CN102445890B - 外部加热辊清洁的方法和装置 - Google Patents

Abstract

根据实施例方面，本发明提供印刷系统中维持清洁和有效的外部热辊表面的方法和装置。该披露的实施例使用清洁辊接触该外部热辊设计移除和移开污染产品，否则其会累计在外部热辊粗糙表面上或外部热辊粗糙表面里。该清洁辊与该加热辊同时旋转，使得清洁介质用与擦拭运动相对的采摘行为清洁该辊。这提供了最大的清洁行为，带有在擦拭运动的常规方法中发生的非理想的刷毛的磨损和撕裂。

Description

外部加热辊清洁的方法和装置

技术领域

本披露总体上涉及复印/印刷机，并且更具体而言，涉及清洁外部加热辊的残余墨粉以及清洁和更新色粉图像生产机器中的定影组件的外部表面的系统。

背景技术

在典型的电子照相印刷过程中，将感光器或光导元件充电到相同电位，使其表面具有感光性。该光导元件的带电部分暴露在被复制的原始文件的光图像下。带电光导元件曝光在辐照范围内选择性地泄放其上的电荷。该过程将对应于包含在原始文件内的信息区域而将静电潜像记录在光导元件上。在光导元件上记录该静电潜像后，通过将显影剂与该潜像接触来显影该潜像。通常，该显影剂包括通过摩擦带电而附着在载体颗粒上的墨粉粉末微粒。从该载体颗粒吸引到该潜像的墨粉微粒在该光导元件上形成墨粉粉末图像。然后，该墨粉粉末图像从该光导元件转印到复印纸上。加热墨粉微粒永久地将粉末图像贴附在该复印纸上。在每个转印过程后，该光感导体上剩余墨粉通过清洁装置清洁。

为了永久固定或者通过加热将该墨粉材料熔化在诸如空白纸之类的基板或者支承件上，将墨粉材料的温度提高到使该墨粉材料的成分聚合且变得胶粘的温度点处是非常必要的。这种作用使得该墨粉在一定程度上流向纤维上和/或者支承件的孔隙中或者至其表面上。其后，当该墨粉材料冷却，墨粉材料凝固的发生使得该墨粉材料稳固的粘结在支承件上。

许多当前的定影系统包括自动清洁定影辊和/或提供该定影辊润滑剂和脱模剂的系统。例如，该定影辊表面可能通过卷筒(web)来清洁和/或润滑，该卷筒在通常远离由压辊和定影辊形成的压区位置处压在定影辊表面上。已知系统的卷筒提供的网纹表面或者胶粘的或粘性的表面来移除该定影辊上附着的墨粉微粒。该卷筒也可能为该定影辊提供大量的润滑剂或脱模剂。然而，卷筒清洁方法不能将污染物移除出粗糙表面的低凹处。该材料保持粘结在支承部件上导致表面功能的降低。

根据上述原因，以及根据下述其他原因，其对在阅读和理解现有说明的本技术领域人员来说是显而易见的，在本领域中，需要有从表面清洁和移除粘结材料的系统、装置和/或方法。

发明内容

根据实施例方面，提供了在印刷系统保持清洁和有效的外部热辊表面的装置和方法。已披露的实施例用清洁辊接触该外部热辊，并设计成移除和移开污染产品，否则其会累积在外部热辊粗糙表面上或外部热辊粗糙表面里。该清洁辊与该加热辊同时旋转，使得清洁介质通过用与擦拭运动相对的挑拣行为清洁该辊。这提供了最大的清洁效果，不带有在擦拭运动的常规方法中发生的非理想的刷毛的磨损和撕裂。

附图说明

图1图解了根据实施例使用清洁辊清洁外部辊的静电标识设备中的定影系统。

图2是根据实施例用于图1中清洁辊系统控制清洗辊速度的单步进电机系统的示意图。

图3是根据实施例的清洁辊的剖视图。

图4是根据实施例的清洁辊的局部放大剖视图。

图5是根据实施例的清洁辊和外部热辊的视图。

图6图解了根据实施例使用具有辊的清洁盒来清洁定影辊的静电标识设备中的定影系统。

图7图解了根据实施例带有清洁盒的固体喷墨印刷机。

具体实施方式

根据此处描述的各个方面，所描述的系统和方法便于使用清洁辊在静电复印成像设备中清洁表面。该清洁辊系统包括轴和清洁媒介，该清洁媒介安装在该轴周围而形成圆筒。该轴安装在装置中，该装置在密封轴承中捕获(capture)该轴的末端并让其与外部热辊的运动同时发生旋转。负载应用于安装设备使得清洁辊和外部热辊之间的垂直力足够给该清洁辊提供牵引驱动。让该清洁辊相对该热辊自由滚动，从而使刷尖或者磨削针尖与该外部辊接触。

