そのため、トナー／レプレニッシャボトルの交換等を色別にまた全印刷エンジンでほぼ同時に行うことが可能になるが、そのスループットを容易に計算できないためシステム運用が難しく不可避的に印刷材の無駄が生じてしまうし、第１の解決策と同じく印刷エンジンの個数が増すにつれその実施が困難になる。

米国特許出願公開第２００６／０１１４４９７号明細書（Ａ１） 米国特許出願公開第２００６／００６７７５６号明細書（Ａ１） 米国特許出願公開第２００６／００６７７５７号明細書（Ａ１） 米国特許第７１８８９２９号明細書 米国特許出願公開第２００６／０１９７９６６号明細書（Ａ１） 米国特許出願公開第２００６／０２８５１５９号明細書（Ａ１） 米国特許出願公開第２００７／０１９５３５５号明細書（Ａ１）

従って、いま産業上求められているのは、ユーザ（カスタマ）がトナー／レプレニッシャの供給／補給にあまり手を取られないシステムを開発することである。特に、既存のＴＩＰＰシステムに容易に組み込めるシステムにすることが望ましい。更に、印刷エンジンの構成変更を最小限に抑えうる解決方法であることも、産業上求められている。そして、より良質のカスタマサービスを提供でき且つユーザ満足度も高いシステムを実現することが、産業上求められている。本発明は、これらの課題を含め種々の課題を解決することを目的としている。

ここに、本発明は下記装置形態を含め様々な形態で実施することができる。例えば、本発明の一実施形態は、複数個の印刷エンジンを有する印刷システムにて印刷材効率使用及びユーザ関与削減に使用される可変容積型印刷材供給システムであって、対応する印刷エンジンの現像器ハウジング内にその内部の印刷材（流動性のある印刷材例えばトナー）が入っていくようその現像器ハウジングに連通している第１ディスペンサ（例えばボトル）と、その第１ディスペンサから上掲の現像器ハウジング内に印刷材が入っていくにつれその内部の印刷材が当該第１ディスペンサ内に入っていくようその第１ディスペンサ内に連通している第２ディスペンサ（例えばボトル）と、第１又は第２ディスペンサにおける印刷材残量が所定のしきい値を下回ったことを検知するセンサと、を備える。

また、本発明の他の実施形態に係る印刷材供給システムは、他のディスペンサから印刷材例えばトナーを受け入れるための端部及び他のディスペンサ又は印刷エンジンに印刷材を引き渡すための端部をそれぞれ有するディスペンサ複数個と、印刷材の量が所定のしきい値を下回ったことを検知する検知機構と、を備える。更に、複数個あるディスペンサは、例えば、使用する印刷材の色毎にグループが形成され、且つ各グループ内に少なくとも２個のディスペンサが属することとなるよう、複数個のグループに分けて設ける。

以下、本発明の好適な実施形態に係る印刷材供給システムに関しより詳細に説明する。これから説明するシステムは印刷システム内で使用されるアセンブリであり、印刷エンジン別且つ色別にグループ化された合計複数本のディスペンサボトルと、そのボトルグループ毎に印刷材残量を検知する検知機構とを有している。各ボトルは、例えば、トナーやレプレニッシャ等の流動性印刷材をその上端から入れ下端から出すことができ、且つ上下方向に複数本連ねてボトルグループを形成することができるよう、構成されている。また、検知機構は、個々のボトルグループに設けられた印刷材残量検知用のセンサや、いずれかのボトルグループに対するユーザの関与が必要になったときに信号を発してユーザに知らせるマスタセンサ乃至ユーザインタフェースから構成されている。ユーザは、その信号に応じ全印刷エンジン且つ全色についてボトル交換又は対ボトル印刷材再充填を行うことができるので、次回“関与所要”との信号が発生するまでその印刷システムを稼働させ続けることができる。全体の流れがこうした流れであるので、下記実施形態によれば、ユーザ関与頻度を最小限に抑えることができ、また各ボトル内の印刷材を余さず使用することができる。

