片材處理設備和成像系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種片材處理設備和一種具有片材處理設備的成像系統(tǒng)，例如復印機、打印機和傳真機。
【背景技術】
[0002]在相關的技術領域中，使用電子照相系統(tǒng)的成像設備使得形成在作為圖像承載構件的感光鼓上的潛像顯影，以使?jié)撓窨梢暬?。利用靜電力將該可視化的圖像(調色劑圖像)轉印到片材上。然后，通過加熱和加壓來定影片材上的調色劑圖像，從而在片材上記錄和形成圖像。
[0003]作為用于這種成像設備的定影裝置，采用加熱輥定影方法，在所述加熱輥定影方法中，熱源例如加熱器設置在內部，由保持在預定溫度的定影輥以及壓接定影輥的彈性加壓輥形成定影夾持部，從而在定影夾持部中將調色劑圖像定影到片材上。
[0004]近年來，在包括這種類型的定影裝置的成像設備(特別是全彩色成像設備)中，已知能夠延長加熱時間并且能夠加快定影速度以用于提高調色劑圖像的顯色性能或圖像質量的定影裝置。例如，正如日本專利特開N0.5-150679中討論的那樣，已知一種所謂的帶夾持型定影裝置，其中，圍繞多個輥伸展的環(huán)形定影帶壓接加熱輥。
[0005]另外，近年來，要求高的處理速度以用于獲得高速輸出的成像設備。為此，需要提供一種在垂直于片材供給方向的寬度方向上的更寬的夾持部。另外，已經提出了一種帶定影方法并已投入商用，其中，通過用環(huán)形帶取代定影輥和加壓輥中的一者或兩者來獲得更寬的夾持部寬度。
[0006]引用文獻列表
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本專利特開N0.5-150679

【發(fā)明內容】

[0009]【技術問題】
[0010]然而，因為在這種定影裝置的加熱定影處理中向轉印有調色劑圖像的片材加熱和加壓，所以在擠壓夾持之后，片材中的水分在擠壓夾持部蒸發(fā)。在此情況下，由于向片材加熱而造成的水分含量變化以及由于向片材加壓而造成的應力而產生卷曲(片材因卷曲而彎折)和褶皺(片材因褶皺而產生波紋)。
[0011]在此，將就纖維水平描述最廣泛地作為片材使用的片材狀紙。通過編織短纖維形成紙，并且在纖維內部或纖維之間的間隙中包含水分。另外，纖維和水在形成氫鍵結合的時候具有平衡態(tài)以保持平坦。
[0012]然而，當在定影處理中向紙加熱和加壓時，纖維之間的結合會由于壓力而退化。如果在此狀態(tài)下加熱并且蒸發(fā)水分，則在纖維之間會產生另一種氫鍵結合，并且紙張會變形。如果該紙張以這樣的狀態(tài)離開，則紙張會從大氣中吸收水分并且試圖通過切斷纖維之間的氫鍵結合而恢復其原始狀態(tài)。然而，水分不會被吸入到紙張纖維之間的某些結合中。結果，紙張的變形被保持。變形模式包括如上所述的卷曲和褶皺。因紙張片材的前表面和后表面之間的膨脹/收縮差異而產生卷曲。因紙張片材的中心部分和邊緣部分之間的膨脹/收縮差異而產生褶皺。
[0013]首先，在片材經過定影裝置的夾持部的時候，在片材的邊緣部分中產生褶皺。例如，在定影裝置具有寬夾持部的情況下，例如在帶定影方法中，為了在片材經過夾持部時防止片材被折疊，在夾持部中，沿垂直于片材供給方向的寬度方向，邊緣側的運送速度被設定為高于中心側的運送速度。如果由此向片材施加熨燙效果，則經過夾持部的片材邊緣側會相對于中心附近區(qū)域沿著片材供給方向伸長。結果，在片材的邊緣部分產生褶皺。
