專利名稱：外部加熱輥清潔的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本披露總體上涉及復印/印刷機，并且更具體而言，涉及清潔外部加熱輥的殘余墨粉以及清潔和更新色粉圖像生產機器中的定影組件的外部表面的系統。
背景技術：
在典型的電子照相印刷過程中，將感光器或光導元件充電到相同電位，使其表面具有感光性。該光導元件的帶電部分暴露在被復制的原始文件的光圖像下。帶電光導元件曝光在輻照范圍內選擇性地泄放其上的電荷。該過程將對應于包含在原始文件內的信息區域而將靜電潛像記錄在光導元件上。在光導元件上記錄該靜電潛像后，通過將顯影劑與該潛像接觸來顯影該潛像。通常，該顯影劑包括通過摩擦帶電而附著在載體顆粒上的墨粉粉末微粒。從該載體顆粒吸引到該潛像的墨粉微粒在該光導元件上形成墨粉粉末圖像。然后， 該墨粉粉末圖像從該光導元件轉印到復印紙上。加熱墨粉微粒永久地將粉末圖像貼附在該復印紙上。在每個轉印過程后，該光感導體上剩余墨粉通過清潔裝置清潔。為了永久固定或者通過加熱將該墨粉材料熔化在諸如空白紙之類的基板或者支承件上，將墨粉材料的溫度提高到使該墨粉材料的成分聚合且變得膠粘的溫度點處是非常必要的。這種作用使得該墨粉在一定程度上流向纖維上和/或者支承件的孔隙中或者至其表面上。其后，當該墨粉材料冷卻，墨粉材料凝固的發生使得該墨粉材料穩固的粘結在支承件上。許多當前的定影系統包括自動清潔定影輥和/或提供該定影輥潤滑劑和脫模劑的系統。例如，該定影輥表面可能通過卷筒(web)來清潔和/或潤滑，該卷筒在通常遠離由壓輥和定影輥形成的壓區位置處壓在定影輥表面上。已知系統的卷筒提供的網紋表面或者膠粘的或粘性的表面來移除該定影輥上附著的墨粉微粒。該卷筒也可能為該定影輥提供大量的潤滑劑或脫模劑。然而，卷筒清潔方法不能將污染物移除出粗糙表面的低凹處。該材料保持粘結在支承部件上導致表面功能的降低。根據上述原因，以及根據下述其他原因，其對在閱讀和理解現有說明的本技術領域人員來說是顯而易見的，在本領域中，需要有從表面清潔和移除粘結材料的系統、裝置和
/或方法。
發明內容
根據實施例方面，提供了在印刷系統保持清潔和有效的外部熱輥表面的裝置和方法。已披露的實施例用清潔輥接觸該外部熱輥，并設計成移除和移開污染產品，否則其會累積在外部熱輥粗糙表面上或外部熱輥粗糙表面里。該清潔輥與該加熱輥同時旋轉，使得清潔介質通過用與擦拭運動相對的挑揀行為清潔該輥。這提供了最大的清潔效果，不帶有在擦拭運動的常規方法中發生的非理想的刷毛的磨損和撕裂。
圖1圖解了根據實施例使用清潔輥清潔外部輥的靜電標識設備中的定影系統。圖2是根據實施例用于圖1中清潔輥系統控制清洗輥速度的單步進電機系統的示意圖。圖3是根據實施例的清潔輥的剖視圖。圖4是根據實施例的清潔輥的局部放大剖視圖。圖5是根據實施例的清潔輥和外部熱輥的視圖。圖6圖解了根據實施例使用具有輥的清潔盒來清潔定影輥的靜電標識設備中的定影系統。圖7圖解了根據實施例帶有清潔盒的固體噴墨印刷機。
