專利名稱：歪斜印刷機貫穿輥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的方法涉及印刷機，尤其涉及包含貫穿輥(transfixroll)的印刷機。
背景技術(shù)：
此處使用的詞匯“印刷機”包括任何裝置，比如數(shù)字復(fù)印機、制書機、傳真機、多功 能機等，其為了任何目的而執(zhí)行印刷輸出功能。使用中間體轉(zhuǎn)移、貫穿或滲透構(gòu)件的印刷機 是熟知 的。一般來說，這樣的印刷系統(tǒng)通常包括與印刷頭結(jié)合的印刷或成像構(gòu)件，其中印刷 頭被用于在該成像構(gòu)件上形成圖像。在通過該印刷頭的噴管將圖像放到成像表面之后，使 最終接收表面或印刷介質(zhì)與該成像表面接觸。然后通過該成像構(gòu)件結(jié)合貫穿加壓構(gòu)件(或 者在其它實施方式中，通過單獨的定影輥和加壓構(gòu)件)將該圖像轉(zhuǎn)移并固定到該印刷介質(zhì) 上。一些包含中間體貫穿構(gòu)件的印刷機系統(tǒng)也包含相變墨水。在一個這樣的印刷機系 統(tǒng)中，成像過程開始于向成像構(gòu)件表面施加稀薄的液體(比如，例如，硅油)。固體或熱熔性 墨水被放入加熱的儲液槽中，在那里它被融化為液態(tài)。配制高度加工的熱熔性墨水以滿足 許多的限制，包括在噴射溫度的低粘度，在元件到介質(zhì)轉(zhuǎn)移溫度的特定的粘彈性，以及在室 溫下的高持久性。加熱的儲液槽向相關(guān)印刷頭提供液化的墨水。一旦在印刷頭中之后，通過使用專 用壓電轉(zhuǎn)換器(PZT)印刷頭技術(shù)，將液態(tài)墨水流過歧管并從微小開口中噴射出來。施加到 該PZT的電脈沖的持續(xù)時間和波輻被非常精確地控制從而可以向墨水施加可重復(fù)而精確 的壓力脈沖，帶來液滴的合適的體積、速度和軌道。墨水的單獨液滴被噴射到成像構(gòu)件上的 液體層上。該成像構(gòu)件和液體層被保持在一個特定的溫度下，墨水在該溫度下硬化為易延 展的粘彈狀態(tài)。結(jié)合在成像鼓上形成圖像，通過使印刷介質(zhì)穿過預(yù)熱器并進(jìn)入該成像構(gòu)件和加壓 構(gòu)件之間形成的鉗口而將該印刷介質(zhì)加熱，該成像構(gòu)件和壓強構(gòu)件之一或者兩者也可被加 熱。通過對該成像構(gòu)件施加高硬度計合成貫穿加壓構(gòu)件，將該鉗口保持在高壓下。當(dāng)該成 像構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時，加熱的印刷介質(zhì)被拉入并穿過該鉗口并通過該貫穿加壓構(gòu)件和該成像構(gòu)件 的相對表面被壓向沉積的墨水圖像。該鉗口內(nèi)的高壓狀態(tài)將該印刷介質(zhì)和墨水壓縮在一起，將墨滴展開，并將墨滴融 合到印刷介質(zhì)中。來自預(yù)熱的印刷介質(zhì)的熱將該鉗口中的墨水加熱，并使得該墨水充分柔 軟和發(fā)粘以粘著于該印刷介質(zhì)。當(dāng)該印刷介質(zhì)離開該鉗口時，剝離指(stripper fingers) 或其它類似構(gòu)件將它從該印刷機構(gòu)件上剝落并將它引導(dǎo)到介質(zhì)退出路徑中。為了優(yōu)化圖像清晰度，必須仔細(xì)控制該鉗口內(nèi)的狀態(tài)。傳送的墨滴會展開以覆蓋 特定的面積以保持圖像清晰度。展開地太少在墨滴之間留下空隙，而展開地太多導(dǎo)致墨滴 間的混合。