JP5124245B2 - 固体インクプリンタ及びその固体インク送給系 - Google Patents

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仕組みを採る高速プリンタに関し、特にそのプリンタで使用するインク送給系の構成上及び機能上の改良に関する。

固体インクプリンタとして知られるプリンタは、狭義のプリンタとしてだけでなく多機能機等としても実現することができ、しかもレーザ方式や液体インクジェット方式の高速乃至大出力文書複製装置に比べて数多くの利点がある画像形成装置である。そうした利点の中には、例えば、単位時間当たり文書複製枚数即ち文書作成スループットが高いこと、可視像転写プロセスの実行に必要な機械部品の点数が少ないこと、交換が必要な消耗品が少ないこと、シャープな像が得られること、包装ゴミが少なく環境に優しいこと等が含まれる。

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。

しかしながら、こうしたプリンタで大量印刷を行うには、装填容量が大きなインクローダを設け、またその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必要がある。

そのため、従来における固体インクプリンタ用のインクローダは、通常、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っていた。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を液化器に当接させる。従って、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、という作業が必要になるが、これは若干面倒なことである。例えば、新たに導入した大容量高速プリンタを使用し始める際には、多数のスティックをそのプリンタに装填しなければならない。その際には、オペレータは、スティックを１個装填しては新たな隙間を作りそこに次のスティックを装填する、という具合に、装填個数分だけ装填作業を繰り返す必要がある。シュートが複数本ある場合はこれをシュートの本数分だけ繰り返す必要がある。

従来技術には、更に、バネ付勢プッシュブロック機構を設けている分、各シュート内に装填できる固体インクスティックの個数が制約される、という問題もある。しかも、シュートを長くして多数のスティックを装填できるようにするには、その機構で使用するバネを長くて強力なバネにする必要があり、そうするとその機構はほとんど採用困難な程に肥大化及び高価格化してしまう。また、多数のスティックを装填できるにしても、強力なバネに逆らってアクセスカバーを開閉するのは面倒なことであり、スティック装填作業を担うオペレータにとってはかなりの負担になる。

また、バネを用いた付勢は常に行っていなくてはならず、従ってバネ付勢プッシュブロックはシュート内に常駐しているので、常駐していなければ装填できるはずの固体インクスティックを装填することができず、その分装填可能個数が少なくなっている。

そして、バネにより付勢されたプッシュブロックによって固体インクスティックを背後から押し出す仕組みでは、押すことによってそのスティックの向きが望ましくない向きに変わることがある。特に、その丈が長いスティック等、大きめのスティックをその背後から押すと、スティックの姿勢がねじれてジャミングが発生しやすい。送給路との摩擦が大きい場合にはとりわけジャミングが発生しやすいので、摩擦を少なくするために潤滑テープその他の低摩擦面体を使用することもあるが、そうしたものを使用するとその分は製品コストが高まってしまう。

このような問題点のうち少なくとも一部を解決乃至緩和するため、本発明の一実施形態は、（１）固体インクプリンタ内で使用され複数個の固体インクスティックを送給可能なインク送給系であって、（２）固体インクスティック案内用のガイドと、（３）このガイドによる案内経路のうち少なくとも一部分に沿って延設されておりその経路上にある１個又は複数個の固体インクスティックに同時当接する駆動部材と、を備える。なお、本願中、固体インクスティックという場合、丸ごとのスティックだけでなくその断片も該当するものとする。

また、本発明の一実施形態は、（１）複数個の固体インクスティックを送給可能なインク送給系を有する固体インク画像形成装置例えばプリンタであって、そのインク送給系が、（２）固体インクスティック案内用のガイドと、（３）このガイドによる案内経路のうち少なくとも一部分に沿って延設されておりその経路上にある１個又は複数個の固体インクスティックに同時当接する駆動部材と、を備える。

そして、本発明の一実施形態は、（１）固体インクプリンタにて使用される固体インクスティックであって、（２）駆動部材に対して相補的な形状になるよう、その本体の外面上に、全体としては本体の長軸に対して平行だが少なくともその一部が湾曲している溝が形成されたものである。

