专利名称：输送固体墨丸的方法和系统的制作方法
技术领域：
本公开的实施方式涉及用于成像的固体墨丸的抽取，更具体地，涉及保持从贮存器中抽取的固体墨丸的流动性的设备。
背景技术：
图像形成设备(例如打印机、传真机或影印机)包括用于从贮存器抽取墨丸并输送到图像形成设备的系统。通常固体墨或相变墨打印机接收如丸状或墨锭状的固体形式的墨。所述固体墨丸被放置在贮存器内，供料机构把固体墨输送到加热器组件，在加热器组件熔化固体墨，以喷射到图像形成设备。通常固体墨丸储存在贮存器，且在需要时抽取出来用于印刷介质的制作。通过采用真空管，真空源将固体墨丸从所述贮存器的抽取点抽吸出来。当在贮存器中储存超过一段时间时，固体墨丸往往容易桥接或聚集在一起。由于固体墨颗粒静电阻止所述颗粒之间的运动，桥接发生在所述贮存器的抽取点附近。此外，在形成固体墨丸的造粒工艺期间，一些墨丸可能没有适当冷却并可能熔合在一起，产生熔合的墨颗粒凝块，也称为结块。这些桥和结块阻碍了固体墨颗粒连贯流动到所述图像形成设备。已知的针对该问题的方法的目的在于打碎所述桥和结块。现有的方案需要手动搅拌储存有固体墨丸的贮存器以搅动固体墨丸，导致所述桥和结块的破碎。通常所述贮存器储存许多加仑的固体墨丸，且手动搅拌所述贮存器可能是不方便的，需要人为干预。
发明内容
本发明的一实施方式提供了用于保持固体墨丸从贮存器到图像形成设备的流动性的系统。该系统包括具有一个或一个以上的用于接收墨丸的开口的输送管和配置用来搅动所述墨丸的搅拌机构。所述搅拌机构的转动打破了墨丸流的阻碍。所述搅拌机构包括多个细长的臂和切杆机构。所述搅拌机构可安装在所述输送管上，使得所述输送管的转动带动所述搅拌机构的转动，从而搅动所述固体墨丸并保持所述墨丸的流动性。另一实施方式公开了用于保持固体墨丸的流动性的方法，其中贮存器包括与多个臂和切杆机构连接的输送管。所述方法引起所述输送管的转动，进而使所述多个臂和切杆机构转动，搅拌在所述贮存器内的固体墨丸。然后所述方法产生吸力以从所述贮存器通过所述输送管抽取固体墨丸，并输送固体墨丸到图像形成设备。
图1显示为固体墨丸输送系统可在其中操作的示例性环境。图2显示为用于将固体墨丸从贮存器供应给图像形成设备的示例性固体墨丸输送系统。图3显示了在图2中所示的与输送管联接的执行器的示例性实施方式。图4-6显示了固体墨丸输送系统的示例性实施方式的不同的视图。
具体实施例方式本发明描述了用于将固体墨丸从贮存器输送至图像形成设备的系统和方法的多种实施方式。所述固体墨丸被放置在包含有输送管的贮存器中，所述输送管将固体墨丸转移到所述图像形成设备。所述系统提供机构，以避免任何输送失败并保持从所述贮存器输送固体墨丸的流动性。为此目的，所述系统包括连接至所述输送管外表面的搅拌机构，且联接至所述输送管的执行器控制所述输送管的转动。所述输送管的运动使所述搅拌机构转动，进而搅动所述固体墨丸。引入到所述贮存器内的搅动打破了固体墨丸流动到图像形成设备的障碍，且施加到所述输送管的吸力抽取固体墨丸。图1显示了用于执行本发明的主题的示例性环境100。所述环境100描述了用于从贮存器102向图像形成设备供应固体墨丸的传统的输送系统。为了说明的目的，将本发明与固体墨丸一起描述。然而，本领域技术人员应理解其它环境可同样需要从储存容器或类似设备输送固体墨丸用于打印或其它目的。这里所罗列的技术还可用于在各种其它环境中提高固体颗粒和丸的流动性。贮存器102适于接收和储存固体墨丸104或丸状物体，且该设备可以是贮存器、盒子、笼、鼓或任何其它用于贮存的设备。可采用任意刚性材料(例如木材、塑料或金属)用于制作所述贮存器102。