固体インクパスティル
【課題】固体インクパスティルを用いた固体インクジェットプリンタにおけるスループットを向上させるため、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大した粒子組成を有する固体インクパスティルを提供する。
【解決手段】本発明に係る固体インクパスティル９２は、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成からなる。粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであって、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径とする。
【解決手段】本発明に係る固体インクパスティル９２は、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成からなる。粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであって、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「静電気除去固体インク容器（STATIC ELIMINATING SOLID INK CONTAINER）」という名称の米国特許出願人整理番号Ａ２５３７Ｑ−ＵＳ−ＮＰに関連する。
【０００２】
本発明は固体インク形状に関し、より詳細には、高速固体インクジェットプリンタ用固体インクパスティルに関する。
【背景技術】
【０００３】
一般的に、相変化インク画像生成装置またはプリンタにおいては、常温で固相として存在し、装置またはプリンタの高い作動温度において溶融または融解された（そして液滴またはジェットとして吐出可能な）液相として存在する相変化インクが使用される。そのような高温の作動温度において、溶融または融解された液体の相変化インクの液滴またはジェットは、プリンタのプリントヘッド装置から印刷媒体上へと吐出される。係る吐出は、最終的な受像被印刷体に直接行うことも、画像形成部材に間接的に行った後に最終的な受像媒体に転写することもできる。いずれの場合も、インク液滴が印刷媒体の表面に接触すると素早く固化し、固化したインク液滴による所定のパターン状の画像を形成する。
【０００４】
そのような相変化インク画像生成装置またはプリンタの例、およびそれらによる受像シートへの画像生成工程の例が、１９９４年１２月１３日にティッテリントン他（Ｔｉｔｔｅｒｉｎｇｔｏｎ ｅｔ ａｌ．）により発行された特許文献１に開示されている。当該特許文献１中に開示されているとおり、相変化インク印刷工程には、溶融した液体相変化インクを形成するために、固体状の相変化インクの温度を上昇させて溶かすことが含まれる。また、液体状の相変化インクを、インクジェットプリントヘッド等の装置を利用して画像形成面上にパターン状に塗布することも含まれる。この工程には、この後に画像形成面上の相変化インク液滴を固化することと、それらを受像被印刷体へ転写することと、相変化インクを被印刷体に定着させることとが含まれる。
【０００５】
当業者には周知のとおり、そのような装置で使用される相変化インクはろう状で、摂氏約１２０度未満で溶けるため、電子写真装置で使用される乾燥粉末トナーとは著しく異なる。そのような相変化インクの例が以下の参考文献に開示されている。２００１年１１月２０日に発行された「相変化インク組成」という名称の特許文献２には、相変化インクであって、（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）約１０，０００未満の数平均分子量を有し、摂氏約１２０度未満の融点または軟化点を有する分岐炭化水素と、（ｄ）任意の可塑剤と、（ｅ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｆ）任意の耐光性付与剤と、（ｇ）任意の酸化防止剤と、を含む相変化インクが開示されている。
【０００６】
２０００年８月１日に発行された「インク組成」という名称の特許文献３には、インク組成であって、（１）塩とオキシアルキレン化合物から成る混合物であって、その融点が摂氏約６０度乃至摂氏約１２０度である導電性混合物と、（２）融点が摂氏約８０度乃至摂氏約１００度であるインク賦形剤化合物と、（３）粘度調整アミド化合物と、（４）耐光性成分と、（５）耐光性酸化防止剤と、（６）着色剤とを含むインク組成が開示されている。
【０００７】
通常、そのような固体インクまたは相変化インクの固体形状は、例えば特許文献４に開示され、図４に、その背面が螺旋４４２の巻きに係合された弾丸状または円筒状のペレット４２４として示されるとおり、「スティック状」、「ブロック状」、「バー状」、または「ペレット状」である。特許文献５では、固体インクは円筒形ブロックとして示されており、特許文献６では、六角形のバーとして示されており、特許文献７では、図３に示すとおり、長さＬ１が１６．７ｍｍ、幅Ｌ２が約１３ｍｍ、高さＨ１が約１５．６ｍｍの、段差のある構造を有するテーパー付きブロック３００として示されている。そのような固体形状はまた、２００２年２月１９日に発行された特許文献８などのデザイン特許に開示されている。そのようなブロック状の「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」は使用に際して、装置フレームの路に沿って加熱融解装置に供給されることにより、融解または相変化して、前述のごとく印刷に供されるために直接プリントヘッドリザーバに供給される。
【０００８】
さらに、図５に図示のとおり、特許文献４では、固体インクが、ウェントワース−アッデン（Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈ−Ｕｄｄｅｎ）の粒度区分で２ｍｍから４ｍｍの粒径を有する粒状または顆粒として供給および処理できることが単に示唆されている。当該特許文献に示されるとおり、概ね円筒形のハウジング５３２が、モータ５４８に回転されるオーガー５４２を受ける。円筒形のハウジング５３２とオーガー５４２の表面との間の隙間が、粒状の固体インク５２４で充填されている。オーガー５４２が回転すると、粒状のインク５２４が排出位置５３６に接近し、排出口５３８を通ってトラフ５４０内へと落下する。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，３７２，８５２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３１９，３１０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０９６，１２５号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６３６，８０３号公報
【特許文献５】米国特許第４，７３９，３３９号公報
【特許文献６】米国特許第５，０３８，１５７号公報
【特許文献７】米国特許第６，０５３，６０８号公報
【特許文献８】米国意匠特許第Ｄ４５３，７８７号公報
【特許文献９】米国特許第５，３７８，１３２号公報
【特許文献１０】米国特許第５，０１３，４９８号公報
【特許文献１１】米国特許第５，６３３，００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、相変化インクのそのような固体形状には、望ましくない静電帯電、目詰まり、ジャム、相対的に低い融解速度といった主な問題点が含まれる。その結果、従来の相変化インク画像生成装置またはプリンタ、とりわけカラー画像生成装置またはプリンタは、スループットが低く、一般的に３０枚／分（ＰＰＭ）未満の速度でプリントを生成し、通常毎分５０枚に近づくことも、ましてやそれを超えることなどできない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る固体インクパスティルは、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであるとともに、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する粒子組成である。
【００１２】
