片材处理设备和成像系统
文献发布时间:2024-04-18 19:57:11
技术领域
本发明涉及处理片材的片材处理设备以及在片材上形成图像的成像系统。
背景技术
日本专利特开No.JP2004-209858A公开了一种成像设备,该成像设备在片材上形成调色剂图像,在叠置片材之前将粘性调色剂施加至片材,并使用加热加压构件对片材进行加热和加压,以制作通过粘合片材而获得的产品。
在上述文件的构造中,每次将已施加有粘性调色剂的片材逐一装载到支撑托盘中时,执行片材对齐。因此,新装载的片材的对齐可能受到已装载的片材的粘性调色剂或新装载的片材的粘性调色剂的粘合力的阻碍,因此降低对齐性。
发明内容
本发明提供一种能够提高待粘合的片材的对齐性的构造。
根据本发明的一个方面,一种片材处理设备包括堆叠单元、对齐单元和粘合单元,所述堆叠单元构造成堆叠多张片材,所述多张片材在施加有粘合剂的状态下被逐一传送,所述对齐单元包括在其上装载所述片材的支撑部,所述对齐单元构造成对齐装载在所述支撑部上的所述片材的位置,所述粘合单元构造成将装载在所述支撑部上的所述片材彼此粘合,其中,在第一片材堆被装载在所述支撑部上并通过所述对齐单元对齐,然后预先堆叠在所述堆叠单元中的第二片材堆被装载在所述第一片材堆上之后,所述对齐单元构造成使所述第二片材堆的位置与所述第一片材堆对齐,并且其中,所述粘合单元构造成对通过所述对齐单元对齐的所述第二片材堆进行加热和加压,从而利用所述粘合剂将所述第二片材堆的片材彼此粘合,并且利用所述粘合剂将所述第一片材堆和所述第二片材堆彼此粘合。
通过下文参考附图对示例性实施例的描述,本发明的其他特征将变得明显。
附图说明
图1是根据实施例的成像系统的示意图。
图2是示出了根据该实施例的粘性调色剂的施加区域的示例的示图。
图3是根据该实施例的缓冲器单元的示意图。
图4A至图4H是示出根据该实施例的缓冲操作的示图。
图5是根据该实施例的对齐单元的剖视图。
图6是根据该实施例的对齐单元的可移动单元的分解图。
图7A至图7D是示出根据该实施例的对齐单元的对齐操作的示图。
图8是根据该实施例的加热加压单元的透视图。
图9A至图9F是为描述根据该实施例的粘合操作的加热加压单元的剖视图。
图10是根据该实施例的加热加压单元的剖视图。
图11是示出了根据该实施例的小册子制作期间的时间序列的时序图。
图12是示出了根据变型例的小册子制作期间的时间序列的时序图。
图13是根据比较例的加热加压单元的剖视图。
具体实施方式
以下将参考附图描述根据本公开的实施例。
图1是根据实施例的成像系统1S的示意图。成像系统1S包括成像设备1和后处理设备6。成像系统1S使用成像设备1在用作记录材料的片材S上形成图像,并且根据需要输出由用作片材处理设备的后处理设备6处理过的产品作为产品。注意,具有不同尺寸和材料的各种片材材料可以用作片材S,例如包括普通纸和厚纸的纸、塑料膜、布、经受过表面处理的片材材料(例如铜版纸)、或者具有特殊形状的片材材料(例如信封或索引纸)。
成像设备
成像设备1是电子照相设备,其在设备主体1A内部包括电子照相型成像单元1B。成像单元1B包括作为中间转印构件的中间转印带8以及沿着中间转印带8布置的处理盒95s和95k。处理盒95s和95k中的每一个包括用作图像承载构件(电子照相感光构件)的感光鼓2s或2k、充电单元3s或3k、以及显影单元5s或5k,并且可以从设备主体1A拆卸。显影单元5s和5k具有容器5s2和5k2以及显影辊5s 1和5k1,所述容器存储作为显影剂或显色剂的调色剂,所述显影辊由所述容器可旋转地保持并用作用于在承载调色剂的同时旋转的显影剂承载构件。
处理盒95k是通过使用第一调色剂形成调色剂图像的第一处理单元。处理盒95s是通过使用第二调色剂形成调色剂图像的第二处理单元。注意,成像设备1的“设备主体1A”指的是通过从成像设备1中除去处理盒95s和95k以及调色剂盒96而获得的部分。
