專利名稱：成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種諸如利用電子照相工藝形成圖像的設(shè)備，特別是涉及一種以大致垂直方向傳送記錄材料時，在記錄材料上形成圖像的成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
在諸如復(fù)印機和打印機的電子照相成像設(shè)備中，通過使諸如鼓狀的感光器(感光鼓)均勻充電，并使感光鼓在由圖像信息決定并控制的光束下曝光，從而在感光鼓上形成靜電潛像。然后，將色粉(toner)吸附到靜電潛像上，顯影出可見圖像(色粉圖像)。轉(zhuǎn)移單元將這種色粉圖像從感光鼓表面轉(zhuǎn)移到記錄材料上之后，定影裝置將色粉圖像定影到記錄材料上。
上述成像設(shè)備中使用的定影裝置通常是相互緊壓的加熱輥和加壓輥的組合。其中，加熱輥由帶有內(nèi)部加熱源的金屬柱心部件與環(huán)繞該柱心形成的包括抗熱彈性體層和抗熱釋放層的多個層組成。加壓輥由金屬心部件與環(huán)繞該金屬心形成的包括抗熱彈性體層和由抗熱樹脂膜或橡膠膜構(gòu)成的釋放層組成。在定影裝置的這一結(jié)構(gòu)中，允許帶有未定影的色粉圖像的記錄材料從旋轉(zhuǎn)的加熱輥和加壓輥之間通過。這時，未定影的色粉圖像被加熱并施壓后，定影到記錄材料上。
公知的成像設(shè)備結(jié)構(gòu)中，上述定影裝置設(shè)置在感光鼓的垂直上方，形成一條傳送路徑，用來以大致垂直方向向上傳送由設(shè)置在感光鼓垂直下方的托紙盤提供的記錄材料，沿傳送路徑設(shè)置的轉(zhuǎn)移單元將感光鼓上的色粉圖像轉(zhuǎn)移到記錄材料上，然后，記錄材料被傳送給定影裝置。
具有上述結(jié)構(gòu)的成像設(shè)備的特征是，記錄材料的傳送路徑非常短，只打開成像設(shè)備的一側(cè)就能看到大部分傳送路徑。這樣，可以縮短送紙到出紙之間的成像時間，并且可以更迅速地傳送記錄材料。當(dāng)發(fā)生卡紙時，被卡住的記錄材料可以更容易的取出。而且，另一個優(yōu)點是，該成像設(shè)備還可以設(shè)計在更小區(qū)域內(nèi)安裝。
但是，在以大致垂直方向(垂直傳送)向上傳送記錄材料的成像設(shè)備中，因為定影裝置設(shè)置在逆著重力從下到上的記錄材料傳送路徑上，當(dāng)色粉圖像在定影裝置內(nèi)被定影到記錄材料上之后，從定影裝置傳送出來的記錄材料受到和傳送方向大致相反方向上的重力作用。因為這個緣故，具有垂直傳送路徑的成像設(shè)備不同于傳統(tǒng)的橫向傳送記錄材料的成像設(shè)備，前者在重力作用下很難給傳送中的記錄材料提供穩(wěn)定的支承，記錄材料的行為也就容易變得不穩(wěn)定。由于受相互緊壓的旋轉(zhuǎn)加熱輥和加壓輥之間的夾壓和推動、并以大致垂直方向向上傳送的記錄材料在水平方向上難以受到穩(wěn)定支承，所以該記錄材料在橫向上變得不穩(wěn)定，隨后在傳送過程中可能會朝不同方向移動，并容易發(fā)生向前方向的波狀彎曲(通常稱作“紙皺褶(paper cockle)”)。另外，記錄材料還容易接觸到圍繞傳送路徑的任一部件。該介質(zhì)和上述部件接觸的角度可能會引起記錄材料的前端邊角的卷曲或折角(通常稱作“狗耳朵(dog-ear)”)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述技術(shù)問題，以防止在成像設(shè)備中，當(dāng)定影裝置安裝在和重力方向相反的從下至上的記錄材料傳送路徑上時，記錄材料發(fā)生紙皺褶和狗耳朵。
根據(jù)本發(fā)明，成像設(shè)備包括從其主體底部向頂部方向延伸并傳送記錄材料的記錄材料傳送路徑，設(shè)置在記錄材料傳送路徑上的定影裝置，其包括可旋轉(zhuǎn)且具有內(nèi)部加熱源的加熱部件和可旋轉(zhuǎn)的加壓部件，加壓部件通過和加熱部件接觸并緊壓在一起形成夾壓區(qū)域，以夾壓記錄材料進(jìn)行定影處理，出紙引導(dǎo)部件將記錄材料從夾壓區(qū)引導(dǎo)至成像設(shè)備外部，此出紙引導(dǎo)部件具有和加熱部件在夾壓區(qū)最下游點的切線相交的引導(dǎo)面，引導(dǎo)面和切線的夾角為鈍角。


本發(fā)明的實施例將基于下列附圖作詳細(xì)說明。
圖1為成像設(shè)備的示意圖。
圖2為定影單元結(jié)構(gòu)的剖面圖。
圖3為沿紙張的設(shè)置寬度排列的出紙引導(dǎo)器和分離爪。
圖4是用來說明圍繞傳送路徑的部件排列的示意圖。
圖5是用來說明設(shè)置在定影單元出紙側(cè)的出紙引導(dǎo)器的示意圖。
圖6是用來說明和分離爪關(guān)聯(lián)的出紙引導(dǎo)器表面的加壓輥側(cè)的設(shè)置范圍的示意圖。
圖7為確定夾角β上限的加熱輥、出紙引導(dǎo)器和分離爪之間的位置關(guān)系的示意圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明的具體實施例作詳細(xì)說明如下。
圖1所示為本實施例所應(yīng)用的成像設(shè)備的示意圖。圖1顯示的成像設(shè)備1包括按箭頭A方向旋轉(zhuǎn)的例如為感光鼓10的色粉圖像載體和圍繞感光鼓10安裝的使感光鼓10充電的電子照相裝置，例如充電器11，使感光鼓10瞬間曝光后形成靜電潛像的激光曝光單元12(圖中用Bm標(biāo)示的光束)、內(nèi)裝色粉并將色粉施加于感光鼓10上的靜電潛像形成可見靜電潛像的顯影單元13、將感光鼓10上的色粉圖像轉(zhuǎn)移到用作記錄材料的紙P上的轉(zhuǎn)移輥14、清除感光鼓10上殘余色粉的鼓清潔器15。另外，此成像設(shè)備還包括將傳移到紙P上的未定影的色粉圖像進(jìn)行定影的定影單元60和控制裝置(單元)運轉(zhuǎn)的控制器40。