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、本発明に係るインク送給系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の送給系２０４には固体インクスティック２０６を複数個装填できる。また、送給系２０４にはガイド機能を発揮する部材としてシュート２０８が設けられており、装填されたスティック２０６はこのシュート２０８内を所定経路２１０に沿って案内、移送される。スティック２０６の動きを的確に制約できればよいので、ガイドたるこのシュート２０８は様々な形態乃至形状で実現することができる。例えば壁、リブ、トラフ等といった形態を採ることができ、また図示の通り略直線状にすることができる。更に、シュート２０８内にはスティック用通路２１２、即ちスティック２０６を装填して通す空間が形成されている。このスティック用通路２１２は、例えば別部材をそのシュート２０８に取り付ける等して所望のサイズ及び形状に形成することができ、更には開口形状乃至断面形状をそのシュート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の形状に応じた鍵化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、こうした挿通鍵化機能を、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。

インク送給系２０４は更に駆動部材２１６を有している。この駆動部材２１６は固体インクスティック２０６と接触してこれを駆動する部材であり、図示の通り、同時に複数個のスティック２０６と接触しうるように構成、配置されている。互いに同時に駆動部材２１６と接触する複数個のスティック２０６は同一のシュート２０８内の別々の場所にあるので、駆動部材２１６は、図示の通り、シュート２０８沿いに設定されているスティック送給経路２１０のうち少なくとも一部分に寄り添うように延設されている。駆動部材２１６はそれに相応しい限りどのようなサイズにもまたどのような形状にもすることができるが、図示例ではベルトの形態を採っている。このドライブベルト２１６は、図示の通り一対のプーリに架けられている。そのうち一方はドライブプーリ２１８、他方はアイドラプーリ２２０であり、ベルト２１６はぴんと張った状態になるようそれらに架けられている。なお、アイドラプーリ２１８は複数個でもよい。また、ドライブプーリ２１８を回転駆動する手段としては様々な手段を使用できるが、ここではモータトランスミッションアセンブリ２２２を用いている。また、このように経路２１０の大半に亘ってベルト２１６を沿わせる構成ではなく、装填部２２４から液化部２３０への送出部に至る区間のうち随所随所に駆動部材を設ける構成としてもよい。そうした場合、経路２１０に対する駆動部材の長さ比をかなり抑えることができる。

インク送給系２０４を構成するシュート２０８のスティック用通路２１２に固体インクスティック２０６を装填すると、その送給系２０４を構成する駆動部材例えばドライブベルト２１６によって、そのスティック２０６は装填部２２４から矢印方向２２６に送られる。シュート２０８は、複数個のスティック２０６をその内部に装填することができるよう、また装填されたスティック２０６を所定経路２１０に沿って液化器まで案内できるよう、構成されている。

図中矢印で示されているスティック進行方向２２６は下降方向である。この方向２２６に固体インクスティック２０６を重力で動かすと、固体インクスティック２０６にがたつきや脱線が生じるかもしれないので、ここではシュート２０８沿いに押圧部材２２８を配設してがたつきや脱線を抑えている。即ち、押圧部材２２８は、スティック２０６をドライブベルト２１６に押しつけて確実に接触させることによって、重力の影響でスティック２０６がベルト２１６から滑落することを防いでいる。このようにして所定経路２１０沿いに矢印の方向２２６へと移動させることで、各スティック２０６を、到着先の液化部２３０にて液化させ液化インク２３１を得ることができる。なお、重力が送給に影響を及ぼす区間を、装填部２２４から液化部２３０への送出部に至る送給経路２１０の全長に対してごく一部としてもよいし、かなり大きな比率を占めるようにしてもよい。

こうして得られた液化インク２３１は、像２３４が形成されるようにプリントドラム２３２上に吐出される。形成された像２３４は矢印方向２３６へと進んでいき、シートフィーダ２４０から送り出されてきたシート２３８と出会い、加圧ローラ２４２の働きでそのシート２３８上に転写される。プリンタコントローラ２４３は、モータトランスミッションアセンブリ２２２、シートフィーダ２４０及びプリントドラム２３２に信号を送ることにより、本プリンタ２０２の動作を制御する。

また、図２に示されている複数個の固体インクスティック２０６の中には、シュート２０８内スティック用通路２１２に装填された後シュート２０８をガイドとして移動中のものがある。こうした移動を可能にするには、スティック２０６及びシュート２０８の形状が相応の形状でなければならない。図３に示したのは最も単純な形状例、即ちスティック断面の輪郭２１４を略長方形とした例である。ＢＷはその幅、ＢＨは厚みである。