该披露的实施例方面涉及印刷系统中的接触清洁辊清洁系统，其包括框架；可移动表面，其具有主要表面且在其上有碎屑；可旋转清洁辊，其支承在框架上并被设置成与该主要表面滚动接触，其中该可旋转清洁辊有带有嵌入式锋利磨料以移除可移动表面上的碎屑的网纹外部表面；以及控制该可旋转清洁辊相对于该可移动表面的旋转速度的控制器。

在另一方面该披露实施例是一个系统，其中该清洁辊的速度匹配于清洁中该可移动表面的该线性表面速度。

在另一方面该披露实施例是一个系统，其中该可移动表面选自包含外部热辊、定影带、涂胶机(spreader)的组中。

在另一方面该披露实施例是一个系统，其中该可旋转清洁辊由具有表面能的材料构成，该材料能让该碎屑从该主要表面移除及移开。

在另一方面该披露实施例是一个系统，其中该可旋转清洁辊包括由能承受可移动表面的操作温度的金属丝(wire)或其它硬纤维构成的刷子。

在另一方面该披露实施例是一个系统，其中该锋利磨料的材料选自氧化铝，碳化钨或氧化硅。

在另一方面该披露实施例是一个系统，其中该移除材料通过印刷系统中的印刷介质来实行。

该披露的实施例方面涉及印刷系统中清洁表面的方法，该方法包括移动具有主要表面且在其上有碎屑的可移动表面；旋转支承在框架上并被设置成与该主要表面滚动接触的可旋转清洁辊，其中该可旋转清洁辊有带有嵌入式锋利磨料以移除可移动表面上的碎屑的网纹外部表面；以及控制该可旋转清洁辊相对于该可移动表面的旋转速度。

该披露的实施例方面涉及用于电子照相成像设备的定影系统，其包括在操作关系中的至少一外部热辊，定影辊，压辊，和可旋转清洁辊，该可旋转清洁辊有带有嵌入式锋利磨料能清洁该至少一外部热辊的网纹外部表面，操作中该定影辊在第一位置接触该压辊，操作中该定影辊在第二位置接触该至少一外部热辊，外部热辊有两个功能，即向该定影辊传热和从该定影辊表面上清洁碎屑或者污染物，所述外部热辊有延伸贯穿其长度的预设的表面粗糙度，且有和该定影辊基本相同的长度，并能基本上接触该定影辊的整个长度以及在清洁步骤中能有效移除该定影辊表面基本上任何部分上的碎屑。

在另一方面该披露实施例是涉及从可移动表面上移除碎屑的清洁盒，其包括框架；和支承在框架上的设置成与该主要表面滚动接触的可旋转清洁辊，其中该可旋转的清洁辊有带有嵌入式锋利磨料以移除可移动表面上的碎屑的网纹外部表面。

术语“印刷介质”一般指的是通常柔性的，有时卷曲的，物理纸，塑料，或其它合适的用于成像的物理印刷介质基板，不管其是预裁式(precut)还是卷筒式。

此处应用的术语“图像成型机”指的是数字复印机或印刷机，电图印刷机，编书机，传真机，多功能机，或类似机器，并且能包括几个标记引擎，和其它印刷介质处理单元，例如送纸装置，修整机(finishers)，以及类似装置。术语“电子照相印刷机”预期包含图像复制机，电子照相印刷机和在电子照相接收器元件上使用干墨粉显影的复印机。

