CN101856906B - 歪斜印刷机贯穿辊的方法 - Google Patents

Abstract

一种用歪斜的贯穿辊形成钳口的方法，包括相对于成像鼓的第二旋转轴将贯穿辊的第一旋转轴定位在一歪斜角度，用该歪斜的贯穿辊和该成像鼓形成钳口，以及操作带有用该歪斜的贯穿辊形成的钳口的印刷机。

Description

歪斜印刷机贯穿辊的方法

技术领域

本文公开的方法涉及印刷机，尤其涉及包含贯穿辊(transfixroll)的印刷机。

背景技术

此处使用的词汇“印刷机”包括任何装置，比如数字复印机、制书机、传真机、多功能机等，其为了任何目的而执行印刷输出功能。使用中间体转移、贯穿或渗透构件的印刷机是熟知的。一般来说，这样的印刷系统通常包括与印刷头结合的印刷或成像构件，其中印刷头被用于在该成像构件上形成图像。在通过该印刷头的喷管将图像放到成像表面之后，使最终接收表面或印刷介质与该成像表面接触。然后通过该成像构件结合贯穿加压构件(或者在其它实施方式中，通过单独的定影辊和加压构件)将该图像转移并固定到该印刷介质上。

一些包含中间体贯穿构件的印刷机系统也包含相变墨水。在一个这样的印刷机系统中，成像过程开始于向成像构件表面施加稀薄的液体(比如，例如，硅油)。固体或热熔性墨水被放入加热的储液槽中，在那里它被融化为液态。配制高度加工的热熔性墨水以满足许多的限制，包括在喷射温度的低粘度，在元件到介质转移温度的特定的粘弹性，以及在室温下的高持久性。

加热的储液槽向相关印刷头提供液化的墨水。一旦在印刷头中之后，通过使用专用压电转换器(PZT)印刷头技术，将液态墨水流过歧管并从微小开口中喷射出来。施加到该PZT的电脉冲的持续时间和波辐被非常精确地控制从而可以向墨水施加可重复而精确的压力脉冲，带来液滴的合适的体积、速度和轨道。墨水的单独液滴被喷射到成像构件上的液体层上。该成像构件和液体层被保持在一个特定的温度下，墨水在该温度下硬化为易延展的粘弹状态。

结合在成像鼓上形成图像，通过使印刷介质穿过预热器并进入该成像构件和加压构件之间形成的钳口而将该印刷介质加热，该成像构件和压强构件之一或者两者也可被加热。通过对该成像构件施加高硬度计合成贯穿加压构件，将该钳口保持在高压下。当该成像构件旋转时，加热的印刷介质被拉入并穿过该钳口并通过该贯穿加压构件和该成像构件的相对表面被压向沉积的墨水图像。

该钳口内的高压状态将该印刷介质和墨水压缩在一起，将墨滴展开，并将墨滴融合到印刷介质中。来自预热的印刷介质的热将该钳口中的墨水加热，并使得该墨水充分柔软和发粘以粘着于该印刷介质。当该印刷介质离开该钳口时，剥离指(stripper fingers)或其它类似构件将它从该印刷机构件上剥落并将它引导到介质退出路径中。

为了优化图像清晰度，必须仔细控制该钳口内的状态。传送的墨滴会展开以覆盖特定的面积以保持图像清晰度。展开地太少在墨滴之间留下空隙，而展开地太多导致墨滴间的混合。而且，必须控制钳口的状态以最大化墨滴从该成像构件到该印刷介质的转移，而不损害墨滴在该印刷介质上的展开。而且，应当用足够的压力将墨滴压入纸中以防止它们由于磨损而被无意中除去，由此优化印刷图像的持久性。因此，温度和压力条件必须被仔细控制并且在该钳口的整个面积上是一致的。

