CN100584609C - 低摩擦、低纤维脱落的滚筒维护过滤器 - Google Patents

Abstract

一种用于将液体施加到成像装置中的支承表面上的系统，包括：施加表面，该施加表面将液体施加到支承表面上；以及过滤器，该过滤器相对于该施加表面定位成使得从支承表面上除去的液体通过该过滤器而送向施加表面。该过滤器包括低摩擦、低纤维脱落的可渗透层，该可渗透层与该施加表面接触。

Description

低摩擦、低纤维脱落的滚筒维护过滤器

技术领域

本发明通常涉及一种改进的过滤器，它用于成像系统中的滚筒维护单元。更具体地说，本发明涉及一种在胶版印刷成像系统中的回收系统和方法，它回收流体，并通过低摩擦、低纤维脱落的过滤器来过滤流体。

背景技术

已知具有中间转印表面的胶版喷墨印刷系统。已经公开了这样的系统，其中使用了中间转印滚筒和印刷头。在通过印刷头中的喷嘴而使得图像置于中间滚筒上之后，纸张的最终接收表面与中间转印滚筒接触。然后图像就转印到了该最终接收表面上。然后，在下一个图像形成于转印表面上之前，清洁介质与中间转印滚筒接触，以便使滚筒表面做好准备。

还公开了这样的胶版喷墨印刷系统，其中，液体中间转印表面施加在转印滚筒上。然后，印刷头中的喷嘴将墨滴喷射至液体中间转印表面上，以便在它上面形成油墨图像。然后，最终接收基片(诸如纸)与中间转印表面接触，且油墨图像转印至该最终接收基片上。在下一个图像形成于转印表面上之前，液体中间转印表面进行清洁和重新施加。

使用液体中间转印表面的喷墨印刷系统通常需要施加器来将所需量的液体施加在中间转印支承表面上。已有专利公开了一种施加器，它被装入在可更换的转印滚筒维护盒中。

现有技术还公开了一种可更换的液体施加系统，用于将液体中间转印表面施加到印刷机中的支承表面上。该液体施加系统装在可拆卸的盒中，并使用液体浸渍弓形表面，该液体浸渍弓形表面通过滚动接触而与支承表面接合。液体浸渍弓形表面装在盒中的可拆卸卡匣内。

在美国专利No.6068372中，该卡匣也包含回收组件，该回收组件延长了卡匣的使用寿命。回收组件从支承表面回收液体，通过使液体经过过滤器来过滤液体，并将该液体送回至该弓形表面，以便重新施加在支承表面上。不过，经过一段时间，过滤器可能被碎屑堵塞。一旦堵塞，系统将像没有过滤器一样工作。这使得碎屑能够到达辊子并引起问题。

还公开了另一种用于将液体中间转印表面施加到印刷机中的支承表面上的可更换液体施加系统。像美国专利No.6068372一样，该液体施加系统装在可拆卸盒中，并使用液体浸渍弓形表面，该液体浸渍弓形表面通过滚动接触而与支承表面接合。该系统也包括回收组件，该回收组件从支承表面回收液体、通过使得液体经过过滤器而过滤该液体，并将液体送回弓形表面，以便重新施加在支承表面上。该过滤器是聚酯毡，该转印辊是由聚氨酯泡沫体制成。

发明内容

当上述回收系统与它们的对应由聚氨酯制成的滚筒维护单元辊子一起使用时，上述回收系统能够很好地工作。由于辊的摩擦系数相对较低，因此与毡的直接接触而产生的摩擦并不认为是问题。而且，只有很少的毡纤维由于接触而脱落。

不过近来已经开发了新的滚筒维护辊子。这些辊具有比以前的由聚氨酯泡沫体制成的过滤器更高的摩擦系数。现有的毡制过滤器并不能合适用于这些辊，将产生过多脱落和摩擦的问题。这是因为现有技术的毡制过滤器由具有短纤维的材料形成，这些短纤维通过缠结而相互附着。当受到负载时，过滤器将通过解开该短纤维而释放纤维。