固体インクスティック２０６がシュート２０８内を移動できるようにするには、シュート２０８の断面形状即ちスティック用通路２１２の開口形状をスティック２０６の断面形状に見合った形状にし、その開口サイズをスティック２０６の断面サイズよりも大きめにする必要がある。図示例ではスティック断面の輪郭２１４が略長方形であるのでシュート断面の輪郭２４４も略長方形としてある。シュート幅ＣＯＷはスティック幅ＢＷより僅かに大きく、同様にシュート天井高ＣＯＨもスティック厚ＢＨより僅かに大きい。こうすることで、シュート断面の輪郭２４４は、スティック断面の輪郭２１４が好適に嵌る輪郭になり、スティック２０６はシュート２０８内を好適に移動できるようになる。

また、シュート２０８の内面上にはシュート側ベルトガイド２４６が設けられている。このベルトガイド２４６はドライブベルト２１６を案内し所定経路２１０に沿って走行させるためのものであり、その内面は、図示例では点２４８を中心とする半径Ｒ_CGの略半円筒面となっている。固体インクスティック２０６側に設けられているベルトガイド２５０も、同図に示すように、点２４８を中心とする半径Ｒ_BGの略半円筒面となっている。

更に、図示の例ではドライブベルト２１６の断面が直径Ｄ_DBの円形になっている。シュート側ベルトガイド２４６の半径Ｒ_CG及び固体インクスティック側ベルトガイド２５０のＲ_BGは、それらベルトガイド２４６及び２５０によってベルト２１６が覆われその動きが適切に制限されるよう、またそのベルト２１６がスティック２０６と好適に接触してそのスティック２０６をそのシュート２０８内で好適に前進させうるよう設定する。但し、ここで述べた円形の例は最も単純な例であり、ベルト２１６及びベルトガイド２５０の形状は任意に設定できる。

また、ドライブベルト２１６のうち少なくとも一部分がシュート２０８内に収容されており、そのベルト２１６がスティック移送経路２１０のうち少なくとも一部分にて固体インクスティック２０６に当接している限り、スティック側ベルトガイド２５０はそのスティック２０６の輪郭２１４上のどの位置に設けてもよい。同様に、シュート側ベルトガイド２４６も、シュート２０８の輪郭２４４上のどの位置に設けてもよい。更に、シュート２０８内でスティック２０６を好適に前進させるためには、ベルト２１６をシュート２０８の中心近くに配置した方がよい。

例えば図示例では、シュート側ベルトガイド２４６は、ドライブベルト２１６を受け入れうるようシュート２０８の内面のうちシュート中心に近い場所に配置されており、同じくスティック側ベルトガイド２５０も、そのスティック２０６の外面のうちスティック中心に近い場所に配置されている。

更に、シュート２０８の内面のうち固体インクスティック２０６と接触する可能性のある面は、スティック２０６の外面との間の摩擦係数が十分に小さくなるよう形成する。これは、シュート２０８内におけるスティック２０６の摺動を円滑にするためである。具体的には、その面を形成する素材を適宜選択して摩擦係数を小さくし、シュート２０８内にでスティック２０６が好適に流れるようにする。他方、シュート２０８の内面とドライブベルト２１６の間の摩擦係数も小さい方がよい。この部位の摩擦係数を十分小さくすることで、シュート側ベルトガイド２４６におけるベルト２１６の走行を円滑にすることができる。逆に、ベルト２１６とスティック２０６の間の摩擦係数は十分に大きくしなければならない。これは、ベルト２１６をスティック２０６にしっかりと当接させるためである。しっかりと当接していれば、ベルト２１６を走行させることでスティック２０６をシュート２０８沿いに好適に前進させることができる。なお、摩擦係数値はそのシステムにおける種々の要因によって変動する性質のものであり、一定の数値をとるわけではない。例えばスティックサイズ、スティック間接触状態、重力作用方向に対するスティック送給方向の偏角等によって、摩擦係数値は異なる。

また、ドライブベルト２１６は、図２に示した通りベルトガイド進入口２５２を介してシュート側ベルトガイド２４６に入り、ベルトガイド退出口２５４にてそのベルトガイド２４６から出ていく。ベルトガイド２４６を出たベルト２１６は、ドライブプーリ２１８を巡ってアイドラプーリ２２０へと進み、そして進入口２５２に再進入する。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。