本発明に係る他の固体インクパスティルは、少なくとも（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）任意の可塑剤と、（ｄ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｅ）任意の耐光性付与剤と、（ｆ）任意の酸化防止剤とからなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであるとともに、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する粒子組成である。
【００１３】
本発明に係る他の固体インクパスティルは、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤から成るサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で１ｍｍ未満の直径を有する微粒砂、細粒砂、中粒砂、粗粒砂のいずれかの大きさである粒子組成である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の開示においては、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティル（Pastille）を含む固体相変化インクの粒子組成が提供されており、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであり、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に図１を参照して説明する。当該図には、本開示に係る高速相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０などの画像生成装置が図示されている。図示されているように、装置１０は、以下に記載するとおり、そのオペレーティングサブシステムおよびコンポーネントが直接または間接的に搭載されたフレーム１１を含む。まず、この高速相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は、ドラム型として図示された画像形成部材１２を含むが、同様に、支持されたエンドレスベルト型であってもよい。画像形成部材１２は方向１６に可動な画像形成面１４を有し、この画像形成面１４上に相変化インク画像が形成される。
【００１６】
高速相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は更に、本開示に従って特に粒状またはパスティル状である、少なくとも１つの固形の相変化インクの少なくとも１つの供給源２２を有する相変化インク供給サブシステム２０を含む。この相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は多色画像生成装置であるため、インク供給システム２０は、相変化インクの４つの異なる色ＣＹＭＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）を示す４つの供給源２２、２４、２６、２８（以下に詳細に記載する）を含む。相変化インク供給システムはまた、相変化インクの固体パスティルを液体に融解または相変化させるための融解制御装置（図示せず）を含む。相変化インク供給システムは、その後液体状のインクを、少なくとも１つのプリントヘッドアッセンブリ３２を有するプリントヘッドシステム３０に供給するのに適している。相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は高速、または大量処理多色画像生成装置であるため、プリントヘッドシステム３０は、図示のとおり、多色インクプリントヘッドアッセンブリおよび複数の（例えば４つの）別個のプリントヘッドアッセンブリ３２、３４、３６、および３８を含む。
【００１７】
さらに示すとおり、相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は、被印刷体供給ハンドリングシステム４０を含む。被印刷体供給ハンドリングシステム４０は例えば、被印刷体供給源４２、４４、４６、４８を含み、このうち例えば供給源４８が、例えばカットシート状の受像被印刷体を格納および供給するための大容量給紙装置またはフィーダであってもよい。いずれにせよ、被印刷体供給ハンドリングシステム４０は、被印刷体予熱器５２、被印刷体および画像ヒータ、任意の溶融デバイス６０を有する被印刷体ハンドリング処理システム５０を含む。相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は、図示のとおり、文書保持トレイ７２を有する原紙フィーダ７０と、文書シート供給および回収装置７４と、文書露光走査システム７６と、を含むことができる。
【００１８】
装置またはプリンタ１０の各種サブシステム、コンポーネント、および機能の操作と制御は、コントローラまたは電子サブシステム（ＥＳＳ）８０の支援のもと実行される。ＥＳＳまたはコントローラ８０は例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）８２、電子記憶装置８３、およびディスプレイまたはユーザーインターフェース（ＵＩ）８４を有する内蔵型の専用小型コンピュータである。ＥＳＳまたはコントローラ８０は例えば、センサ入力および制御手段８５とともにピクセル配置制御手段８６を含む。さらにＣＰＵ８２は、走査システム７６、もしくはオンラインまたはワークステーション接続８７などの画像入力源とプリントヘッドアッセンブリ３２、３４、３６、３８との間の画像データフローを読み取り、取り込み、準備、および管理する。そのように、ＥＳＳまたはコントローラ８０は、全ての他の装置サブシステムおよび機能を動作および制御するためのメインマルチタスクプロセッサである。
【００１９】
作動中、生成される画像の画像データは、走査システム７６から、もしくはオンラインまたはワークステーション接続８７を介してコントローラ８０に送られ、処理された後プリントヘッドアッセンブリ３２、３４、３６、３８から出力される。さらに、コントローラは、例えばユーザーインターフェース８６を介したオペレータ入力から、関連するサブシステムおよびコンポーネントの制御を判定および／または受理し、それに従って制御を実行する。その結果、適切な色の固体相変化インクが融解され、プリントヘッドアッセンブリへと供給される。さらに、ピクセル配置制御が画像形成面１４に対して実行され、それにより所望の画像がそのような画像データに従って形成され、受像被印刷体が供給源４２、４４、４６、４８のいずれか１つから供給されて表面１４上の画像形成とタイミングを合わせて手段５０に処理される。最終的に画像は、表面１４から受像被印刷体へと転写ニップ８８内で転写され、溶融デバイス６０で引き続き溶融される。
【００２０】
次に図１および図２を参照して、固体インクパスティルの４つの供給源２２、２４、２６、２８を含むインク供給システム２０のいくつかの詳細が本開示に従って図示されている。前記で指摘したとおり、供給源２２、２４、２６および２８は、相変化インクの４つの異なる色ＣＹＭＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）を示す。図２に図示されるとおり、各供給源２２、２４、２６および２８は、大量のろう状インクパスティル９２を本開示に従って供給するために収容し保存する固体インク容器９０を含む（以下に詳細を記す）。
【００２１】
図示のとおり、固体インク容器９０は概ね円筒形であり、その第１端９６には開口部９４を有する。望ましくは、固体インク容器９０は、開口部９４に近接した開放端１００を有する第１の概ね円筒形の部分９８と、開放端１００の反対側に閉端１０２とを含む。固体インクパスティル９２を第１の概ね円筒形の部分９８から押し出すため、固体インク容器９０は望ましくは、円筒形の部分９８の内周１０６にらせん状のリブ１０４を含む。装置１０内の固体インク容器９０の対応する回転により、らせん状リブ１０４は右巻きまたは左巻きのいずれの配向を有してもよい。
【００２２】