本實施例的成像設(shè)備1進(jìn)一步包括下列形成紙張傳送路徑的組成部件裝有一摞紙P的托紙盤50、在設(shè)定時間內(nèi)從堆在托紙盤50上的紙摞P拉入一張紙并傳送該紙的拾取輥51、傳送由拾取輥51拉入的紙張P的傳送輥52、在設(shè)定時間內(nèi)將傳送輥52傳送的紙張P提供給轉(zhuǎn)移輥14的登記輥53、將登記輥53提供的紙張P引導(dǎo)至轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C的入口滑道54、在轉(zhuǎn)移輥14轉(zhuǎn)移色粉圖像后傳送紙張P至定影單元60的傳送引導(dǎo)55、將傳送中的已轉(zhuǎn)移色粉圖像到其上的紙張P引導(dǎo)至定影單元60的定影入口引導(dǎo)器80，以及將紙張P從定影單元60引導(dǎo)至出紙架58的作為出紙引導(dǎo)部件的出紙引導(dǎo)器90、91。
在本實施例的成像設(shè)備1結(jié)構(gòu)中，定影單元60設(shè)置在感光鼓10的大致垂直上方，托紙盤50設(shè)置在感光鼓10的大致垂直下方。由托紙盤50提供的單張紙P在以大致垂直方向向上形成的傳送路徑上傳送。在沿傳送路徑設(shè)置的轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C內(nèi)，感光鼓10上形成的色粉圖像被轉(zhuǎn)移到紙張P上。進(jìn)一步傳送紙張P至轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C上方的定影單元60，然后對紙張進(jìn)行定影處理。
上述結(jié)構(gòu)的成像設(shè)備1的特征是，紙張P的傳送路徑很短，只打開設(shè)備1的一側(cè)就可以看到大部分傳送路徑。這樣，可以縮短送紙到出紙之間的成像時間，并且可以更迅速地傳送紙張。當(dāng)發(fā)生卡紙時，被卡住的紙張P可以更容易的取出。而且，另一個優(yōu)點是，該成像設(shè)備還可以設(shè)計在更小區(qū)域內(nèi)安裝。
下面根據(jù)本實施例對成像設(shè)備1的基本成像過程說明如下。與圖1所示的成像設(shè)備1連接的圖像處理裝置(圖中未顯示)對圖像閱讀裝置(IIT)(圖中未顯示)或個人計算機(PC)(圖中未顯示)等輸出的圖像數(shù)據(jù)按設(shè)定方式進(jìn)行圖像處理。圖像處理裝置可以按照指定的一套圖像處理工藝對已經(jīng)輸入的反射數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像處理，例如遮光校正、位移校正、γ校正，以及圖像編輯，包括裁邊、移動編輯等，經(jīng)過上述處理的圖像數(shù)據(jù)輸出至激光曝光單元12。
激光曝光單元12根據(jù)已經(jīng)輸入其中的圖像數(shù)據(jù)，將諸如半導(dǎo)體激光射出的光束Bm掃射到感光鼓10上。由充電輥組成的充電器11使感光鼓10的表面充電，形成設(shè)定的電位差(例如-750V)之后，感光鼓表面受到激光曝光單元12發(fā)出光束的掃描和曝光，并在其上形成靜電潛像。
顯影單元13通過帶負(fù)電荷的色粉的反轉(zhuǎn)顯影對形成的靜電潛像進(jìn)行顯影。具體地說就是，向帶有顯影器的顯影器載體(顯影套筒)13a施加和電源(圖中未顯示)的DC電壓迭加的DC電壓或AC電壓的顯影偏壓，其中，諸如用聚合方法制造的形狀因子SF1為100-140的色粉粒子和磁性粒子載體混合，在顯影單元和感光鼓10之間形成顯影場。然后，色粉從顯影套筒13a轉(zhuǎn)移到靜電潛像的圖像部分(曝光)，使得靜電潛像可視化。
然后，感光鼓10上形成的色粉圖像移動到感光鼓10和轉(zhuǎn)移輥14發(fā)生接觸的轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C，特定尺寸的單張紙P通過拾取輥51的旋轉(zhuǎn)，從托紙盤50進(jìn)入，并置于紙張傳送路徑上和色粉圖像同步進(jìn)入轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C。通過拾取輥51提供的紙張P靠傳送輥52傳送到登記輥53。在登記輥53處，紙張P停下來，登記輥53和帶有色粉圖像的感光鼓10同步旋轉(zhuǎn)。這樣，紙張P的位置和色粉圖像位置被對準(zhǔn)，紙張P通過入口滑道54引導(dǎo)進(jìn)入轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C。
在轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C，轉(zhuǎn)移輥14和感光鼓10接觸并相互緊壓在一起。轉(zhuǎn)移輥14由軸和環(huán)繞此軸的作為彈性層的海綿層構(gòu)成。此軸是由鐵或SUS等制成的柱形金屬桿。海綿層是由NBR、SBR和EPDM的混合橡膠與諸如炭黑的導(dǎo)電劑、體積電阻率為107-109Ωcm的筒形海綿卷混合制成。
例如，向轉(zhuǎn)移輥14施加電流控制的恒定電流，使得轉(zhuǎn)移電源(圖中未顯示)穩(wěn)定的施加帶有和色粉的電荷極性(正極)相反的極性(負(fù)極)的轉(zhuǎn)移偏壓。這樣，極性和感光鼓10上的色粉電荷極性相反的電荷從轉(zhuǎn)移輥14施加到紙張P上。將轉(zhuǎn)移偏壓設(shè)定為，只有當(dāng)感光鼓10上形成的圖像區(qū)通過轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C時才施加轉(zhuǎn)移偏壓，而圖像區(qū)之間的區(qū)域通過轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C時不施加轉(zhuǎn)移偏壓。