更に、どちらのシュート端で固体インクスティック追加装填を行うようにインク送給系を構成してもかまわないが、図示例では上側のシュート端２５６にてスティック２０６を追加装填できるようにしてある。また、シュート端２５６へのスティック挿入方向は、図示例では横方向であるがこれは上下方向にしてもよい。ドライブベルト２１６上にスティック２０６を装荷する位置は、好ましくはシュート端２５６に近い位置にする。

また、マシン側の各シュート２０８にそのシュート２０８に相応する種類の固体インクスティック２０６だけを装填できるようにすることが重要である。これを実現するため、本実施形態ではスティック用通路２１２の開口形状及びスティック２０６の断面形状を鍵化形状としている。これにより、スティック用通路２１２に、そのシュート２０８に入ってよいスティック２０６だけを通すことができ、入ってはいけないスティック２０６は通さないようにすることができる。これは、同一マシンで複数種類のスティックを使用するプリンタ、例えば四色分のスティックを使用するカラープリンタにてとりわけ有益である。

図示例では、固体インクスティック２０６の外縁２１４上にスティック側ベルトガイド２５０が形成されているので、これをそのスティック２０６の鍵化凹凸として使用することができる。即ち、図４に示すように、スティック２０６側のベルトガイド２５０に対応する位置になるよう、シュート端２５６に鍵化凹凸２５８（図示例では突起だが窪みでもよい）を設ければよい。こうした鍵化凹凸２５８があれば、ベルトガイド２５０を有するスティック２０６のようにその鍵化凹凸２５８に見合った凹凸（ここではベルトガイド２５０）のあるスティックだけを、自シュート２０８内に通す（そうでないスティックは通さない）ことができる。

図５にドライブベルト２１６をより詳細に示す。このベルト２１６は一定の直径Ｄ_DBを有しており、またそのサイズも使用対象となる固体インクスティック２０６を好適に前進させうるように設定されている。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。

図６にプーリ２１８及び２２０をより詳細に示す。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２６０を設ける。その溝２６０の直径Ｄ_PGはベルト２１６の直径Ｄ_DB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。

図７に本発明の他の実施形態に係るインク送給系３０４を備えた固体インクプリンタ３０２を示す。本プリンタ３０２は、多色プリンタである点を除けば図２〜図６に示したプリンタ２０２と同様の構成である。即ち、本プリンタ３０２は、固体インクスティック３０６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３０８を有している。図２〜図６に示したプリンタ２０２のシュート２０８と異なり、各シュート３０８には湾曲区間３０７がある。その区間３０７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３０６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３０７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３０７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３０２では、図示の通りフレーム３０３により送給系３０４を支持する構成を採っており、その頂部近傍には装填部３２４が、また底部近傍には液化部３３０が、それぞれ配置されている。送給系３０４は装填部３２４から液化部３３０へと一群の固体インクスティック３０６を送るシステムであり、複数本（図示例では４本）のシュート３０８をスティック送給用に有している。各シュート３０８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３０６用に使用される。

更に、このインク送給系３０４即ちインクローダには図示の通り縦長開口３０９が形成されている。オペレータは、この開口３０９を介し、各シュート３０８におけるスティック３０６の進み具合をチェックすることができる。また、この開口３０９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３０８沿いには押圧部材３２８が配置されている。この部材３２８はスティック３０６を押さえつけドライブベルト３１６に好適に接触させる。

図８に、本プリンタ３０２におけるインク送給系３０４の構成をより詳細に示す。送給系３０４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３０８、並びに液化器を有している。具体的には、図中の送給系３０４は各色当たり１個ずつ合計４個の副送給系を有しており、そのうち１個はブラック用の副送給系３６０として使用されている。この副送給系３６０は、図２〜図６に示したプリンタ２０２のインク送給系２０４と同様の構成であるが、湾曲区間３０７を有している点で異なっている。