图1图解的定影系统1具有定影辊2，压辊3和输纸器4，该输纸器4引导纸接收媒介5穿过辊2和3之间的压区。定影辊2和压辊3上的箭头表示各辊的旋转方向。操作中，脱模剂容器6显示操作地联系于仪表辊(meter roll)7和供体辊8。与定影辊2操作接触的是两个外部热辊9(X-辊)，该两个X-辊9都与清洁辊76接触。该清洁辊76安装于在密封轴承中捕获轴的末端的装置中并能随外部热辊9的运动同时发生旋转。该清洁辊76能以自主模式(freewheeling)或定向模式旋转。在自主模式中，该清洁辊76以该可移动表面的速度依靠在可移动表面上，该可移动表面选自外部热辊，定影辊，定影带，或涂胶机。在定向模式中，该清洁辊76的旋转速度通过机械装置控制，例如电机或不依赖于可移动表面的计算机控制伺服系统，清除剂，EDTA(四钠盐形式)释放到定影辊上。测定数量的EDTA传输到即存的X-辊9并从X-辊9转移到定影辊2的表面。这防止了如富马酸锌和定影辊2的表面上形成的其它污染物的碎屑的形成。该富马酸锌(源自墨粉中的硬脂酸锌)污染物导致印刷缺陷和过早形成粘脏。通过使用现有定影系统1的组件例如卷筒10和X-辊9，在某些现有技术中使用的额外的清洁站不需要安装在系统1中。由于在标识系统和电子照相系统中空间总是重要的考虑因素，因此避免清洁站的必要性非常重要。同时，使用清洁辊76和X-辊9来防止定影辊2的污染避免了将定影辊移出以进行外部清洁的必要性。该清洁辊由轴和安装在该轴周围形成圆筒的清洁媒介构成。系统1的停机时间在时间上(time-wise)和金钱上都很重要。位于邻近辊2，3和9的元件17是自动调温器。

图2是根据实施例用于图1中清洁辊系统控制清洗辊速度的单步进电机系统的示意图。通过速度调节装置206的清洁辊76的旋转控制组件中清洁辊的旋转速度，该速度调节装置可能是轴，凸轮，引导槽或其它传统装置。通过控制该旋转量，该清洁辊的旋转速度是可变化的。该速度调节机制206旋转以移动该清洁辊76和相对于下述构件的移动表面移动该清洁辊，这些构件例如外部热辊，定影带，涂胶机，沿运行方向旋转的鼓，沿运行方向移动的平面，或者沿运行方向移动的感光带，该清洁辊的旋转方向通过辊10底部的箭头表明，辊10相当于图1中的辊9。负载应用于安装设备使得该清洁辊76和该外部热辊之间的垂直压力足够给该清洁辊提供牵引驱动。让该清洁辊相对该热辊自由滚动使得该刷尖或者磨削针尖与该外部辊接触。使用步进电机202供给清洁辊76确定增量的旋转。传感器210位于X-辊用以提供检测移动表面操作周期的检测系统。检测操作周期的该检测系统或者该传感器可包括程式模组或者程序，该程式模组或者程序通过各种计时信号能确定机器或印刷机将要向上或向下循环的时间且更重要的是能确定清洁表面的速度将要改变的时间。然后，这个信息被传达到控制器，用以操作该速度调节装置206。该传感器的输出输入到控制器28。控制器28发送信号到步进电机202用以增大该清洁辊的速度，直至信号传感器210在操作周期中表明变化。当设置该清洁辊与外部辊以相同的线性表面速度旋转时，其正在清洗X-辊并能相对X-辊自由旋转，从而采用挑拣行为而不是擦拭/摩擦行为完成该清洁。该挑拣行为提供了最大的清洁作用，不带有在擦拭运动的常规方法中发生的非理想的刷毛的磨损和撕裂。

图3是根据实施例的清洁辊的剖视图。该清洁辊76由轴15和安装在轴周围形成圆筒的清洁媒介16构成。该轴安装在装置中，其在密封轴承中捕获该轴的末端并让其与外部热辊的运动同时发生旋转。该清洁媒介16由具有表面能的材料构成，该材料能让该碎屑从该主要表面移除及移开，例如该X-辊9。该清洁媒介16可以是由能承受表面操作温度的金属丝或其它硬纤维构成的刷子。在优选的实施例中，清洁媒介16由带有锋利磨料的材料构成，该锋利磨料选自氧化铝，碳化钨或氧化硅。被移除的碎屑的类型对选择用于该清洗媒介16的材料有启示。一般地，该清洁媒介应该比被移除的碎屑材料坚硬，同时比被清洁的表面柔软。在印刷技术中碎屑材料的示例是墨粉和墨，它们都是无定形的软。对于在清洁媒介16摩擦该清洁表面时所发生的粉碎行为和移除行为，脆性材料如墨粉是理想的。该无定形软材料例如如图7所描述的相变墨需要较软的刷毛例如尼龙来从该表面移除和移开该碎屑。