和圖像同步傳送的紙張P被傳送到轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C，在感光鼓10和轉(zhuǎn)移輥14之間夾壓。這時候，從轉(zhuǎn)移輥14施加轉(zhuǎn)移偏壓，感光鼓10上攜帶的未定影的色粉圖像被靜電轉(zhuǎn)移到紙張P上。
然后，上面帶有已經(jīng)被靜電轉(zhuǎn)移的色粉圖像的紙張P靠轉(zhuǎn)移輥14的靜電吸附力和紙張P的剛性，從感光鼓10上分離，沿紙張P的傳送方向傳送到位于轉(zhuǎn)移輥14下游的定影單元60。如果紙張P仍然粘在感光鼓10不分離，在轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C的下游和感光鼓10表面附近的分離爪16會將紙張P和感光鼓10分離開。
傳送到定影單元60的紙張P上的未定影的色粉圖像通過定影單元60內(nèi)的利用加熱和壓力進(jìn)行的定影處理被定影到紙張P上。其上形成定影圖像的紙張P傳送到成像設(shè)備1的輸出部分的出紙架58上，至此一系列的成像操作完成。
下面對定影單元60的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖2所示為定影單元60結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖2所示，定影單元60的結(jié)構(gòu)中，包括一對框，其中第一框65可旋轉(zhuǎn)支承加熱輥61，第二框66可旋轉(zhuǎn)支承加壓輥62。安裝這兩個框是使成像設(shè)備1中加熱輥61和加壓輥62的中心連線在大致水平的位置。加壓輥62通過由螺旋彈簧等組成的彈性體(圖中未顯示)和加熱輥61緊壓在一起，形成了定影夾壓區(qū)N。
加熱輥61由柱心611和包裹柱心表面的釋放層612組成。柱心611的外徑例如為25mm，厚度例如為1-1.5mm。柱心由強熱導(dǎo)性金屬材料制成，例如鐵、鋁、SUS等。對于釋放層612，可以使用抗熱樹脂，例如硅樹脂和碳氟化合物樹脂，從色粉的釋放性和抗磨損角度考慮，碳氟化合物樹脂更適合一些。對于碳氟化合物樹脂，可以使用四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等。釋放層612的厚度例如為5-100μm。
在加熱輥61內(nèi)，例如安裝了600W等級的鹵素加熱器67用來給加熱輥61加熱。溫度傳感器69安在和加熱輥61表面接觸的位置。成像設(shè)備1中的控制器40基于溫度傳感器69測定的溫度值，來控制鹵素加熱器67的開關(guān)，并調(diào)節(jié)加熱器61表面的溫度以維持在設(shè)定溫度(例如175℃)。另外，在第一框65內(nèi)的加熱輥61附近安裝了自動調(diào)溫器70，以防溫度過高使加熱輥61出故障。
加壓輥62由諸如柱形的實心軸621、圍繞軸621形成的抗熱彈性體層622和包裹抗熱彈性體層622表面的釋放層623組成。軸621由例如鐵或鋁制成，可以為空心?？篃釓椥泽w層622由硬度為45°(Asker C型)的抗熱材料形成，例如為硅海綿或硅橡膠。當(dāng)加壓輥62和加熱輥61緊壓在一起時，抗熱彈性體層622的厚度在6mm或6mm以上，以提供大致固定不變的夾壓寬度?？篃釓椥泽w層622的厚度的合適范圍為6-8mm。釋放層623例如由具有優(yōu)良的色粉釋放性和抗磨損性能的PFA制成。釋放層623的厚度的合適范圍例如為30-100μm。
在加熱輥61和加壓輥62之間的定影夾壓區(qū)N的上下游形成紙張傳送路徑。在定影夾壓區(qū)N的上游(紙張送入側(cè))，安裝了由金屬板組成的構(gòu)成紙張傳送路徑一部分的定影入口引導(dǎo)80。在定影夾壓區(qū)N的下游(紙張輸出側(cè))，安裝了構(gòu)成紙張傳送路徑一部分的出紙引導(dǎo)器90、91。出紙引導(dǎo)器90、91由多個肋部形成，并分別安在第一框65和第二框66的側(cè)面，以允許紙張P從出紙引導(dǎo)器90和91之間通過。另外，在出紙引導(dǎo)器90面向出紙引導(dǎo)器91的最高點，安裝了旋轉(zhuǎn)輥93，以避免紙張P通過出紙引導(dǎo)器90和91之間發(fā)生磨損，從而實現(xiàn)紙張的平滑傳送。
在定影夾壓區(qū)N的下游和附近，多個分離爪沿加熱輥61的軸向位置(橫過紙的寬度)排列在第一框65上。這些分離爪92以不會損壞加熱輥61表面的很小的力推向加熱輥61，且被安排用它們的和加熱輥61表面靠在一起的尖端來分離將要纏繞加熱輥61前行的紙張。
圖3所示為沿紙張的設(shè)置寬度排列的出紙引導(dǎo)器90和分離爪92。如圖3所示，出紙引導(dǎo)器90和分離爪92在出紙引導(dǎo)器固定器94中，大致以預(yù)定間隔交替排列。旋轉(zhuǎn)輥93安在出紙引導(dǎo)器90的各個最高點上。通過這種設(shè)置方式，已穿過定影夾壓區(qū)N的紙張P傳送到出紙架58上。
下面對圍繞傳送路徑的部件排列進(jìn)行說明。