特别是，滚筒维护单元这样工作，即过滤和回收液体例如油，并使其返回至辊子。回收并清洁了的油通过接触压力而从过滤器传送至辊子上。该接触压力引起在辊子和过滤器之间的摩擦。对于不同的辊子材料，该摩擦有时将超过滚筒作用在辊子上的驱动力，从而阻止辊子的自由旋转。另外，由于该额外摩擦，过滤器纤维的脱落将变得过大，从而导致单元的预期寿命降低，这是因为过度松散的纤维将污染油或污染印刷机中的其它区域(特别是印刷头)，或者造成过滤器由于过度脱落而损坏。

本说明书涉及滚筒维护单元中的一种改进过滤器设计，该滚筒维护单元将液体施加到成像装置中的支承表面。该支承表面可以是中间转印滚筒的表面。该系统包括：施加表面，该施加表面将液体施加到该支承表面；以及过滤器，该过滤器相对于该施加表面定位成使得从支承表面除去的液体透过该过滤器而送向该施加表面。

在示例性实施例中，滚筒维护单元过滤器使得液体(例如油)与由滚筒维护单元收集的碎屑分离，并将清洁的油返回至辊子。通过接触压力而从过滤器传送该油。

在示例性实施例中，过滤器为多孔的、开放室(open-cell)的过滤材料。在示例性实施例中，过滤器由无纺织物形成，优选是聚酯毡。

根据这里所示出的方面，该过滤器包括可渗透的聚酯衬垫。

在各种示例性实施例中，衬垫通过粘接剂或涂覆而附加在基体过滤材料上。在优选实施例中，衬垫和过滤器形成为分离的层。压敏粘接剂点在过滤器上间隔开，且衬垫被压靠在过滤器上，以便将这两层接合在一起，从而形成可渗透油的复合过滤器。

在某些实施例中，衬垫由长纤维构成，这些长纤维相互接合以便形成连续的网。长纤维和热接合用于减少在负载下释放的材料量。

在各种示例性实施例中，辊子由吸收性材料形成。合适的辊子是编织的聚酯/尼龙混合材料。尽管该材料的摩擦系数比现有的聚氨酯泡沫体辊子更高，但是即使在过滤器与辊子直接接触的情况下，有衬垫的过滤器也使得辊子能够自由旋转。不过，有衬垫的过滤器也可与以前使用的聚氨酯泡沫体辊子(在美国专利No.6068372中所述)相容。

在示例性实施例中，该过滤器和衬垫的毛细作用特性驱动油通过过滤器而到达该施加表面，从而使得任何固体颗粒(例如墨或纸的粉尘)都截留在过滤器中。

在示例性实施例中，该施加表面和过滤器处于卡匣中，该卡匣能够拆卸和更换，以便增加成像装置的使用寿命。

在某些实施例中，该系统还包括用于将液体分配至支承表面上的配量刮板(metering blade)。在将液体分配至支承表面上的过程中，支承表面上的一些液体可能从支承表面上除去。在本发明的优选实施例中，该液体再透过该过滤器而送向施加表面，以便重新使用。

在该系统包括配量刮板的实施例中，该配量刮板可以但不必须处于卡匣中，该卡匣还包括一施加表面和一过滤器。该配量刮板可以通过长型的刮板安装托架而安装到该卡匣上或者安装到成像装置的其它部件上。

在其它一些实施例中，可以有邻近于该施加表面的物理屏障，该物理屏障将从支承表面上除去的液体引向过滤器。该物理屏障阻止从支承表面上除去的液体(例如通过配量刮板)在经过过滤器之前与施加表面接触。该物理屏障也可以提供对过滤器的结构支承。特别是，过滤器可以安装在该物理屏障上。

