非接触充电辊的控制的制作方法_3

文档序号:9239963阅读:来源:国知局
公开的至少一些示例中,充电辊的长寿命至少部分地由构成外部电阻涂层的无机材料的电稳定性导致。尤其是,导电性通常是构成外部电阻层的无机材料所固有的,且因此不会轻易丢失。相比之下,用于高速数字电子照相印刷的传统充电辊的外部橡胶部分期望的导电性,通过在弹性橡胶材料中混入异物(导电剂)人工产生。随着时间的推移,这些导电剂从橡胶材料渗出,因此有时导致外部橡胶部分的电阻率增加,这转而导致传统充电辊的外部橡胶部分两端增加的电压降。因此,在光导成像表面上较少发生充电,导致光导成像表面的更低的性能。然而,由于本公开的示例中构成外部电阻涂层的无机材料的固有的导电性,外部电阻涂层随着时间的推移大体保持电稳定性。
[0062]而一些类型的导电添加剂(例如,碳黑)不太可能从传统充电辊的外部橡胶部分滤去,这些添加剂典型地提供比所期望的少的充电均匀性。
[0063]此外,在本公开的至少一些示例中,至少部分地由于电阻涂层由在打印系统的环境中电稳定的材料制成,因此实现充电辊的长寿命。在一些示例中,电阻涂层是具有导电性的无机非聚合材料,该导电性由不会因暴露于电场、电流、环境化学物质或常压等离子体而改变的材料中的电子态获得。因此,这方面促进无机非聚合材料的电阻率和介电常数在打印应用中的扩展使用期间(诸如在用作充电辊的外部电阻涂层时)通常不改变,该无机非聚合材料在本公开的至少一些示例的使用中被识别为电阻涂层。
[0064]另外,在本公开的至少一些示例中,至少部分地由于充电辊的主体的金属外表面由具有足够硬度以抵抗凹陷、裂纹和/或其他表面磨损的材料制成,因此实现充电辊的长寿命。在一些示例中,该材料包括不锈钢或铝。在一个示例中,电阻涂层的硬度至少与不锈钢的硬度一样大。
[0065]而且,在一些实例中,外部电阻涂层具有明显比充电辊的主体的金属外表面的硬度大的硬度。在一个示例中,外部电阻涂层的硬度超过金属外表面(诸如不锈钢)的硬度一个数量级。
[0066]因此,除了电阻涂层的化学和机械稳定性之外,充电辊主体的金属外表面的硬度和外部电阻涂层的硬度一起工作以确保布置于打印系统中时充电辊的相对“永久性”。
[0067]另外,充电辊由于之前提到的关于在存在残留时缺少接触的原因而享有更长的寿命,并且如之前提到通过避免光导体的接缝区域的较小碰撞而享有更长的寿命。
[0068]而且,在至少一些示例中,充电辊的外部电阻涂层具有足够的厚度以基本上抑制丝状流光的强度(例如,振幅和/或量)且以基本上抑制丝状流光的强度(例如,振幅和/或量)的方式构成,丝状流光在充电辊和成像表面的介电层之间的空气间隙中生成。在一个方面,在足以导致空气击穿(air breakdown)的充电电压施加于充电棍和与成像表面关联的接地层之间时(在打印系统的打印操作期间),发生丝状流光放电。此外,高振幅的流光放电可降低光导成像表面的性能。
[0069]在一个示例中,电阻涂层导致丝状流光放电的振幅的大幅下降。例如,存在电阻涂层(在充电辊的金属外表面上)可比缺少电阻涂层时发生的丝状流光放电的振幅减少丝状流光放电的振幅2-10倍。在其他示例中,电阻涂层的存在可减少超过10倍的流光振幅,诸如减少25倍的流光振幅。其他示例在下面描述。
[0070]此外,进一步参考图8,电阻涂层158具有厚度⑴。
[0071]在一个示例中,充电辊150的至少金属外表面156包括不锈钢(例如不锈钢304)。在另一示例中,充电辊的至少金属外表面156包括铝(例如铝6061)。
[0072]在一些示例中,电阻涂层包括无机非聚合材料,诸如半导体材料。在一个示例中,半导体材料选自硅(Si)、氢化硅(S1:H)或碳化硅(SiC)。
[0073]在其他示例中,电阻涂层包括诸如具有电活性缺陷状态的绝缘体之类的无机非聚合材料。在一个示例中,具有电活性缺陷状态的绝缘体选自氧化络(Cr2O3)、氧化销(Al2O3)、氧化铝:氧化锌混合物(Al2O3 = ZnO)、氧化铝:氧化锡混合物(Al2O3 = SnO)或氧化铝:氧化钛混合物(Al2O3 = T12)。在前述金属氧化物材料中,在至少一个示例中,电活性缺陷状态可通过使用与化学计量的氧成分相比氧略微不足的成分而引入。
[0074]在一个示例中,无机非聚合电阻涂层唯一地限定充电辊150的外部层158且与电阻涂层下面的充电辊150主体的金属外表面156直接接触。在其他示例中,电阻涂层不唯一地限定充电辊150的外部层158。
[0075]图9是示意性地图示根据本公开的一个示例的打印系统250的图251。如图9中所示,如下面讨论的,在一个示例中,成像表面257包括布置在鼓256周围的光导薄板。同时,如图9中的部分截面图所示,充电辊252包括具有金属外表面251以及外部电阻层253的辊或鼓。还应理解外部电阻层253相对于鼓256 (支撑成像表面257)的直径的厚度被夸大且为了说明清楚而不成比例。如图9中所示,充电辊252与成像表面257间隔开可选择的间隙(G),该间隙(G)对应于前面至少结合图1描述的间隔开的距离(Dl)。在一些示例中,间隙(G)是达到大约20微米或如果合适甚至大于大约20微米的任何距离,可从充电辊252到成像表面257实现均匀的电荷转移。在一些示例中,间隙(G)是在从大约20微米到大约80微米范围内的任何距离,在该范围内,可从充电辊252到成像表面257实现合适的、大体均匀的电荷转移,如在本公开的进一步示例中更详细的描述的。应理解,术语“大体均匀的电荷转移”不排除至少一些不均匀的发生,诸如丝状流光型放电。而且,在一些示例中,调整AC电压可改善电荷均匀性。
