專利名稱：輸送固體墨丸的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本公開的實施方式涉及用于成像的固體墨丸的抽取，更具體地，涉及保持從貯存器中抽取的固體墨丸的流動性的設備。
背景技術：
圖像形成設備(例如打印機、傳真機或影印機)包括用于從貯存器抽取墨丸并輸送到圖像形成設備的系統(tǒng)。通常固體墨或相變墨打印機接收如丸狀或墨錠狀的固體形式的墨。所述固體墨丸被放置在貯存器內，供料機構把固體墨輸送到加熱器組件，在加熱器組件熔化固體墨，以噴射到圖像形成設備。通常固體墨丸儲存在貯存器，且在需要時抽取出來用于印刷介質的制作。通過采用真空管，真空源將固體墨丸從所述貯存器的抽取點抽吸出來。當在貯存器中儲存超過一段時間時，固體墨丸往往容易橋接或聚集在一起。由于固體墨顆粒靜電阻止所述顆粒之間的運動，橋接發(fā)生在所述貯存器的抽取點附近。此外，在形成固體墨丸的造粒工藝期間，一些墨丸可能沒有適當冷卻并可能熔合在一起，產(chǎn)生熔合的墨顆粒凝塊，也稱為結塊。這些橋和結塊阻礙了固體墨顆粒連貫流動到所述圖像形成設備。已知的針對該問題的方法的目的在于打碎所述橋和結塊。現(xiàn)有的方案需要手動攪拌儲存有固體墨丸的貯存器以攪動固體墨丸，導致所述橋和結塊的破碎。通常所述貯存器儲存許多加侖的固體墨丸，且手動攪拌所述貯存器可能是不方便的，需要人為干預。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一實施方式提供了用于保持固體墨丸從貯存器到圖像形成設備的流動性的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括具有一個或一個以上的用于接收墨丸的開口的輸送管和配置用來攪動所述墨丸的攪拌機構。所述攪拌機構的轉動打破了墨丸流的阻礙。所述攪拌機構包括多個細長的臂和切桿機構。所述攪拌機構可安裝在所述輸送管上，使得所述輸送管的轉動帶動所述攪拌機構的轉動，從而攪動所述固體墨丸并保持所述墨丸的流動性。另一實施方式公開了用于保持固體墨丸的流動性的方法，其中貯存器包括與多個臂和切桿機構連接的輸送管。所述方法引起所述輸送管的轉動，進而使所述多個臂和切桿機構轉動，攪拌在所述貯存器內的固體墨丸。然后所述方法產(chǎn)生吸力以從所述貯存器通過所述輸送管抽取固體墨丸，并輸送固體墨丸到圖像形成設備。


圖1顯示為固體墨丸輸送系統(tǒng)可在其中操作的示例性環(huán)境。圖2顯示為用于將固體墨丸從貯存器供應給圖像形成設備的示例性固體墨丸輸送系統(tǒng)。圖3顯示了在圖2中所示的與輸送管聯(lián)接的執(zhí)行器的示例性實施方式。圖4-6顯示了固體墨丸輸送系統(tǒng)的示例性實施方式的不同的視圖。
具體實施例方式本發(fā)明描述了用于將固體墨丸從貯存器輸送至圖像形成設備的系統(tǒng)和方法的多種實施方式。所述固體墨丸被放置在包含有輸送管的貯存器中，所述輸送管將固體墨丸轉移到所述圖像形成設備。所述系統(tǒng)提供機構，以避免任何輸送失敗并保持從所述貯存器輸送固體墨丸的流動性。為此目的，所述系統(tǒng)包括連接至所述輸送管外表面的攪拌機構，且聯(lián)接至所述輸送管的執(zhí)行器控制所述輸送管的轉動。所述輸送管的運動使所述攪拌機構轉動，進而攪動所述固體墨丸。引入到所述貯存器內的攪動打破了固體墨丸流動到圖像形成設備的障礙，且施加到所述輸送管的吸力抽取固體墨丸。圖1顯示了用于執(zhí)行本發(fā)明的主題的示例性環(huán)境100。所述環(huán)境100描述了用于從貯存器102向圖像形成設備供應固體墨丸的傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)。為了說明的目的，將本發(fā)明與固體墨丸一起描述。然而，本領域技術人員應理解其它環(huán)境可同樣需要從儲存容器或類似設備輸送固體墨丸用于打印或其它目的。