而且，必須控制鉗口的狀態(tài)以最大化墨滴從該成像構(gòu)件到該印刷介質(zhì)的轉(zhuǎn)移，而 不損害墨滴在該印刷介質(zhì)上的展開。而且，應(yīng)當(dāng)用足夠的壓力將墨滴壓入紙中以防止它們 由于磨損而被無意中除去，由此優(yōu)化印刷圖像的持久性。因此，溫度和壓力條件必須被仔細(xì)控制并且在該鉗口的整個面積上是一致的。該鉗口內(nèi)的必要的壓力和溫度不僅僅是特定墨水的函數(shù)，還是圖像從成像構(gòu)件轉(zhuǎn) 移到印刷介質(zhì)的速度的函數(shù)。換句話說，墨水的展開和轉(zhuǎn)移不僅僅是該鉗口內(nèi)的壓力和溫 度條件的函數(shù)，而且是該墨水在該鉗口內(nèi)的持續(xù)時間的函數(shù)。因此，當(dāng)處理速度增加時，該 鉗口內(nèi)的壓力、該鉗口內(nèi)的溫度以及該鉗口的寬度(該鉗口的工序內(nèi)(in-process)尺寸) 必須增加以提供期望的圖像質(zhì)量。該鉗口的寬度是該成像構(gòu)件和該貫穿構(gòu)件的直徑的函數(shù)。因此，通過更大的成像 構(gòu)件和貫穿構(gòu)件直徑可以得到更大的處理速度。然而，增加該成像構(gòu)件和該貫穿構(gòu)件的直 徑要求更大的框架。通過增加該鉗口內(nèi)的壓強，由此使該鉗口內(nèi)的輥的表面變平也可以增 加鉗口的寬度而不增加該成像構(gòu)件和該貫穿構(gòu)件的直徑。相應(yīng)地，某些印刷機系統(tǒng)中該貫 穿加壓構(gòu)件上施加的負(fù)載從1，100磅增加到約4，000磅，以在更高速度下提供一致的圖像 質(zhì)量。
相應(yīng)地，為了實現(xiàn)高速成像所需的均勻的高壓，必須對制造貫穿壓力輥的方式給 予特別的關(guān)注。舉例來說，壓力在該輥的外緣被施加到該成像構(gòu)件和該貫穿壓力輥。因而， 高速成像所需的高壓的施加導(dǎo)致該貫穿輥的變形，該貫穿輥的末端部分比貫穿輥的中心部 分更靠近該成像鼓的旋轉(zhuǎn)軸。只在該貫穿輥的外端的力的施加帶來的貫穿輥的變形導(dǎo)致具 有在橫截面方向上具有平坦輪廓的貫穿輥的不想要的壓力曲線，其中在處理路徑的外緣的 壓力高于在該處理路徑的中間部分中的壓力。一種改正這個問題的辦法是形成具有隆起輪 廓的貫穿輥?！奥∑疠喞笔且环N這樣的輪廓，其中該貫穿輥在處理路徑的中間的直徑大于該貫 穿輥在該處理路徑的外部部分的直徑。具有隆起輪廓的貫穿輥提供期望的圖像質(zhì)量、輥壽 命以及可接受的成本。然而，隆起的貫穿壓力元件的最佳性能是通過對小數(shù)值的制造公差 的仔細(xì)控制實現(xiàn)的。

發(fā)明內(nèi)容
一種用歪斜的貫穿輥形成鉗口的方法，包括相對于成像鼓的第二旋轉(zhuǎn)軸將貫穿輥 的第一旋轉(zhuǎn)軸定位在一歪斜角度，用該歪斜的貫穿輥和該成像鼓形成鉗口，以及操作帶有 用該歪斜的貫穿輥形成的該鉗口的印刷機。按照另一個實施方式，一種操作印刷機的方法，包括認(rèn)定貫穿輥的交叉工序輪廓， 根據(jù)認(rèn)定的該交叉工序輪廓計算歪斜角度，相對于成像鼓的第二旋轉(zhuǎn)軸將該貫穿輥的第一 旋轉(zhuǎn)軸定位在計算出的該歪斜角度，以及操作該印刷機，其中該第一旋轉(zhuǎn)軸相對于該第二 旋轉(zhuǎn)軸歪斜。在一個進(jìn)一步的實施方式中，一種改進(jìn)印刷機的鉗口輪廓的方法，包括使用貫穿 輥和成像鼓形成鉗口，相對于該成像鼓的第二旋轉(zhuǎn)軸，將該貫穿輥的第一旋轉(zhuǎn)軸定位在第 一方位，識別該鉗口的特征，以及根據(jù)識別出的該特征，相對于該第二旋轉(zhuǎn)軸將該第一旋轉(zhuǎn) 軸定位在第二方位，其中從該第二旋轉(zhuǎn)軸到該貫穿輥的第一末端部分的最短距離大于從該 第二旋轉(zhuǎn)軸到該第二方位的該第一末端部分的最短距離，以及該第一末端部分在該第二方 位的該鉗口輪廓比該第一末端部分在該第一方位的該鉗口輪廓更均勻。