固体インク容器９０はまた、第１の円筒形の部分９８の開放端１００から延伸する第２の円筒形または環状の部分１１０を含む。図示のとおり、第２の円筒形または環状の部分１１０は内部部材１１４を含み、この内部部材１１４はインサートであってもよいとともに、軸または中心線１２２に向かってその内側に延伸する径方向突出部１１２を有する。径方向突出部１１２はそれぞれ、容器９０の回転方向１２０に湾曲する運搬面１１６を有する。それにより径方向突出部１１２は、運搬面１１６に沿ってポケット１２４を形成し、このポケット１２４は、固体インクパスティル９２が第１の円筒形の部分９８の開放端１００から移動させられたときに大量の固体インクパスティル９２で充填されるとともに、そのような大量のパスティル９２を容器９０から供給するために内部部材１１４の内周に沿って運搬する。
【００２３】
さらに図示のとおり、固体インク容器９０は、第２の円筒形または環状の部分１１０の第２端１３０から延伸する板状の端部１２６を含む。板状の端部１２６は、容器９０の第１端９６を含むとともに容器９０の開口部９４を含む。板状の端部１２６はまた、端部１２６のディスク領域１３４から内側に延伸する内部ハブ１３２を含む。穿刺可能なシール１３６が内部ハブ１３２のへり１３９の内面１３８に接触して位置することが望ましい。シール１３６は、装置１０に固体インク容器９０を取り付けたり取り外す際に固体インクパスティル９２を収容する役割を果たす。
【００２４】
容器９０を装置１０内に取り付ける際に、穿刺可能なシール１３６に加えて密封手段を設けるために二次的シール１４０が設けられており、この二次的シール１４０は、穿刺可能なシール１３６に平行に、且つ外側に離間して内部ハブ１３２内に設けられている。当然のことながら、内部ハブ１３２は、容器９０とは別体の構成部品であっても容器９０と一体であってもよい。二次的シール１４０は、インク供給源装置２９内への取り付けの際に、オーガー管１４４上に摺動可能に嵌合してオーガー管１４４を密封する中央開口部１４２を含む。
【００２５】
次に図面６から８を参照して、関連部分を本願に引用して援用する共有の特許文献３に開示されているとおり、固体または相変化インクパスティル９２は例えば、（１）塩とオキシアルキレン化合物から成る混合物であって、その融点が摂氏約６０度乃至摂氏約１２０度である導電性化合物と、（２）融点が摂氏約８０度乃至摂氏約１００度であるインク賦形剤化合物と、（３）粘度調整アミド化合物と、（４）耐光性成分と、（５）耐光性酸化防止剤と、（６）着色剤と、を含む。
【００２６】
または、その関連部分を本願に引用して援用する共有の特許文献２にさらに開示されるとおり、固体または相変化インクパスティル９２は例えば、（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）約１０，０００未満の数平均分子量を有し、摂氏約１２０度未満の融点または軟化点を有する分岐炭化水素と、（ｄ）任意の可塑剤と、（ｅ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｆ）任意の耐光性付与剤と、（ｇ）任意の酸化防止剤とを含むことができる。
【００２７】
次に、図３から５を参照して、前記に開示したとおり、通常、そのような固体インクまたは相変化インクの固体形状は、例えば特許文献４に開示され、図４に、その背面が螺旋４４２の巻きに係合された弾丸状または円筒状のペレット４２４として図示されるとおり、「スティック状」、「ブロック状」、「バー状」、または「ペレット状」である。特許文献５では、固体インクは円筒形ブロックとして示されており、特許文献６では、六角形のバーとして示されており、米国特許第６，０５３，６０８号では、図３に示すとおり、長さＬ１が１６．７ｍｍ、幅Ｌ２が約１３ｍｍ、高さＨ１が約１５．６ｍｍの、段差のある構造を有するテーパー付きブロック３００として示されている。そのような固体形状はまた、２００２年２月１９日に発行された特許文献８などのデザイン特許に開示されている。そのようなブロック状の「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」は使用に際して、装置フレームの路に沿って加熱融解装置に供給されることにより、「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」は、融解または相変化して、前述のごとく印刷に供されるために直接プリントヘッドリザーバに供給される。
【００２８】
さらに、図５に図示のとおり、特許文献４では、固体インクが、粒状または顆粒として供給および処理できることが単に示唆されている。当該特許文献に示されるとおり、概ね円筒形のハウジング５３２が、モータ５４８に回転されるオーガー５４２を受ける。円筒形のハウジング５３２とオーガー５４２の表面との間の隙間が、粒状の固体インク５２４で充填されている。オーガー５４２が回転すると、粒状のインク５２４が排出位置５３６に接近し、排出口５３８を通ってトラフ５４０内へと落下する。しかしながら、相変化インクのそのような固体形状には、望ましくない静電帯電、目詰まり、ジャム、相対的に低い融解速度といった主な問題点が含まれる。
【００２９】
そのような従来の固体インクの形状とは対照的に、本開示に従った固体インクの粒子組成は、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤を含むサブ粒状サイズのパスティルから成る固体相変化インクの粒子組成であり、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであり、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する。前記に開示され本願に引用して援用するとおり、本開示にしたがった固体相変化インクの粒子組成はさらに、（ａ）塩とオキシアルキレン化合物から成る混合物であって、その融点が摂氏約６０度乃至摂氏約１２０度である混合物と、（ｂ）耐光性成分と、（ｃ）耐光性酸化防止剤と、を含むことができる。
【００３０】
そのような粒子サイズは、例えば、噴霧スプレープロセス、パスティレーションプロセス、またはプリルタワープロセスなどを使用して固体インクを粒子状に変化させることにより得られる。パスティル化装置およびプロセスが１９９５年１月３日に発行された、「流動性を有する材料からパスティルを製造する装置」という名称の特許文献９に開示されており、流動性を有する材料から顆粒またはタブレットを製造する装置において、内歯を有する回転可能な中空シリンダと、内歯と係合する外歯を有するプレスシリンダとの間のプレススロットに材料が供給されることが開示されている。穴は、中空シリンダの内歯の歯底からその外側まで延伸している。中空シリンダがプレスシリンダと係合する際に材料はこれらの穴から押し出され、冷却面にタブレットまたは顆粒として置かれる。冷却面から離間した中空シリンダの外周の少なくとも一部は、加熱シェルにより取り囲まれている。加熱シェルの外側で、且つ加熱シェルから離れた位置にもう１つのシェルが配置されており、加熱シェルと他方のシェルの間に排ガスシャフトが、堆積物の冷却に伴い発生するガスを抜き取るための吸引ノズルと連通するように形成されている。
【００３１】
１９９１年５月７日に発行された、「パスティルの製造方法および製造装置」という名称の特許文献１０には、少量の粘性物質を小さな開口部からその下に配置された移動コンベヤー表面上へと通過させることによりパスティルを形成することが開示されている。粘性物質は、物質が開口部から突出した後、ただし物質が十分な大きさになって自力で落下する前にコンベヤー表面と接触する。むしろ、コンベヤー表面が物質を開口部から強く引き出すため、物質が自力で解放、落下するに任せた場合と比べて小さいサイズのパスティルが形成される。
【００３２】
１９９７年５月２７日に発行された、「ジメチコンパスティル」という名称の特許文献１１には、ポリジメチルシロキサン（ジメチコン、シメチコン）を含有する、ゴム類、アルギン酸塩、カラギーン、澱粉、ペクチン、およびゼラチンを含むグループから選択された、完全または部分的に水溶性の天然または／および合成ポリマーから製造される種類のパスティルについて開示されている。当該発明は、そのようなパスティルの製造方法にも関する。
【００３３】
他の例としては、オランダ、ワディンクスフェーンのＧＭＦゴーダ（ＧＭＦ Ｇｏｕｄａ）というメーカーのディスクパスティレータすなわちペレット化ディスクを使用して、前記固体インク組成の溶融状態のものをパスティル化、すなわちパスティルを製造することができる。同様に、同社のジェットプリラーをプリルタワープロセスに使用して、前記の固体インク組成の溶融状態のものからプリルを製造することもできる。
【００３４】