[0014]第二，在片材經過定影裝置的夾持部之后，在片材的邊緣部分產生褶皺。在片材被成摞地裝載時，每張片材的邊緣部分均毗鄰大氣。因此，水分會快速地進入片材的邊緣部分中。如果在定影處理中向片材加熱之后，水分被快速地吸收到片材的邊緣部分中，則隨著片材內的水分蒸發(fā)，片材的邊緣部分也會相對于中心附近區(qū)域沿著供給方向伸長。結果，在片材的邊緣部分產生褶皺。
[0015]特別地，在通過用環(huán)形帶取代定影輥和加壓輥中的一者或兩者而獲得較寬的夾持部寬度的帶定影方法中，片材停留在夾持部中的距離或時間相對于加熱輥方法都有所增加。因此，在片材的邊緣部分的褶皺可能變得明顯。
[0016]在這方面，完成本發(fā)明以糾正當片材的寬度方向的邊緣部分相對于中心附近區(qū)域沿著供給方向伸長時造成的褶皺。
[0017]【問題的解決方案】
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種處理片材的片材處理設備，片材處理設備包括:多個輥對，所述多個輥對沿著片材供給方向以一定的間隔設置，以便夾持和運送片材；和張緊裝置，所述張緊裝置在垂直于片材供給方向的寬度方向的中心區(qū)域向片材施加沿片材供給方向的拉伸強度。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)包括:將調色劑圖像轉印到片材上的轉印部；通過加熱使片材上轉印的調色劑圖像定影的定影部；和處理片材并且具有上述構造的片材處理設備。
[0020]【本發(fā)明的有利效果】
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明，通過向片材的橫向中心區(qū)域施加沿片材供給方向的拉伸強度，片材的橫向中心部分沿著片材供給方向伸長。因此，能夠使得片材的橫向中心部分在片材供給方向上的長度與片材的橫向邊緣部分在片材供給方向上的長度一致。結果，能夠使得片材中心長度和片材邊緣長度相等并且校正片材邊緣部分的褶皺。
【附圖說明】
[0022]圖1是圖解了實施例1中的電子照相打印機的剖視圖。
[0023]圖2是圖解了實施例1中的打印機和片材褶皺校正裝置的控制的方塊圖。
[0024]圖3是圖解了實施例1中的潤濕裝置的剖視圖。
[0025]圖4是圖解了實施例1中的張緊運送裝置和卷曲校正裝置的剖視圖。
[0026]圖5是圖解了實施例1中的張緊運送裝置的透視圖。
[0027]圖6是圖解了實施例1中的張緊運送裝置的俯視平面圖。
[0028]圖7是圖解了實施例1中的卷曲校正裝置的剖視圖。
[0029]圖8是圖解了片材的構造的外觀圖。
[0030]圖9(a)至圖9(c)是示出了實驗中的片材狀態(tài)的表格。
[0031]圖10是圖解了實施例1中的電子照相打印機的剖視圖。
[0032]圖11是圖解了實施例2中的張緊運送裝置的剖視圖。
[0033]圖12是圖解了實施例2和3中的電子照相打印機的剖視圖。
[0034]圖13是圖解了實施例2中的張緊運送裝置的透視圖。
[0035]圖14是圖解了實施例2中的張緊運送裝置的俯視平面圖。
[0036]圖15是圖解了實施例2中的張緊運送裝置的控制的流程圖。
[0037]圖16是圖解了實施例2中的張緊運送裝置的控制的方塊圖。
[0038]圖17(a)和圖17(b)是圖解了實施例2中的張緊運送裝置的控制的剖視圖。
[0039]圖18(a)至圖18(c)是示出了實驗中的片材狀態(tài)的表格。
[0040]圖19是圖解了實施例2中的張緊運送裝置的透視圖。