圖1描繪了一個具有貫穿輥的印刷機的側(cè)面俯視簡圖，該貫穿輥毗鄰成像鼓并形 成鉗口 ；圖2描繪了兩個不同的鉗口輪廓的不同特征的圖；圖3描繪了貫穿輥的隆起輪廓的變化對形成的具有不同硬度的貫穿輥的鉗口內(nèi) 的壓力的影響的圖；圖4描繪了當(dāng)貫穿輥相對于成像鼓置于不同的歪斜量時對鉗口寬度的影響的圖； 以及圖5描繪了用于相對于成像輥歪斜貫穿輥以改變由該貫穿輥和該成像輥形成的 鉗口中的鉗口特征的步驟。
具體實施方式

首先參考圖1，印刷機100包括由馬達(dá)104驅(qū)動的柱形成像鼓102。兩個印刷頭 106和108被定位以將墨水轉(zhuǎn)移到印刷機成像鼓102。盡管顯示了兩個印刷頭106和108， 然而更多或更少的印刷頭可以被合并到特定的系統(tǒng)中。通過貫穿輥支架112將貫穿輥110面對成像鼓102保持在適當(dāng)位置。導(dǎo)軌114將 沿著印刷機100的處理路徑116移動的印刷介質(zhì)引導(dǎo)到貫穿輥110和成像鼓102之間的接 觸形成的鉗口 118中。貫穿輥支架112被配置為將貫穿輥110相對于成像鼓102定位在期望的方位并被 配置為在鉗口 118內(nèi)產(chǎn)生期望的壓力。貫穿輥110具有隆起的輪廓，其中該貫穿輥在該處理 路徑116的中間的直徑大于貫穿輥110在處理路徑116的外部部分的直徑。當(dāng)貫穿輥110 面對成像鼓102放置時，形成具有參考圖2所述的特征的鉗口 118。圖2描繪了鉗口 118和貫穿輥110的不同的標(biāo)準(zhǔn)化特征的圖120。圖120的線122 反應(yīng)了通過將該隆起的貫穿輥壓向成像鼓102形成的鉗口 118的寬度。鉗口 “寬度”是沿 著處理路徑116的工序內(nèi)的軸的距離，在該距離上貫穿輥110與成像鼓102接觸。鉗口“長 度”是沿著處理路徑的交叉工序軸的距離，在該距離上貫穿輥110與成像鼓102接觸。線 122顯示，使用隆起貫穿輥形成的鉗口寬度非常均勻，大約為4，沿著鉗口 118的長度具有約 0.1(2.5%)的偏差。均勻的鉗口寬度減少了印刷介質(zhì)被拉過鉗口 118時該印刷介質(zhì)變形 的可能性。圖120的線124描繪了通過將貫穿輥110壓向成像鼓102所產(chǎn)生的鉗口 118內(nèi)的 標(biāo)準(zhǔn)化壓力。線124是相對固定的，大約為7，在鉗口 118的整個長度上具有約0. 23 (3.3%) 的偏差。相應(yīng)地，墨水從成像鼓102到沿著處理路徑116移動的印刷介質(zhì)的轉(zhuǎn)移不會被沿 著鉗口 118的長度的壓力變化顯著地負(fù)面影響。圖120的線126描繪了貫穿輥110的各相鄰層之間的層接口處產(chǎn)生的應(yīng)變 能量。線126顯示了跨越鉗口 118的整個寬度的約為4. 4的相對均勻應(yīng)變，峰值為約 4. 64(105% )，偏差為約0. 4(9% )。相應(yīng)地，貫穿輥110內(nèi)粘合的材料不會承受過度應(yīng)力。然而，實現(xiàn)圖2中所示的鉗口特征的困難出現(xiàn)了，因為貫穿輥110的輪廓的輕微的 變化導(dǎo)致鉗口輪廓的重大變化。舉例來說，貫穿輥110的輪廓變平30微米導(dǎo)致圖2的線 130、132和134所繪的鉗口特征。