所述贮存器102包括输送管106，所述输送管106垂直设置穿过所述贮存器102的开口，从而为吸取的固体墨丸104提供通道。如图所示，所示输送管106可固定连接在贮存器102上；但是，无论何时需要抽取固体墨丸，所述输送管106应设置穿过所述开口安装在贮存器102内应该是很显然的。所述输送管106可以为虹吸管，这是本领域技术人员所熟知的。贮存器102可设计成带有逐渐变细的锥底表面108，以引导固体墨丸104朝向贮存器102的底部，其中输送管106的底端作为针对固体墨丸104的抽取点109。圆锥底部表面 108允许固体墨丸104在重力作用下流向抽取点109。本文所采用的术语“管”包括在其内形成纵向通道的任意通常细长的设备，其适于传送流体或微粒。因此，根据所述定义，管可由任意合适的材料制成，且本领域技术人员可能认为在具体应用中任何截面均是有用的。为了将固体墨丸从抽取点109抽取出来，所述输送管106的上端通过真空管112 连接至真空源110。真空源110产生吸力通过抽取点109抽取固体墨丸104，并且可将固体墨丸104输送至图像形成设备(未图示)以供打印或者输送至其它采用所述固体墨丸104 的已知的设备。在本发明的实施方式中，所述真空源110可以为本领域技术人员熟知的文氏管系统。此外，为了使所述固体墨丸104的流动流态化，还可通过辅助管114将气流引入到贮存器102中。吸力和流态化气流联合将固体墨丸104从贮存器102中抽取出来。文氏管和辅助管的应用已为本领域技术人员所熟知，将不在此对其进行详细描述。替代地，配置有输送管106的贮存器102可连接至任何种类的公知的源以将储存的固体墨丸104或丸状物体抽取出来。固体墨丸104可以是可液化的蜡基丸。通常采用固体墨丸的图像形成设备熔化所述固体墨丸，然后将它们传递给墨水喷嘴以供打印。在本发明的一实施方式中，固体墨丸的直径可以为约l_3mm。在贮存器102中储存超过一段时间或者在所述固体墨丸形成过程中的固体墨丸104，可能会聚成团，形成拱形物、桥或块状物，阻碍固体墨丸104的抽取路径。
4通常固体墨丸的尺寸的范围可达到约2mm的最大尺寸。图2示意地说明了用于抽取固体墨丸的系统200的示例性实施方式，其在图1所示的示例性环境100中操作。在此将用以下更详细的说明来概括描述所述系统200及其操作。安装输送管106用于在贮存器102中转动，并且在输送管106上带有搅拌机构202。所述输送管106的末端可被称作为输入端(其与贮存器102的底部相邻)，和输出端(其与真空源110连接)。在一实施方式中，在下文详细描述的搅拌机构202包含有细长的臂208， 其连接至所述输送管106的两端，并从输送管106向外呈弧形状延伸，使得搅拌机构202类似于掸(whisk)。致动器204通过致动器臂206连接至输送管106，转动输送管106，使得搅拌机构202移动穿过堆积的固体墨丸104，打破任何流动的障碍物。输送管106的底端包含有一个或一个以上的用于抽取固体墨丸104的入口(未图示)。此外，如以下更为详细的描述，输送管106的底端适于转动。输送管106的上端包含有与真空源110的连接以及在外部与致动器臂206的连接。还可采用包含有带有入口的可旋转输送管的其它装置。搅拌机构202包含有连接至输送管106的外表面的臂208，以搅动固体墨丸104。 在图解说明的实施方式中，臂208通常是细长的线状或杆状结构，其连接至输送管106的每一个末端并向外延伸形成弧形。如前所述，搅拌机构202的整体构成类似于掸。如图所示， 臂208的运动可搅动周围的固体墨丸104，分开凝结的或桥接的墨丸。为了处理所述臂208 下方的结块，系统200在靠近入口处设置有多个切杆机构210，所述切杆机构210与输送管 106的底端连接。