[0041]圖20是圖解了實施例3中的張緊運送裝置的透視圖。
[0042]圖21是圖解了實施例3中的張緊運送裝置的控制的流程圖。
[0043]圖22是圖解了實施例3中的張緊運送裝置的控制的方塊圖。
[0044]圖23(a)和圖23(b)是圖解了實施例3中的張緊運送裝置的控制的剖視圖。
[0045]圖24是圖解了實施例4中的電子照相打印機的剖視圖。
[0046]圖25是圖解了實施例4中的潤濕裝置的俯視平面圖。
[0047]圖26是圖解了實施例4中的潤濕裝置的透視圖。
[0048]圖27是圖解了潤濕裝置和儲存裝置周圍情況的透視圖。
[0049]圖28是圖解了實施例4中的打印機和片材褶皺校正裝置的控制的方塊圖。
[0050]圖29是圖解了實施例4中的電子照相打印機的剖視圖。
[0051]圖30是圖解了實施例5中的片材褶皺校正裝置的控制的方塊圖。
[0052]圖31是圖解了實施例5中的片材褶皺校正裝置的剖視圖。
[0053]圖32是圖解了實施例5中的潤濕裝置的剖視圖。
[0054]圖33是圖解了實施例5中的用于驅動潤濕裝置的主要部件的透視圖。
[0055]圖34是圖解了實施例5中的潤濕裝置的儲存裝置的周圍情況的透視圖。
[0056]圖35是圖解了實施例6中的水分施加裝置和張緊運送裝置的剖視圖。
[0057]圖36是圖解了實施例6中的水分施加裝置的剖視圖。
[0058]圖37(a)是圖解了實施例6中的水分施加裝置的俯視平面圖。圖37(b)是圖解了實施例6中的水分施加裝置的正視圖。
[0059]圖38(a)是圖解了實施例6中的水分施加裝置的循環(huán)流量和壓力之間的關系的曲線圖。圖38(b)是圖解了實施例6中的水分施加裝置的施加量和循環(huán)流量之間的關系的曲線圖。
[0060]圖39是圖解了實驗中的片材上的水分量變化的曲線圖。
[0061]圖40是圖解了實施例6中的水分施加裝置的正視圖和圖解了水分量分布的說明圖。
[0062]圖41是圖解了實施例6中的水分施加裝置的施加輥的構造的剖視圖。
[0063]圖42是圖解了實施例7中的水分施加裝置的剖視圖和方塊圖。
[0064]圖43是圖解了實施例7中的水分施加裝置的剖視圖和方塊圖。
[0065]圖44是圖解了實施例8中的電子照相打印機的剖視圖。
[0066]圖45是圖解了實施例8中的打印機和片材褶皺校正裝置的控制的方塊圖。
[0067]圖46是圖解了實施例8中的張緊運送裝置和卷曲校正裝置的剖視圖。
[0068]圖47是圖解了實施例8中的卷曲校正裝置的剖視圖。
[0069]圖48是圖解了實施例8中的卷曲校正裝置的風扇的周圍情況的透視圖。
[0070]圖49是圖解了實施例8中的卷曲校正裝置的風扇的周圍情況的后時圖。
[0071]圖50(a)至圖50(c)是示出了實驗中的片材狀態(tài)的表格。
【具體實施方式】
[0072]在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。應當理解的是，各種特征例如在以下實施例中描述的部件的尺寸、材料、形狀、相對分布等可以根據(jù)本發(fā)明的設備的構造以及不同的情況而適當?shù)馗?。除非另有說明，否則這些特征并不旨在限制本發(fā)明的范圍。
[0073]【實施例1】
[0074]將參照圖1至圖10描述具有根據(jù)實施例1的片材處理設備的成像設備。在以下的描述中，將首先描述成像設備，隨后再描述片材處理設備。在實施例1中，描述將片材處理設備連接至成像設備外部的成像系統(tǒng)。然而，本發(fā)明也可以有效地應用于將片材處理設備集成到成像設備內部的成像系統(tǒng)。
