CN102841526B - 用于啮合和解啮合定影夹持部的设备、方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于啮合和解啮合定影夹持部的设备、方法和***。定影装置包括第一定影组件和第二定影组件，该第一定影组件和第二定影组件能移动以啮合和解啮合由第一和第二定影组件限定的定影夹持部。定影夹持部解啮合以适应裁剪片材的进入和退出，且啮合以适应温压定影标记材料图像到裁剪片材。

Description

用于啮合和解啮合定影夹持部的设备、方法和***

技术领域

公开了用于啮合和解啮合印刷***的定影夹持部（nip）的设备、方法和***。更具体而言，实施例的设备、方法和***涉及解啮合和啮合定影***的夹持部。

背景技术

在相关领域印刷***中，诸如墨粉的标记材料应用于基板以形成图像。标记材料可以通过热熔融定影到基板。热定影仪（诸如在电子照相印刷中使用的那些）典型地在例如约150℃至约210℃的高温下操作。能量用于促使墨粉颗粒的凝聚，且促使颗粒到基板的粘合。热熔融所需的高温可能必然需要昂贵且笨重的冷却装备。这种高温还可能限制基板选项，且例如通过需要昂贵和耗时的准备和每个基板的特定参数且需要短的运行时间限制效率。

发明内容

用于温压（warm-pressure）定影标记材料到基板的定影***、定影标记材料到基板的印刷设备和***和方法解决与热定影相关的问题。温压定影包括在定影夹持部处使用从热定影处理中典型使用的温度明显减小的温度、以及从热熔融处理中典型使用的压力明显增加的压力。例如，夹持部可以被加热到约50℃ 至120℃ 范围内的温度。在用于温压定影标记材料到诸如裁剪片材（cut sheet）的基板的定影***中，第一定影组件和第二定影组件其中至少一个能操作来向基板和在定影夹持部接收的墨粉应用压力以定影墨粉到基板。应用在定影夹持部以用于定影墨粉的示例性压力处于约300psi至约1500psi的范围内。例如，在约400psi到1000psi的范围内且优选地约500psi的压力可以应用在夹持部处。范围可以根据使用的标记材料的类型改变。

希望将温压定影技术结合到适应裁剪片材介质印刷的***中去。更具体而言，希望例如温压定影静电印刷***适应裁剪片材介质。然而，发现，裁剪片材介质倾向于在温压定影夹持部处停顿。例如在具有约162mm的直径的硬定影仪鼓、约70mm的直径的压力辊和约500psi至约1000psi的应用的夹持部压力的定影***中，介质倾向于相对于处理方向在夹持部的入口停顿。

在根据实施例的设备中，定影装置可以包括第一定影组件和第二定影组件。第一定影组件和第二定影组件限定定影夹持部。在实施例中，第一定影组件和第二定影组件其中至少一个能移动以啮合和/或解啮合第一定影组件和第二定影组件，以分别限定啮合和解啮合的定影夹持部。

在实施例中，在裁剪片材的第一部分进入定影夹持部之后，第一定影组件和第二定影组件啮合，从而定影夹持部啮合。

在实施例中，在裁剪片材退出定影夹持部之前，第一定影组件和第二定影组件解啮合，从而定影夹持部解啮合。

在实施例中，在裁剪片材的第二部分退出定影夹持部之前，第一定影组件和第二定影组件解啮合。

在实施例中，第一定影组件和第二定影组件啮合以适应感测的裁剪片材的片材厚度。

在方法的实施例中，用于温压定影装置的裁剪片材处理方法可以包括感测靠近定影夹持部的裁剪片材，该定影夹持部通过第一定影组件和第二定影组件限定，该第一定影组件和第二定影组件其中至少一个能移动以用于啮合和解啮合第一定影组件和第二定影组件。方法可以包括在裁剪片材进入定影夹持部之前解啮合第一定影组件和第二定影组件，且在裁剪片材进入定影夹持部时啮合第一定影组件和第二定影组件。在实施例中，方法可以包括在裁剪片材退出定影夹持部之前解啮合定影夹持部。