每个切杆机构210从输送管106向外延伸，其具有短的细长杆的形状，可搅拌靠近入口处的固体墨丸104，打破凝块或结块。此外，系统300包括多个切杆槽(未图示)，切杆机构210穿过所述切杆槽，并且所述切杆槽通过提供剪切面协助打破凝块或结块。所述槽被制造成金属板刀片或叶片 (blade)的形状，并可安装在贮存器102上。在系统200的一实施方式中，所述切杆槽的数量与切杆机构210的数量相对应。所述切杆机构210可安装在输送管106上，使得切杆机构210穿过所述切杆槽。在系统300的一实施方式中，所述切杆机构210和切杆槽之间的距离取决于所述固体墨丸104的尺寸，而在所述图解说明的实施方式中所述固体墨丸104 的尺寸为约2mm。通常在所述槽上形成比固体墨丸的尺寸大的间隙，以打破结块。因此所述图解说明的实施方式的槽具有的宽度为约2. 5mm。槽可制造成诸如方形、圆形、弧形的任意形状或者其它提供剪切面的适当的形状。可以看出，所述搅拌机构202被设计成遇到的来自固体墨丸的阻力为最小的，因此需要的来自致动器204的力矩为最小的。或者，搅拌机构202可包括诸如刀片、金属片或叶片的几何结构，所述几何结构可采用最小的所需的力矩将固体墨丸104搅出。搅拌机构202的几何结构和运动可能取决于固体墨丸104的性质例如堆积密度、 尺寸范围、熔点、静电荷、流动性等。此外，输送管106可以是针对这些性质而特制的；例如， 输送管106的直径可以是基于被抽取的固体墨丸104的尺寸范围。致动器204采用致动器臂206使搅拌机构202转动，所述致动器臂206连接至靠近输送管106的顶端处。如图所示，致动器204与输送管106连接；然而，应该很明显的是所述致动器204是图像形成设备或所述贮存器102的一部分，并且可拆卸连接所述输送管 106。致动器204可包括驱动发动机或空气气缸。采用致动器使机构(例如输送管106)转动的方法是本领域技术人员所熟知的，因此不对其进行详细的描述。在系统200的一实施方式中，致动器204可使致动器臂206绕着输送管106的纵轴转动。致动器204确保使搅拌机构202充分地转动，以采用最小的力矩打破流动障碍。在本发明的一实施方式中，由致动器204产生的5N-m的力矩值足以打破流动障碍物。在下文中结合图3讨论致动器204 的示例性实施方式。此外，系统200可包括控制器(在图2中未显示)，其可在预定的时间自动启动搅拌机构202的转动。可设定启动的时间以使其以适当的时间间隔(例如在开始成像工艺之前)每天发生一次或如优选的。在一些情形中，每当抽取固体墨丸时致动器204与输送管 106啮合。此外，还可由控制器确定搅拌机构202转动的频率和速度。可引入许多的所有可通过搅拌机构202在固体墨丸104中产生搅拌动作的结构变体，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。例如，致动器204可操作联接至搅拌机构 202，而不是连接至输送管106，使得致动器204仅使搅拌机构202转动。在另一实施方式中，可在贮存器102中引入多个搅拌机构202，所有的搅拌机构202均由致动器204驱动。 此外，搅拌机构202可仅包括臂208或切杆机构210以打破结块。如前所述，系统200提供高性价比和高效的方法来保持固体墨丸流动到图像形成设备的流动性，避免了供料故障。图3图解说明了采用示例性致动器来转动输送管106的系统200的俯视图。图3 的实施方式描绘了通过连接臂306联接至曲柄304的驱动发动机302。曲柄304依次通过夹具308连接至输送管106。如图所示，驱动发动机302转动所述曲柄304，转动的角度根据切杆机构210或切杆槽的数量而发生变化。