该钳口内的必要的压力和温度不仅仅是特定墨水的函数，还是图像从成像构件转移到印刷介质的速度的函数。换句话说，墨水的展开和转移不仅仅是该钳口内的压力和温度条件的函数，而且是该墨水在该钳口内的持续时间的函数。因此，当处理速度增加时，该钳口内的压力、该钳口内的温度以及该钳口的宽度(该钳口的工序内(in-process)尺寸)必须增加以提供期望的图像质量。

该钳口的宽度是该成像构件和该贯穿构件的直径的函数。因此，通过更大的成像构件和贯穿构件直径可以得到更大的处理速度。然而，增加该成像构件和该贯穿构件的直径要求更大的框架。通过增加该钳口内的压强，由此使该钳口内的辊的表面变平也可以增加钳口的宽度而不增加该成像构件和该贯穿构件的直径。相应地，某些印刷机系统中该贯穿加压构件上施加的负载从1,100磅增加到约4,000磅，以在更高速度下提供一致的图像质量。

相应地，为了实现高速成像所需的均匀的高压，必须对制造贯穿压力辊的方式给予特别的关注。举例来说，压力在该辊的外缘被施加到该成像构件和该贯穿压力辊。因而，高速成像所需的高压的施加导致该贯穿辊的变形，该贯穿辊的末端部分比贯穿辊的中心部分更靠近该成像鼓的旋转轴。只在该贯穿辊的外端的力的施加带来的贯穿辊的变形导致具有在横截面方向上具有平坦轮廓的贯穿辊的不想要的压力曲线，其中在处理路径的外缘的压力高于在该处理路径的中间部分中的压力。一种改正这个问题的办法是形成具有隆起轮廓的贯穿辊。

“隆起轮廓”是一种这样的轮廓，其中该贯穿辊在处理路径的中间的直径大于该贯穿辊在该处理路径的外部部分的直径。具有隆起轮廓的贯穿辊提供期望的图像质量、辊寿命以及可接受的成本。然而，隆起的贯穿压力元件的最佳性能是通过对小数值的制造公差的仔细控制实现的。

发明内容

一种用歪斜的贯穿辊形成钳口的方法，包括相对于成像鼓的第二旋转轴将贯穿辊的第一旋转轴定位在一歪斜角度，用该歪斜的贯穿辊和该成像鼓形成钳口，以及操作带有用该歪斜的贯穿辊形成的该钳口的印刷机。

按照另一个实施方式，一种操作印刷机的方法，包括认定贯穿辊的交叉工序轮廓，根据认定的该交叉工序轮廓计算歪斜角度，相对于成像鼓的第二旋转轴将该贯穿辊的第一旋转轴定位在计算出的该歪斜角度，以及操作该印刷机，其中该第一旋转轴相对于该第二旋转轴歪斜。

在一个进一步的实施方式中，一种改进印刷机的钳口轮廓的方法，包括使用贯穿辊和成像鼓形成钳口，相对于该成像鼓的第二旋转轴，将该贯穿辊的第一旋转轴定位在第一方位，识别该钳口的特征，以及根据识别出的该特征，相对于该第二旋转轴将该第一旋转轴定位在第二方位，其中从该第二旋转轴到该贯穿辊的第一末端部分的最短距离大于从该第二旋转轴到该第二方位的该第一末端部分的最短距离，以及该第一末端部分在该第二方位的该钳口轮廓比该第一末端部分在该第一方位的该钳口轮廓更均匀。

附图说明

图1描绘了一个具有贯穿辊的印刷机的侧面俯视简图，该贯穿辊毗邻成像鼓并形成钳口；

图2描绘了两个不同的钳口轮廓的不同特征的图；

图3描绘了贯穿辊的隆起轮廓的变化对形成的具有不同硬度的贯穿辊的钳口内的压力的影响的图；

图4描绘了当贯穿辊相对于成像鼓置于不同的歪斜量时对钳口宽度的影响的图；以及

图5描绘了用于相对于成像辊歪斜贯穿辊以改变由该贯穿辊和该成像辊形成的钳口中的钳口特征的步骤。

具体实施方式

首先参考图1，印刷机100包括由马达104驱动的柱形成像鼓102。两个印刷头106和108被定位以将墨水转移到印刷机成像鼓102。尽管显示了两个印刷头106和108，然而更多或更少的印刷头可以被合并到特定的系统中。