図示の通り、このインク送給系３０４にはその他にもシアン、イエロー及びマゼンタの各色用副送給系３６２、３６４及び３６６が互いに平行に配設されている。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３０６しか装填できない鍵化開口形状（排他開口形状）になっている点を除けば、ほぼ同様の部材からなり同様に動作する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３６０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３６０には、ブラックインクのスティック３０６を案内するガイド部材としてシュート３０８が設けられている。そのシュート３０８は、複数個のスティック３０６を装填できるよう、またそれらを所定経路３１０に沿って装填部３２４から液化部３３０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３０８のスティック装填口の形状は、そのシュート３０８に対応するある一色のスティック３０６（ブラック用の副送給系３６０ならブラックインクのスティック３０６）しか通せないよう設計乃至設定されている。また、副送給系２６０に設けられている部材のうち、担当する色のスティック３０６を液化部方向に付勢するのに使用される駆動部材であるドライブベルト３１６は、副送給系３６０内に装填された複数個のスティック３０６それぞれに随所で当接するよう、副送給系３６０内スティック送給経路３１０に沿って且つその経路３１０の大半乃至主要部分に亘って引き回されている。稼働時には、シュート３０８内には例えば数個のスティック３０６が装填される。

シュート３０８は様々な形状にすることができるが、図９に示す例ではシュート３０８のうち装填部３２４に連なる部分に１個目の直線区間３６８が設けられている。この区間３６８は図示の通りほぼ水平に延びており、また本プリンタ３０２の頂部にシュート端３５６がありそこにスティック装填口を設ける構成を採るので、シュート３０８内にスティック３０６を入れる作業は簡単である。例えばそのスティック装填口例えば鍵化開口が横向きに開口しているならスティック３０６を横方向から差し入れるだけでよいし、上向きに開口しているのならスティック３０６を上から入れて横に動かすだけでよい。

本プリンタ３０２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３０６が入るよう、シュート３０８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３０８は、上述の直線区間３６８に加えて、当該直線区間３６８の先端から下方へと曲がっていく湾曲区間３０７や、当該湾曲区間３０７の下端からほぼ下向きに液化部３３０まで延びる２個目の直線区間３７０を有している。このように液化部３３０の上方に設ける区間３７０をほぼまっすぐ上下に延びる区間にするのは、そのシュート３０８を通って送られてくるスティック３０６が、区間３７０内では重力で移動し液化部３３０に届くようにするためである。

各シュートは例えば鉛直面３７２と平行な平面に沿って設けてもよいが、図示例におけるシュート３０８は鉛直面３７２に対して非平行な複数枚の平面を通って、即ち鉛直面３７２から見てねじれている面に沿って、設けられている。シュート３０８は、その下部に近づくにつれて図示の通り鉛直面３７２から徐々に逸れていく。従って、シュート３０８の長軸方向即ち固体インクスティック３０６の進行方向に沿った面３７４は、鉛直面３７２に対してある角度φだけずれている。この偏角φは、シュート３０８内により多数の固体インクスティック３０６を装填できるように設定する。

図１０に、本プリンタ３０２のインク送給系３０４に設けられたドライブベルト３１６をより詳細に示す。このベルト３１６は、少なくともその一部分がシュート３０８に倣って走行するよう配備する必要がある。その際、シュート３０８の湾曲区間３０７だけでなく、第１直線区間３６８や第２直線区間３７０にも沿わせる方がよい。ベルト３１６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３２２が設けられている。このアセンブリ３２２が稼働するとドライブプーリ３１８が回転し、そのプーリ３１８に架かっているベルト３１６が走行する。

ドライブベルト３１６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３１８の他に例えば装填口付近に設けた１個又は複数個のアイドラプーリ３２０にも架けて、シュート３０８沿いに走行させるとよい。また、押圧部材３２８は例えばピンチローラであり、スティック３０６をベルト３１６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３１６に対してスティック３０６の外面３１２を十分強く摩擦させることができ、ひいてはスティック３０６がベルト３１６から脱線して転落することを防止することができる。

更に、本プリンタ３０２のインク送給系３０４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３０６の存否を検知するセンサが、シュート３０８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３７６は例えば装填部３２４の近傍に設けられており、その出力から、そのシュート３０８内にスティック３０６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３７８は例えば液化部３３０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３０８におけるスティック３０６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３８０は例えば液化部３３０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３０８内にスティック３０６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３７６、３７８及び３８０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３０８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３０６がないときには図中実線で示す第１のポジション３８２を採り、あるときには図中破線で示す第２のポジション３８４を採るので、フラグのポジション（姿勢）が３８２か３８４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、マイクロスイッチ、フォトインタラプタ等としてセンサアセンブリ３７６、３７８及び３８０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１０Ａに、インク不足センサアセンブリ３７８を例にこれらのセンサの他の実施形態を示す。図示されているセンサ３７８はシュート３０８の壁面に実装されており、またシュート３０８の壁面上又は壁心に配置された枢軸を中心に枢動する遮蔽板（フラグ）の動きをセンサ３７９により検知するスイッチとして構成されている。具体的には、スティック３０６が面前に到来すると遮蔽板のポジションが第１のポジション３８２（破線）から第２のポジション３８４（実線）へと変化するので、センサ３７９によって遮蔽板のポジションが３８２かそれとも３８４かを判別することで、スティック３０６の有無を判別できる。