[0075]首先，將參照圖1描述作為成像系統(tǒng)示例的成像設備和可拆卸地附接到成像設備的片材處理設備。圖1是示意性地圖解了作為成像設備示例的彩色電子照相打印機500以及作為片材處理設備示例的、沿著片材供給方向具有水分添加裝置和張緊裝置的片材褶皺校正裝置900的剖視圖。要注意的是，在以下的描述中，彩色電子照相打印機將被簡稱為打印機。
[0076]在片材上形成調色劑圖像。具體地，片材可以包括例如普通紙片材、作為普通紙片材替代物的樹脂片材、厚紙片材、高射投影儀可應用的片材等。
[0077]圖1的打印機500具有用于黃色(Y)、品紅色(M)、青色(C)和黑色(Bk)中的每一種顏色的成像部510。在用于每一種顏色的成像部510中，在片材上形成每一種顏色的調色劑圖像。另外，作為中間轉印構件的環(huán)形中間轉印帶531布置成面向成像部。S卩，采用可視圖像的成像設備，其中，并行地執(zhí)行用于每一種顏色的直至可視化為止的處理。
[0078]要注意的是，用于Y、M、C和Bk中的每一種顏色的成像部的布置順序并不局限于圖1中圖解的布置順序。另外，該實施例也可以應用于單色成像設備，而并不局限于圖1中的全彩色中間轉印型成像設備。
[0079]在用于每一種顏色的成像部510中，如下所述地設置每一個處理單元。對于Y、M、C和Bk中的每一種顏色，設置作為圖像承載構件以用于在表面上承載靜電潛像的電子照相感光元件(在下文中，稱作感光鼓)511、充電輥512、激光掃描儀513和顯影裝置514。通過充電輥512預先為感光鼓511充電。然后，通過激光掃描儀513使感光鼓511曝光以形成潛像。潛像由顯影裝置514顯影并且被可視化為調色劑圖像。
[0080]在包括感光鼓511和初次轉印輥515的初次轉印部中，通過初次轉印輥515將形成并承載在感光鼓511的表面上的每一張調色劑圖像以相繼重疊的方式初次轉印到中間轉印帶531上。
[0081]與此同時，將片材P從片材盒520逐一地供給到對準輥對523。對準輥對523 —次性接收片材P并且在歪斜供給的情況下校正歪斜。另外，與中間轉印帶531上的調色劑圖像同步地，對準輥對523將片材P供給到中間轉印帶531和二次轉印輥535之間的二次轉印部。例如通過作為轉印部的二次轉印輥535將中間轉印帶531上的各色調色劑圖像整體地二次轉印到片材P上。
[0082]然后，如上所述具有由成像部形成的圖像(調色劑圖像)的片材被運送到定影裝置100。在定影裝置(定影部)100中，通過將片材夾持在定影夾持部中并向未定影的調色劑圖像加熱和加壓來定影片材上的調色劑圖像。通過排出輥對540將經過定影裝置100的片材供給到作為片材處理設備的片材褶皺校正裝置900以用于處理片材。然后，通過片材褶皺校正裝置900校正片材上的褶皺，并且將片材排出到排出托盤565。
[0083]在此，將描述定影裝置。定影裝置100包括作為加熱旋轉構件的定影輥110和作為擠壓旋轉構件的加壓輥111。定影輥110將從內部鹵素加熱器(未示出)產生的熱量施加至片材P上的調色劑并且與加壓輥111配合地運送片材P。定影輥110具有嵌入到例如由柱狀鋁管制成的金屬芯部中的鹵素加熱器，所述金屬芯部的外徑為56mm且內徑為50mm。例如由硅橡膠制成的彈性層覆蓋在金屬芯部的表面上，所述彈性層的厚度為2mm且硬度為45° (Asker-C)，并且由過氟烷基化物(PFA)或聚四氟乙烯(PTFE)制成的耐熱調色劑分離層進一步覆蓋在彈性層的表面上。