通过贯穿辊支架112将贯穿辊110面对成像鼓102保持在适当位置。导轨114将沿着印刷机100的处理路径116移动的印刷介质引导到贯穿辊110和成像鼓102之间的接触形成的钳口118中。

贯穿辊支架112被配置为将贯穿辊110相对于成像鼓102定位在期望的方位并被配置为在钳口118内产生期望的压力。贯穿辊110具有隆起的轮廓，其中该贯穿辊在该处理路径116的中间的直径大于贯穿辊110在处理路径116的外部部分的直径。当贯穿辊110面对成像鼓102放置时，形成具有参考图2所述的特征的钳口118。

图2描绘了钳口118和贯穿辊110的不同的标准化特征的图120。图120的线122反应了通过将该隆起的贯穿辊压向成像鼓102形成的钳口118的宽度。钳口“宽度”是沿着处理路径116的工序内的轴的距离，在该距离上贯穿辊110与成像鼓102接触。钳口“长度”是沿着处理路径的交叉工序轴的距离，在该距离上贯穿辊110与成像鼓102接触。线122显示，使用隆起贯穿辊形成的钳口宽度非常均匀，大约为4，沿着钳口118的长度具有约0.1(2.5％)的偏差。均匀的钳口宽度减少了印刷介质被拉过钳口118时该印刷介质变形的可能性。

图120的线124描绘了通过将贯穿辊110压向成像鼓102所产生的钳口118内的标准化压力。线124是相对固定的，大约为7，在钳口118的整个长度上具有约0.23(3.3％)的偏差。相应地，墨水从成像鼓102到沿着处理路径116移动的印刷介质的转移不会被沿着钳口118的长度的压力变化显著地负面影响。

图120的线126描绘了贯穿辊110的各相邻层之间的层接口处产生的应变能量。线126显示了跨越钳口118的整个宽度的约为4.4的相对均匀应变，峰值为约4.64(105％)，偏差为约0.4(9％)。相应地，贯穿辊110内粘合的材料不会承受过度应力。

然而，实现图2中所示的钳口特征的困难出现了，因为贯穿辊110的轮廓的轻微的变化导致钳口轮廓的重大变化。举例来说，贯穿辊110的轮廓变平30微米导致图2的线130、132和134所绘的钳口特征。

图120的线130描绘了通过将具有变平的轮廓的贯穿辊110压向成像鼓102所形成的钳口118的宽度。线122显示，使用变平的贯穿辊110的钳口宽度沿钳口118的长度改变约0.7(线122所示的钳口宽度的17.5％)。因此，用于产生线122的轮廓和用于产生线130的轮廓之间的30微米的差异显著增加了沿钳口118的钳口宽度的变化。钳口宽度变化的这种显著增加基本上增加了当印刷介质被拉过钳口118时该印刷介质的变形的可能性。

图120的线132描绘了通过将具有变平的轮廓贯穿辊110压向成像鼓102产生的钳口118内的压力。线132显示了约8.6的最高压力，跨越钳口118的整个长度有一个超过2.4的很大的偏差(由线124表示的压强的约34％)。因此，用于产生线124的轮廓和用于产生线132的轮廓之间的30微米的差异显著增加了沿着钳口118的压力变化。相应地，墨水从成像鼓102到沿着处理路径116移动的印刷介质的转移会被沿着形成有变平的轮廓的钳口118的长度的压力变化负面影响。