図１１に、本プリンタ３０２のインク送給系３０４のうち液化部３３０近傍の部分を示す。図示の通り、液化部３３０はスティック３０６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３１８及びドライブベルト３１６はそのスティック３０６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３１６との間に間隔があるので、液化部３３０内のスティック３０６を液化部３３０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３０６による後押しの力も加わる。即ち、ベルト３１６と接触する後続のスティック３０６がある状態でベルト３１６を稼働させると、当該後続のスティック３０６が押し下げられ、前方のスティック３０６を後押しする。

或いは、ドライブプーリ３１８をより低い位置に設け、液化部３３０内のスティック３０６がそのプーリ３１８と接触するようにしてもよい。そうした構成では、ベルト３１６からスティック３０６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３０６の接触圧も高くなる。

図１２に、図７〜図１１に示したプリンタ３０２にて使用するスティック３０６を詳細に示す。この図に示すスティック３０６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３０４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３０６の表面には１個又は複数個の特徴的な鍵化凹凸３８６が縦方向に設けられている。このスティック３０６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３８８も形成されている。この凹凸３８８は、そのシュート３０８内でそのスティック３０６を支持しつつ、シュート３０８内におけるスティック３０６の不要な動きを制限し所定経路３１０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鍵化凹凸３８６や被案内用凹凸３８８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ので、装填方向が横方向等の場合でも、それに適した凹凸を形成し利用することができる。

図示の通り、スティック３０６の底面には二対の平坦部３９０、一対の湾曲部３９２及び溝３５０が形成されている。そのうち平坦部３９０はシュート３０８の直線区間３６８及び３７０にて、また湾曲部３９２は同じく湾曲区間３０７にて、それぞれ所定のスティック送給経路３１０沿いにスティック３０６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３９０はスティック２０６の両端に一対ずつありまた湾曲部３９２は中央にある。対をなす平坦部３９０同士或いは湾曲部３９２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３５０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１３に、本プリンタ３０２のインク送給系３０４に装填されたスティック３０６のうち、直線区間３６８又は３７０沿いでドライブベルト３１６に載っているものを示す。図示の通り、こうした直線区間では、スティック３０６の底面のうち平坦部３９０がベルト３１６に接触する。より具体的には、溝３５０のうち左右の平坦部３９０に挟まれている部分にベルト３１６が嵌り込んでいるので、ベルト３１６を駆動することでこのスティック３０６を先送りすることができる。

また、同図に示す通り、固体インクスティック３０６は全体としてその頂面が凸、底面が凹というように長軸３９４に対し湾曲している。

図１４に、本プリンタ３０２のインク送給系３０４に装填されたスティック３０６のうち、湾曲区間３０７沿いでドライブベルト３１６に載っているものを示す。図示の状態でベルト３１６に接触するのはスティック３０６の底面上の湾曲部３９２である。より厳密には、溝３５０のうち左右の湾曲部３９２に挟まれている部分にベルト３１６が嵌る。

図１５に、本発明の他の実施形態に係る固体インクプリンタ３０２Ａのインク送給系３０４Ａを示す。この送給系３０４Ａは図７〜図１４に示した送給系３０４と類似した構成であるが、送給する固体インクスティック３０６Ａの溝３５０Ａ即ちスティック側ベルトガイドがシュート３０８Ａの中心からずれた位置にある点（またそれに対応してシュート端３５６Ａの鍵化突起３５８Ａもずれた位置にある点）で相違している。このように中心以外に溝を配置してもよい。