在优选实施例中，提供了一种系统用来将液体施加到成像装置中的支承表面并回收部分液体。该系统包括：辊子表面，该辊子表面将液体施加到该支承表面；以及可渗透液体的过滤器，该过滤器有后过滤表面和前过滤表面，低摩擦的衬垫表面附加在该前过滤表面上，该衬垫表面与该辊子表面直接摩擦接触。该过滤器在后过滤表面上接收从支承表面回收的液体，并使得清洁的液体透过前过滤表面并经过衬垫表面而送向辊子表面。

在某些实施例中，该系统可以是成像装置的一部分。具体地说，成像装置可以包括：支承表面；辊子表面，该辊子表面将液体供给至支承表面，以便在该支承表面上形成中间液体转印表面；可渗透、低摩擦的过滤器，该过滤器相对于辊子表面定位成使得从支承表面除去的液体透过该过滤器而送向该施加表面；以及印刷头，该印刷头将墨施加在支承表面上的中间液体转印表面上。在优选实施例种，该成像装置是相变胶版喷墨印刷机。此外，在实施例中，该成像装置的支承表面是可旋转安装在成像装置中的转印滚筒的表面。

说明书还涉及一种在成像装置中回收液体的方法。该方法包括：使得施加表面与支承表面接触，以便将液体从施加表面施加到支承表面；配量在支承表面上的液体，并从支承表面上回收部分液体；以及使得从支承表面上除去的回收液体透过过滤器而送向施加表面，以便重新施加到支承表面上，其中，该过滤器包括低摩擦、可渗透的衬垫层，该衬垫层与支承表面接触，以使辊子能够自由旋转。

附图说明

图1是一种示例性相变油墨胶版印刷机的总体透视图，该印刷机使用包括有滚筒维护单元的液体施加系统；

图2是一种示例性可更换卡匣的透视图，该可更换卡匣插入图1的印刷机中，并可以包含图1的液体施加系统；

图3是卡匣沿图2的剖面线3-3的侧视图，其示出了一种液体施加系统的示例性实施例，该液体施加系统处于停放(park)位置并邻近于印刷机中的转印滚筒；

图4是表示液体施加系统的示例性实施例的局部放大侧视图，其中，辊子和刮板升高至施加位置，在该位置，辊子和刮板与转印滚筒接合，并将液体中间转印表面施加到滚筒上；

图5是图2的可更换卡匣的分解透视图，示出了示例性回收组件的过滤器和支承件；

图6是该示例性回收组件的过滤器和支承件在装配于一起时的放大透视图；

图7是传统回收组件过滤器的放大透视图；以及

图8是一种示例性回收组件的过滤器和衬垫的放大透视图。

具体实施方式

下面详细介绍附图中所示的本发明示例实施例。在该示例实施例中，该油墨印刷装置是相变胶版油墨印刷装置。

图1是相变胶版油墨印刷装置的总体视图，该印刷装置总体以参考标号10表示，它使用液体施加系统。印刷装置10可以包括显示面板11。如上所述，液体施加系统可以用于将液体中间转印表面施加到胶版印刷装置中的中间转印支承表面上。固体油墨或相变油墨胶版成像技术的实例已经在现有技术中公开。

下面对液体施加系统的示例实施例的说明将涉及其在相变油墨胶版印刷装置中的使用。不过应当知道，该施加系统可以用于使用不同成像技术和/或体系并需要施加液体的各种其它成像和印刷装置。因此，下面的说明将只能认为是对一个实施例的示例说明。

图2表示了可更换卡匣12，该可更换卡匣12使用液体施加系统来将液体中间转印表面施加到胶版喷墨印刷机中的支承表面上。该可拆卸卡匣(它可以称为滚筒维护单元)容纳有液体浸渍辊20，用于将中间液体转印表面施加到印刷机10中的支承表面上。优选是，卡匣12由低成本的结构材料制成，例如塑料。