图120的线134描绘了具有变平的轮廓的贯穿辊110的各相邻层之间的层接口处产生的应变能量。线134显示了跨越钳口118的整个宽度的约4(用线126表示的应变的90％)的很大偏差，具有约7(线126表示的应变的175％)的峰值应变。相应地，用于产生线126的轮廓和用于产生线134的轮廓之间的30微米的差异显著增加了贯穿辊110内的最大应变和应变差异。因此，由贯穿辊110中的相邻层之间的超应力材料粘合缩短贯穿辊110的寿命的可能性显著增加。

跨越钳口118的长度的压力的差异可以通过改变贯穿辊110的表面特征而改善。例如，图3的图表140描绘了轮廓的30微米的改变对钳口内达到的压力的影响。数据点142、144和146分别是使用层厚为约1.5毫米、约3.1毫米和约4.6毫米的具有60D硬度计硬度的弹性体获得的。包含层厚为约1.5毫米、约3.1毫米和约4.6毫米的贯穿辊110的轮廓的30微米的改变分别带来了约32.5％、约11.4％和约15.5％的压力变化。因此，贯穿辊110的更大的层厚减少了压力差异。而且，更大的层厚减少了相邻层之间产生的应变能量。

数据点148和150分别是使用层厚为约1.5毫米和约3.1毫米的具有70D硬度计硬度的弹性体获得的。包含层厚为约1.5毫米、约3.1毫米的贯穿辊110的轮廓的30微米的改变分别带来了约38.9％和18.6％的压力变化。对于具有较软材料(数据点142和144)的相应厚度，变化分别为约32.5％和约11.4％。因此，贯穿辊110的层材料更大的材料柔软度减少了压力差异。然而，当材料柔软度减少时，相邻层之间产生的应变能量增加。

相应地，为了减少压力变化而优化材料硬度增加弹性体故障的可能性。然而，更大的压力均匀性和更长的辊寿命可以通过包含贯穿辊110的材料的更厚的层来实现。然而，当层厚增加时，达到高速成像所需的高压变得更加困难。例如，可能需要更大的元件。因此，只适用对层的修改和材料硬度的修改来优化钳口特征和贯穿辊的使用期限的潜力是有限的。然而，印刷机100中的钳口轮廓特征可以被修改，而不需要对贯穿辊110的层厚或材料硬度进行修改。

具体地说，贯穿辊支架112被配置为允许贯穿辊110相对于成像鼓102选择性地歪斜。贯穿辊110的歪斜可以按任何期望方式完成。贯穿辊支架112可包含枢轴和锁系统，通过它们建立期望的歪斜角度并将贯穿辊支架锁住。在一个进一步的实施方式中，贯穿辊支架112的每一端可以沿工序内方向独立移动，由此允许贯穿辊110的每一末端部分之间的距离和成像鼓102的旋转轴可以被改变。

在一个示例性实例中，成像鼓和沿着贯穿辊的长度具有平坦轮廓的贯穿辊之间建立2500磅的力。然后使贯穿辊枢转(pivot)，同时保持该系统上2500磅结果如图4所示，其中线162指示沿工序内方向的贯穿辊的相对端之间的偏移，而线164指示该贯穿辊末端的钳口宽度。

图4显示，当贯穿辊的旋转轴与成像鼓的旋转轴平行对准时(0度歪斜)，贯穿辊末端的钳口宽度为约4.77毫米。贯穿辊中间的钳口宽度被确定为3.0毫米。当该贯穿辊被枢转时，贯穿辊外缘处的钳口宽度减少。在此实施例中，枢轴线位于该贯穿辊的中间。因此，该贯穿辊的两个末端部分以同样的速率远离成像鼓的旋转轴。

相应地，在0.5度的歪斜，或者对于该贯穿辊的两端部分都有1.5毫米的偏移，该贯穿辊的边缘的钳口宽度可以被减少到稍大于4.4毫米。因此，因为该贯穿辊的外部部分的钳口宽度减少，如果整个钳口长度那样，该贯穿辊的中心处的钳口的宽度必然增加3毫米以上。