具體實施例方式根據此處描述的各個方面，所描述的系統和方法便于使用清潔輥在靜電復印成像設備中清潔表面。該清潔輥系統包括軸和清潔媒介，該清潔媒介安裝在該軸周圍而形成圓筒。該軸安裝在裝置中，該裝置在密封軸承中捕獲(capture)該軸的末端并讓其與外部熱輥的運動同時發生旋轉。負載應用于安裝設備使得清潔輥和外部熱輥之間的垂直力足夠給該清潔輥提供牽引驅動。讓該清潔輥相對該熱輥自由滾動，從而使刷尖或者磨削針尖與該外部輥接觸。該披露的實施例方面涉及印刷系統中的接觸清潔輥清潔系統，其包括框架；可移動表面，其具有主要表面且在其上有碎屑；可旋轉清潔輥，其支承在框架上并被設置成與該主要表面滾動接觸，其中該可旋轉清潔輥有帶有嵌入式鋒利磨料以移除可移動表面上的碎屑的網紋外部表面；以及控制該可旋轉清潔輥相對于該可移動表面的旋轉速度的控制器。在另一方面該披露實施例是一個系統，其中該清潔輥的速度匹配于清潔中該可移動表面的該線性表面速度。在另一方面該披露實施例是一個系統，其中該可移動表面選自包含外部熱輥、定影帶、涂膠機(spreader)的組中。在另一方面該披露實施例是一個系統，其中該可旋轉清潔輥由具有表面能的材料構成，該材料能讓該碎屑從該主要表面移除及移開。在另一方面該披露實施例是一個系統，其中該可旋轉清潔輥包括由能承受可移動表面的操作溫度的金屬絲(wire)或其它硬纖維構成的刷子。在另一方面該披露實施例是一個系統，其中該鋒利磨料的材料選自氧化鋁，碳化鎢或氧化硅。在另一方面該披露實施例是一個系統，其中該移除材料通過印刷系統中的印刷介質來實行。該披露的實施例方面涉及印刷系統中清潔表面的方法，該方法包括移動具有主要表面且在其上有碎屑的可移動表面；旋轉支承在框架上并被設置成與該主要表面滾動接觸的可旋轉清潔輥，其中該可旋轉清潔輥有帶有嵌入式鋒利磨料以移除可移動表面上的碎屑的網紋外部表面；以及控制該可旋轉清潔輥相對于該可移動表面的旋轉速度。該披露的實施例方面涉及用于電子照相成像設備的定影系統，其包括在操作關系中的至少一外部熱輥，定影輥，壓輥，和可旋轉清潔輥，該可旋轉清潔輥有帶有嵌入式鋒利磨料能清潔該至少一外部熱輥的網紋外部表面，操作中該定影輥在第一位置接觸該壓輥， 操作中該定影輥在第二位置接觸該至少一外部熱輥，外部熱輥有兩個功能，即向該定影輥傳熱和從該定影輥表面上清潔碎屑或者污染物，所述外部熱輥有延伸貫穿其長度的預設的表面粗糙度，且有和該定影輥基本相同的長度，并能基本上接觸該定影輥的整個長度以及在清潔步驟中能有效移除該定影輥表面基本上任何部分上的碎屑。在另一方面該披露實施例是涉及從可移動表面上移除碎屑的清潔盒，其包括框架；和支承在框架上的設置成與該主要表面滾動接觸的可旋轉清潔輥，其中該可旋轉的清潔輥有帶有嵌入式鋒利磨料以移除可移動表面上的碎屑的網紋外部表面。術語“印刷介質” 一般指的是通常柔性的，有時卷曲的，物理紙，塑料，或其它合適的用于成像的物理印刷介質基板，不管其是預裁式(precut)還是卷筒式。此處應用的術語“圖像成型機”指的是數字復印機或印刷機，電圖印刷機，編書機， 傳真機，多功能機，或類似機器，并且能包括幾個標記引擎，和其它印刷介質處理單元，例如送紙裝置，修整機(finishers)，以及類似裝置。術語“電子照相印刷機”預期包含圖像復制機，電子照相印刷機和在電子照相接收器元件上使用干墨粉顯影的復印機。圖1圖解的定影系統1具有定影輥2，壓輥3和輸紙器4，該輸紙器4引導紙接收媒介5穿過輥2和3之間的壓區。