在实施例中，在确定的裁剪片材夹持进入时间之前，第一定影组件和第二定影组件解啮合。

在实施例中，裁剪片材夹持进入时间是裁剪片材的前缘进入定影夹持部的时间。

在实施例中，裁剪片材夹持退出时间是裁剪片材的后缘退出定影夹持部的时间。

在***的实施例中，裁剪片材温压定影***可以包括使用在处理方向上运送裁剪片材的裁剪片材传输***传输裁剪片材。***可以包括使用传感器感测裁剪片材，该传感器可与裁剪片材传输***相邻布置。而且，***可以包括使用定影装置在定影夹持部处温压定影标记材料图像到裁剪片材，该定影装置在裁剪片材进入夹持部之前解啮合定影夹持部且基本在裁剪片材进入定影夹持部时或之后啮合定影夹持部。而且，***可以包括使用在裁剪片材退出啮合的定影夹持部之前解啮合的定影装置的温压定影。

附图说明

图1示出定影装置的示意性侧视图；

图2示出根据实施例的裁剪片材温压定影处理的流程图；

图3示出根据实施例的裁剪片材温压定影处理的流程图；

图4示出根据实施例的裁剪片材温压定影处理的流程图。

具体实施方式

在温压定影***中，定影装置可以包括具有第一表面的第一定影组件和具有第二表面的第二定影组件，该第一表面和第二表面限定定影夹持部，在该定影夹持部处，温压定影条件是应用定影标记材料到基板。热源可以实施为加热第一表面和第二表面其中至少一个以用于在定影夹持部处应用热。夹持部可以被加热到低于约150℃（即典型地用于热定影的温度）的温度。例如，夹持部可以被加热到约50℃至约120℃的温度。

第一定影组件和第二定影组件能操作来在定影夹持部处向基板和标记材料应用压力以将标记材料定影到基板上。应用在定影夹持部处以用于温压定影的示例压力处于约300psi至约3000psi的范围内。例如，温压定影***可以在定影夹持部处应用约400ppsi至约1500psi且优选地约500psi至约1000psi的压力。范围可以根据使用的标记材料的类型改变。已经发现，介质且尤其是裁剪片材介质倾向于在应用温压定影条件时在定影夹持部处停顿。

因此，可以包含用于使用标记材料以在基板上形成图像的各种类型的设备的印刷设备和***可以结合根据实施例的温压定影***。这些设备和***可以包括印刷机、复印机、传真机、多功能机器等。

相对较低温度和适度压力的使用可以缓解对于墨粉材料成分和属性的要求。定影***、印刷设备和方法的实施例可以提供高图像质量、高级的印刷图像持久性以及减小的整体印刷成本。在实施例中，通过将墨粉定影处理执行为多级处理（例如，使用在到达定影夹持部之前用于在相对较低的温度下软化标记材料的软化装置），对于定影装置的部件提出较低的要求，实现鲁棒、长寿命部件的应用。除了其他介质类型，这些优点通过使用根据设备、方法和***的实施例的具有啮合和解啮合的定影夹持部的定影***尤其可以针对裁剪片材介质实现。

对附图进行引用以适于理解用于定影标记材料到基板的设备、方法和***。在附图中，贯穿附图，相似的参考数字用于指示相似或相同的元件。附图示意了各个实施例以及与用于温压定影标记材料到基板的所示方法、设备和***的实施例相关的数据。

图1示出示例性定影装置。 定影装置100示为包括第一定影组件和第二定影组件，例如一同限定定影夹持部130的定影辊110和压力辊115。基板102通过定影夹持部130馈送，在定影夹持部130处，基板102和标记材料104可以经受加热，且可以经受通过定影辊110和/或压力辊115应用的压力。在其他实施例中，定影装置可以具有构造，该构造包括用于定影组件其中一个或更多个的带配置，诸如在一个或更多辊上夹带且与压力辊120组合布置以形成定影夹持部的定影带，热能和压力可以在该定影夹持部应用于例如基板和墨粉。

定影辊110可以通过热能源内部和/或外部地加热到所需的温度。如所示，热能源可以包括诸如轴向延伸的灯之类的位于定影辊110内部且被供电以加热外表面115到定影温度的内部加热元件133。电源140可以连接到加热元件133。电源140可以连接到控制器145，控制器145可以配置成控制功率到加热元件133的供应。在其他实施例中，外表面115可以通过传导、对流和/或辐射通过热能源外部地加热。例如，可以提供与外表面115接触的至少一个外部加热辊。