這里所羅列的技術還可用于在各種其它環(huán)境中提高固體顆粒和丸的流動性。貯存器102適于接收和儲存固體墨丸104或丸狀物體，且該設備可以是貯存器、盒子、籠、鼓或任何其它用于貯存的設備。可采用任意剛性材料(例如木材、塑料或金屬)用于制作所述貯存器102。所述貯存器102包括輸送管106，所述輸送管106垂直設置穿過所述貯存器102的開口，從而為吸取的固體墨丸104提供通道。如圖所示，所示輸送管106可固定連接在貯存器102上；但是，無論何時需要抽取固體墨丸，所述輸送管106應設置穿過所述開口安裝在貯存器102內應該是很顯然的。所述輸送管106可以為虹吸管，這是本領域技術人員所熟知的。貯存器102可設計成帶有逐漸變細的錐底表面108，以引導固體墨丸104朝向貯存器102的底部，其中輸送管106的底端作為針對固體墨丸104的抽取點109。圓錐底部表面 108允許固體墨丸104在重力作用下流向抽取點109。本文所采用的術語“管”包括在其內形成縱向通道的任意通常細長的設備，其適于傳送流體或微粒。因此，根據(jù)所述定義，管可由任意合適的材料制成，且本領域技術人員可能認為在具體應用中任何截面均是有用的。為了將固體墨丸從抽取點109抽取出來，所述輸送管106的上端通過真空管112 連接至真空源110。真空源110產(chǎn)生吸力通過抽取點109抽取固體墨丸104，并且可將固體墨丸104輸送至圖像形成設備(未圖示)以供打印或者輸送至其它采用所述固體墨丸104 的已知的設備。在本發(fā)明的實施方式中，所述真空源110可以為本領域技術人員熟知的文氏管系統(tǒng)。此外，為了使所述固體墨丸104的流動流態(tài)化，還可通過輔助管114將氣流引入到貯存器102中。吸力和流態(tài)化氣流聯(lián)合將固體墨丸104從貯存器102中抽取出來。文氏管和輔助管的應用已為本領域技術人員所熟知，將不在此對其進行詳細描述。替代地，配置有輸送管106的貯存器102可連接至任何種類的公知的源以將儲存的固體墨丸104或丸狀物體抽取出來。固體墨丸104可以是可液化的蠟基丸。通常采用固體墨丸的圖像形成設備熔化所述固體墨丸，然后將它們傳遞給墨水噴嘴以供打印。在本發(fā)明的一實施方式中，固體墨丸的直徑可以為約l_3mm。在貯存器102中儲存超過一段時間或者在所述固體墨丸形成過程中的固體墨丸104，可能會聚成團，形成拱形物、橋或塊狀物，阻礙固體墨丸104的抽取路徑。
4通常固體墨丸的尺寸的范圍可達到約2mm的最大尺寸。圖2示意地說明了用于抽取固體墨丸的系統(tǒng)200的示例性實施方式，其在圖1所示的示例性環(huán)境100中操作。在此將用以下更詳細的說明來概括描述所述系統(tǒng)200及其操作。安裝輸送管106用于在貯存器102中轉動，并且在輸送管106上帶有攪拌機構202。所述輸送管106的末端可被稱作為輸入端(其與貯存器102的底部相鄰)，和輸出端(其與真空源110連接)。在一實施方式中，在下文詳細描述的攪拌機構202包含有細長的臂208， 其連接至所述輸送管106的兩端，并從輸送管106向外呈弧形狀延伸，使得攪拌機構202類似于撣(whisk)。致動器204通過致動器臂206連接至輸送管106，轉動輸送管106，使得攪拌機構202移動穿過堆積的固體墨丸104，打破任何流動的障礙物。輸送管106的底端包含有一個或一個以上的用于抽取固體墨丸104的入口(未圖示)。此外，如以下更為詳細的描述，輸送管106的底端適于轉動。輸送管106的上端包含有與真空源110的連接以及在外部與致動器臂206的連接。還可采用包含有帶有入口的可旋轉輸送管的其它裝置。攪拌機構202包含有連接至輸送管106的外表面的臂208，以攪動固體墨丸104。 在圖解說明的實施方式中，臂208通常是細長的線狀或桿狀結構，其連接至輸送管106的每一個末端并向外延伸形成弧形。如前所述，攪拌機構202的整體構成類似于撣。