圖4是用來說明圍繞傳送路徑的部件排列的示意圖。首先，對轉(zhuǎn)移輥14和感光鼓10之間的位置關(guān)系進(jìn)行說明。本實施例的成像設(shè)備1中，紙張傳送路徑沿大致垂直方向從下向上形成。在轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C的出口(下游)處，感光鼓10和轉(zhuǎn)移輥14發(fā)生接觸，如果紙張P斜靠著感光鼓10的側(cè)面從垂直方向出來，那么其表面帶有已轉(zhuǎn)移到其上的色粉圖像的紙張P就斜靠著感光鼓10的側(cè)面被傳送出來。這種情況下，色粉圖像接觸到成像設(shè)備1中排列的部件后被弄亂，導(dǎo)致圖像缺陷。所以，如圖4所示，感光鼓10和轉(zhuǎn)移輥14發(fā)生接觸的位置，被設(shè)置在通過感光鼓10中心的水平面的稍微靠下一點。通過這種設(shè)置方式，已穿過轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C的紙張P斜靠著轉(zhuǎn)移輥14的側(cè)面從垂直方向出來，所以，紙張P上的色粉圖像就可以避免和例如為分離爪16和起始輪17的部件發(fā)生接觸。
下面對定影單元60中的加熱輥61和加壓輥62之間的位置關(guān)系進(jìn)行說明。如上所述，在定影單元60中，安裝加熱輥框和加壓輥框，是使成像設(shè)備1中加熱輥61和加壓輥62的中心連線在大致水平的位置。但是，當(dāng)從定影單元60出來的紙張P被允許從出紙引導(dǎo)器90和出紙引導(dǎo)器91之間通過，并傳送到出紙架58時，如果在出紙引導(dǎo)器90和出紙引導(dǎo)器91之間形成的傳送路徑的曲度半徑較小(形成陡峭曲線)，那么紙張P容易在受到定影單元60加熱后立即發(fā)生卷曲。所以，如圖4所示，定影單元60中，加壓輥62安在穿過加熱輥61中心的水平面的稍微靠上一點。通過這種設(shè)置，已通過定影夾壓區(qū)N的紙張P斜靠著加熱輥61的側(cè)面出來，換言之，從斜靠著出紙架58一側(cè)的垂直方向出來。這樣，出紙引導(dǎo)器90和出紙引導(dǎo)器91之間的傳送路徑可以形成較大的曲度半徑，以避免紙張P發(fā)生卷曲。
另外，對感光鼓10和轉(zhuǎn)移輥14之間的轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C與定影單元60中加熱輥61和加壓輥62緊壓在一起的定影夾壓區(qū)N之間在水平方向上的位置關(guān)系進(jìn)行說明。在水平方向上，如果定影夾壓區(qū)N設(shè)置在更靠近從轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C向內(nèi)的感光鼓10中心的位置，當(dāng)已通過轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C的紙張P傳送到定影單元60時，就必須將紙張路徑向定影夾壓區(qū)N方向彎曲。按照這種設(shè)置，紙張P就容易接觸到感光鼓10，這是我們不希望看到的。相反，在水平方向上，定影夾壓區(qū)N設(shè)置在更靠近轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C向外的轉(zhuǎn)移輥14中心的位置，當(dāng)紙張P和轉(zhuǎn)移輥14發(fā)生接觸時，就必須將傳送紙張P的距離加長一些，以確保紙張P的更穩(wěn)定傳送。這種情況下，成像設(shè)備安裝的區(qū)域范圍就擴大了?？紤]到上述情況，定影夾壓區(qū)N的水平位置事實上可以和轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C的水平位置相同，或者從轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C的位置向轉(zhuǎn)移輥14的一側(cè)稍微移動一點。
按照感光鼓10和轉(zhuǎn)移輥14之間以及定影單元60中加熱輥61和加壓輥62之間的這種設(shè)置，從轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C到定影夾壓區(qū)N的紙張傳送路徑在轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C出口下游向遠(yuǎn)離感光鼓10的方向稍微彎曲，在進(jìn)入定影單元60之前向感光鼓10一側(cè)稍微彎曲。通過這種設(shè)置，從轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C到定影夾壓區(qū)N的紙張傳送路徑就繪出了一個朝轉(zhuǎn)移輥14一側(cè)(加壓輥62一側(cè))、垂直方向向外的稍微彎曲的曲線，如圖4所示，這使得帶有色粉圖像的紙張P表面很難接觸到圍繞傳送路徑安裝的部件。
特別是，在本實施例的成像設(shè)備1中，轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C到定影夾壓區(qū)N的間距例如比A4紙P的縱長短，所以可能發(fā)生紙張P的前端進(jìn)入了定影夾壓區(qū)N而其末端還受到轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C的夾壓的情況。為了避免紙張末端在被轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C夾壓時受到定影夾壓區(qū)N中被夾壓的紙張前端的拉拽而引起的轉(zhuǎn)移偏離或缺陷，定影單元60中的輥速比轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C中的輥速設(shè)置得稍微慢一些。這樣，紙張P在從轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C到定影夾壓區(qū)N的紙張傳送路徑上就變得速度稍遲緩一些。所以，如上所述，為了使紙張P很難接觸到圍繞傳送路徑安裝的部件，紙張傳送路徑形成一個朝轉(zhuǎn)移輥14一側(cè)(加壓輥62一側(cè))、垂直方向向外的稍微彎曲的曲線。