图3表示了示例性可更换卡匣12处于第一“停放”位置时的侧剖图。所示卡匣12定位在印刷机中的中间转印支承表面附近。该中间转印支承表面可以为如图3中所示的转印滚筒23的形式，或者也可选择为带、网、板或其它合适的设计。可拆卸卡匣总体以参考标号12表示，并包括液体浸渍辊20。在图3所示的“停放”位置中，液体浸渍辊20和刮板34并不与转印滚筒23接触。

参考图4，在成像之前，液体浸渍辊20升高，以便与转印滚筒23的表面24接触和将液体中间转印表面26施加到该表面24上。在实施例中，辊子20可以由任意合适材料制成。优选是，辊子20由吸收性材料形成，例如编织的聚酯/尼龙混合物。不过，辊子20也可以为挤压的聚氨酯泡沫体。辊子20的尺寸优选设置为将液体转印表面施加到印刷机上。

继续参考图3-4，卡匣12还可以包括配量刮板34，该配量刮板34将液体中间转印表面26分配在转印滚筒23的整个表面24上，以便总是能在滚筒表面上提供均匀的液体层。在示例性实施例中，刮板34包括弹性体材料，并固定在长型的刮板安装托架32上。如上所述，液体浸渍辊20和弹性体刮板34的功能是将精细配量的液体量施加到转印滚筒表面24上。

在工作中，当液体浸渍辊20和刮板34升高至与转印滚筒表面24接触时，转印滚筒23沿箭头A方向旋转。辊子20通过与转印滚筒表面24的摩擦接触而被驱动着沿箭头B方向旋转，并将液体中间转印表面26施加到滚筒表面24上。优选是，当辊子20旋转并将液体施加在滚筒表面24上时，辊子20上的接触点连续运动，这样，辊子20的未用部分连续与滚筒表面接触，以便施加液体。当滚筒表面24上的液体中间转印表面26到达刮板34时，刮板34配量液体，以便整个滚筒表面24上均匀分布上一致的液体层。

一旦完成了液体中间转印表面26的施加，印刷头100(图3)将油墨图像喷射至该液体表面的顶部。然后，通过用旋转压辊(未示出)将纸张压靠在转印滚筒23上，从而将油墨图像转印和定影至最终接收介质例如纸张上。液体中间转印表面26用作牺牲层，它能够至少部分地与油墨图像一起转印至该最终接收介质上。可以用作液体中间转印表面26的合适液体包括水、氟化油、乙二醇、表面活性剂、矿物油、硅油、功能性油和它们的组合。功能性油可以包括但不局限于：巯基硅油和氟化硅油等。该液体可以为硅油，特别是氨基硅油。该最终的印刷介质可以是透明介质、纸张或其它合适介质。

继续参考图4，刮板34用于配量合适量的液体例如油至滚筒表面24上，并捕获纸张纤维、未固定住的像素和其它碎屑。油浸渍辊20将足够量的油施加在滚筒表面24上，以便在刮板34前面保持恒定的贮液(puddle)或“油带”，以便保证总是有足够量的油可用于配量。在工作时，由刮板34捕获的碎屑将被截留在油带中，并沿刮板流下，如后面更详细的描述。当刮板34对油进行配量时，刮板升离滚筒表面24，以便允许油的配量部分能够流过刮板。通过调节刮板34抵靠滚筒表面24的接触力和刮板的攻角，能够使刮板形成所需要的升高量。

图5是图2中的可拆卸卡匣12的分解透视图。如图5所示，可拆卸卡匣12包括长型壳体42。轴30从辊子20的各端伸出并伸入壳体中的孔(未示出)内。辊子20可旋转地保持在壳体42内。可拆卸卡匣12还可以包括盖体70。