如圖所示， 臂208的運動可攪動周圍的固體墨丸104，分開凝結的或橋接的墨丸。為了處理所述臂208 下方的結塊，系統(tǒng)200在靠近入口處設置有多個切桿機構210，所述切桿機構210與輸送管 106的底端連接。每個切桿機構210從輸送管106向外延伸，其具有短的細長桿的形狀，可攪拌靠近入口處的固體墨丸104，打破凝塊或結塊。此外，系統(tǒng)300包括多個切桿槽(未圖示)，切桿機構210穿過所述切桿槽，并且所述切桿槽通過提供剪切面協(xié)助打破凝塊或結塊。所述槽被制造成金屬板刀片或葉片 (blade)的形狀，并可安裝在貯存器102上。在系統(tǒng)200的一實施方式中，所述切桿槽的數(shù)量與切桿機構210的數(shù)量相對應。所述切桿機構210可安裝在輸送管106上，使得切桿機構210穿過所述切桿槽。在系統(tǒng)300的一實施方式中，所述切桿機構210和切桿槽之間的距離取決于所述固體墨丸104的尺寸，而在所述圖解說明的實施方式中所述固體墨丸104 的尺寸為約2mm。通常在所述槽上形成比固體墨丸的尺寸大的間隙，以打破結塊。因此所述圖解說明的實施方式的槽具有的寬度為約2. 5mm。槽可制造成諸如方形、圓形、弧形的任意形狀或者其它提供剪切面的適當?shù)男螤睢？梢钥闯觯鰯嚢铏C構202被設計成遇到的來自固體墨丸的阻力為最小的，因此需要的來自致動器204的力矩為最小的。或者，攪拌機構202可包括諸如刀片、金屬片或葉片的幾何結構，所述幾何結構可采用最小的所需的力矩將固體墨丸104攪出。攪拌機構202的幾何結構和運動可能取決于固體墨丸104的性質例如堆積密度、 尺寸范圍、熔點、靜電荷、流動性等。此外，輸送管106可以是針對這些性質而特制的；例如， 輸送管106的直徑可以是基于被抽取的固體墨丸104的尺寸范圍。致動器204采用致動器臂206使攪拌機構202轉動，所述致動器臂206連接至靠近輸送管106的頂端處。如圖所示，致動器204與輸送管106連接；然而，應該很明顯的是所述致動器204是圖像形成設備或所述貯存器102的一部分，并且可拆卸連接所述輸送管 106。致動器204可包括驅動發(fā)動機或空氣氣缸。采用致動器使機構(例如輸送管106)轉動的方法是本領域技術人員所熟知的，因此不對其進行詳細的描述。在系統(tǒng)200的一實施方式中，致動器204可使致動器臂206繞著輸送管106的縱軸轉動。致動器204確保使攪拌機構202充分地轉動，以采用最小的力矩打破流動障礙。在本發(fā)明的一實施方式中，由致動器204產(chǎn)生的5N-m的力矩值足以打破流動障礙物。在下文中結合圖3討論致動器204 的示例性實施方式。此外，系統(tǒng)200可包括控制器(在圖2中未顯示)，其可在預定的時間自動啟動攪拌機構202的轉動。可設定啟動的時間以使其以適當?shù)臅r間間隔(例如在開始成像工藝之前)每天發(fā)生一次或如優(yōu)選的。在一些情形中，每當抽取固體墨丸時致動器204與輸送管 106嚙合。此外，還可由控制器確定攪拌機構202轉動的頻率和速度。可引入許多的所有可通過攪拌機構202在固體墨丸104中產(chǎn)生攪拌動作的結構變體，這對于本領域技術人員而言是顯而易見的。例如，致動器204可操作聯(lián)接至攪拌機構 202，而不是連接至輸送管106，使得致動器204僅使攪拌機構202轉動。在另一實施方式中，可在貯存器102中引入多個攪拌機構202，所有的攪拌機構202均由致動器204驅動。 此外，攪拌機構202可僅包括臂208或切桿機構210以打破結塊。如前所述，系統(tǒng)200提供高性價比和高效的方法來保持固體墨丸流動到圖像形成設備的流動性，避免了供料故障。圖3圖解說明了采用示例性致動器來轉動輸送管106的系統(tǒng)200的俯視圖。圖3 的實施方式描繪了通過連接臂306聯(lián)接至曲柄304的驅動發(fā)動機302。曲柄304依次通過夾具308連接至輸送管106。