图4是根据实施例的清洁辊的局部放大剖视图。清洁辊76的表面位于圆柱体平面并包括多个凹陷或孔81，其通过接触区域79分离。孔81基本上均匀形成在清洁辊76的表面。该凹陷或孔81在圆柱体平面上有开口。接触区域79被磨料冲击形成带有可辨模式的粗糙表面。正如前面所述，合适磨料材料是氧化铝，碳化钨或氧化硅。必须强调的是，该磨料使清洁辊76具有移除稳固粘结在该支承部件上的墨粉材料的能力。该磨料移除该墨粉并从其嵌入位置处被移开。当移除的材料/墨粉在印刷系统中通过印刷介质来实施时，微观的碎屑粘在纸/介质上，并在进行印刷时被忽视。接触区域79或单个刷毛的合适长度在十分之一英寸(0.1″)到一英寸(1″)的范围内，优选的高度为半英寸(0.5″)。接触区域79的直径在千分之三英寸(0.003″)到千分之十五英寸(0.015″)的范围内，优选的0.006″到0.009″的范围内。作为该刷毛间距的该凹陷或孔81应该是接触区域79的直径的大约一倍到十倍(1.05到10)。该间距和长度可选择以满足移除粒径分布为50微米(50μ)到一千微米(1000μ)的随机污染物或碎屑的要求。

图5是根据实施例的清洁辊和外部热辊的视图。显示清洁辊510和清洁外部辊520。

图6图解了根据实施例使用具有辊的清洁盒来清洁定影辊的静电标识设备中的定影系统。该定影系统根据图1上述说明。清洁辊76封装在可替代清洁盒605中，如美国专利号No.5,826,132所披露的。该清洁盒至少有框架，可旋转清洁辊例如清洁辊76支承在框架上并且设置为与可移动表面如定影辊2滚动接触。

图7图解了根据实施例带有清洁盒的固体喷墨印刷机。图7是相变墨图像生产机器700或固体喷墨(SI)印刷机的简化正视图。如图所示，固体喷墨印刷机700包括框架11，该框架直接或间接的安装所有操作子系统和组件，如下所述。开始，该固体喷墨印刷机700包括成像元件12，以鼓的形式显示，但同样也可以以支承环形带的形式存在。该成像元件有沿着方向16的可移动的成像表面14，且在其上形成相变墨图像。可沿着方向170的旋转的加热刺辊(heater transfix roller)19相对于鼓12的表面14装载以形成刺压区(transfix nip)18，其中形成在该表面14上的墨图像刺在加热的复印纸49上。在相变墨图像生产机器700中，印刷过程开始于维护鼓/辊(未图示)施加硅油的微观层以促进墨从鼓12的释放。供给系统的熔化的墨流进印刷头32和34的墨容器中。一些墨凝固并存放在该鼓12的表面。如上图6所示，带有清洁辊76的清洁盒605常用来移除和移开鼓12上的碎屑。由于该墨可能是无定形的软，为此可以使用带有软刷毛例如尼龙的清洁辊76。然后，带走印刷纸或基板上已移除和移开的碎屑。

该固体喷墨印刷机700包括相变墨装载机20，其通过配置用于接收固体形式的相变墨，此处指固体墨或固体墨锭。该墨装载机20也包括相变墨熔化构件(未显示)，用于将固体形式的相变墨熔化或相变成液体形式的相变墨。室温下，相变墨通常为固体。墨熔化构件通过配置用于加热该相变墨至选定的、相变或者熔化该固体墨至其液态形式或熔化形式的熔化温度。目前，常见的相变墨通常加热到大约70摄氏度到160摄氏度来熔化固体墨以传输到该印刷头。此后，该相变墨处理系统通过配置将该熔化的相变墨传递给包含一个或多个印刷头的印刷头系统，例如印刷头32和34。可使用任何合适数量的印刷头或印刷头组件。