図１に、従来から印刷システムにて広く使用されている印刷材供給システムの一例構成を示す。このシステムは、色別且つ印刷エンジン別に、ボトル状のディスペンサ即ちディスペンサボトルを設けた構成である。即ち、ディスペンサボトルのうち１０１ａ及び１０１ｂにはシアン（Ｃ）、１０３ａ及び１０３ｂにはイエロー（Ｙ）、１０５ａ及び１０５ｂにはマゼンタ（Ｍ）、１０７ａ及び１０７ｂにはブラック（Ｋ）の印刷材が入っており、またボトル１０１ａ、１０３ａ、１０５ａ及び１０７ａは印刷エンジン１０９内、ボトル１０１ｂ、１０３ｂ、１０５ｂ及び１０７ｂは印刷エンジン１１１内の現像器ハウジング内にそれぞれ通流している。それらのエンジン１０９，１１１は、ジョブ／印刷スケジューラ１１３と通信を交わしながら動作する。

このシステムでは、複数個あるディスペンサボトルのうち１本が空になる（又はなりかける；以下同様）たびにユーザの関与が必要になる。ユーザ関与が必要な状況が生じたら、そのたびに原則として印刷システムを停止させてボトル交換又は印刷材再充填を行わねばならず、しかもそうした状況は８通りもある。また、交換乃至再充填の際にその色の印刷材が完全に使い切られていなかったら、残っているその印刷材が無駄（廃棄物）になってしまう。更に、例えばＣ用ボトル１０１ａが空になったため印刷システムを停止してＣ色トナーを補充してから僅か５分後に、例えばＹ用ボトル１０３ｂが空になって印刷システムの停止及びＹ色トナーの補充を余儀なくされる、といったこともあり得るので、このシステムを用いた印刷システムを全体として稼働させ続けるにはユーザが頻繁に関与しなければならない。そして、ジョブ／印刷スケジューラ１１３によって各印刷エンジンに対するスケジューリングを行い印刷負荷をバランスさせる従来システムも見受けるが、そうしたシステムでは、スループット制御を精密且つ厳密に行えず効率が損なわれることがある。

図２に、本発明の第１実施形態に係る可変容積型印刷材供給システムの構成を示す。図示の通り、このシステムでは、例えば印刷エンジン１０９側のＣ用ボトルが、エンジン１０９の現像器ハウジング内に印刷材が入っていくよう当該ハウジング内に連通している第１ディスペンサボトル２０１ａと、当該ボトル２０１ａ内に印刷材が入っていくようボトル２０１ａに連通している第２ディスペンサボトル２０１ｂとに、分かれている。同様に、エンジン１０９側のＫ用ボトルも、第１ディスペンサボトル２０３ａと第２ディスペンサボトル２０３ｂに分かれている。即ち、ＣＹＭＫ各色毎且つ印刷エンジン毎に１個ずつ、隣り合う２本のディスペンサボトルがつながってボトルグループが形成されている。そのボトルグループ内に貯留されている印刷材の残量が所定のしきい値を下回り、そのことがセンサで検知されたら、ユーザは、例えば後に図４を参照して詳述する満杯化法に従いボトル交換又は再充填を行う。

図３に、本発明の第２実施形態に係る可変容積型印刷材供給システムの構成を示す。このシステムで使用しているディスペンサボトルは第１実施形態のそれより小さい。また、このシステムでは、そうした小容積ディスペンサボトル４本でまた印刷エンジン毎且つ色毎に、グループを形成している。なお、４本という本数は一例に過ぎず、ディスペンサボトルの本数は他の本数にすることもできる。そうした本数違いの構成も、別紙特許請求の範囲で定義される本発明の技術的範囲に属するものとする。