圖120的線130描繪了通過將具有變平的輪廓的貫穿輥110壓向成像鼓102所形 成的鉗口 118的寬度。線122顯示，使用變平的貫穿輥110的鉗口寬度沿鉗口 118的長度改 變約0. 7(線122所示的鉗口寬度的17. 5% )。因此，用于產(chǎn)生線122的輪廓和用于產(chǎn)生線 130的輪廓之間的30微米的差異顯著增加了沿鉗口 118的鉗口寬度的變化。鉗口寬度變化 的這種顯著增加基本上增加了當(dāng)印刷介質(zhì)被拉過鉗口 118時該印刷介質(zhì)的變形的可能性。 圖120的線132描繪了通過將具有變平的輪廓貫穿輥110壓向成像鼓102產(chǎn)生的 鉗口 118內(nèi)的壓力。線132顯示了約8. 6的最高壓力，跨越鉗口 118的整個長度有一個超 過2. 4的很大的偏差(由線124表示的壓強的約34% )。因此，用于產(chǎn)生線124的輪廓和 用于產(chǎn)生線132的輪廓之間的30微米的差異顯著增加了沿著鉗口 118的壓力變化。相應(yīng) 地，墨水從成像鼓102到沿著處理路徑116移動的印刷介質(zhì)的轉(zhuǎn)移會被沿著形成有變平的 輪廓的鉗口 118的長度的壓力變化負(fù)面影響。圖120的線134描繪了具有變平的輪廓的貫穿輥110的各相鄰層之間的層接口處 產(chǎn)生的應(yīng)變能量。線134顯示了跨越鉗口 118的整個寬度的約4(用線126表示的應(yīng)變的 90% )的很大偏差，具有約7(線126表示的應(yīng)變的175% )的峰值應(yīng)變。相應(yīng)地，用于產(chǎn)生 線126的輪廓和用于產(chǎn)生線134的輪廓之間的30微米的差異顯著增加了貫穿輥110內(nèi)的 最大應(yīng)變和應(yīng)變差異。因此，由貫穿輥110中的相鄰層之間的超應(yīng)力材料粘合縮短貫穿輥 110的壽命的可能性顯著增加?？缭姐Q口 118的長度的壓力的差異可以通過改變貫穿輥110的表面特征而改善。 例如，圖3的圖表140描繪了輪廓的30微米的改變對鉗口內(nèi)達(dá)到的壓力的影響。數(shù)據(jù)點 142、144和146分別是使用層厚為約1. 5毫米、約3. 1毫米和約4. 6毫米的具有60D硬度計 硬度的彈性體獲得的。包含層厚為約1. 5毫米、約3. 1毫米和約4. 6毫米的貫穿輥110的 輪廓的30微米的改變分別帶來了約32. 5%、約11. 4%和約15. 5%的壓力變化。因此，貫穿 輥110的更大的層厚減少了壓力差異。而且，更大的層厚減少了相鄰層之間產(chǎn)生的應(yīng)變能 量。數(shù)據(jù)點148和150分別是使用層厚為約1. 5毫米和約3. 1毫米的具有70D硬度計 硬度的彈性體獲得的。包含層厚為約1. 5毫米、約3. 1毫米的貫穿輥110的輪廓的30微 米的改變分別帶來了約38. 9%和18. 6%的壓力變化。對于具有較軟材料(數(shù)據(jù)點142和 144)的相應(yīng)厚度，變化分別為約32. 5%和約11.4%。因此，貫穿輥110的層材料更大的材 料柔軟度減少了壓力差異。然而，當(dāng)材料柔軟度減少時，相鄰層之間產(chǎn)生的應(yīng)變能量增加。