在上述傳送路徑上紙張P從轉(zhuǎn)移夾壓區(qū)C傳送到定影夾壓區(qū)N，并在定影單元60中進(jìn)行定影處理后，對紙張P從定影單元60出來的傳送路徑說明如下。
圖5是用來說明設(shè)置在定影單元出紙側(cè)的出紙引導(dǎo)器的示意圖。如上所述，由肋部形成的出紙引導(dǎo)器90、91安裝在定影單元60的出紙側(cè)。從定影單元60出來的紙張P被引導(dǎo)從出紙引導(dǎo)器90、91之間通過，并傳送至成像設(shè)備1的出紙部分中的出紙架58(見圖1)。這時候，為了防止從定影單元60出來的紙張P發(fā)生向前方向的波狀彎曲(通常稱作“紙皺褶”)或前端邊角出現(xiàn)卷曲或折角(俗稱“狗耳朵”)，本實施例的出紙引導(dǎo)器90設(shè)計如下。在加熱輥61附近，出紙引導(dǎo)器90的傳送路徑側(cè)引導(dǎo)面90a和加熱輥61表面在定影夾壓區(qū)N的出口點N2的切線m相交形成鈍角β。
現(xiàn)在說明從定影單元60出來的紙張P上產(chǎn)生紙皺褶的原理。首先，由加熱輥61和加壓輥62緊壓在一起時旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的、沿著加熱輥61表面在定影夾壓區(qū)N的出口點N2的切線m方向推動紙張的力f1，被強加到從定影單元60出來的紙張P上，經(jīng)實驗證實，這是當(dāng)加熱輥61和加壓輥62在定影夾壓區(qū)N內(nèi)相互緊壓在一起旋轉(zhuǎn)時，加熱輥61和加壓輥62分別對紙張P的吸附力相互平衡的結(jié)果造成。因為紙張P表面在和加熱輥61接觸時，其表面帶有色粉圖像，所以色粉圖像和加熱輥61表面之間產(chǎn)生吸附力。這樣朝向加熱輥61表面的力f2也作用于紙張P。因為朝向加熱輥61表面的力f2是色粉圖像和加熱輥61表面之間的吸附力，所以該力的變化取決于紙張P表面的色粉圖像所占區(qū)域的比率。因為重力方向與紙張P的傳送方向大致相反，所以這個力作用于紙張P的效果就極其微小。
在這些力作用的條件下，將紙張從定影夾壓區(qū)N推出的力f1主要作用于從定影單元60出來的紙張P。但是，在其大小由成像色粉量決定的朝向加熱輥61表面的力f2的作用下，紙張P的移動方向從加熱輥61表面的切線m方向朝加熱輥61表面偏轉(zhuǎn)。具體地說就是，當(dāng)作用于加熱輥61表面的力f2較強時，紙張P會朝向加熱輥61表面。當(dāng)作用于加熱輥61表面的力f2較弱時，紙張P會朝向切線m的方向。所以認(rèn)為紙張P的這種不穩(wěn)定的行為是導(dǎo)致紙張P上出現(xiàn)紙皺褶的原因。
本實施例的出紙引導(dǎo)器90中，出紙引導(dǎo)器90的傳送路徑側(cè)引導(dǎo)面90a和加熱輥61表面在定影夾壓區(qū)N的出口點N2的切線m相交，在加熱輥61附近形成鈍角β。
如上所述，在定影單元60中，加壓輥62的中心Q2設(shè)置在與通過加熱輥61中心Q1的水平面稍微向上成α角(α＞0)的位置。相應(yīng)地，加熱輥61表面上在定影夾壓區(qū)N上出口點N2的切線m被設(shè)置向加熱輥61傾斜。這樣，出紙引導(dǎo)器90安裝在加熱輥61一側(cè)附近，引導(dǎo)面90a和加熱輥61表面的切線m相交形成鈍角β，這使得強作用于從定影單元60出來的紙張P并沿著切線m推動該紙張的力f1將強有力地把紙張P推向出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a。所以，從定影單元60出來的紙張P將被定影夾壓區(qū)N和出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a有力地支承住。
因為從定影單元60出來的紙張P受到上述定影夾壓區(qū)N和出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a強有力地支承，所以即使朝向加熱輥61表面的力f2作用于從定影單元60出來的紙張P，但定影夾壓區(qū)N的支承力和來自出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的反應(yīng)力產(chǎn)生了和紙張P上的力f2相抵消的力。紙張P的移動方向隨之變得穩(wěn)定，并且從加熱輥61表面的切線m方向朝加熱輥61的偏轉(zhuǎn)也變得穩(wěn)定，進(jìn)而避免了紙張P上出現(xiàn)紙皺褶。
因為切線m和出紙引導(dǎo)器90相交形成鈍角β，在引導(dǎo)面90a接觸到出紙引導(dǎo)器90之后，紙張P就沿引導(dǎo)面90a平滑地傳送。因為在紙張P的路線上，其前端沒有受到不需要的抑制力，所以可以避免在紙張P的兩個前端邊角出現(xiàn)狗耳朵。
通過這種方式，在這一結(jié)構(gòu)中，當(dāng)沿著切線m推動紙張的力f1強有力地將紙張推向出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a時，沿著切線m將紙張推向出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的力f1的傳送取決于紙張P的剛性(通常稱作“硬度”)。所以，為了保持紙張P的剛性強，可以縮短從定影夾壓區(qū)N的出口N2到出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的間距。這樣，出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a就設(shè)置在加熱輥61附近。具體地說就是，設(shè)置出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a，使得其與切線m的相交點處在與通過加熱輥61中心的垂直線相比，靠近加壓輥62的位置。