在实施例中，定影辊110的外表面115可以包含金属材料、陶瓷材料或合成材料。例如，定影辊110可以包含铝基板，该铝基板经受阳极化处理以将基板的表面区域（包括外表面110）转换城多孔阳极化铝（氧化铝 Al₂O₃）。阳极化表面区域的开孔可以使用合适的材料灌注以密封开孔。例如，开孔可以使用诸如聚四氟乙烯(Teflon®)等具有润滑属性的物质灌注以密封孔。所得的外表面115提供所需的硬度和释放属性。

在密封处理之后，外表面115可以被抛光成光面修整。为了在整个应用的压力范围上沿着定影辊110的轴向长度在定影夹持部130处实现均匀的压力，定影辊110或压力辊120可以被加顶。

在其他实施例中，定影辊110可以包括一个或更多外层，每个层包含聚合物或聚合物复合材料。最外面的外层包括外表面115。例如，聚合物可以是聚氨基甲酸酯（polyurethane）、丁腈橡胶等。每个外层可以具有例如约1mm至约15mm的厚度。希望最小化（多个）外层的厚度以改善热传导性且允许在约50℃ 至约120℃的温度范围中的所需定影性能。（多个）外层可以包含一个或更多填充材料以增加热传导性、改善耐久性和/或改善静电荷积累。（多个）外层可以通过定影辊110提供定影处理期间改善的墨粉扩展以及改善的释放性能。

在其中温压定影装置100可以操作的低温、适度压力的状况中，包括由阳极化铝组成的外表面115的定影辊110的实施例和包括一个或更多聚合外层的实施例提供对于在墨粉到基板的定影期间在定影夹持部130处发生的复杂机械和化学相互作用的抗性。

在实施例中，压力辊120可以包含芯和覆盖芯且形成外表面125的聚合材料。例如，聚合材料可是聚氨基甲酸酯、丁腈橡胶等。聚合物材料可以应用为单层或者两层或更多层。多层结构的不同层可以具有彼此不同的组分和属性，例如不同的弹性模量。压力辊120可以被加热。

在温压定影装置100中，定影辊110的外表面115可以被加热到适合于将墨粉配方温压定影到基板102的温度。在实施例中，外表面115的温度（即定影温度）可以设置成至少约50℃ ，诸如50℃ 至约120℃ 、约70℃ 至约110℃ 、约80℃ 至约110℃ 或约80℃ 至约100℃ ，以用于在基板102上定影软化的墨粉。当墨粉通过预加热软化时，相对于其中墨粉被软化而在软化装置处没有预加热的实施例，在定影装置180中可以使用甚至更低的定影温度。外表面115可以在靠近墨粉的预加热温度的定影温度（例如，比预加热温度高约不到10℃ 或高约不到5℃ ）下操作。

在定影期间，墨粉图像是高度粘滞的。适度的压力应用在定影夹持部130处以确保到基板的足够粘合以及针对持久性和高图像质量的良好聚结。在实施例中，在定影夹持部130处应用到基板102的压力的量的范围可以从约300psi到约3000psi，诸如约300psi到约1500psi或约400psi到约1000psi。对于温压定影，在定影装置100处增加定影压力可以允许使用较低的定影温度。

在印刷设备中，可以针对不同基板材料和类型可调节预加热和/或加热温度和定影温度。对于重量重的纸张基板102（涂覆或未涂覆的），与用于重量轻的纸张基板102的预加热和定影温度相比，可以在给定驻留时间增加预加热的温度和/或定影温度。

可以基于用于形成印刷品的墨粉材料的熔化温度选择在软化装置和/或定影装置100处使用的温度和压力条件。例如，在实施例中，软化装置可以在约80℃ 至约90℃ 的预加热温度下操作，且定影装置180可以在约80℃ 至约100℃ 的定影温度以及约400psi至700psi的夹持压力下操作以将第一墨粉材料定影到基板。对于比第一墨粉材料具有更高熔化温度的第二墨粉材料，软化装置可以在约90℃ 至约110℃ 的预加热温度下操作，且定影装置100可以在约100℃ 至约110℃的定影温度以及约400psi至约700psi的夹持压力下操作以将第二墨粉材料定影到基板。在实施例中，预加热温度和定影温度可以配置成在定影夹持部处熔化墨粉材料。