[0084]加壓輥111與定影輥110相配合地運送片材P。類似地，加壓輥111具有例如由柱狀鋁管制成的金屬芯部，所述金屬芯部具有56mm的外徑和50mm的內徑。例如由硅橡膠制成的彈性層覆蓋在金屬芯部的表面上，所述彈性層的厚度為2mm且硬度為45° (Asker-C)，并且由過氟烷基化物(PFA)或聚四氟乙烯(PTFE)制成的耐熱調色劑分離層進一步覆蓋在彈性層的表面上。
[0085]通過定影輥110和加壓輥111形成定影夾持部。在發(fā)明人所做的實驗中，在定影輥I1的表面設定溫度是180°c、加壓輥的表面設定溫度是100°C、大氣溫度是23°C并且大氣濕度是50%的情況下，片材P的運送速度設定為300mm/秒至500mm/秒。然后，在定影夾持部中經過加熱和加壓的片材P中的纖維沿著片材供給方向伸長。在此情況下，在垂直于片材供給方向的寬度方向上，片材P的邊緣側比中心側伸長地更多。結果，產生了邊緣褶皺(在下文中稱作褶皺)。
[0086]要注意的是，由用戶使用操作面板570輸入片材盒520中的片材的片材類型信息，并且將片材類型信息傳送到圖2的打印機500中的具有中央處理單元(CPU)和存儲裝置的控制器500C。另外，通過成像部510在片材P上形成的調色劑圖像的圖像密度信息被傳送到圖2的打印機500中的具有CPU和存儲裝置的控制器500C。而且，設置在成像設備500中的片材盒520上的大氣傳感器500D檢測成像設備500中的溫度和濕度，并且關于溫度和濕度的信息被傳送到具有CPU和存儲裝置的控制器500C。
[0087]具有由定影裝置100定影的調色劑圖像的片材P通過排出輥對540供給到片材褶皺校正裝置900。由片材褶皺校正裝置900的進入輥對901沿著運送引導件902運送片材P，并且由運送引導件902將運送方向改變成豎直向下的方向(圖1中的箭頭方向B)。然后，將片材P供給到作為水分添加裝置(水分添加單元)的片材潤濕裝置400。在此，由潤濕輥對401和402潤濕片材P。
[0088]然后，從片材潤濕裝置400排出的片材P被相繼運送到作為張緊裝置的片材張緊運送裝置101、201和301。由片材潤濕裝置400以預定的水分量或更多的水分量潤濕片材Po然后，片材P相繼經過片材張緊運送裝置101、201和301，并且在片材供給方向上牽拉垂直于片材供給方向的寬度方向的中心部分，以便減小寬度方向的邊緣部分和中心部分之間的片材供給方向的長度差。
[0089]隨后，通過以這種方式校正片材寬度方向的邊緣部分中的褶皺而獲得的片材被運送到卷曲校正裝置600，以便校正卷曲。
[0090]當在運送引導件903和905中將運送方向改變成豎直向上的方向(圖1中的箭頭方向C)的時候，由運送輥對904運送通過校正卷曲而獲得的片材P。然后，由運送輥對906和908運送片材P，同時由運送引導件907和908引導片材P。然后，由排出輥對910將片材P排出到片材褶皺校正裝置900的外部，并且將片材P裝載到排出托盤565上。
[0091]要注意的是，用于潤濕片材P的潤濕液體L存儲在儲存裝置400A中。利用泵400B將存儲在儲存裝置400A中的潤濕液體L通過液體供應管400C不定期地供應至設置在片材潤濕裝置400中的液體供應池411和412。潤濕液體L (也稱作應用液體)包含作為主要組分的水。