相應(yīng)地，為了減少壓力變化而優(yōu)化材料硬度增加彈性體故障的可能性。然而，更大 的壓力均勻性和更長的輥壽命可以通過包含貫穿輥110的材料的更厚的層來實現(xiàn)。然而， 當(dāng)層厚增加時，達(dá)到高速成像所需的高壓變得更加困難。例如，可能需要更大的元件。因 此，只適用對層的修改和材料硬度的修改來優(yōu)化鉗口特征和貫穿輥的使用期限的潛力是有 限的。然而，印刷機100中的鉗口輪廓特征可以被修改，而不需要對貫穿輥110的層厚或材 料硬度進(jìn)行修改。具體地說，貫穿輥支架112被配置為允許貫穿輥110相對于成像鼓102選擇性地 歪斜。貫穿輥110的歪斜可以按任何期望方式完成。貫穿輥支架112可包含樞軸和鎖系統(tǒng)， 通過它們建立期望的歪斜角度并將貫穿輥支架鎖住。在一個進(jìn)一步的實施方式中，貫穿輥 支架112的每一端可以沿工序內(nèi)方向獨立移動，由此允許貫穿輥110的每一末端部分之間的距離和成像鼓102的旋轉(zhuǎn)軸可以被改變。在一個示例性實例中，成像鼓和沿著貫穿輥的長度具有平坦輪廓的貫穿輥之間建 立2500磅的力。然后使貫穿輥樞轉(zhuǎn)(pivot)，同時保持該系統(tǒng)上2500磅結(jié)果如圖4所示， 其中線162指示沿工序內(nèi)方向的貫穿輥的相對端之間的偏移，而線164指示該貫穿輥末端 的鉗口寬度。圖4顯示，當(dāng)貫穿輥的旋轉(zhuǎn)軸與成像鼓的旋轉(zhuǎn)軸平行對準(zhǔn)時(0度歪斜)，貫穿輥 末端的鉗口寬度為約4. 77毫米。貫穿輥中間的鉗口寬度被確定為3.0毫米。當(dāng)該貫穿輥 被樞轉(zhuǎn)時，貫穿輥外緣處的鉗口寬度減少。在此實施例中，樞軸線位于該貫穿輥的中間。因 此，該貫穿輥的兩個末端部分以同樣的速率遠(yuǎn)離成像鼓的旋轉(zhuǎn)軸。相應(yīng)地，在0. 5度的歪斜，或者對于該貫穿輥的兩端部分都有1. 5毫米的偏移，該 貫穿輥的邊緣的鉗口寬度可以被減少到稍大于4. 4毫米。因此，因為該貫穿輥的外部部分 的鉗口寬度減少，如果整個鉗口長度那樣，該貫穿輥的中心處的鉗口的寬度必然增加3毫 米以上。上述實施例的結(jié)果表明，貫穿輥相對于成像輥的歪斜可以用于改變鉗口內(nèi)的壓力 分布和鉗口寬度。對于特定的貫穿輥，改變的范圍可以受到彈性體厚度和硬度的影響。
圖5描繪了歪斜貫穿輥以改變鉗口輪廓特征的步驟170。開始時，確定貫穿輥的隆 起輪廓以便當(dāng)貫穿輥的旋轉(zhuǎn)軸平行于成像鼓的旋轉(zhuǎn)軸時，該貫穿輥和成像鼓形成具有期望 鉗口輪廓的鉗口(方框172)。一個這樣的鉗口輪廓可以表現(xiàn)出類似鉗口寬度線122、壓力 線124和應(yīng)變能量線126的鉗口寬度、壓力和應(yīng)變能量。然后使用用于制造比確定的隆起輪廓更平坦的隆起輪廓的制造規(guī)范來形成該貫 穿輥(方框174)?？紤]到制造過程的準(zhǔn)確度限制，選擇制造規(guī)范和在方框172中確定的隆 起輪廓之間的差異以確保最終產(chǎn)品的隆起輪廓在設(shè)計的隆起輪廓或比設(shè)計的隆起輪廓更 平坦。這確保了可以如下所述在鉗口中產(chǎn)生均勻的壓力。然后將形成的貫穿輥安裝到毗鄰成像鼓的位置的印刷機裝置中(方框176)。在一 個實施方式中，該貫穿輥可以在開始時這樣安裝以使得貫穿輥的旋轉(zhuǎn)軸不與成像鼓的旋轉(zhuǎn) 軸平行。例如，貫穿輥的實際的鉗口輪廓可以被準(zhǔn)確測量并用于計算估算的歪斜校正。