こうして色毎に且つ印刷エンジン毎に４本のディスペンサボトルで形成されたボトルグループにおいては、図示の如くボトル同士が相互に連結して一体となり、対応する印刷エンジンに連通している。例えば印刷エンジン１０９に連通するＣ用ディスペンサボトル２０１ａ〜２０１ｄは、一番上のディスペンサボトル２０１ａから一番下のディスペンサボトル２０１ｂに向かい重力の作用で印刷材が流れるよう、従って上から順にディスペンサボトルが空になっていくよう、積み重ねられている。ディスペンサボトル内には流動性のある印刷材、例えばトナー、トナーとキャリアの混合物、レプレニッシャ等のうち印刷エンジンや印刷条件に応じたものが入っている。

図４に、本発明の第３実施形態に係る可変容積型印刷材供給システムの構成を示す。このシステムには、印刷エンジン１０９及び１１１並びにジョブ／印刷スケジューラ１１３と通信を交わすユーザインタフェース５０１が設けられている。このインタフェース５０１はエンジン１０９及び１１１に付設されている検知機構から情報を収集する。検知機構を構成するセンサは、この例ではディスペンサボトルのグループ毎に１個又は複数個設けられている。具体的には、エンジン１０９のＣ用ボトルグループ、Ｙ用ボトルグループ、Ｍ用ボトルグループ及びＫ用ボトルグループに各１個以上、エンジン１１１のＣ用ボトルグループ、Ｙ用ボトルグループ、Ｍ用ボトルグループ及びＫ用ボトルグループに各１個以上、という要領で合計８個以上設けられている。この要領では、印刷エンジンを１個増やす毎にボトルグループ及びセンサが各４個増える。検知手法としては、対応するボトルグループにおける印刷材残量をそのセンサで検知できる限り、透光／遮光判別、赤外線検知、重量判別、圧力計測等、本件技術分野で既知の様々な手法を使用できる。そして、各センサは、印刷材残量が所定のしきい値を下回っていることを検知したとき等に信号を発生させるよう構成されている。

ユーザインタフェース５０１には、そうした信号が発生したことをユーザに知らせるコンディット（伝達手段）が設けられている。そのコンディットとしては、１個又は複数個のグループで印刷材残量が所定のしきい値を下回ったときにそのことをユーザに知らせるアラーム機能付きの装置や、各ボトルグループにおける印刷材残量を表示するための発光ダイオードを複数個備える装置等を使用する。

ユーザインタフェース５０１等を介し関与が求められたら、ユーザは、満杯になっていないボトルグループについて満杯化法(top-off strategy)に従いボトル交換又は印刷材再充填を実施する。例えば図４に示した状況では、印刷エンジン１０９に係るＣ用ボトルグループ内の印刷材残量がしきい値未満になっていることが知らされるので、ユーザはエンジン１０９向けにＣ色印刷材を追加して印刷を続けさせることができる。更に、それにとどまらず、エンジン１０９の容量に対するディスペンサボトルの不足個数分でいって、エンジン１０９向けのＹ色印刷材をあと３個分、Ｍ色印刷材をあと１個分、Ｋ色印刷材をあと３個分追加できることも、ユーザは知ることができる。加えて、ユーザインタフェース５０１等を介し、ユーザは、印刷エンジン１１１向けのＣ色印刷材を満杯までのボトル個数であと３個分、Ｙ色印刷材をあと１個分、Ｍ色印刷材をあと１個分、Ｋ色印刷材をあと２個分追加できることも、知ることができる。

そのディスペンサボトルが使い捨て型であれば、空になったディスペンサボトル例えば２０１ａ〜２０１ｄを投棄その他の適当な方法で廃棄し、代わりに新たなディスペンサボトルを装填すればよい。このやり方なら関与の手順が単純になる。また、ディスペンサボトルが再充填型なら別の場所に移して再充填すればよい。