在定影装置100的实施例中，在定影夹持部130处与使用相对较低温度组合的墨粉的软化可以通过使用特征在于具有通过将墨粉加热到高于阈值温度的温度而变更（降低）的熔化温度的低熔化或超低熔化墨粉材料且然后再次加热具有降低的熔化温度的墨粉进一步实现。具有这些特性的示例性超低熔化墨粉包含诸如晶体聚酯材料的晶体聚合物材料，以及诸如非晶聚酯材料的非晶聚合物材料，其中非晶材料具有从晶体材料的熔化温度（T_m）分离的玻璃转变温度（T_g）。在这些墨粉中，晶体聚合物材料为墨粉赋予低熔化温度。

具有这种温度可变更熔化特性的墨粉可以在定影装置100中使用以进一步增强定影处理中基板102和墨粉的预加热的有效性。这些墨粉可以在定影到基板102之前在定影夹持部130处通过使用软化装置而被预加热经受其熔化温度的减小。因为基板120前进到定影夹持部130，附加热能使用加热的定影辊110应用到基板102和墨粉。

使用具有低熔化温度的墨粉材料允许温度（热能输入）、压力和/或驻留（印刷速度）的处理条件在定影装置110的定影夹持部130中被降低。合适的墨粉材料可以膨胀超过其他熔融方法以提供最佳图像质量，且实现低材料成本。

在温压定影***、印刷设备和方法的实施例中，通过在减小的墨粉温度下操作，可以实现改善的***/基板路径鲁棒性而在输出栈中没有墨粉堵塞问题。

在定影***和印刷设备的实施例中使用的操作设置点适应低基板温度。因此，可以避免在提升的处理温度可能出现的基板变形问题。该特征可以扩展使用静电印刷***实现的基板应用空间。例如，在封装中使用的聚合膜材料可以用作定影***和印刷设备中的基板。低操作温度的使用还减小或避免了水蒸发和纸张的再吸收，且因此可以最小化或消除纸张变形的这种潜在来源。

实施例的***、设备和方法还增强图像后定影处理。例如，相关的热定影仪在例如150 ℃至约210 ℃的极高温度下操作。在定影之后且在冷却之前，墨粉易于偏移到相邻表面，呈现出墨粉进行接触的无论什么的表面并通过接触有差别地进行冷却。结果是导致图像质量受影响。超低熔化墨粉倾向于增加图像伪像的可能性。温压定影解决这些问题。根据实施例，这些优点可以通过使用具有能移动以用于啮合和解啮合定影夹持部的第一定影组件和第二定影组件其中至少一个的定影装置来针对裁剪片材介质实现。

图2示出根据实施例的方法的处理图。例如，如图2所示，用于解啮合和啮合定影夹持部的方法可以包括检测靠近定影夹持部的裁剪片材的步骤S201。例如，传感器可以布置在裁剪片材传输***附近或与之相邻布置以用于感测传输的裁剪片材。裁剪片材传输***经过定影夹持部。传感器可以感测裁剪片材且产生信号且向控制器发射信号以用于处理。在实施例中，传感器可以用于确定例如相对于定影夹持部的位置的裁剪片材的位置。

在实施例中，一个或更多传感器可以用于检测裁剪片材的前缘和/或裁剪片材的后缘。例如，传感器可以用于确定裁剪片材的前缘的位置。传感器还可以用于感测裁剪片材的后缘的位置。在备选实施例中，可以通过感测靠近定影夹持部的裁剪片材确定靠近定向夹持部的裁剪片材的厚度。在另一备选实施例中，可以确定裁剪片材的部分的夹持进入和夹持退出的时间。上述感测技术中的一个或更多个尤其可以被实现以适应裁剪片材的感测以用于被定影夹持部处理。

第一定影组件和第二定影组件中的至少一个可以配置成移动以适应定影夹持部的啮合和解啮合。在图2的实施例中，步骤230可以包括在感测的裁剪片材进入定影夹持部之前解啮合定影夹持部。例如，在S203中解啮合定影夹持部之前，一同限定定影夹持部的第一定影组件和第二定影组件可以处于啮合位置，由此限定啮合的定影夹持部。基于例如借助于S201的对裁剪片材靠近的确定，定影夹持部可以在S203中解啮合以适应感测的裁剪片材的夹持进入。例如，在S203中，定影夹持部可以解啮合以适应其上具有图像的裁剪片材的前缘的进入以由温压定影所定影。