如圖所示，驅動發(fā)動機302轉動所述曲柄304，轉動的角度根據(jù)切桿機構210或切桿槽的數(shù)量而發(fā)生變化。例如，如果輸送管106連接至四個等間距的切桿機構210，所述管需要的最小轉動角度為45度，以確保切桿機構210在每個振動期間經(jīng)過所述槽。在一實施方式中，雖然所述曲柄304繞縱軸以約49度轉動，但是可提供其它轉動角度。圖4、5、6和7顯示示例性固體墨丸輸送系統(tǒng)400的不同視圖。圖4圖解說明設置在貯存器404內的輸送管402，在其外表面連接有攪拌組件406。固體墨丸輸送系統(tǒng)400的實施方式描述了具有圓形橫截面的輸送管402 ；然而，可采用其它公知的適當?shù)男螤?例如方形、菱形、八邊形等)，這是顯而易見的。攪拌組件406包括四個等間距的攪拌桿機構408 和切桿機構410用于產(chǎn)生攪動。本領域技術人員將明白攪拌組件406可包括攪拌桿機構 408和切桿機構410的其它裝置。攪拌桿機構408和切桿機構410通過公知的緊固裝置連接至輸送管402。如圖所示，攪拌桿機構408基本上是半圓形的線形結構，其設置在輸送管402的周緣上，使得所述攪拌桿機構408的兩個末端分別連接至靠近所述輸送管402的上端和底端。 攪拌桿機構408是從輸送管402尖銳地向外延伸的細長的結構。此外，切桿機構410是連接至輸送管402的底端附近的線形突起物，使得切桿機構410基本上垂直于輸送管402的縱軸。本文中圖解說明的攪拌組件406是線形結構，是由厚度為4mm的不銹鋼制造而成；然而，應明白的是，在不脫離本發(fā)明的范圍的情形下，可采用其它適當?shù)木哂锌勺兓暮穸鹊牟牧稀?此外，貯存器404連接有一組允許切桿機構410穿過其的切桿槽412。如圖所示， 所述切桿槽412的形狀為C型槽，所述C型槽具有的槽尺寸大于所述丸的尺寸，以便打破結塊。在每個振動期間，輸送管402需要的最小轉動角度為45度，以確保切桿機構410穿過所述槽412。圖5描述了示例性固體墨丸輸送系統(tǒng)400的剖視圖。如圖所示，在轉動點502處， 輸送管402安裝在貯存器404上，使得所述輸送管402可自由轉動。此外，輸送管402包括多個提供用于接收儲存在所述貯存器404內的固體墨丸的入口的抽取點504。所述抽取點 504是具有窄的輸入端和較寬的輸出端的逐漸變細的(tapered)入口(未圖示)。所述窄的輸入端起過濾器的作用，僅允許適當尺寸的固體墨顆粒通過，而抽取點504的逐漸變細的輸出端防止小顆粒擠在一起并阻塞所述抽取點504。如圖所示，輸送管402包括連接的同軸的抽取管506，使得所述兩個管接連(in tandem)轉動。為了抽取儲存在所述貯存器404中的固體墨丸，使固體墨丸流態(tài)化的氣流 (如箭頭508所示)被引入穿過輸送管402和抽取管506之間的環(huán)狀通路。穿過抽取點504 進入輸送管402的固體墨丸由所述氣流進行流態(tài)化，并通過采用真空源(未圖示)沿著所述抽取管506向上抽吸。圖6圖解說明了示例性固體墨丸輸送系統(tǒng)400的剖視圖，圖解說明了所述貯存器 404的另一種結構。如圖所示，所述貯存器404的底端在此被修改為錐形底部602，該錐形底部602允許固體墨丸在重力作用下流向所述抽取點504。可旋轉的裝置(例如輸送管402) 被設置位于所述錐形底部602的最低點(例如可轉動點50 。可旋轉裝置可包括任何種類的可旋轉結構，例如攪拌桿機構408或切桿機構410。如圖所示，具有C型槽結構的切桿槽 412被設置于靠近輸送管402的安裝位置。本領域技術人員應理解的是，在輸送系統(tǒng)400中公開的貯存器404可適于儲存本領域公知的任何丸狀物體。此外，可旋轉安裝的輸送管402可延伸到貯存器404內，并具有用于接收丸狀物體的開口 504。所述輸送管402可設置有攪拌機構(例如攪拌組件406)，以攪拌所述丸狀結構物。如上所述，攪拌機構包括一個或一個以上的細長的臂408和切桿機構410，還具有一組尺寸和位置均允許切桿機構穿過其中的具有C型槽結構的切桿槽412。 此外，致動器可通過致動器臂連接至輸送管402，以轉動輸送管402，所述輸送管402再轉動攪拌組件406。本領域技術人員將理解可通過任何公知的方法用丸狀物體重新填充所述貯存器404，以及任何公知的抽取設備可通過所述輸送管402從所述貯存器404抽取丸狀物體。