下面對與分離爪92相關(guān)聯(lián)的出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的角度設(shè)置進(jìn)行說明。
圖6是用來說明和分離爪92關(guān)聯(lián)的出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的設(shè)置范圍的示意圖。現(xiàn)在，讓我們來考慮這樣一種情況，將出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的底端P3(靠近加熱輥61的末端)設(shè)置為朝加壓輥62方向突出，將引導(dǎo)面90a朝向加熱輥61方向的延長線與加熱輥61表面的相交點設(shè)置在，與分離爪92和加熱輥61表面的接觸點P2相比，靠近加壓輥62的位置(點P2的左手側(cè))。在這種情況下，出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的底端P3’設(shè)置在比分離爪92更靠近加壓輥62的位置。當(dāng)分離爪92分離將要環(huán)繞加熱輥61前行的紙張P時，被分離的紙張P在分離爪92引導(dǎo)下，撞向底端P3’。結(jié)果，在底端P3’附近可能發(fā)生狗耳朵或者在更糟糕的情況下發(fā)生卡紙。所以，必須將出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的底端P3設(shè)置在比加熱輥61上方的分離爪92更靠內(nèi)的位置(點P2的右手側(cè))。換言之，必須將出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a和切線m相交的交角β設(shè)置得比設(shè)定值β’小。
下面說明如何確定交角β的上限β’。圖7所示為確定夾角β上限的加熱輥、出紙引導(dǎo)器和分離爪之間的位置關(guān)系示意圖。圖7中，P1是加熱輥61表面在定影夾壓區(qū)N的出口點N2的切線m和出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)表面90a的接觸點；如果引導(dǎo)面90a的底端P3設(shè)置為朝分離爪92的位置突出(底端P3設(shè)置在P3’的位置)，那么P5是引導(dǎo)面90a(在本例中設(shè)置在如90a’標(biāo)示的位置)的延伸線p經(jīng)過點P2與連接出口點N2和加熱輥61的中心Q1的線段q的相交點；P4是從分離爪92和加熱輥61表面的接觸點P2伸出的線與連接出口點N2和加熱輥61的中心Q1的線段q垂直相交的點；如果引導(dǎo)面90a的底端P3設(shè)置為朝分離爪92的位置突出，那么β’是切線m和出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的交角；L是從出口點N2到點P1的間距；r是加熱輥61的半徑；a是連接出口點N2和點P5的線段長度；γ是從加熱輥61中心Q1到出口點N2連線和從加熱輥61中心Q1到點P2連線之間的夾角。
上述設(shè)置中，避免引導(dǎo)面90a的底端93向加壓輥62方向突出并超過分離爪92的位置的條件是，將引導(dǎo)面90a的延長線p與連接出口點N2和加熱輥61的中心Q1的線段q的相交點設(shè)置在比點P5更靠近加熱輥61的中心Q1的位置。
首先，從點P1、點N2和點P5組成的三角形△P1，N2，P5中，我們得到a＝L·tan(180°-β’)……………(1)然后，從三角形△Q1，P2，P4和三角形△P2，P4，P5中，我們得到b＝r·sinγ×tan(180°-β’)……………(2)和a＝r-(r·cosγ-b)………………(3)所以，從等式(2)和(3)，我們得到a＝r-(r·cosγ-r·sinγ×tan(180°-β’)) ……………(4)從等式(1)和(4)，我們得到
L·tan(180°-β’)＝r-(r·cosγ-r·sinγ×tan(180°-β’))……………(5)所以從等式(5)，我們得到tan(180°-β’)＝r(1-cosγ)/(L-r·sinγ)………(6)然后，就得到了交角β的上限β’。
據(jù)此，出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a設(shè)置為，使出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a和切線m的交角β滿足從等式(6)推出的下述限制tan(180°-β)≥r(1-cosγ)/(L-r·sinγ) ………(7)其中，β＞90°這樣引導(dǎo)面90a的底端93向加壓輥62突出并超過分離爪92位置的情況就不會發(fā)生。在底端P3處出現(xiàn)的狗耳朵和紙皺褶也能夠被避免。