在裁剪片材进入定影夹持部之后，第一定影组件和第二定影组件处于解啮合位置以限定解啮合的定影夹持部。在S206中，定影夹持部可以啮合，且裁剪片材在啮合的定影夹持部中经受温压定影。在一些实施例（包括图2中示出的实施例）中，定影夹持部可以在步骤S208中解啮合以在啮合的定影夹持部处的温压定影之后适应裁剪片材的退出。例如，在裁剪片材退出定影夹持部之前，啮合的定影夹持部可以在步骤S208中解啮合。在实施例中，在裁剪片材的后缘退出定影夹持部之前，定影夹持部可以在步骤S208中解啮合。

图2中示出的步骤中的任意一个或更多个可以针对温压定影多个裁剪片材而重复。例如，使用图2中示出的实施例的示例性方法，多个裁剪片材可以被飞快地温压定影。实施例的设备、方法和***例如可以适应以每分钟100至200次印刷的高容量裁剪片材印刷，其中图像被温压定影到裁剪片材。

图3示出方法的另一示例性实施例。 例如，图3中示出的实施例的方法可以包括确定靠近定影夹持部的裁剪片材的厚度的S302。在步骤S303之前，定影夹持部可以处于啮合位置。在步骤S303中，在裁剪片材进入定影夹持部之前，定影夹持部可以解啮合。在裁剪片材进入定影夹持部之后，定影夹持部可以在步骤S305中啮合以适应具有确定厚度的裁剪片材。例如，在裁剪片材的前缘进入定影夹持部之后，定影夹持部可以啮合。定影夹持部啮合的程度可以配置成依赖于确定的裁剪片材的厚度。在S305中，定影夹持部啮合到这种程度：夹持部适应具有确定厚度的裁剪片材的有效温压定影。

在实施例中，如图3所示，可以针对多个裁剪片材重复一个或更多步骤。例如，定影夹持部可以啮合到这种程度：其适应具有第一厚度的第一感测的裁剪片材的厚度，但是不适应具有第二厚度的后续第二感测的裁剪片材。因此，在实施例中，可以针对第一裁剪片材执行S302-S308，且可以针对后续裁剪片材重复S302-S308。对于每个后续裁剪片材的新厚度可以在S302中确定，其可以用于在S305中啮合定影夹持部到这种程度；其适于每个后续裁剪片材，既使每个后续裁剪片材在厚度方面不断变化。因此，实施例的方法适应具有不同厚度的裁剪片材的飞快的容量印刷。

图4示出根据实施例的方法的处理图。例如，如图4所示，解啮合和啮合用于温压定影的压力夹持部的方法可以包括检测靠近定影夹持部的裁剪片材的步骤S401。例如，传感器可以布置在裁剪片材传输***附近或与之相邻布置以用于感测传输的裁剪片材。裁剪片材传输***经过定影夹持部。传感器例如可以感测裁剪片材且产生信号且向控制器发射信号以用于处理。在实施例中，传感器可以用于确定例如相对于定影夹持部的位置的裁剪片材的位置。

在实施例中，一个或更多传感器可以用于检测裁剪片材的前缘和/或裁剪片材的后缘。传感器可以用于确定裁剪片材的前缘的位置。传感器还可以用于感测裁剪片材的后缘的位置。在备选实施例中，可以通过感测靠近定影夹持部的裁剪片材来确定靠近定向夹持部的裁剪片材的厚度。在另一备选实施例中，可以确定裁剪片材的部分的夹持进入和夹持退出的时间。上述感测技术中的一个或更多个尤其可以被实现以适应裁剪片材的感测以用于被定影夹持部处理。

第一定影组件和第二定影组件中的至少一个可以配置成移动以适应定影夹持部的啮合和解啮合。在一些实施例中，这可以通过确定裁剪片材进入和/退出温压定影夹持部的时间完成。在图4的实施例中，步骤404可以包括确定裁剪片材进入定影夹持部的时间x。例如，借助于例如S401，方法可以包括确定相对于定影夹持部的裁剪片材的位置，以及例如裁剪片材在裁剪片材传输***上传输的速度。如S407所示，实施例可以包括确定裁剪片材退出定影夹持部的时间y。