例如，如果输送管106连接至四个等间距的切杆机构210，所述管需要的最小转动角度为45度，以确保切杆机构210在每个振动期间经过所述槽。在一实施方式中，虽然所述曲柄304绕纵轴以约49度转动，但是可提供其它转动角度。图4、5、6和7显示示例性固体墨丸输送系统400的不同视图。图4图解说明设置在贮存器404内的输送管402，在其外表面连接有搅拌组件406。固体墨丸输送系统400的实施方式描述了具有圆形横截面的输送管402 ；然而，可采用其它公知的适当的形状(例如方形、菱形、八边形等)，这是显而易见的。搅拌组件406包括四个等间距的搅拌杆机构408 和切杆机构410用于产生搅动。本领域技术人员将明白搅拌组件406可包括搅拌杆机构 408和切杆机构410的其它装置。搅拌杆机构408和切杆机构410通过公知的紧固装置连接至输送管402。如图所示，搅拌杆机构408基本上是半圆形的线形结构，其设置在输送管402的周缘上，使得所述搅拌杆机构408的两个末端分别连接至靠近所述输送管402的上端和底端。 搅拌杆机构408是从输送管402尖锐地向外延伸的细长的结构。此外，切杆机构410是连接至输送管402的底端附近的线形突起物，使得切杆机构410基本上垂直于输送管402的纵轴。本文中图解说明的搅拌组件406是线形结构，是由厚度为4mm的不锈钢制造而成；然而，应明白的是，在不脱离本发明的范围的情形下，可采用其它适当的具有可变化的厚度的材料。 此外，贮存器404连接有一组允许切杆机构410穿过其的切杆槽412。如图所示， 所述切杆槽412的形状为C型槽，所述C型槽具有的槽尺寸大于所述丸的尺寸，以便打破结块。在每个振动期间，输送管402需要的最小转动角度为45度，以确保切杆机构410穿过所述槽412。图5描述了示例性固体墨丸输送系统400的剖视图。如图所示，在转动点502处， 输送管402安装在贮存器404上，使得所述输送管402可自由转动。此外，输送管402包括多个提供用于接收储存在所述贮存器404内的固体墨丸的入口的抽取点504。所述抽取点 504是具有窄的输入端和较宽的输出端的逐渐变细的(tapered)入口(未图示)。所述窄的输入端起过滤器的作用，仅允许适当尺寸的固体墨颗粒通过，而抽取点504的逐渐变细的输出端防止小颗粒挤在一起并阻塞所述抽取点504。如图所示，输送管402包括连接的同轴的抽取管506，使得所述两个管接连(in tandem)转动。为了抽取储存在所述贮存器404中的固体墨丸，使固体墨丸流态化的气流 (如箭头508所示)被引入穿过输送管402和抽取管506之间的环状通路。穿过抽取点504 进入输送管402的固体墨丸由所述气流进行流态化，并通过采用真空源(未图示)沿着所述抽取管506向上抽吸。图6图解说明了示例性固体墨丸输送系统400的剖视图，图解说明了所述贮存器 404的另一种结构。如图所示，所述贮存器404的底端在此被修改为锥形底部602，该锥形底部602允许固体墨丸在重力作用下流向所述抽取点504。可旋转的装置(例如输送管402) 被设置位于所述锥形底部602的最低点(例如可转动点50 。可旋转装置可包括任何种类的可旋转结构，例如搅拌杆机构408或切杆机构410。如图所示，具有C型槽结构的切杆槽 412被设置于靠近输送管402的安装位置。本领域技术人员应理解的是，在输送系统400中公开的贮存器404可适于储存本领域公知的任何丸状物体。此外，可旋转安装的输送管402可延伸到贮存器404内，并具有用于接收丸状物体的开口 504。所述输送管402可设置有搅拌机构(例如搅拌组件406)，以搅拌所述丸状结构物。如上所述，搅拌机构包括一个或一个以上的细长的臂408和切杆机构410，还具有一组尺寸和位置均允许切杆机构穿过其中的具有C型槽结构的切杆槽412。 此外，致动器可通过致动器臂连接至输送管402，以转动输送管402，所述输送管402再转动搅拌组件406。本领域技术人员将理解可通过任何公知的方法用丸状物体重新填充所述贮存器404，以及任何公知的抽取设备可通过所述输送管402从所述贮存器404抽取丸状物体。