定影輥2和壓輥3上的箭頭表示各輥的旋轉方向。操作中，脫模劑容器6顯示操作地聯系于儀表輥(meter roll)7和供體輥8。與定影輥2操作接觸的是兩個外部熱輥9 (X-輥)，該兩個X-輥9都與清潔輥76接觸。該清潔輥76安裝于在密封軸承中捕獲軸的末端的裝置中并能隨外部熱輥9的運動同時發生旋轉。該清潔輥76能以自主模式(freewheeling)或定向模式旋轉。在自主模式中，該清潔輥76以該可移動表面的速度依靠在可移動表面上，該可移動表面選自外部熱輥，定影輥，定影帶，或涂膠機。在定向模式中，該清潔輥76的旋轉速度通過機械裝置控制，例如電機或不依賴于可移動表面的計算機控制伺服系統，清除劑，EDTA(四鈉鹽形式)釋放到定影輥上。測定數量的EDTA傳輸到即存的X-輥9并從X-輥9轉移到定影輥2的表面。這防止了如富馬酸鋅和定影輥2的表面上形成的其它污染物的碎屑的形成。該富馬酸鋅(源自墨粉中的硬脂酸鋅)污染物導致印刷缺陷和過早形成粘臟。通過使用現有定影系統1的組件例如卷筒10 和X-輥9，在某些現有技術中使用的額外的清潔站不需要安裝在系統1中。由于在標識系統和電子照相系統中空間總是重要的考慮因素，因此避免清潔站的必要性非常重要。同時， 使用清潔輥76和X-輥9來防止定影輥2的污染避免了將定影輥移出以進行外部清潔的必要性。該清潔輥由軸和安裝在該軸周圍形成圓筒的清潔媒介構成。系統1的停機時間在時間上(time-wise)和金錢上都很重要。位于鄰近輥2，3和9的元件17是自動調溫器。圖2是根據實施例用于圖1中清潔輥系統控制清洗輥速度的單步進電機系統的示意圖。通過速度調節裝置206的清潔輥76的旋轉控制組件中清潔輥的旋轉速度，該速度調節裝置可能是軸，凸輪，引導槽或其它傳統裝置。通過控制該旋轉量，該清潔輥的旋轉速度是可變化的。該速度調節機制206旋轉以移動該清潔輥76和相對于下述構件的移動表面移動該清潔輥，這些構件例如外部熱輥，定影帶，涂膠機，沿運行方向旋轉的鼓，沿運行方向移動的平面，或者沿運行方向移動的感光帶，該清潔輥的旋轉方向通過輥10底部的箭頭表明，輥10相當于圖1中的輥9。負載應用于安裝設備使得該清潔輥76和該外部熱輥之間的垂直壓力足夠給該清潔輥提供牽引驅動。讓該清潔輥相對該熱輥自由滾動使得該刷尖或者磨削針尖與該外部輥接觸。使用步進電機202供給清潔輥76確定增量的旋轉。傳感器210 位于X-輥用以提供檢測移動表面操作周期的檢測系統。檢測操作周期的該檢測系統或者該傳感器可包括程式模組或者程序，該程式模組或者程序通過各種計時信號能確定機器或印刷機將要向上或向下循環的時間且更重要的是能確定清潔表面的速度將要改變的時間。 然后，這個信息被傳達到控制器，用以操作該速度調節裝置206。該傳感器的輸出輸入到控制器觀。控制器觀發送信號到步進電機202用以增大該清潔輥的速度，直至信號傳感器 210在操作周期中表明變化。當設置該清潔輥與外部輥以相同的線性表面速度旋轉時，其正在清洗χ-輥并能相對χ-輥自由旋轉，從而采用挑揀行為而不是擦拭/摩擦行為完成該清潔。該挑揀行為提供了最大的清潔作用，不帶有在擦拭運動的常規方法中發生的非理想的刷毛的磨損和撕裂。圖3是根據實施例的清潔輥的剖視圖。該清潔輥76由軸15和安裝在軸周圍形成圓筒的清潔媒介16構成。