權利要求
1.用于將固體墨丸輸送至圖像形成設備、保持所述墨丸的流動性的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括貯存器，其容納固體墨丸，其中在所述貯存器中儲存的所述固體墨丸形成橋或凝塊，阻礙從所述貯存器抽取所述固體墨丸；輸送管，其位于所述貯存器內并用于抽取所述固體墨丸，所述輸送管包括 具有一個或一個以上的開口的輸入端，用于從所述貯存器接收所述固體墨丸； 聯(lián)接至真空源的輸出端，用于引入氣流以抽取所述固體墨丸； 連接至輸送管的攪拌機構，用于攪動所述固體墨丸，所述攪拌機構包括 多個連接至所述輸送管的中心部分的臂；以及一組連接至所述輸送管的輸入端附近的切桿機構； 致動器，其聯(lián)接至所述輸送管并且被配置用來控制所述輸送管的轉動； 其中，所述輸送管的轉動使所述攪拌機構轉動，從而打破橋和凝塊，并保持來自所述貯存器的所述固體墨丸的流動性。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其還包括配置用于在預定時間啟動所述致動器的控制ο
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述臂是細長的，所述臂的兩端連接至所述輸送管，并從所述輸送管尖銳的向外延伸。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述開口是逐漸變細的，其包括 位于所述輸送管的外周緣的窄的末端；以及位于所述輸送管的內周緣的寬的末端。
5.固體墨丸貯存器，其包括 輸送管，所述輸送管包括具有一個或一個以上的逐漸變細的開口的輸入端；以及聯(lián)接至真空源的在所述貯存器內提供氣流的輸出端；連接至所述輸送管的用于在所述貯存器內引入攪動的攪拌機構，所述攪拌機構包括 多個連接至所述輸送管的中心部分的臂；以及多個連接至所述輸送管的所述輸入端附近的切桿機構； 其中所述輸送管的轉動使攪拌機構轉動，從而引入攪動。
6.根據(jù)權利要求5所述的固體墨丸貯存器，其中所述逐漸變細的開口包括 位于所述輸送管的外周緣的窄的末端；以及位于輸送管的內周緣的寬的末端。
7.根據(jù)權利要求5所述的固體墨丸貯存器，其還包括致動器，所述致動器聯(lián)接至所述輸送管，且被配置用于控制所述輸送管的轉動。
8.根據(jù)權利要求7所述的固體墨丸貯存器，其還包括用于在預定時間啟動所述致動器的控制器。
9.根據(jù)權利要求5所述的固體墨丸貯存器，其還包括多個安裝在所述貯存器上的槽， 使得所述切桿機構穿過所述槽。
10.根據(jù)權利要求9所述的固體墨丸貯存器，其中在每個槽和每個切桿機構之間的間隙為約2. 5mm。
全文摘要
本發(fā)明提供用于從貯存器向圖像形成設備供應固體墨丸的系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括位于貯存器內的輸送管，所述輸送管具有一個或一個以上的開口以從貯存器接收固體墨丸。聯(lián)接至輸送管的攪拌機構攪動固體墨丸。輸送管的運動使攪拌機構運動，從而攪動所述固體墨丸并保持所述墨丸到圖像形成設備的流動性。
文檔編號B41J2/175GK102407672SQ201110221
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權日2010年7月31日
發(fā)明者大衛(wèi)·P·洛門佐, 威廉·H·韋蒙, 帕特里克·J·沃克, 羅杰·G·雷頓, 邁克爾·布倫迪奇 申請人:施樂公司