前記のパスティル化工程は、溶融された凝固可能な液体製品が小さな普通の粒子またはパスティルに凝固されるプロセスである。パスティル化プロセスでは、溶融された凝固可能な製品が、例えばＧＭＦゴーダのディスクパスティレータの固定式投与ヘッドを介して、制御された大きさの液滴またはパスティルとして断続的に回転するディスク上に投与される。そのような制御されたサイズの液滴はディスクに衝突すると同時に凝固し始める。投与、凝固、およびパスティル化のプロセスは、１回転未満で完了する。この結果得られるのが、容易に輸送可能な粒子、すなわち、形状および品質が概ね均一なパスティルである。
【００３５】
図６から７に図示のとおり、本開示にしたがった固体インクのパスティルまたはプリルの形状または形態は粒子状である。すなわち、その多数のパスティルまたはプリル粒子９１が、処理および取り扱い上、より大きなバルク量９２（図２も参照のこと）を形成している。そのようにして形成された各パスティルまたは顆粒９１は、前記のとおり粒子径Ｄｐが最大でも２ｍｍで、比較的小さな表面積Ａｐであってその７５％が概ね球状であるなど、粒子組成のバルク流量を増大させるための有利な特別な固体形状を有する。したがって、そして同様の理由から、小さな表面積Ａｐの最大でも２５％しか概ね平坦ではない、または平坦ではないはずである。パスティル粒子サイズが望ましくは２ｍｍ以下の場合、１０ｇｍ／分から１５ｇｍ／分の溶融速度が８５ワットの電力で達成可能であることが分かっている。１つの実施例では、１パスティル当たりの溶融速度が最大で３秒毎パスティルであり、全体ではパスティルの重量にして少なくとも１０ｇｍ／分に達することが分かっている。
【００３６】
他の実施例では、固体相変化インクの粒子組成が、サブ粒状サイズのパスティルであって、少なくとも（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）任意の可塑剤と、（ｄ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｅ）任意の耐光性付与剤と、（ｆ）任意の酸化防止剤とからなるサブ粒状サイズのパスティルを含み、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであり、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する。
【００３７】
本開示の他の態様によれば、固体相変化インク９２の粒子組成は、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含み、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で１ｍｍ未満の直径を有する微粒砂、細粒砂、中粒砂、粗粒砂のいずれかの大きさである。
【００３８】
本態様によれば、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、例えば、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で０．０６２５から０．１２５ｍｍの範囲内の直径を有する微粒砂の大きさである。したがって、また、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、例えば、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で０．１２５から０．２５０ｍｍの範囲内の直径を有する細粒砂の大きさである。さらに、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、例えば、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で０．２５０から０．５００ｍｍの範囲内の直径を有する中粒砂の大きさである。最後に、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、例えば、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で０．５００から１．０００ｍｍの範囲内の直径を有する粗粒砂の大きさである。
【００３９】
いずれの場合も、固体相変化インクの粒子組成は、さらに、（ａ）塩とオキシアルキレン化合物から成る混合物であって、その融点が摂氏約６０度乃至摂氏約１２０度である混合物と、（ｂ）耐光性成分と、（ｃ）耐光性酸化防止剤とを含むことができる。直径が１ｍｍ以下であるペレットにより、５０ＰＰＭ以上の高速プリンタに必要な大流量を達成すべく、非常にすばやく融解することのできる最小限の表面積が得られる。
【００４０】
装置の処理速度が５０ＰＰＭのとき４０％の印刷シート画線比率を維持するためには、約１０ｇｍ／分の融解速度でろう状の粒子パスティルを融解すれば十分であることが分かった。また、本開示にしたがった特定のサイズのパスティル９１により、融解に要する電力が最小限にとどめられることも分かっており、さらに、折りたたみフィン式ＰＴＣヒーターなどの熱伝達セルの小さいヒーターの使用も可能になる。
【００４１】
以上のように、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成が提供されており、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであり、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する。
【００４２】
特許請求の範囲は、当初提出されたものおよびその後補正されたものも、現時点では予見できないまたは認められていないものも含め、変異物、代替物、変形物、改良物、均等物、および本明細書中に開示された実施例および教示の概ね均等物を含むものとし、それらは出願人／特許権者、およびその他から発生する可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本開示の固体インクパスティルを使用するための例示的な高速相変化インク画像生成装置の垂直概略図である。
【図２】本開示の固体インクパスティルを保持および供給するための容器の分解斜視図である。
【図３】低速相変化インク画像形成装置用の先行技術に係る固体インク形状を示す図である。
【図４】低速相変化インク画像形成装置用の先行技術に係る固体インク形状を示す図である。
【図５】低速相変化インク画像形成装置用の先行技術に係る固体インク形状を示す図である。
【図６】本開示の固体インクパスティルの異なる倍率による説明図である。
【図７】本開示の固体インクパスティルの異なる倍率による説明図である。
【図８】ウェントワース−アッデンの粒度区分を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ プリンタ、２０ 相変化インク供給サブシステム、３０ プリントヘッドシステム、４０ 被印刷体供給ハンドリングシステム、５０ 被印刷体ハンドリング処理システム、６０ 溶融デバイス、７０ 原紙フィーダ、８０ コントローラ、９０ 固体インク容器、９２ 固体インクパスティル。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、「静電気除去固体インク容器（STATIC ELIMINATING SOLID INK CONTAINER）」という名称の米国特許出願人整理番号Ａ２５３７Ｑ−ＵＳ−ＮＰに関連する。
【０００２】
本発明は固体インク形状に関し、より詳細には、高速固体インクジェットプリンタ用固体インクパスティルに関する。
【背景技術】
【０００３】
一般的に、相変化インク画像生成装置またはプリンタにおいては、常温で固相として存在し、装置またはプリンタの高い作動温度において溶融または融解された（そして液滴またはジェットとして吐出可能な）液相として存在する相変化インクが使用される。そのような高温の作動温度において、溶融または融解された液体の相変化インクの液滴またはジェットは、プリンタのプリントヘッド装置から印刷媒体上へと吐出される。係る吐出は、最終的な受像被印刷体に直接行うことも、画像形成部材に間接的に行った後に最終的な受像媒体に転写することもできる。いずれの場合も、インク液滴が印刷媒体の表面に接触すると素早く固化し、固化したインク液滴による所定のパターン状の画像を形成する。
【０００４】