図１６に、本発明の更に他の実施形態に係る固体インクプリンタ３０２Ｂのインク送給系３０４Ｂを示す。この送給系３０４Ｂにて使用するドライブベルト３１６Ｂは方形断面のフラットベルトであり、その表面には歯３９１Ｂが形成されている。シュート３０８Ｂに装填された固体インクスティック３０６Ｂをこの歯３９１Ｂと接触させることができるので、ベルト３１６Ｂが平坦でもスティック３０６Ｂを好適に前進させることができる。

図１７に、本発明の更に他の実施形態に係る固体インクプリンタ４０２のインク送給系４０４を示す。この送給系４０４は、固体インクスティック４０６がその中を通れるように構成されたシュート４０８を備えている。シュート４０８内にはスティック４０６を複数個装填することができる。装填されたスティック４０６は装填部４２４から所定経路４１０に沿って液化部４３０のそばの送出部４２９まで運ばれていく。

図示の通り、このインク送給系４０４では、スティック送給経路４１０が送出部４２９まで延びており、駆動部材たるドライブベルト４１６はこの経路４１０沿いにある固体インクスティック４０６に当接している。また、ベルト４１６は装填部４２４から送出部４２９まで即ち液化部４３０のそばまで延びている。こうした構成では、スティック４０６が、ベルト４１６との当接状態を保ちながら液化部４３０に入り、その液化器４３１に押しつけられることとなる。

図１８に、本発明の更に他の実施形態に係る固体インクプリンタ５０２のインク送給系５０４を示す。この送給系５０４は、固体インクスティック５０６がその中を通れるように構成されたシュート５０８を備えている。シュート５０８内にはスティック５０６を複数個装填することができる。装填されたスティック５０６は所定経路５１０に沿って運ばれていき、装填部５２４から液化部５３０のそばの送出部５２９へと前進する。

図示の通り、このインク送給系５０４の駆動部材はドライブベルト５１６という形態を採って実現されており、それを用いて固体インクスティック５０６を所定経路５１０沿いに前進させている。ベルト５１６は装填部５２４から延びておりまたスティック送給経路５１０は送出部５２９まで延びている。しかしながら、ベルト５１６は送出部５２９までは延びておらず、それよりも手前で折り返している。こうした構成では、ベルト５１６によって運ばれてきたスティック５０６がベルト５１６よりも前方に列をなし、そのスティック列の最後尾が徐々に延びてきて何れはベルト５１６の先端まで連なることとなる。そのような状態になったときも引き続きベルト５１６を稼働させるようにした場合、スティック列の最後尾にベルト５１６から液化部５３０方向の押圧力が加わるので、スティック列の先頭はその押圧力によって液化器５３１に押しつけられる。逆に、スティック５０６の列がベルト５１６の先端に達したらベルト５１６の稼働を停止させるようにした場合、ベルト５１６の影響下領域に入っていても最後尾のスティック５０６がベルト５１６によって液化部５３０方向に押されることはないので、先頭のスティック５０６の先端を液化器５３１に押しつける力は重力のみとなる。

図１９に、本発明の更に他の実施形態に係る固体インクプリンタ６０２のインク送給系６０４を示す。この送給系６０４は、固体インクスティック６０６がその中を通れるように構成されたシュート６０８を備えている。シュート６０８内にはスティック６０６を複数個装填することができる。装填されたスティック６０６は装填部６２４から所定経路６１０に沿って液化部６３０のそばの送出部６２９まで運ばれていく。

図示の通り、このインク送給系６０４には、駆動部材として一群のドライブホイール６１６が設けられている。これらは固体インクスティック６０６を所定経路６１０に沿って送出部６２９方向に押している。即ち、ホイール６１６の外周面６１５はスティック６０６の外面６１３と接触しているので、ホイール６１６を回転させることで接触先のスティック６０６を装填部６２４から送出部６２９へと押しやることができる。ホイール６１６は、十分小さくしてシュート６０８の内部に配置するようにしてもよいし、図示の通りシュート６０８に開口６１７を設け、その開口６１７を介してホイール６１６の一部をシュート６０８内に入り込ませシュート６０８の外側からスティック６０６に接触させるようにしてもよい。送り出されたスティック６０６によって列ができ、その列の最後尾が一番下のホール６１６の下端に到達した場合、ホイール６１６を引き続き稼働させればそのホイール６１６の力でスティック列を液化部５３０方向に押し、先頭を液化器５３１に押しつけることができる。これに対して、列の最後尾が一番下のホイール６１６の下端に到達したらホイール６１６の稼働を停止させるようにすれば、スティック列を液化部６３０方向に押し先頭のスティック６０６の先端を液化器６３１に押しつける力は重力のみとなる。