如图5中所示实施例，可拆卸卡匣12还可以包括配量刮板34。配量刮板34可以但不局限于在该卡匣中。

参考图3-图6，示例性的可拆卸卡匣还包括总体以参考标号60表示的回收组件，该回收组件使得来自滚筒表面24的回收油重新循环，从该油中过滤碎屑，并将回收的油传送至辊子20，以便重新施加到滚筒表面。在实施例中，回收组件60包括过滤器61，该过滤器61可以由合成无纺织物例如聚酯毡形成。过滤器61还包括低摩擦、可渗透的衬垫66，该衬垫66通过适当的涂覆、接合或粘接等而固定在过滤器的前表面上。

在实施例中，该回收组件还包括使过滤器61保持就位的支承件63。该支承件可以由任意不能渗透液体的材料形成，并提供足以保持过滤器61位置的结构。支承件63还可以在回收液体被过滤之前提供回收液体和辊子20之间的物理屏障。如图5-图6所示，过滤器61装配成穿过支承件63内的通孔。此外，液体接收部分62(优选是与壳体42的内部相适应)可以弯折在支承件63下面，如图所示。

参考图4，在工作时，来自液体中间转印表面26的过量油和截留在油中的碎屑(例如纸张纤维、未固定住的油墨像素等)沿刮板34和刮板安装托架32而流下，并滴落至壳体42的下部中。刮板安装托架32可以包括多个朝下方向的滴落点，过量的油和所携带的碎屑从这些滴落点滴落。滴落点33横过安装托架32的长度而延伸，以便使该过量油均匀分布到过滤器61上。

当该过量油或回收油以及所携带的碎屑滴落至壳体42内时，它们开始流过过滤器61。当油流过该过滤器61时，其聚酯纤维通过截留和保持住碎屑来过滤该油，同时允许该油流过该过滤器而流向过滤器的另一侧(油在该侧与辊子20接触)。通过使得衬垫66为可渗透液体的，基本不会阻止油流过该过滤器61。该油具有两种通路，这两种通路在图4中各自由一组箭头65表示。这样，传送回辊子20的回收油已经被过滤，以便除去由刮板34捕获的碎屑，且过滤出的碎屑积聚在过滤器61中，而不会与辊子20接触。另外，通过使得回收油重新循环回到辊子20中，回收组件明显增加了辊子20的使用寿命，并因此增加可拆卸卡匣12的使用寿命。

下面将参考图7-8对过滤器61的其它细节进行说明。图7示出了现有的过滤器设计，其中，过滤器61包括聚酯毡层，该聚酯毡层直接与滚筒维护单元的辊子相接触。现有的过滤器由通过缠结而相互附着的短纤维组成，并会产生脱落。图8表示了新的过滤器设计，其中，过滤器61包括在前侧的衬垫层66，它具有低脱落特征。

在优选实施例中，衬垫66包围住了过滤器61的整个前表面。不过，只需要使得该前表面上的接触区域由衬垫66覆盖。因此，参考图3-图4，只有会与辊子20接触的过滤器61区域需要衬垫66。

衬垫66可以通过各种方法固定在毡制过滤器61上。优选方法提供了分离的毡制过滤器层61和聚酯衬垫层66。一系列间隔开的、小的压敏粘接剂点67布置在毡制过滤器61的前表面上。点67(优选是直径大约2mm)沿整个前表面布置，或者至少布置在毡制过滤器61的周边边缘处。然后，将衬垫66布置在过滤器层上方，并将其按压就位。能够与这两种材料接合或粘附到这两种材料上的任意合适粘接剂都可以用于点67。不过，粘接剂需要是不能渗透该回收液体的，从而使得该粘接接合不会受到该液体的破坏。通过使用间开的点67(例如围绕过滤器周边而间隔开)，粘接剂不需要能渗透液体。实际上，过滤是在过滤器层61的非接合区域上实现的。