进一步显示，该相变墨图像生产机器或SI印刷机700包括基板供应和处理系统40。举例说明，该基板供应和处理系统40可能包括纸或基板供应源42，44，46，48，例如，其中供应源48是高容量的供纸或进纸器，用于存储和提供裁切纸49形式的图像接收基板。该基板供应和处理系统40也包括基板或烘纸器(sheetheater)或预热组件52。如图所示该SI印刷机700也可包括原始文档进纸器70，该进纸器有文档托盘72，文档页进纸和检索固体墨印刷机74，和文档曝光和扫描系统76。

借助控制器或电子子系统(ESS)80来执行机器或SI印刷机700的各个子系统、组件和功能的操作和控制，该电子子系统80类似于图2中描述的控制器28。例如，该ESS或控制器80可能为具有中央处理器单元(CPU)、电子存储和显示器或用户界面(UI)的独立的(self-contained)专用微型计算机。例如，该ESS或控制器80包括传感器输入和控制，如果印刷操作需要，还包括像素位置和控制。此外，该控制器80读取、捕捉、准备和管理图像数据流，该图像数据流在诸如扫描系统760、或在线或者工作站连接90之类的图像输入源以及印刷头构件32，34，36，38之间。像这样，该ESS或控制器80是操作和控制该机器子系统和功能的主要多任务处理器。

如图所示，固体喷墨印刷机700是多色成像固体喷墨印刷机，包括相变墨处理系统20，其配置为与多种不同颜色的固体墨使用，通常为青色22，品红色24，黄色26，和黑色28(CMYK)墨。然而，该固体喷墨印刷机700可配置为使用更多或更少的不同颜色或色度的墨。该熔化构件(未图示)包括热导墨熔化周长限制器54，由一个或多个垂直导向侧壁形成，该侧壁至少部分围绕内部熔化区域，该内部熔化区域配置成使其中接收到的固体墨锭曝露的表面区域比使用平面加热板通常可能暴露的远远更大。

每种颜色的墨锭(22，24，26和28)通过相对应的各自的一个输送通道传送。每块墨锭(22，24，26和28)包括电子可读存储设备21A-21D，也就是客户可更换单元监控或CRUM。通过该单个CRUM和耦合器88之间的电气连接能从该CRUM读取该电子数据和/或向CRUM写入电子数据。该耦合器88连接在控制器80上用以向工作站和其他计算机提供数据交换。

可以理解，上面描述的各种特征和功能，以及其它特征和功能，及其替代，可根据期望被结合为许多其它不同的系统或应用。同样的，各种当前未预见或意料之外的替代、修改、变形或改进可在随后由本领域的普通技术人员完成，它们也应被包含在下述权利要求中。

可以认为，上述说明充分满足本申请的目的，用以说明电子照相印刷机的一般操作。此外，当本发明以单彩印刷系统的实施例来描述时，并不意图限制本发明于在这样一个实施例中。相反，本发明的目的在于也用于多色印刷系统，或其他具有清洁刮板和墨粉的印刷系统。可以理解，上面描述的各种特征和功能，以及其它特征和功能，及其替代，可根据期望被结合为许多其它不同的系统或应用。同样，各种当前未预见或意料之外的本发明的替代、修改、变形或改进可在随后由本领域的普通技术人员完成，它们也应被包含在下述权利要求中。

Claims (20)

1.印刷系统中的接触清洁辊清洁系统，所述清洁系统包括：

框架；

可移动表面，其具有主要表面且在其上有碎屑；以及

可旋转清洁辊，其支承在所述框架上并被设置成与所述主要表面滚动接触，其中所述可旋转清洁辊有带有嵌入式锋利磨料以移除所述可移动表面上的所述碎屑的网纹外部表面；

其中所述可旋转清洁辊由具有表面能的材料构成，所述材料能让所述碎屑从所述主要表面移除及移开；

其中通过在所述印刷系统中的印刷介质携带出任意移除的材料。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述可旋转清洁辊的速度匹配于其所清洁中的所述可移动表面的线性表面速度。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述可移动表面选自由外部热辊、定影辊、定影带、涂胶机组成的组。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述可旋转清洁辊包括由能承受可移动表面的操作温度的金属丝或其它硬纤维构成的刷子。