該軸安裝在裝置中，其在密封軸承中捕獲該軸的末端并讓其與外部熱輥的運動同時發生旋轉。該清潔媒介16由具有表面能的材料構成，該材料能讓該碎屑從該主要表面移除及移開，例如該X-輥9。該清潔媒介16可以是由能承受表面操作溫度的金屬絲或其它硬纖維構成的刷子。在優選的實施例中，清潔媒介16由帶有鋒利磨料的材料構成，該鋒利磨料選自氧化鋁，碳化鎢或氧化硅。被移除的碎屑的類型對選擇用于該清洗媒介16的材料有啟示。一般地，該清潔媒介應該比被移除的碎屑材料堅硬，同時比被清潔的表面柔軟。在印刷技術中碎屑材料的示例是墨粉和墨，它們都是無定形的軟。對于在清潔媒介16摩擦該清潔表面時所發生的粉碎行為和移除行為，脆性材料如墨粉是理想的。該無定形軟材料例如如圖7所描述的相變墨需要較軟的刷毛例如尼龍來從該表面移除和移開該碎屑。圖4是根據實施例的清潔輥的局部放大剖視圖。清潔輥76的表面位于圓柱體平面并包括多個凹陷或孔81，其通過接觸區域79分離。孔81基本上均勻形成在清潔輥76的表面。該凹陷或孔81在圓柱體平面上有開口。接觸區域79被磨料沖擊形成帶有可辨模式的粗糙表面。正如前面所述，合適磨料材料是氧化鋁，碳化鎢或氧化硅。必須強調的是，該磨料使清潔輥76具有移除穩固粘結在該支承部件上的墨粉材料的能力。該磨料移除該墨粉并從其嵌入位置處被移開。當移除的材料/墨粉在印刷系統中通過印刷介質來實施時， 微觀的碎屑粘在紙/介質上，并在進行印刷時被忽視。接觸區域79或單個刷毛的合適長度在十分之一英寸(0. 1")到一英寸(I")的范圍內，優選的高度為半英寸(0.5")。接觸區域79的直徑在千分之三英寸(0.003")到千分之十五英寸(0.015")的范圍內，優選的0.006"到0.009"的范圍內。作為該刷毛間距的該凹陷或孔81應該是接觸區域79的直徑的大約一倍到十倍(1. 05到10)。該間距和長度可選擇以滿足移除粒徑分布為50微米 (50 μ)到一千微米(ΙΟΟΟμ)的隨機污染物或碎屑的要求。圖5是根據實施例的清潔輥和外部熱輥的視圖。顯示清潔輥510和清潔外部輥 520。圖6圖解了根據實施例使用具有輥的清潔盒來清潔定影輥的靜電標識設備中的定影系統。該定影系統根據圖1上述說明。清潔輥76封裝在可替代清潔盒605中，如美國專利號No. 5，826，132所披露的。該清潔盒至少有框架，可旋轉清潔輥例如清潔輥76支承在框架上并且設置為與可移動表面如定影輥2滾動接觸。
圖7圖解了根據實施例帶有清潔盒的固體噴墨印刷機。圖7是相變墨圖像生產機器700或固體噴墨(Si)印刷機的簡化正視圖。如圖所示，固體噴墨印刷機700包括框架 11，該框架直接或間接的安裝所有操作子系統和組件，如下所述。開始，該固體噴墨印刷機 700包括成像元件12，以鼓的形式顯示，但同樣也可以以支承環形帶的形式存在。該成像元件有沿著方向16的可移動的成像表面14，且在其上形成相變墨圖像。可沿著方向170的旋轉的加熱刺輥(heater transfix roller) 19相對于鼓12的表面14裝載以形成刺壓區 (transfix nip) 18，其中形成在該表面14上的墨圖像刺在加熱的復印紙49上。在相變墨圖像生產機器700中，印刷過程開始于維護鼓/輥(未圖示)施加硅油的微觀層以促進墨從鼓12的釋放。