一种提供衬垫层66的可选方法是利用传统的涂覆技术来涂覆该毡制过滤器层61。

衬垫层66具有允许过滤器61保持柔性的合适厚度，同时它具有足以耐用的厚度，以便在滚筒维护单元的预期寿命中承受与辊子20的摩擦接触。示例性衬垫层的厚度在0.05mm至0.06mm之间。

衬垫66优选是由聚酯形成，产生较少脱落，且具有比毡制过滤器层61更低的摩擦系数。另外，衬垫由长纤维构成，这些长纤维相互热接合，以便形成一种连续网。为了使得液体可透过衬垫，衬垫层66有预定的孔隙度。在优选实施例中，衬垫为热接合的无纺聚酯，它通过使得流体穿过热接合纤维之间的开口区域而起到类似于茶叶袋的作用。通过控制该开口区域，可以获得确定的渗透率，以便使得已过滤的油能够通过它而送向辊子。一种示例性材料为PET Type#227，其可从BMP America Inc购得。因为衬垫层66具有长的接合纤维，因此减少了由于与辊子20的摩擦接触而引起的材料脱落。

因为至少过滤器61的前表面的接触部分由低摩擦衬垫66覆盖，因此即使在使用具有相当高摩擦系数的辊子时，也能够保证辊子20的自由旋转。还有，因为毡制过滤器61并不直接与辊子20接触，因此不再受到摩擦力，松弛缠结的毡制过滤器层61不会产生纤维脱落。而且，因为衬垫层66具有长纤维和热接合的组合特征，因此即使在受到摩擦力时，衬垫层66也不会脱落纤维。因此，即使在使用高摩擦的辊子时，过滤器61液能够有更长的预期使用寿命。卡匣12的使用寿命根据在辊子20中装载的油量以及卡匣的类型而变化。典型的滚筒维护单元在需要更换之前的使用寿命可以在10000次和30000次印刷之间。减少纤维脱落很重要，因为纤维脱落可能污染印刷头。因此消除纤维脱落可以提高印刷头的可靠性。

在一种优选实施例中，与现有设计中相对较长和锯齿形的端部相比(图7)，过滤器61的下部的液体接收部分62稍微更短和平直(图8)。现有设计是使得额外的材料弯折到其自身上，以便增加底部区域中的过滤器厚度。不过，在某些结构中，这可能过多地提高了辊子和过滤器之间的过盈配合，从而使太大的摩擦力作用于辊子上。不过，通过使得该部分62缩短和变平以及不在下面将其折叠，可以获得合适的配合和摩擦。

为了警告操作人员应当更换卡匣12，寿命状态组件(未示出)可以用于判断卡匣使用寿命的结束。寿命状态组件可以在卡匣12中或在成像装置的其它部件中。在实施例中，寿命状态通过卡匣上板载的电子EEPROM单线装置(single wire device，SWD)来控制。包含电路板的SWD在卡匣12完全插入印刷机内时与印刷机10电连接，并包括内部计数器，该内部计数器在进行印刷时进行递减。当电路板中的计数器到达预定值(该预定值计算成对应于油浸渍辊20的低油状态)时，印刷机10在显示面板11(见图1)上产生建议操作人员更换卡匣12的信息。卡匣12的使用寿命根据辊子20中装载的油量和卡匣12类型而变化。当更换卡匣12时，也可以提供新的寿命状态组件。寿命状态组件也可以储存其它的卡匣寿命状态数据和相关信息。

Claims (1)

1.一种用于将液体施加到成像装置中的支承表面并回收部分液体的系统，该系统包括：

辊子表面，该辊子表面将液体施加到支承表面；以及

可渗透液体的过滤器，该过滤器具有后过滤表面和前过滤表面，低摩擦的衬垫表面附加在该前过滤表面上，该衬垫表面与辊子表面直接摩擦接触，该过滤器在后过滤表面上接收从支承表面回收的液体，并使得清洁的液体透过该前过滤表面并经过衬垫表面而送向辊子表面。

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