如上所述，在本實施例的成像設(shè)備1的定影單元60中，加壓輥62的中心Q2設(shè)置在與經(jīng)過加熱輥61中心Q1的水平面稍微向上成α角(α＞0)的位置。另外，在出紙引導(dǎo)器90中，出紙引導(dǎo)器90的傳送路徑側(cè)引導(dǎo)面90a與加熱輥61表面在定影夾壓區(qū)N的出口點N2的切線m在加熱輥61附近相交形成鈍角。通過這種設(shè)置，從定影單元60出來的紙張P被定影夾壓區(qū)N和出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a有力地支承住。所以即使朝向加熱輥61表面的力f2作用于從定影單元60出來的紙張P，但定影夾壓區(qū)N的支承力和來自出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的反應(yīng)力產(chǎn)生了和紙張P上的力f2相抵消的力。紙張P的移動方向隨之變得穩(wěn)定，并且從加熱輥61表面的切線m方向朝加熱輥61的偏轉(zhuǎn)也變得穩(wěn)定，進(jìn)而避免了紙張P上出現(xiàn)紙皺褶。
因為切線m和出紙引導(dǎo)器90相交形成鈍角β，在引導(dǎo)面90a接觸到出紙引導(dǎo)器90之后，紙張P就沿引導(dǎo)面90a平滑地傳送。因為在紙張P的路線上，其前端沒有受到不需要的抑制力，所以可以避免在紙張P的兩個前端邊角出現(xiàn)狗耳朵。
另外，出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a設(shè)置為，使切線m和出紙引導(dǎo)器90的引導(dǎo)面90a的交角β滿足下述限制條件tan(180°-β)≥r(1-cosγ)/(L-r·sinγ)
其中，β＞90°這樣引導(dǎo)面90a的底端P3向加壓輥62突出并超過分離爪92位置的情況就不會發(fā)生。底端P3的狗耳朵和紙皺褶也能夠被避免。
本發(fā)明的應(yīng)用實例包括應(yīng)用于電子成像復(fù)印機、打印機、傳真機和包括這些功能的多功能機器。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一種情況，成像設(shè)備包括從成像設(shè)備主體底部向頂部方向延伸并傳送記錄材料的記錄材料傳送路徑；設(shè)置在記錄材料傳送路徑上的定影裝置，其包括可旋轉(zhuǎn)的具有內(nèi)部加熱源的加熱部件和可旋轉(zhuǎn)的加壓部件，加壓部件通過和加熱部件接觸并緊壓在一起形成夾壓區(qū)域，以夾壓記錄材料進(jìn)行定影處理；出紙引導(dǎo)部件將記錄材料從夾壓區(qū)引導(dǎo)至成像設(shè)備外部，此出紙引導(dǎo)部件具有和加熱部件在夾壓區(qū)最下游點的切線相交的引導(dǎo)面，引導(dǎo)面和切線的夾角為鈍角。
加壓部件的中心可以設(shè)置在與經(jīng)過加熱部件中心的水平面稍微垂直向上的位置。成像設(shè)備可以進(jìn)一步包括用來從加熱部件分離記錄材料的分離部件。出紙引導(dǎo)部件的引導(dǎo)面可以設(shè)置為，使引導(dǎo)面和切線的交角β滿足下述表達(dá)式tan(180°-β)≥r(1-cosγ)/(L-r·sinγ)其中，γ是從加熱部件中心到定影夾壓區(qū)的最下游點的連線與從加熱部件中心到分離部件和加熱部件表面的接觸點的連線之間的夾角，r是加熱部件的半徑，L是定影夾壓區(qū)的最下游點與引導(dǎo)面和切線相交點之間的間距。另外，出紙引導(dǎo)部件的引導(dǎo)面可以形成為，使引導(dǎo)面和切線的交點設(shè)置在，與經(jīng)過加熱部件中心的垂直線相比，靠近加壓部件的位置。出紙引導(dǎo)部件可以為肋形。
根據(jù)本發(fā)明的另一種情況，成像設(shè)備包括從成像設(shè)備主體底部向頂部方向延伸并傳送記錄材料的記錄材料傳送路徑；設(shè)置在記錄材料傳送路徑上的定影裝置，其包括可旋轉(zhuǎn)的具有內(nèi)部加熱源的加熱部件和可旋轉(zhuǎn)的加壓部件，此加壓部件的中心設(shè)置在經(jīng)過加熱部件中心的水平面的垂直上方，通過和加熱部件接觸并緊壓在一起形成夾壓區(qū)域，以夾壓記錄材料進(jìn)行定影處理，還包括多個肋部，每個肋部具有一個引導(dǎo)面，在夾壓區(qū)附近和下游位置，引導(dǎo)面在夾壓區(qū)的最下游點與加熱輥的切線形成的夾角為鈍角。
成像設(shè)備可進(jìn)一步包括用來從加熱輥分離記錄材料的分離部件，其中，肋部引導(dǎo)面的底端可以設(shè)置在，與分離部件的加壓部件側(cè)表面相比，靠近加熱輥的位置。多個肋部可以沿記錄材料的寬度方向以預(yù)定間隔排列。另外，旋轉(zhuǎn)輥可以安在肋部和切線相交點下游的肋部上。此外，肋部在支承記錄材料的同時，可引導(dǎo)記錄材料至設(shè)備的外部。
根據(jù)本發(fā)明的再一種情況，成像設(shè)備包括從成像設(shè)備主體底部向頂部方向延伸并傳送記錄材料的記錄材料傳送路徑；設(shè)置在記錄材料傳送路徑上的定影裝置，其包括可旋轉(zhuǎn)的具有內(nèi)部加熱源的加熱部件和可旋轉(zhuǎn)的加壓部件，此加壓部件通過和加熱部件接觸并緊壓在一起形成夾壓區(qū)域，以夾壓記錄材料進(jìn)行定影處理，還包括出紙引導(dǎo)部件，將記錄材料從夾壓區(qū)引導(dǎo)至成像設(shè)備的外部。加壓部件的中心設(shè)置在經(jīng)過加熱部件中心的水平面的垂直上方。
根據(jù)本發(fā)明的情況，在成像設(shè)備中，定影裝置安裝在和重力方向相反的從下至上的記錄材料傳送路徑上，可以避免記錄材料出現(xiàn)紙皺褶和狗耳朵缺陷。所以，在圖像被定影至記錄材料上并形成高質(zhì)量定影圖像后，記錄材料仍保持平整。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作些許的更動與改進(jìn)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所界定者為準(zhǔn)。