従って、本発明の各実施形態によれば、ユーザの関与から次の関与までの経過時間を延ばすことができる。例えば、図４に示したものに相当する印刷材残存状況が図１に示した従来システムにて生じたとする。この状況では、Ｃ用ボトル１０１ａを交換乃至再充填するときＹ用ボトル１０３ａを併せて交換乃至再充填することも可能だが、それではボトル１０３ａ内に残っている印刷材が無駄になる。それが嫌なら、ユーザは、ボトル１０１ａの交換乃至再充填（第１の手間）とボトル１０３ａの交換乃至再充填（第２の手間）を別々に行わねばならない。第１の手間から第２の手間までの経過時間はボトル１０３ａが空になるまでの時間であるので、数秒かもしれないし数日かもしれない。これに対して、本発明の各実施形態に係るシステムでは、ユーザがこのように無為な選択をする必要がない。ユーザは、単に、Ｃ用ボトルの交換又はＣ色印刷材の再充填と並行し、Ｙ用ボトルの交換又はＹ色印刷材の再充填を満杯化法に従い行うだけでよい。印刷材の無駄も発生しないし、ユーザ関与所要回数も減る。

従来における印刷材供給システムの構成を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態に係る印刷材供給システムの構成を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態に係る印刷材供給システムの構成を模式的に示す図である。 本発明の第３実施形態に係る印刷材供給システムの構成を模式的に示す図である。

符号の説明

１０９，１１１ 印刷エンジン、１１３ ジョブ／印刷スケジューラ、２０１ａ〜２０１ｄ，２０３，２０３ｂ ディスペンサボトル、５０１ ユーザインタフェース。

Claims (3)

1. 複数個の印刷エンジンを有する印刷システムにて使用される可変容積型印刷材供給システムであって、
   対応する印刷エンジンの現像器ハウジングに着脱可能に連結されて前記対応する印刷エンジンの前記現像器ハウジングに連通し、前記対応する印刷エンジンの前記現像器ハウジング内に印刷材を供給するように構成された第１ディスペンサと、
   前記第１ディスペンサの上部に着脱可能に連結されて前記第１ディスペンサに連通し、印刷材を蓄え、前記第１ディスペンサが前記対応する印刷エンジンの前記現像器ハウジング内に印刷材を供給するにつれ、前記第１ディスペンサ内に印刷材を供給するように構成された第２ディスペンサと、
   前記第１ディスペンサ及び前記第２ディスペンサにおける印刷材残量を検知するように構成されたセンサと、
   前記センサの検知結果に基づき、前記第１ディスペンサと前記第２ディスペンサとを含むボトルグループにおいて印刷材が残っているディスペンサの数を通知するユーザインタフェースと、
   を備え、
   前記第２ディスペンサは、重力の作用を用いて前記第１ディスペンサ内に印刷材を供給することを特徴とする可変容積型印刷材供給システム。
2. 請求項１に記載の可変容積型印刷材供給システムであって、
   前記第１ディスペンサが前記対応する印刷エンジンの前記現像器ハウジング内に印刷材を供給している間に、前記第１ディスペンサから取り外せるように前記第２ディスペンサが前記第１ディスペンサに着脱可能に連結されている、
   ことを特徴とする可変容積型印刷材供給システム。
3. トナー又はレプレニッシャを供給するシステムであって、
   第１端部と第２端部とを有する複数のディスペンサであって、前記第１端部が、連通するディスペンサ又は印刷エンジンに印刷材を供給するように構成されており、前記第２端部が、連通するディスペンサから印刷材を受けるように構成されている複数のディスペンサと、
   前記複数のディスペンサのそれぞれにおける印刷材の量を検知するように構成された検知機構と、
   ユーザインタフェースと、を備え、
   前記複数のディスペンサのそれぞれは互いに着脱可能に連結されてボトルグループを構成し、
   前記ユーザインタフェースは、前記検知機構の検知結果に基づき、前記ボトルグループにおいて印刷材が残っているディスペンサの数を通知し、
   前記第１端部は、前記連通するディスペンサに重力の作用のみを用いて印刷材を供給することを特徴とするシステム。

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