权利要求
1.用于将固体墨丸输送至图像形成设备、保持所述墨丸的流动性的系统，所述系统包括贮存器，其容纳固体墨丸，其中在所述贮存器中储存的所述固体墨丸形成桥或凝块，阻碍从所述贮存器抽取所述固体墨丸；输送管，其位于所述贮存器内并用于抽取所述固体墨丸，所述输送管包括 具有一个或一个以上的开口的输入端，用于从所述贮存器接收所述固体墨丸； 联接至真空源的输出端，用于引入气流以抽取所述固体墨丸； 连接至输送管的搅拌机构，用于搅动所述固体墨丸，所述搅拌机构包括 多个连接至所述输送管的中心部分的臂；以及一组连接至所述输送管的输入端附近的切杆机构； 致动器，其联接至所述输送管并且被配置用来控制所述输送管的转动； 其中，所述输送管的转动使所述搅拌机构转动，从而打破桥和凝块，并保持来自所述贮存器的所述固体墨丸的流动性。
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括配置用于在预定时间启动所述致动器的控制ο
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述臂是细长的，所述臂的两端连接至所述输送管，并从所述输送管尖锐的向外延伸。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述开口是逐渐变细的，其包括 位于所述输送管的外周缘的窄的末端；以及位于所述输送管的内周缘的宽的末端。
5.固体墨丸贮存器，其包括 输送管，所述输送管包括具有一个或一个以上的逐渐变细的开口的输入端；以及联接至真空源的在所述贮存器内提供气流的输出端；连接至所述输送管的用于在所述贮存器内引入搅动的搅拌机构，所述搅拌机构包括 多个连接至所述输送管的中心部分的臂；以及多个连接至所述输送管的所述输入端附近的切杆机构； 其中所述输送管的转动使搅拌机构转动，从而引入搅动。
6.根据权利要求5所述的固体墨丸贮存器，其中所述逐渐变细的开口包括 位于所述输送管的外周缘的窄的末端；以及位于输送管的内周缘的宽的末端。
7.根据权利要求5所述的固体墨丸贮存器，其还包括致动器，所述致动器联接至所述输送管，且被配置用于控制所述输送管的转动。
8.根据权利要求7所述的固体墨丸贮存器，其还包括用于在预定时间启动所述致动器的控制器。
9.根据权利要求5所述的固体墨丸贮存器，其还包括多个安装在所述贮存器上的槽， 使得所述切杆机构穿过所述槽。
10.根据权利要求9所述的固体墨丸贮存器，其中在每个槽和每个切杆机构之间的间隙为约2. 5mm。
全文摘要
本发明提供用于从贮存器向图像形成设备供应固体墨丸的系统和方法。所述系统包括位于贮存器内的输送管，所述输送管具有一个或一个以上的开口以从贮存器接收固体墨丸。联接至输送管的搅拌机构搅动固体墨丸。输送管的运动使搅拌机构运动，从而搅动所述固体墨丸并保持所述墨丸到图像形成设备的流动性。
文档编号B41J2/175GK102407672SQ201110221
公开日2012年4月11日 申请日期2011年7月27日 优先权日2010年7月31日
发明者大卫·P·洛门佐, 威廉·H·韦蒙, 帕特里克·J·沃克, 罗杰·G·雷顿, 迈克尔·布伦迪奇 申请人:施乐公司