そのような相変化インク画像生成装置またはプリンタの例、およびそれらによる受像シートへの画像生成工程の例が、１９９４年１２月１３日にティッテリントン他（Ｔｉｔｔｅｒｉｎｇｔｏｎ ｅｔ ａｌ．）により発行された特許文献１に開示されている。当該特許文献１中に開示されているとおり、相変化インク印刷工程には、溶融した液体相変化インクを形成するために、固体状の相変化インクの温度を上昇させて溶かすことが含まれる。また、液体状の相変化インクを、インクジェットプリントヘッド等の装置を利用して画像形成面上にパターン状に塗布することも含まれる。この工程には、この後に画像形成面上の相変化インク液滴を固化することと、それらを受像被印刷体へ転写することと、相変化インクを被印刷体に定着させることとが含まれる。
【０００５】
当業者には周知のとおり、そのような装置で使用される相変化インクはろう状で、摂氏約１２０度未満で溶けるため、電子写真装置で使用される乾燥粉末トナーとは著しく異なる。そのような相変化インクの例が以下の参考文献に開示されている。２００１年１１月２０日に発行された「相変化インク組成」という名称の特許文献２には、相変化インクであって、（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）約１０，０００未満の数平均分子量を有し、摂氏約１２０度未満の融点または軟化点を有する分岐炭化水素と、（ｄ）任意の可塑剤と、（ｅ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｆ）任意の耐光性付与剤と、（ｇ）任意の酸化防止剤と、を含む相変化インクが開示されている。
【０００６】
２０００年８月１日に発行された「インク組成」という名称の特許文献３には、インク組成であって、（１）塩とオキシアルキレン化合物から成る混合物であって、その融点が摂氏約６０度乃至摂氏約１２０度である導電性混合物と、（２）融点が摂氏約８０度乃至摂氏約１００度であるインク賦形剤化合物と、（３）粘度調整アミド化合物と、（４）耐光性成分と、（５）耐光性酸化防止剤と、（６）着色剤とを含むインク組成が開示されている。
【０００７】
通常、そのような固体インクまたは相変化インクの固体形状は、例えば特許文献４に開示され、図４に、その背面が螺旋４４２の巻きに係合された弾丸状または円筒状のペレット４２４として示されるとおり、「スティック状」、「ブロック状」、「バー状」、または「ペレット状」である。特許文献５では、固体インクは円筒形ブロックとして示されており、特許文献６では、六角形のバーとして示されており、特許文献７では、図３に示すとおり、長さＬ１が１６．７ｍｍ、幅Ｌ２が約１３ｍｍ、高さＨ１が約１５．６ｍｍの、段差のある構造を有するテーパー付きブロック３００として示されている。そのような固体形状はまた、２００２年２月１９日に発行された特許文献８などのデザイン特許に開示されている。そのようなブロック状の「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」は使用に際して、装置フレームの路に沿って加熱融解装置に供給されることにより、融解または相変化して、前述のごとく印刷に供されるために直接プリントヘッドリザーバに供給される。
【０００８】
さらに、図５に図示のとおり、特許文献４では、固体インクが、ウェントワース−アッデン（Ｗｅｎｔｗｏｒｔｈ−Ｕｄｄｅｎ）の粒度区分で２ｍｍから４ｍｍの粒径を有する粒状または顆粒として供給および処理できることが単に示唆されている。当該特許文献に示されるとおり、概ね円筒形のハウジング５３２が、モータ５４８に回転されるオーガー５４２を受ける。円筒形のハウジング５３２とオーガー５４２の表面との間の隙間が、粒状の固体インク５２４で充填されている。オーガー５４２が回転すると、粒状のインク５２４が排出位置５３６に接近し、排出口５３８を通ってトラフ５４０内へと落下する。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，３７２，８５２号明細書
【特許文献２】米国特許第６，３１９，３１０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，０９６，１２５号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６３６，８０３号公報
【特許文献５】米国特許第４，７３９，３３９号公報
【特許文献６】米国特許第５，０３８，１５７号公報
【特許文献７】米国特許第６，０５３，６０８号公報
【特許文献８】米国意匠特許第Ｄ４５３，７８７号公報
【特許文献９】米国特許第５，３７８，１３２号公報
【特許文献１０】米国特許第５，０１３，４９８号公報
【特許文献１１】米国特許第５，６３３，００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、相変化インクのそのような固体形状には、望ましくない静電帯電、目詰まり、ジャム、相対的に低い融解速度といった主な問題点が含まれる。その結果、従来の相変化インク画像生成装置またはプリンタ、とりわけカラー画像生成装置またはプリンタは、スループットが低く、一般的に３０枚／分（ＰＰＭ）未満の速度でプリントを生成し、通常毎分５０枚に近づくことも、ましてやそれを超えることなどできない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る固体インクパスティルは、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであるとともに、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する粒子組成である。
【００１２】
本発明に係る他の固体インクパスティルは、少なくとも（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）任意の可塑剤と、（ｄ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｅ）任意の耐光性付与剤と、（ｆ）任意の酸化防止剤とからなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであるとともに、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する粒子組成である。
【００１３】
本発明に係る他の固体インクパスティルは、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤から成るサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で１ｍｍ未満の直径を有する微粒砂、細粒砂、中粒砂、粗粒砂のいずれかの大きさである粒子組成である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の開示においては、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティル（Pastille）を含む固体相変化インクの粒子組成が提供されており、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであり、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に図１を参照して説明する。当該図には、本開示に係る高速相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０などの画像生成装置が図示されている。図示されているように、装置１０は、以下に記載するとおり、そのオペレーティングサブシステムおよびコンポーネントが直接または間接的に搭載されたフレーム１１を含む。まず、この高速相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は、ドラム型として図示された画像形成部材１２を含むが、同様に、支持されたエンドレスベルト型であってもよい。画像形成部材１２は方向１６に可動な画像形成面１４を有し、この画像形成面１４上に相変化インク画像が形成される。
【００１６】