上述实施例的结果表明，贯穿辊相对于成像辊的歪斜可以用于改变钳口内的压力分布和钳口宽度。对于特定的贯穿辊，改变的范围可以受到弹性体厚度和硬度的影响。

图5描绘了歪斜贯穿辊以改变钳口轮廓特征的步骤170。开始时，确定贯穿辊的隆起轮廓以便当贯穿辊的旋转轴平行于成像鼓的旋转轴时，该贯穿辊和成像鼓形成具有期望钳口轮廓的钳口(方框172)。一个这样的钳口轮廓可以表现出类似钳口宽度线122、压力线124和应变能量线126的钳口宽度、压力和应变能量。

然后使用用于制造比确定的隆起轮廓更平坦的隆起轮廓的制造规范来形成该贯穿辊(方框174)。考虑到制造过程的准确度限制，选择制造规范和在方框172中确定的隆起轮廓之间的差异以确保最终产品的隆起轮廓在设计的隆起轮廓或比设计的隆起轮廓更平坦。这确保了可以如下所述在钳口中产生均匀的压力。

然后将形成的贯穿辊安装到毗邻成像鼓的位置的印刷机装置中(方框176)。在一个实施方式中，该贯穿辊可以在开始时这样安装以使得贯穿辊的旋转轴不与成像鼓的旋转轴平行。例如，贯穿辊的实际的钳口轮廓可以被准确测量并用于计算估算的歪斜校正。然后该估算的歪斜校正可以用于引导初始安装。在另一个实施方式中，贯穿辊被定位为该贯穿辊的旋转轴与该成像鼓的旋转轴基本上平行。

一旦该贯穿辊被定位，通过将该贯穿辊和该成像鼓以印刷机的操作所需的压力压在一起而形成钳口(方框178)。然后获得一个或多个钳口特征(即钳口宽度或钳口压力)(方框180)。在一个实施方式中，对该辊的两端部分和该辊的中心部分确定钳口宽度。通过贯穿辊的选择性歪斜，可以减少钳口宽度的任何差异。替代地，如果可以得到一般的钳口轮廓，可以获得在沿着该贯穿辊的单一位置的钳口宽度以确定沿着整个贯穿辊的钳口轮廓。

一旦确定了歪斜校正，修改该贯穿辊相对于该成像鼓的方位(方框182)。使用位于沿该贯穿辊的旋转轴的任意位置的枢轴线，可以完成贯穿辊的枢转。相应地，在一个实施方式中，枢轴线位于处理路径的中心附近。在另一个实施方式中，该贯穿辊的末端部分是可以独立定位的，从而可以由用户沿着该贯穿辊的旋转轴的任意位置选择枢轴线。

然后通过获得一个或多个钳口轮廓特征对修改后的方位确定钳口轮廓(方框184)。如果该辊的末端的钳口宽度比对期望钳口轮廓的该钳口的末端的钳口宽度更宽或更窄，用户可以继续枢转该贯穿辊直到实现期望的钳口轮廓。然后使该印刷机进行运转，其中该贯穿辊位于相对于该成像鼓的歪斜位置(方框186)。

Claims (3)

1.一种用歪斜的贯穿辊形成钳口的方法，包含：

相对于成像鼓的第二旋转轴将贯穿辊的第一旋转轴以一歪斜角度定位在第一方位；

认定该第一方位的钳口特征；以及

根据认定的该钳口特征，相对于该第二旋转轴将该第一旋转轴的方位从该第一方位改变为第二方位；

用该歪斜的贯穿辊和该成像鼓形成钳口；以及

操作带有用该歪斜的贯穿辊形成的钳口的印刷机。

2.根据权利要求1所述的方法，定位该第一旋转轴进一步包含：

认定该第二方位的钳口特征。

3.根据权利要求1所述的方法，改变该方位进一步包含：

将该贯穿辊的第一末端部分从第一位置移动到第二位置，其中从该第二旋转轴到该第二位置的最短距离大于从该第二旋转轴到该第一位置的最短距离。

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