また、上掲の各実施形態に係る固体インクプリンタ２０２、３０２、４０２、５０２及び６０２では、駆動部材としてドライブベルト乃至ドライブホイールを用いている。そうしたベルト乃至ホイールを制御する手段としてその回転方向を反転させることが可能なモータを使用すれば、固体インクスティックを逆方向に動かしシュート内を上方移動させることもできる。こうした機能は、インク送給系からスティックを回収（アンロード）したいときや、ジャミングを解消したいときに役立つ。

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インク送給系を備えた高速固体インクプリンタを一部模式化して示す側面図である。 図２に示したインク送給系の３−３断面図である。 図２に示したインク送給系の４−４断面図である。 図２に示したインク送給系にて使用する駆動部材の一部破断斜視図である。 図５に示した駆動部材を支持するプーリの側面図である。 本発明の他の実施形態に係るインク送給系を備えた固体インクプリンタ、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インク送給系が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７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７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７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部材を含めたガイドアセンブリを示す斜視図である。 図１０に示したガイドアセンブリのうちセンサ部分を示す平面図である。 図１０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１０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１０に示したガイドアセンブリの駆動部材直線区間にて、図１２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１０に示したガイドアセンブリの駆動部材湾曲区間にて、図１２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り固体インクプリンタにて使用されるインク送給系及び固体インクスティック、特にそのインク送給系を構成する駆動部材がシュート及びスティックの中心からずれた位置にある実施形態を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係り固体インクプリンタにて使用されるインク送給系及び固体インクスティック、特にそのインク送給系の駆動部材がフラットで歯が付いている実施形態を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態に係り固体インクプリンタにて使用されるインク送給系、特にその駆動部材を示す側面図である。 本発明の他の実施形態に係り固体インクプリンタにて使用されるインク送給系、特にその駆動部材を示す側面図である。 本発明の他の実施形態に係り固体インクプリンタにて使用されるインク送給系を模式的に示す図である。

符号の説明

２０２，３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ，４０２，５０２，６０２ 固体インクプリンタ、２０４，３０４，３０４Ａ，３０４Ｂ，４０４，５０４，６０４ インク送給系、２０６，３０６，３０６Ａ，３０６Ｂ，４０６，５０６，６０６ 固体インクスティック、２０８，３０８，３０８Ａ，３０８Ｂ，４０８，５０８，６０８ シュート、２１０，３１０，４１０，５１０，６１０ スティック送給経路、２１４，３１２，６１３ スティック外面、２１６，３１６，３１６Ｂ，４１６，５１６ ドライブベルト、２５０，３５０，３５０Ａ スティック溝（スティック側ベルトガイド）、３９４ スティック長軸（スティック中心線）、６１６ ドライブホイール。

Claims (4)

1. 固体インクスティック案内用のガイドと、このガイドによる案内経路のうち少なくとも一部分に沿って延設されておりその経路上にある１個又は複数個の固体インクスティックに同時当接する駆動部材と、を備え、前記駆動部材は、前記固体インクスティックの外面に形成された前記駆動部材と相補的な形状の溝において前記固体インクスティックと接触する、固体インクプリンタ内で使用され複数個の固体インクスティックを送給可能なインク送給系。
2. 請求項１記載のインク送給系であって、上記案内経路中に、湾曲した部分と直線状の部分とが含まれるインク送給系。
3. 複数個の固体インクスティックを送給可能なインク送給系を有する固体インク画像形成装置であって、そのインク送給系が、固体インクスティック案内用のガイドと、このガイドによる案内経路のうち少なくとも一部分に沿って延設されておりその経路上にある１個又は複数個の固体インクスティックに同時当接する駆動部材と、を備え、前記駆動部材は、前記固体インクスティックの外面に形成された前記駆動部材と相補的な形状の溝において前記固体インクスティックと接触する、固体インク画像形成装置。
4. 固体インクプリンタにて使用される固体インクスティックであって、固体インクスティック案内用ガイド内の案内経路に沿って固体インクスティックを液化部に向けて送給する駆動部材に対して相補的な形状になるよう、その本体の外面上に、全体としては本体の長軸に対して平行だが少なくともその一部が湾曲している溝が、形成された固体インクスティック。
   

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