供給系統的熔化的墨流進印刷頭32和34的墨容器中。一些墨凝固并存放在該鼓12的表面。如上圖6所示，帶有清潔輥76的清潔盒605常用來移除和移開鼓12 上的碎屑。由于該墨可能是無定形的軟，為此可以使用帶有軟刷毛例如尼龍的清潔輥76。 然后，帶走印刷紙或基板上已移除和移開的碎屑。該固體噴墨印刷機700包括相變墨裝載機20，其通過配置用于接收固體形式的相變墨，此處指固體墨或固體墨錠。該墨裝載機20也包括相變墨熔化構件(未顯示)，用于將固體形式的相變墨熔化或相變成液體形式的相變墨。室溫下，相變墨通常為固體。墨熔化構件通過配置用于加熱該相變墨至選定的、相變或者熔化該固體墨至其液態形式或熔化形式的熔化溫度。目前，常見的相變墨通常加熱到大約70攝氏度到160攝氏度來熔化固體墨以傳輸到該印刷頭。此后，該相變墨處理系統通過配置將該熔化的相變墨傳遞給包含一個或多個印刷頭的印刷頭系統，例如印刷頭32和34。可使用任何合適數量的印刷頭或印刷頭組件。進一步顯示，該相變墨圖像生產機器或SI印刷機700包括基板供應和處理系統 40。舉例說明，該基板供應和處理系統40可能包括紙或基板供應源42，44，46，48，例如，其中供應源48是高容量的供紙或進紙器，用于存儲和提供裁切紙49形式的圖像接收基板。該基板供應和處理系統40也包括基板或烘紙器(sheetheater)或預熱組件52。如圖所示該 SI印刷機700也可包括原始文檔進紙器70，該進紙器有文檔托盤72，文檔頁進紙和檢索固體墨印刷機74，和文檔曝光和掃描系統76。借助控制器或電子子系統(ESS) 80來執行機器或SI印刷機700的各個子系統、組件和功能的操作和控制，該電子子系統80類似于圖2中描述的控制器洲。例如，該ESS或控制器80可能為具有中央處理器單元(CPU)、電子存儲和顯示器或用戶界面(UI)的獨立的 (self-contained)專用微型計算機。例如，該ESS或控制器80包括傳感器輸入和控制，如果印刷操作需要，還包括像素位置和控制。此外，該控制器80讀取、捕捉、準備和管理圖像數據流，該圖像數據流在諸如掃描系統760、或在線或者工作站連接90之類的圖像輸入源以及印刷頭構件32，34，36，38之間。像這樣，該ESS或控制器80是操作和控制該機器子系統和功能的主要多任務處理器。如圖所示，固體噴墨印刷機700是多色成像固體噴墨印刷機，包括相變墨處理系統20，其配置為與多種不同顏色的固體墨使用，通常為青色22，品紅色M，黃色沈，和黑色 28 (CMYK)墨。然而，該固體噴墨印刷機700可配置為使用更多或更少的不同顏色或色度的墨。該熔化構件(未圖示)包括熱導墨熔化周長限制器M，由一個或多個垂直導向側壁形成，該側壁至少部分圍繞內部熔化區域，該內部熔化區域配置成使其中接收到的固體墨錠曝露的表面區域比使用平面加熱板通常可能暴露的遠遠更大。每種顏色的墨錠(22，24，沈和28)通過相對應的各自的一個輸送通道傳送。每塊墨錠(22，24，沈和28)包括電子可讀存儲設備21A-21D，也就是客戶可更換單元監控或 CRUM。通過該單個CRUM和耦合器88之間的電氣連接能從該CRUM讀取該電子數據和/或向CRUM寫入電子數據。該耦合器88連接在控制器80上用以向工作站和其他計算機提供數據交換。