高速相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は更に、本開示に従って特に粒状またはパスティル状である、少なくとも１つの固形の相変化インクの少なくとも１つの供給源２２を有する相変化インク供給サブシステム２０を含む。この相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は多色画像生成装置であるため、インク供給システム２０は、相変化インクの４つの異なる色ＣＹＭＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）を示す４つの供給源２２、２４、２６、２８（以下に詳細に記載する）を含む。相変化インク供給システムはまた、相変化インクの固体パスティルを液体に融解または相変化させるための融解制御装置（図示せず）を含む。相変化インク供給システムは、その後液体状のインクを、少なくとも１つのプリントヘッドアッセンブリ３２を有するプリントヘッドシステム３０に供給するのに適している。相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は高速、または大量処理多色画像生成装置であるため、プリントヘッドシステム３０は、図示のとおり、多色インクプリントヘッドアッセンブリおよび複数の（例えば４つの）別個のプリントヘッドアッセンブリ３２、３４、３６、および３８を含む。
【００１７】
さらに示すとおり、相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は、被印刷体供給ハンドリングシステム４０を含む。被印刷体供給ハンドリングシステム４０は例えば、被印刷体供給源４２、４４、４６、４８を含み、このうち例えば供給源４８が、例えばカットシート状の受像被印刷体を格納および供給するための大容量給紙装置またはフィーダであってもよい。いずれにせよ、被印刷体供給ハンドリングシステム４０は、被印刷体予熱器５２、被印刷体および画像ヒータ、任意の溶融デバイス６０を有する被印刷体ハンドリング処理システム５０を含む。相変化インク画像生成装置またはプリンタ１０は、図示のとおり、文書保持トレイ７２を有する原紙フィーダ７０と、文書シート供給および回収装置７４と、文書露光走査システム７６と、を含むことができる。
【００１８】
装置またはプリンタ１０の各種サブシステム、コンポーネント、および機能の操作と制御は、コントローラまたは電子サブシステム（ＥＳＳ）８０の支援のもと実行される。ＥＳＳまたはコントローラ８０は例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）８２、電子記憶装置８３、およびディスプレイまたはユーザーインターフェース（ＵＩ）８４を有する内蔵型の専用小型コンピュータである。ＥＳＳまたはコントローラ８０は例えば、センサ入力および制御手段８５とともにピクセル配置制御手段８６を含む。さらにＣＰＵ８２は、走査システム７６、もしくはオンラインまたはワークステーション接続８７などの画像入力源とプリントヘッドアッセンブリ３２、３４、３６、３８との間の画像データフローを読み取り、取り込み、準備、および管理する。そのように、ＥＳＳまたはコントローラ８０は、全ての他の装置サブシステムおよび機能を動作および制御するためのメインマルチタスクプロセッサである。
【００１９】
作動中、生成される画像の画像データは、走査システム７６から、もしくはオンラインまたはワークステーション接続８７を介してコントローラ８０に送られ、処理された後プリントヘッドアッセンブリ３２、３４、３６、３８から出力される。さらに、コントローラは、例えばユーザーインターフェース８６を介したオペレータ入力から、関連するサブシステムおよびコンポーネントの制御を判定および／または受理し、それに従って制御を実行する。その結果、適切な色の固体相変化インクが融解され、プリントヘッドアッセンブリへと供給される。さらに、ピクセル配置制御が画像形成面１４に対して実行され、それにより所望の画像がそのような画像データに従って形成され、受像被印刷体が供給源４２、４４、４６、４８のいずれか１つから供給されて表面１４上の画像形成とタイミングを合わせて手段５０に処理される。最終的に画像は、表面１４から受像被印刷体へと転写ニップ８８内で転写され、溶融デバイス６０で引き続き溶融される。
【００２０】
次に図１および図２を参照して、固体インクパスティルの４つの供給源２２、２４、２６、２８を含むインク供給システム２０のいくつかの詳細が本開示に従って図示されている。前記で指摘したとおり、供給源２２、２４、２６および２８は、相変化インクの４つの異なる色ＣＹＭＫ（シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック）を示す。図２に図示されるとおり、各供給源２２、２４、２６および２８は、大量のろう状インクパスティル９２を本開示に従って供給するために収容し保存する固体インク容器９０を含む（以下に詳細を記す）。
【００２１】
図示のとおり、固体インク容器９０は概ね円筒形であり、その第１端９６には開口部９４を有する。望ましくは、固体インク容器９０は、開口部９４に近接した開放端１００を有する第１の概ね円筒形の部分９８と、開放端１００の反対側に閉端１０２とを含む。固体インクパスティル９２を第１の概ね円筒形の部分９８から押し出すため、固体インク容器９０は望ましくは、円筒形の部分９８の内周１０６にらせん状のリブ１０４を含む。装置１０内の固体インク容器９０の対応する回転により、らせん状リブ１０４は右巻きまたは左巻きのいずれの配向を有してもよい。
【００２２】
固体インク容器９０はまた、第１の円筒形の部分９８の開放端１００から延伸する第２の円筒形または環状の部分１１０を含む。図示のとおり、第２の円筒形または環状の部分１１０は内部部材１１４を含み、この内部部材１１４はインサートであってもよいとともに、軸または中心線１２２に向かってその内側に延伸する径方向突出部１１２を有する。径方向突出部１１２はそれぞれ、容器９０の回転方向１２０に湾曲する運搬面１１６を有する。それにより径方向突出部１１２は、運搬面１１６に沿ってポケット１２４を形成し、このポケット１２４は、固体インクパスティル９２が第１の円筒形の部分９８の開放端１００から移動させられたときに大量の固体インクパスティル９２で充填されるとともに、そのような大量のパスティル９２を容器９０から供給するために内部部材１１４の内周に沿って運搬する。
【００２３】
さらに図示のとおり、固体インク容器９０は、第２の円筒形または環状の部分１１０の第２端１３０から延伸する板状の端部１２６を含む。板状の端部１２６は、容器９０の第１端９６を含むとともに容器９０の開口部９４を含む。板状の端部１２６はまた、端部１２６のディスク領域１３４から内側に延伸する内部ハブ１３２を含む。穿刺可能なシール１３６が内部ハブ１３２のへり１３９の内面１３８に接触して位置することが望ましい。シール１３６は、装置１０に固体インク容器９０を取り付けたり取り外す際に固体インクパスティル９２を収容する役割を果たす。
【００２４】
容器９０を装置１０内に取り付ける際に、穿刺可能なシール１３６に加えて密封手段を設けるために二次的シール１４０が設けられており、この二次的シール１４０は、穿刺可能なシール１３６に平行に、且つ外側に離間して内部ハブ１３２内に設けられている。当然のことながら、内部ハブ１３２は、容器９０とは別体の構成部品であっても容器９０と一体であってもよい。二次的シール１４０は、インク供給源装置２９内への取り付けの際に、オーガー管１４４上に摺動可能に嵌合してオーガー管１４４を密封する中央開口部１４２を含む。
【００２５】
次に図面６から８を参照して、関連部分を本願に引用して援用する共有の特許文献３に開示されているとおり、固体または相変化インクパスティル９２は例えば、（１）塩とオキシアルキレン化合物から成る混合物であって、その融点が摂氏約６０度乃至摂氏約１２０度である導電性化合物と、（２）融点が摂氏約８０度乃至摂氏約１００度であるインク賦形剤化合物と、（３）粘度調整アミド化合物と、（４）耐光性成分と、（５）耐光性酸化防止剤と、（６）着色剤と、を含む。
【００２６】
または、その関連部分を本願に引用して援用する共有の特許文献２にさらに開示されるとおり、固体または相変化インクパスティル９２は例えば、（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）約１０，０００未満の数平均分子量を有し、摂氏約１２０度未満の融点または軟化点を有する分岐炭化水素と、（ｄ）任意の可塑剤と、（ｅ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｆ）任意の耐光性付与剤と、（ｇ）任意の酸化防止剤とを含むことができる。