5.根据权利要求3所述的系统，其中所述锋利磨料的材料选自氧化铝、碳化钨或氧化硅。

6.根据权利要求3所述的系统，所述系统进一步包括：控制器，其用于控制所述可旋转清洁辊相对于所述可移动表面的旋转速度。

7.清洁印刷系统中的表面的方法，所述方法包括：

移动具有主要表面且在其上有碎屑的可移动表面；

旋转支承在框架上并被设置成与所述主要表面滚动接触的可旋转清洁辊，其中所述可旋转清洁辊有带有嵌入式锋利磨料以移除所述可移动表面上的所述碎屑的网纹外部表面；以及

控制所述可旋转清洁辊相对于所述可移动表面的旋转速度：

其中所述可旋转清洁辊由具有表面能的材料构成，所述材料能让所述碎屑从所述主要表面移除及移开；

其中在印刷操作期间通过印刷介质携带出任意移除的材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述清洁辊的速度匹配其所清洁中的所述可移动表面的线性表面速度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述可移动表面选自由外部热辊、定影辊、定影带、涂胶机组成的组。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述可旋转清洁辊包括由能承受可移动表面的操作温度的金属丝或其它硬纤维构成的刷子。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述锋利磨料的材料选自氧化铝、碳化钨或氧化硅。

12.用于电子照相成像设备的定影系统，所述定影系统包括在操作关系中的至少一外部热辊，定影辊，压辊，和可旋转清洁辊，该可旋转清洁辊有带有能清洁该至少一外部热辊的嵌入式锋利磨料的网纹外部表面，操作中该定影辊在第一位置接触该压辊，操作中该定影辊在第二位置接触该至少一外部热辊，外部热辊有两个功能，即向该定影辊传热和从该定影辊表面上清洁碎屑或者污染物，所述外部热辊有延伸贯穿其长度的预设的表面粗糙度，且有和该定影辊基本相同的长度，并能基本上接触该定影辊的整个长度以及在清洁期间能有效移除该定影辊表面基本上任何部分上的碎屑；

其中所述可旋转清洁辊由具有表面能的材料构成，所述材料能让所述碎屑从所述至少一外部热辊移除及移开；

其中通过在电子照相成像设备中的印刷介质携带出任意移除的材料。

13.根据权利要求12所述的定影系统，其中清洁辊的速度匹配于所述至少一外部热辊的线性表面速度。

14.根据权利要求13所述的定影系统，其中所述可旋转清洁辊包括由能承受所述至少一外部热辊的操作温度的金属丝或其它硬纤维构成的刷子。

15.根据权利要求13所述的定影系统，其中所述锋利磨料的材料选自氧化铝、碳化钨或氧化硅。

16.从可移动表面上移除碎屑的清洁盒，所述盒包括：

框架；以及

支承在框架上并被设置成与所述可移动表面的主要表面滚动接触的可旋转清洁辊，其中所述可旋转清洁辊有带有嵌入式锋利磨料以移除可移动表面上的碎屑的网纹外部表面；

其中所述可旋转清洁辊由具有表面能的材料构成，所述材料能让所述碎屑从所述主要表面移除及移开；

其中通过印刷介质携带出任意移除的材料。

17.根据权利要求16所述的清洁盒，其中所述可移动表面选自由外部热辊、定影辊、定影带、涂胶机组成的组。

18.根据权利要求17所述的清洁盒，其中所述可旋转清洁辊包括由能承受可移动表面的操作温度的金属丝或其它硬纤维构成的刷子。

19.根据权利要求18所述的清洁盒，其中所述锋利磨料的材料选自氧化铝、碳化钨或氧化硅。

20.根据权利要求16所述的清洁盒，

其中所述可旋转清洁辊相对于所述可移动表面的旋转速度通过机械装置控制；

其中所述清洁辊的速度匹配其所清洁中的所述可移动表面的线性表面速度；

其中所述可移动表面选自由外部热辊、定影辊、定影带、涂胶机组成的组；

其中所述可旋转清洁辊由具有表面能的材料构成，所述材料能让所述碎屑从所述主要表面移除及移开。