根据如图4中示出的实施例的方法可以包括在感测的裁剪片材进入定影夹持部之前解啮合定影夹持部。例如，在S410中解啮合定影夹持部之前，一同限定定影夹持部的第一定影组件和第二定影组件可以处于啮合位置，由此限定啮合的定影夹持部。基于借助于例如S401的对裁剪片材靠近的确定，定影夹持部可以在S410中解啮合以适应感测的裁剪片材的进入。例如，在S410中，定影夹持部可以解啮合以适应其上具有图像的裁剪片材的前缘的进入以被温压定影所定影。在实施例中，裁剪片材进入夹持部的时间可以在S404中被确定为时间x。S410可以实施为基本在时间x或之前解啮合定影夹持部。

在裁剪片材进入定影夹持部之后，第一定影组件和第二定影组件处于解啮合位置以限定解啮合的定影夹持部。在S414中，定影夹持部可以啮合，且感测的裁剪片材在啮合的定影夹持部中经受温压定影。

在一些实施例（包括图4中示出的实施例）中，定影夹持部可以在S417中解啮合以在啮合的定影夹持部处的温压定影之后适应裁剪片材的退出。例如，在裁剪片材退出定影夹持部之前，啮合的定影夹持部可以在步骤S417中解啮合。在实施例中，在温压定影的裁剪片材的后缘退出定影夹持部之前，定影夹持部可以在步骤S417中解啮合。图4中示出的步骤中的任意一个或更多个可以针对温压定影多个裁剪片材而重复。例如，使用实施例的设备、方法和***，多个裁剪片材可以被飞快地温压定影。

Claims (8)

1.一种温压定影装置，包含：

第一定影组件；

第二定影组件，该第一定影组件和第二定影组件限定定影夹持部；并且

其中第一定影组件和第二定影组件其中至少一个能被移动以啮合和解啮合第一定影组件和第二定影组件;

控制器，其控制第一定影组件和第二定影组件中的至少一个的移动; 和

传感器，被配置为感测传输路径上的裁剪片材，所述裁剪片材传输路径通过定影夹持部延伸，

其中，所述控制器控制第一定影组件和第二定影组件中的至少一个的移动，使得当所述裁剪片材的前缘进入所述定影夹持部时，所述第一定影组件和所述第二定影组件处于解啮合位置， 使得当所述前缘已经经过所述定影夹持部之后并且所述裁剪片材处于所述定影夹持部中时第一定影组件和第二定影组件中的至少一个被移动以进入啮合位置。

2.根据权利要求1所述的定影装置，其中该传感器配置成感测裁剪片材传输路径上靠近定影夹持部的裁剪片材的前缘。

3.根据权利要求1所述的定影装置，其中该传感器配置成感测裁剪片材传输路径上靠近定影夹持部的裁剪片材的裁剪片材厚度。

4.一种用于温压定影装置的裁剪片材处理方法，包含：

感测靠近定影夹持部的裁剪片材，该定影夹持部通过第一定影组件和第二定影组件限定，该第一定影组件和第二定影组件其中至少一个能移动以用于啮合和解啮合第一定影组件和第二定影组件；

在裁剪片材进入定影夹持部之前解啮合第一定影组件和第二定影组件；以及

当所述裁剪片材的前缘进入所述定影夹持部之后并且所述裁剪片材处于所述定影夹持部中时移动第一定影组件和第二定影组件中的至少一个以进入啮合位置，由此所述定影夹持部被啮合。

5.根据权利要求4所述的裁剪片材处理方法，还包含：

在裁剪片材退出啮合的定影夹持部之前解啮合第一定影组件和第二定影组件。

6.根据权利要求4所述的裁剪片材处理方法，还包含：

确定裁剪片材的厚度，其中啮合的定影夹持部适应确定的裁剪片材厚度。

7.根据权利要求4所述的裁剪片材处理方法，还包含：

确定裁剪片材夹持进入时间，其中第一定影组件和第二定影组件在确定的裁剪片材夹持进入时间啮合。

8.根据权利要求5所述的裁剪片材处理方法，还包含：

确定裁剪片材夹持退出时间，其中第一定影组件和第二定影组件在裁剪片材夹持退出时间之前解啮合。