可以理解，上面描述的各種特征和功能，以及其它特征和功能，及其替代，可根據期望被結合為許多其它不同的系統或應用。同樣的，各種當前未預見或意料之外的替代、修改、變形或改進可在隨后由本領域的普通技術人員完成，它們也應被包含在下述權利要求中。可以認為，上述說明充分滿足本申請的目的，用以說明電子照相印刷機的一般操作。此外，當本發明以單彩印刷系統的實施例來描述時，并不意圖限制本發明于在這樣一個實施例中。相反，本發明的目的在于也用于多色印刷系統，或其他具有清潔刮板和墨粉的印刷系統。可以理解，上面描述的各種特征和功能，以及其它特征和功能，及其替代，可根據期望被結合為許多其它不同的系統或應用。同樣，各種當前未預見或意料之外的本發明的替代、修改、變形或改進可在隨后由本領域的普通技術人員完成，它們也應被包含在下述權利要求中。
8
權利要求
1.印刷系統中的接觸清潔輥清潔系統，所述清潔系統包括 框架；可移動表面，其具有主要表面且在其上有碎屑；以及可旋轉清潔輥，其支承在所述框架上并被設置成與所述主要表面滾動接觸，其中所述可旋轉清潔輥有帶有嵌入式鋒利磨料以移除所述可移動表面上的所述碎屑的網紋外部表
2.根據權利要求1所述清潔系統，其中所述清潔輥的速度匹配于清潔中的所述可移動表面的線性表面速度。
3.根據權利要求2所述清潔系統，其中所述可移動表面選自包含外部熱輥、定影輥、定影帶、涂膠機的組中。
4.根據權利要求3所述清潔系統，其中所述可旋轉清潔輥由具有表面能的材料構成， 所述材料能讓所述碎屑從所述主要表面移除及移開。
5.根據權利要求4所述清潔系統，其中所述可旋轉清潔輥包括由能承受可移動表面的操作溫度的金屬絲或其它硬纖維構成的刷子。
6.印刷系統中清潔表面的方法，所述方法包括移動具有主要表面且在其上有碎屑的可移動表面；以及旋轉支承在框架上并被設置成與所述主要表面滾動接觸的可旋轉清潔輥；其中所述可旋轉清潔輥有帶有嵌入式鋒利磨料以移除所述可移動表面上的所述碎屑的網紋外部表面。
7.根據權利要求6所述方法，其中所述清潔輥的速度匹配清潔中的所述可移動表面的線性表面速度。
8.根據權利要求6所述方法，其中所述鋒利磨料的材料選自氧化鋁、碳化鎢或氧化硅。
9.從可移動表面上移除碎屑的清潔盒，所述盒包括框架；以及支承在框架上并被設置成與所述可移動表面滾動接觸的可旋轉清潔輥；其中所述可旋轉清潔輥有帶有嵌入式鋒利磨料以移除可移動表面上的碎屑的網紋外部表面。
10.根據權利要求9所述清潔盒，其中所述移除材料通過所述印刷清潔盒中的印刷介質來實行。
全文摘要
根據實施例方面，本發明提供印刷系統中維持清潔和有效的外部熱輥表面的方法和裝置。該披露的實施例使用清潔輥接觸該外部熱輥設計移除和移開污染產品，否則其會累計在外部熱輥粗糙表面上或外部熱輥粗糙表面里。該清潔輥與該加熱輥同時旋轉，使得清潔介質用與擦拭運動相對的采摘行為清潔該輥。這提供了最大的清潔行為，帶有在擦拭運動的常規方法中發生的非理想的刷毛的磨損和撕裂。
文檔編號G03G15/20GK102445890SQ201110313979
公開日2012年5月9日 申請日期2011年10月8日 優先權日2010年10月8日
發明者布萊恩·J·麥克內米, 約翰·E·德里米格機 申請人:施樂公司