【００２７】
次に、図３から５を参照して、前記に開示したとおり、通常、そのような固体インクまたは相変化インクの固体形状は、例えば特許文献４に開示され、図４に、その背面が螺旋４４２の巻きに係合された弾丸状または円筒状のペレット４２４として図示されるとおり、「スティック状」、「ブロック状」、「バー状」、または「ペレット状」である。特許文献５では、固体インクは円筒形ブロックとして示されており、特許文献６では、六角形のバーとして示されており、米国特許第６，０５３，６０８号では、図３に示すとおり、長さＬ１が１６．７ｍｍ、幅Ｌ２が約１３ｍｍ、高さＨ１が約１５．６ｍｍの、段差のある構造を有するテーパー付きブロック３００として示されている。そのような固体形状はまた、２００２年２月１９日に発行された特許文献８などのデザイン特許に開示されている。そのようなブロック状の「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」は使用に際して、装置フレームの路に沿って加熱融解装置に供給されることにより、「スティック」、「ブロック」、「バー」、または「ペレット」は、融解または相変化して、前述のごとく印刷に供されるために直接プリントヘッドリザーバに供給される。
【００２８】
さらに、図５に図示のとおり、特許文献４では、固体インクが、粒状または顆粒として供給および処理できることが単に示唆されている。当該特許文献に示されるとおり、概ね円筒形のハウジング５３２が、モータ５４８に回転されるオーガー５４２を受ける。円筒形のハウジング５３２とオーガー５４２の表面との間の隙間が、粒状の固体インク５２４で充填されている。オーガー５４２が回転すると、粒状のインク５２４が排出位置５３６に接近し、排出口５３８を通ってトラフ５４０内へと落下する。しかしながら、相変化インクのそのような固体形状には、望ましくない静電帯電、目詰まり、ジャム、相対的に低い融解速度といった主な問題点が含まれる。
【００２９】
そのような従来の固体インクの形状とは対照的に、本開示に従った固体インクの粒子組成は、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤を含むサブ粒状サイズのパスティルから成る固体相変化インクの粒子組成であり、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであり、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する。前記に開示され本願に引用して援用するとおり、本開示にしたがった固体相変化インクの粒子組成はさらに、（ａ）塩とオキシアルキレン化合物から成る混合物であって、その融点が摂氏約６０度乃至摂氏約１２０度である混合物と、（ｂ）耐光性成分と、（ｃ）耐光性酸化防止剤と、を含むことができる。
【００３０】
そのような粒子サイズは、例えば、噴霧スプレープロセス、パスティレーションプロセス、またはプリルタワープロセスなどを使用して固体インクを粒子状に変化させることにより得られる。パスティル化装置およびプロセスが１９９５年１月３日に発行された、「流動性を有する材料からパスティルを製造する装置」という名称の特許文献９に開示されており、流動性を有する材料から顆粒またはタブレットを製造する装置において、内歯を有する回転可能な中空シリンダと、内歯と係合する外歯を有するプレスシリンダとの間のプレススロットに材料が供給されることが開示されている。穴は、中空シリンダの内歯の歯底からその外側まで延伸している。中空シリンダがプレスシリンダと係合する際に材料はこれらの穴から押し出され、冷却面にタブレットまたは顆粒として置かれる。冷却面から離間した中空シリンダの外周の少なくとも一部は、加熱シェルにより取り囲まれている。加熱シェルの外側で、且つ加熱シェルから離れた位置にもう１つのシェルが配置されており、加熱シェルと他方のシェルの間に排ガスシャフトが、堆積物の冷却に伴い発生するガスを抜き取るための吸引ノズルと連通するように形成されている。
【００３１】
１９９１年５月７日に発行された、「パスティルの製造方法および製造装置」という名称の特許文献１０には、少量の粘性物質を小さな開口部からその下に配置された移動コンベヤー表面上へと通過させることによりパスティルを形成することが開示されている。粘性物質は、物質が開口部から突出した後、ただし物質が十分な大きさになって自力で落下する前にコンベヤー表面と接触する。むしろ、コンベヤー表面が物質を開口部から強く引き出すため、物質が自力で解放、落下するに任せた場合と比べて小さいサイズのパスティルが形成される。
【００３２】
１９９７年５月２７日に発行された、「ジメチコンパスティル」という名称の特許文献１１には、ポリジメチルシロキサン（ジメチコン、シメチコン）を含有する、ゴム類、アルギン酸塩、カラギーン、澱粉、ペクチン、およびゼラチンを含むグループから選択された、完全または部分的に水溶性の天然または／および合成ポリマーから製造される種類のパスティルについて開示されている。当該発明は、そのようなパスティルの製造方法にも関する。
【００３３】
他の例としては、オランダ、ワディンクスフェーンのＧＭＦゴーダ（ＧＭＦ Ｇｏｕｄａ）というメーカーのディスクパスティレータすなわちペレット化ディスクを使用して、前記固体インク組成の溶融状態のものをパスティル化、すなわちパスティルを製造することができる。同様に、同社のジェットプリラーをプリルタワープロセスに使用して、前記の固体インク組成の溶融状態のものからプリルを製造することもできる。
【００３４】
前記のパスティル化工程は、溶融された凝固可能な液体製品が小さな普通の粒子またはパスティルに凝固されるプロセスである。パスティル化プロセスでは、溶融された凝固可能な製品が、例えばＧＭＦゴーダのディスクパスティレータの固定式投与ヘッドを介して、制御された大きさの液滴またはパスティルとして断続的に回転するディスク上に投与される。そのような制御されたサイズの液滴はディスクに衝突すると同時に凝固し始める。投与、凝固、およびパスティル化のプロセスは、１回転未満で完了する。この結果得られるのが、容易に輸送可能な粒子、すなわち、形状および品質が概ね均一なパスティルである。
【００３５】
図６から７に図示のとおり、本開示にしたがった固体インクのパスティルまたはプリルの形状または形態は粒子状である。すなわち、その多数のパスティルまたはプリル粒子９１が、処理および取り扱い上、より大きなバルク量９２（図２も参照のこと）を形成している。そのようにして形成された各パスティルまたは顆粒９１は、前記のとおり粒子径Ｄｐが最大でも２ｍｍで、比較的小さな表面積Ａｐであってその７５％が概ね球状であるなど、粒子組成のバルク流量を増大させるための有利な特別な固体形状を有する。したがって、そして同様の理由から、小さな表面積Ａｐの最大でも２５％しか概ね平坦ではない、または平坦ではないはずである。パスティル粒子サイズが望ましくは２ｍｍ以下の場合、１０ｇｍ／分から１５ｇｍ／分の溶融速度が８５ワットの電力で達成可能であることが分かっている。１つの実施例では、１パスティル当たりの溶融速度が最大で３秒毎パスティルであり、全体ではパスティルの重量にして少なくとも１０ｇｍ／分に達することが分かっている。
【００３６】
他の実施例では、固体相変化インクの粒子組成が、サブ粒状サイズのパスティルであって、少なくとも（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）任意の可塑剤と、（ｄ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｅ）任意の耐光性付与剤と、（ｆ）任意の酸化防止剤とからなるサブ粒状サイズのパスティルを含み、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであり、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する。
【００３７】
本開示の他の態様によれば、固体相変化インク９２の粒子組成は、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含み、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で１ｍｍ未満の直径を有する微粒砂、細粒砂、中粒砂、粗粒砂のいずれかの大きさである。