[0092]在此，將參照圖2描述整個成像系統(tǒng)中的控制關系。圖2是圖解了整個成像系統(tǒng)中的控制關系的方塊圖，所述成像系統(tǒng)包括打印機500和片材褶皺校正裝置900。在打印機500的控制器500C和片材褶皺校正裝置900的控制器901C中使用計算機系統(tǒng)，所述計算機系統(tǒng)具有CPU、存儲裝置、操作單元、輸入/輸出(I/O)端口、通信接口、驅動電路等。
[0093]通過使CPU執(zhí)行存儲在存儲裝置中的預定程序來執(zhí)行上述每個控制器500C和901C的控制操作。片材褶皺校正裝置900的控制器901C控制在設備中所包括的片材潤濕裝置400，片材張緊運送裝置101、201和301以及卷曲校正裝置600的操作。另外，上述控制器500C和901C使用通信部COM彼此互連以便交換信息。
[0094]要注意的是，盡管在本文中描述了這樣的構造，在所述構造中，由打印機500的控制器500C (控制單元)控制片材褶皺校正裝置900的控制器901C (控制單元)，以便控制片材褶皺校正裝置900的操作，但是本發(fā)明并不局限于此。例如，片材褶皺校正裝置可以不具有控制單元，并且打印機的控制單元可以控制片材褶皺校正裝置的操作。
[0095]接下來，將參照圖3詳細描述片材潤濕裝置400。圖3是圖解了整個片材潤濕裝置400的剖視圖。
[0096]由進入引導件414和414將沿著圖3中的箭頭方向B(與圖1中的箭頭方向B —致)運送的片材P引導到第一潤濕輥對401和402的夾持部，在此，通過將潤濕液體L轉移到片材P的表面上而潤濕片材P。通過排出引導件413將經過潤濕輥401和402之間的夾持部的片材P運送到第一片材張緊運送裝置101。
[0097]潤濕輥401和402都是彈性輥，通過在由金屬剛性體例如不銹鋼制成的芯部的表面上形成由作為主要組分的丁腈橡膠(NBR)、硅酮等制成的固體橡膠層而獲得所述彈性輥。
[0098]液體供應輥405、406、407和408作為液體供應構件，用于將液體供應池411和412中的潤濕液體L相繼供應到潤濕輥對401和402。液體供應輥405、406、407和408是彈性輥，所述彈性輥具有由例如NBR作為主要組分這樣的材料制成的固體橡膠層，所述固體橡膠層具有能夠在由金屬剛性體例如不銹鋼制成的芯部表面上保持水的親水表面。固體橡膠層可以由接受過親水處理的金屬或樹脂制成。
[0099]液體供應輥407和408通過抽吸液體供應池411和412中的潤濕液體L并且分別抵接在液體供應輥405和406上而將潤濕液體L供應到液體供應輥405和406。液體供應輥405和406通過分別抵接在潤濕輥401和402上而將潤濕液體L供應到潤濕輥401和402。
[0100]第一控制輥409和410作為第一控制構件，用于控制對液體供應輥407和408的液體供應量。第一控制輥409和410是在由金屬剛性體例如不銹鋼制成的芯部表面上鍍有鎳或鉻的輥。
[0101]第一控制輥409和410分別抵接在液體供應輥407和408上，以用于適當?shù)匾种圃诠腆w橡膠層的表面上保持的潤濕液體的量，以便控制供應至片材P的水分量。即，第一控制輥409和410分別壓接液體供應輥407和408的固體橡膠層并使固體橡膠層變形，以便擠壓出保持在表面上的潤濕液體。
[0102]第二控制輥403和404作為第二控制構件，分別用于控制對潤濕輥401和404的液體供應量。第二控制輥403和404是在由金屬剛性體例如不銹鋼制成的芯部表面上鍍有鎳或鉻的輥。
[0103]第二控制輥403和404分別抵接在潤濕輥401和402上，以用于適當?shù)匾种圃诠腆w橡膠層的表面上保持的潤濕液體的量，以便控制供