然 后該估算的歪斜校正可以用于引導(dǎo)初始安裝。在另一個實施方式中，貫穿輥被定位為該貫 穿輥的旋轉(zhuǎn)軸與該成像鼓的旋轉(zhuǎn)軸基本上平行。一旦該貫穿輥被定位，通過將該貫穿輥和該成像鼓以印刷機的操作所需的壓力壓 在一起而形成鉗口(方框178)。然后獲得一個或多個鉗口特征(即鉗口寬度或鉗口壓力) (方框180)。在一個實施方式中，對該輥的兩端部分和該輥的中心部分確定鉗口寬度。通過 貫穿輥的選擇性歪斜，可以減少鉗口寬度的任何差異。替代地，如果可以得到一般的鉗口輪 廓，可以獲得在沿著該貫穿輥的單一位置的鉗口寬度以確定沿著整個貫穿輥的鉗口輪廓。一旦確定了歪斜校正，修改該貫穿輥相對于該成像鼓的方位(方框182)。使用位 于沿該貫穿輥的旋轉(zhuǎn)軸的任意位置的樞軸線，可以完成貫穿輥的樞轉(zhuǎn)。相應(yīng)地，在一個實施 方式中，樞軸線位于處理路徑的中心附近。在另一個實施方式中，該貫穿輥的末端部分是可 以獨立定位的，從而可以由用戶沿著該貫穿輥的旋轉(zhuǎn)軸的任意位置選擇樞軸線。然后通過獲得一個或多個鉗口輪廓特征對修改后的方位確定鉗口輪廓(方框 184)。如果該輥的末端的鉗口寬度比對期望鉗口輪廓的該鉗口的末端的鉗口寬度更寬或更窄，用戶可以繼續(xù)樞轉(zhuǎn)該貫穿輥直到實現(xiàn)期望的鉗口輪廓。然后使該印刷機進(jìn)行運轉(zhuǎn)，其中該貫穿輥位于相對于該成像鼓的歪斜位置(方框186)。
權(quán)利要求
一種用歪斜的貫穿輥形成鉗口的方法，包含相對于成像鼓的第二旋轉(zhuǎn)軸將貫穿輥的第一旋轉(zhuǎn)軸定位在一歪斜角度；用該歪斜的貫穿輥和該成像鼓形成鉗口；以及操作帶有用該歪斜的貫穿輥形成的鉗口的印刷機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，定位該第一旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)一步包含 相對于該第二旋轉(zhuǎn)軸將該第一旋轉(zhuǎn)軸定位在第一方位； 認(rèn)定該第一方位的鉗口特征；以及根據(jù)認(rèn)定的該鉗口特征，相對于該第二旋轉(zhuǎn)軸將該第一旋轉(zhuǎn)軸的方位從該第一方位改 變?yōu)榈诙轿弧?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，定位該第一旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)一步包含 認(rèn)定該第二方位的鉗口特征。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，改變該方位進(jìn)一步包含將該貫穿輥的第一末端部分從第一位置移動到第二位置，其中從該第二旋轉(zhuǎn)軸到該第 二位置的最短距離大于從該第二旋轉(zhuǎn)軸到該第一位置的最短距離。
全文摘要
一種用歪斜的貫穿輥形成鉗口的方法，包括相對于成像鼓的第二旋轉(zhuǎn)軸將貫穿輥的第一旋轉(zhuǎn)軸定位在一歪斜角度，用該歪斜的貫穿輥和該成像鼓形成鉗口，以及操作帶有用該歪斜的貫穿輥形成的鉗口的印刷機。
文檔編號B41J2/01GK101856906SQ2010101570
公開日2010年10月13日 申請日期2010年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者勞瑞·林德, 布賴恩·詹姆斯·魯夫 申請人:施樂公司