【００３８】
本態様によれば、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、例えば、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で０．０６２５から０．１２５ｍｍの範囲内の直径を有する微粒砂の大きさである。したがって、また、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、例えば、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で０．１２５から０．２５０ｍｍの範囲内の直径を有する細粒砂の大きさである。さらに、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、例えば、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で０．２５０から０．５００ｍｍの範囲内の直径を有する中粒砂の大きさである。最後に、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、例えば、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で０．５００から１．０００ｍｍの範囲内の直径を有する粗粒砂の大きさである。
【００３９】
いずれの場合も、固体相変化インクの粒子組成は、さらに、（ａ）塩とオキシアルキレン化合物から成る混合物であって、その融点が摂氏約６０度乃至摂氏約１２０度である混合物と、（ｂ）耐光性成分と、（ｃ）耐光性酸化防止剤とを含むことができる。直径が１ｍｍ以下であるペレットにより、５０ＰＰＭ以上の高速プリンタに必要な大流量を達成すべく、非常にすばやく融解することのできる最小限の表面積が得られる。
【００４０】
装置の処理速度が５０ＰＰＭのとき４０％の印刷シート画線比率を維持するためには、約１０ｇｍ／分の融解速度でろう状の粒子パスティルを融解すれば十分であることが分かった。また、本開示にしたがった特定のサイズのパスティル９１により、融解に要する電力が最小限にとどめられることも分かっており、さらに、折りたたみフィン式ＰＴＣヒーターなどの熱伝達セルの小さいヒーターの使用も可能になる。
【００４１】
以上のように、少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成が提供されており、粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであり、固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する。
【００４２】
特許請求の範囲は、当初提出されたものおよびその後補正されたものも、現時点では予見できないまたは認められていないものも含め、変異物、代替物、変形物、改良物、均等物、および本明細書中に開示された実施例および教示の概ね均等物を含むものとし、それらは出願人／特許権者、およびその他から発生する可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本開示の固体インクパスティルを使用するための例示的な高速相変化インク画像生成装置の垂直概略図である。
【図２】本開示の固体インクパスティルを保持および供給するための容器の分解斜視図である。
【図３】低速相変化インク画像形成装置用の先行技術に係る固体インク形状を示す図である。
【図４】低速相変化インク画像形成装置用の先行技術に係る固体インク形状を示す図である。
【図５】低速相変化インク画像形成装置用の先行技術に係る固体インク形状を示す図である。
【図６】本開示の固体インクパスティルの異なる倍率による説明図である。
【図７】本開示の固体インクパスティルの異なる倍率による説明図である。
【図８】ウェントワース−アッデンの粒度区分を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０ プリンタ、２０ 相変化インク供給サブシステム、３０ プリントヘッドシステム、４０ 被印刷体供給ハンドリングシステム、５０ 被印刷体ハンドリング処理システム、６０ 溶融デバイス、７０ 原紙フィーダ、８０ コントローラ、９０ 固体インク容器、９２ 固体インクパスティル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであるとともに、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する粒子組成の固体インクパスティル。
【請求項２】
少なくとも（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）任意の可塑剤と、（ｄ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｅ）任意の耐光性付与剤と、（ｆ）任意の酸化防止剤とからなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであるとともに、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する粒子組成の固体インクパスティル。
【請求項３】
少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤から成るサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で１ｍｍ未満の直径を有する微粒砂、細粒砂、中粒砂、粗粒砂のいずれかの大きさである粒子組成の固体インクパスティル。
【請求項１】
少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤からなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであるとともに、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する粒子組成の固体インクパスティル。
【請求項２】
少なくとも（ａ）融点が摂氏約１２０度未満であり、且つ、音響損失値が約１００ｄＢ／ｍｍ未満であるカルバミン酸またはチオ尿素と、（ｂ）着色剤と、（ｃ）任意の可塑剤と、（ｄ）融点が摂氏約９０度未満であり、且つ、音響損失値が１００ｄＢ／ｍｍ未満である任意のアルコールと、（ｅ）任意の耐光性付与剤と、（ｆ）任意の酸化防止剤とからなるサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは最大でも極粗粒砂の大きさであるとともに、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で最大でも２ｍｍの直径を有する粒子組成の固体インクパスティル。
【請求項３】
少なくとも塩、インク賦形剤化合物、粘度調整アミド化合物および着色剤から成るサブ粒状サイズのパスティルを含む固体相変化インクの粒子組成であって、前記粒子組成の各サブ粒状サイズのパスティルは、前記固体相変化インクの融点におけるその融解速度を増大させるため、ウェントワース−アッデンの粒度区分上で１ｍｍ未満の直径を有する微粒砂、細粒砂、中粒砂、粗粒砂のいずれかの大きさである粒子組成の固体インクパスティル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図８】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−２８３０２０（Ｐ２００６−２８３０２０Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８７０２６（Ｐ２００６−８７０２６）
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１９日（２００６．１０．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２８日（２００６．３．２８）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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