申請?zhí)枮?004-320500、申請日為2004年11月4日的日本專利申請的整個公開內(nèi)容，包括說明書、權(quán)利要求、附圖和摘要在這里通過整體引用而合并在一起。
權(quán)利要求
1.一種成像設(shè)備，其特征包括記錄材料傳送路徑，從該成像設(shè)備主體底部向頂部方向延伸并傳送記錄材料；定影裝置，設(shè)置在記錄材料傳送路徑上，包括可旋轉(zhuǎn)的具有內(nèi)部加熱源的加熱部件和可旋轉(zhuǎn)的加壓部件，該加壓部件通過和加熱部件接觸并緊壓在一起形成夾壓區(qū)域，以夾壓記錄材料進(jìn)行定影處理；及出紙引導(dǎo)部件，將從夾壓區(qū)域輸出的記錄材料引導(dǎo)至成像設(shè)備外部，其中，出紙引導(dǎo)部件具有和加熱部件在夾壓區(qū)最下游點的切線相交的引導(dǎo)面，引導(dǎo)面和切線的夾角為鈍角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其特征是，加壓部件的中心設(shè)置在經(jīng)過加熱部件中心的水平面的大致垂直上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其特征是，進(jìn)一步包括從加熱部件分離記錄材料的分離部件，其中，出紙引導(dǎo)部件的引導(dǎo)面設(shè)置為，使引導(dǎo)面和切線的交角β滿足下述表達(dá)式tan(180°-β)≥r(1-cosγ)/(L-r·sinγ)該表達(dá)式中，γ是從加熱部件中心到定影夾壓區(qū)的最下游點的連線與從加熱部件中心到分離部件和加熱部件表面的接觸點的連線之間的夾角，r是加熱部件的半徑，L是定影夾壓區(qū)的最下游點與引導(dǎo)面和切線相交點之間的間距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其特征是，出紙引導(dǎo)部件的引導(dǎo)面形成為，使引導(dǎo)面和切線的交點設(shè)置在，與經(jīng)過加熱部件中心的垂直線相比，靠近加壓部件的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其特征是，出紙引導(dǎo)部件為肋形。
6.一種成像設(shè)備，包括記錄材料傳送路徑，從該成像設(shè)備主體底部向頂部方向延伸并傳送記錄材料；定影裝置，設(shè)置在記錄材料傳送路徑上，包括可旋轉(zhuǎn)的具有內(nèi)部加熱源的加熱輥和可旋轉(zhuǎn)的壓力輥，該壓力輥的中心設(shè)置在經(jīng)過加熱輥中心的水平面的大致垂直上方，通過和加熱輥接觸并緊壓在一起形成夾壓區(qū)域，以夾壓記錄材料進(jìn)行定影處理；及多個肋部，每個肋部具有一個引導(dǎo)面，在夾壓區(qū)附近和下游位置，引導(dǎo)面在夾壓區(qū)的最下游點與加熱輥的切線相交，且引導(dǎo)面與切線之間的夾角為鈍角。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像設(shè)備，其特征是，進(jìn)一步包括從加熱輥分離記錄材料的分離部件，其中，肋部引導(dǎo)面的底端可以設(shè)置在，與分離部件的加壓輥側(cè)表面相比，靠近加熱輥的位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像設(shè)備，其特征是，該些肋部沿記錄材料的寬度方向以預(yù)定間隔排列。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像設(shè)備，其特征是，旋轉(zhuǎn)輥安在肋部和切線相交點下游的每一個肋部上。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的成像設(shè)備，其特征是，該些肋部在支承記錄材料的同時，引導(dǎo)記錄材料至成像設(shè)備的外部。
11.一種成像設(shè)備，包括記錄材料傳送路徑，從該成像設(shè)備主體底部向頂部方向延伸并傳送記錄材料；定影裝置，設(shè)置在記錄材料傳送路徑上，其包括可旋轉(zhuǎn)的具有內(nèi)部加熱源的加熱部件和可旋轉(zhuǎn)的加壓部件，該加壓部件通過和加熱部件接觸并緊壓在一起形成夾壓區(qū)域，以夾壓記錄材料進(jìn)行定影處理；及出紙引導(dǎo)部件，將記錄材料從夾壓區(qū)引導(dǎo)至成像設(shè)備的外部，其中，加壓部件的中心設(shè)置在經(jīng)過加熱部件中心的水平面的大致垂直上方。
全文摘要
一種成像設(shè)備，其包括從該成像設(shè)備主體底部向頂部方向延伸并傳送記錄材料的記錄材料傳送路徑；設(shè)置在記錄材料傳送路徑上的定影裝置，該定影裝置包括可旋轉(zhuǎn)的具有內(nèi)部加熱源的加熱部件和可旋轉(zhuǎn)的加壓部件，該加壓部件通過和加熱部件接觸并緊壓在一起形成夾壓區(qū)域，以夾壓記錄材料進(jìn)行定影處理；還包括將記錄材料從夾壓區(qū)引導(dǎo)至成像設(shè)備外部的出紙引導(dǎo)部件，該出紙引導(dǎo)部件具有和加熱部件在夾壓區(qū)最下游點的切線相交的引導(dǎo)面，引導(dǎo)面和切線的夾角為鈍角。
文檔編號G03G15/00GK1770026SQ20051008062
公開日2006年5月10日 申請日期2005年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月4日
發(fā)明者平誠士, 原謙治, 三場啟次, 平中義明, 小沼由美子, 佐藤啟一郎, 三好則行, 枝正勝, 矢野啟太, 鈴木智文 申請人:富士施樂株式會社