[0076]在一些示例中,可选择的间隙(G)大于80微米。
[0077]如图9中进一步示出的,在一个示例中,充电辊252通过联接至驱动机构284的轴260绕轴线258旋转,驱动机构284在轴260的至少一端上,在轴260的相对端,轴260旋转地支撑在套筒262内。同时,鼓256 (支撑成像表面257)通过轴268绕轴线266旋转。
[0078]如图9进一步示出的,在一些示例中,打印系统250包括具有联接至套筒262和/或轴258的定位器272的定位组件270,以使得能够沿Z方向选择性移动。此设置使得能够相对于成像表面257垂直地选择性改变充电辊252的位置(如由方向箭头P表示的),因此实现可选择的间隙(G),诸如图1中的间隔距离D1。
[0079]进一步参考图9,在一些示例中,定位器272和驱动机构274通过联接机构276相互合作使得根据辊252的沿Z方向(如由方向箭头Z表示的)的垂直移动,尽管轴258重定位,驱动机构274维持与轴258的驱动关系。
[0080]在一些示例中,辊252、鼓256、驱动机构274和定位器272相对于打印系统的公共框架279被支撑。在一些示例中,充电辊252独立于光导鼓256安装到框架279,使得充电辊252独立于光导鼓256被支撑。
[0081]在一个实例中,在打印系统250的至少一些方面,此设置在一种实现方式中部署,诸如在Indigo数字印刷中,其中成像表面257包括具有不连续的接缝区域(未示出)的光导薄板,不连续的接缝区域由薄板两端的重叠造成。这种接缝区域可相对于成像表面的其他部分被略微地抑制。因此,通过为辊252和成像表面257之间的非接触间隔电荷转移提供间隙G,此设置避免与这些接缝区域接触,因此避免传统与充电辊紧靠接缝区域的接触关联的劣化问题。
[0082]在一些实例中,可通过驱动机构277提供鼓256 (支撑成像表面257)的旋转转矩,除了其他方面之外,驱动机构277包括附接至轴268的传动装置(未示出)。在一些示例中,驱动机构277通过联接器278联接至驱动机构274,使得通过每个相应的驱动机构274、277提供的旋转转矩可同步或使得单个驱动组件可服务或提供驱动机构274、277 二者。
[0083]在一些示例中,联接器278没有从系统250中省略,因为驱动机构274 (与充电辊252关联)与驱动机构277分离且独立于驱动机构277。换句话说,充电辊252具有自己的驱动机构274 (例如,马达、传动装置等),使得其独立于鼓256而被驱动。
[0084]最后,充电辊252限定与成像表面257有关的图像区域269。
[0085]在另一方面,充电辊252具有长度(LI),其比成像表面257的长度(L2)略短,使得充电辊252限定在成像表面257上的图像区域,成像表面257的大小被设定成避免充电辊252和与成像表面257关联的接地之间产生短路。
[0086]图10是示意性地图示根据本公开的一个示例的充电组件280的图281。在一个示例中,除了提供充电辊252和成像表面257之间的可选择的间隙的手动实现方式来取代如图9表示的示例中可选择的间隙的自动实现方式之外,如之前结合图9描述和图示的,充电组件280至少包括与充电组件250基本相同的特征和属性。此外,在通过图10的系统280图示的至少一些示例中,充电辊252在不存在联接器(例如图9中的联接器278)的情况下独立于鼓256 (通过图9中的驱动机构277驱动)驱动(通过图9中的驱动机构274)。
[0087]如图10中示出的,充电组件280包括可拆卸地安装在充电辊252的相对端部分处的驱动辊282A、282B。同时,驱动辊284A、284B可拆卸地安装(相对于轴260)在鼓256的相对端部分处。
[0088]驱动辊282A、282B具有直径D5,而驱动辊284A、284B具有直径D6。驱动辊282A、282B的直径D5的大小被设定成使驱动辊282A、282B的圆周(例如外表面)延伸超过外部电阻涂层253的表面的距离为D7。类似地直径D6的大小被设定成使驱动辊284A、284B的圆周(例如外表面)延伸超过成像表面257的表面的距离为D8。在一个方面,距离D8和D7之和对应于间隙G的大小。
[0089]在一些示例中,距离D8保持固定且用于限定最小间隙G。在一些示例中,如后面结合图21描述的,此最小间隙G对应于Dmin。
[0090]在一些不例中,距离D5的最大值,结合鼓256的直径D6受最大间隙G的支配。在一些示例中,如后面结合图21描述的,此最大间隙G对应于Dmax。
[0091]如图10中所示的,仅驱动辊282A、282B的一个大小被图示。然而,应理解,驱动辊282A、282B可用具有不同大小的直径的一对驱动辊替换,以实现充电辊252和成像表面257之间的
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