处理盒95k使用黑色调色剂形成用于在片材S上记录图像的调色剂图像。处理盒95s形成作为粉末粘合剂的透明调色剂(以下称为粘性调色剂)的调色剂图像,以便将粘性调色剂施加至片材S。也就是说,在本实施例中,黑色调色剂用作第一调色剂,粘性调色剂用作第二调色剂。包括处理盒95s的成像单元1B是将粉末粘合剂施加至片材S的施加单元。包括处理盒95k的成像单元1B也是通过使用彩色调色剂在片材S上形成图像的成像单元。
在本实施例中,透明调色剂用作存储在处理盒95s中的粘性调色剂;然而,例如,彩色调色剂可以用作粉末粘合剂。此外,由于粘性调色剂的调色剂图像是透明的,因此该调色剂图像与用于在片材S上记录图像的正常调色剂图像不同。然而,除非另有说明,否则以下描述中的“调色剂图像”包括粘性调色剂的调色剂图像。
容纳待被供应至处理盒95k的黑色调色剂的调色剂盒96被可拆卸地安装在设备主体1A中,并且经由调色剂传送管97连接至处理盒95k。
在设备主体1A中,用作曝光单元的扫描仪单元4设置在处理盒95s和95k下方。在扫描仪单元4下方,装载有用于成像的片材S的盒13(也被称为片材托盘或存储器)以可抽出的方式插入到设备主体1A中。包括盒13的可选的片材进给设备30也可以连接在设备主体1A下方。
中间转印带8是在绕相互平行的轴线旋转的驱动辊9a、拉紧辊9b和张紧辊10周围拉紧的可移动(可旋转)的环形带,并且通过驱动辊9a的旋转而在图中逆时针移动(旋转、传送)。在中间转印带8的内周侧,用作初次转印构件的初次转印辊7k和7s分别布置在经由中间转印带8面向感光鼓2k和2s的位置。用作转印构件(二次转印构件)的二次转印辊11在经由中间转印带8面向驱动辊9的位置处设置在中间转印带8的外周侧。作为转印单元的二次转印单元被形成为中间转印带8与二次转印辊11之间的夹持部。中间转印带8、初次转印辊7k和7s以及二次转印辊11构成用于将形成在作为图像承载构件的感光鼓2k和2s上的调色剂图像转印到片材S上的转印单元。
在经由中间转印带8面向张紧辊10的位置处设置有用作用于清洁中间转印带8的清洁单元的带清洁器12。带清洁器12包括设置成与中间转印带8接触并从中间转印带8上去除附着物(例如转印残余调色剂)的清洁构件12a(例如刮刀或刷子),以及用作收集由清洁构件12a去除的附着物的收集容器的废弃调色剂容器98。
在设备主体1A中,用作定影部的定影单元18设置在二次转印单元上方。定影单元18具有通过加热来定影调色剂图像的热定影系统的构造,并且包括例如夹持和传送片材S的定影辊和加压辊以及通过定影辊加热片材S上的调色剂图像的热源(例如,卤素灯)。
成像操作
在成像设备1执行成像操作的情况下,通过用作进给单元的进给辊14从设备主体1A的下部的盒13或片材进给设备30中的盒13进给片材S,并且通过一对分离辊15逐一分离和传送片材S。通过牵引辊16将已分离的片材S朝向对准辊对17传送,并且片材S的前缘抵靠处于停止状态的对准辊对17的夹持部,从而校正片材S的歪斜进给。对准辊对17在与成像单元1B的调色剂图像生成处理的进程同步的时刻将片材S送至二次转印单元。
同时,在成像单元1B中,感光鼓2s和2k旋转,充电单元3s和3k对感光鼓2s和2k的表面均匀充电。基于表示待记录在片材S上的图像的图像信息,扫描仪单元4用激光照射感光鼓2k而写入静电潜像。由于显影单元5k通过使用黑色调色剂执行显影,静电潜像被可视化为黑色调色剂图像。在后处理设备6执行下面描述的粘合处理的情况下,扫描仪单元4基于指示片材S的粘合位置的信息用激光照射感光鼓2s,从而写入静电潜像。由于显影单元5s通过使用粘性调色剂使静电潜像显影,粘性调色剂的调色剂图像形成在感光鼓2s上与片材S上的粘合位置相对应的区域中。
通过初次转印辊7s和7k将形成在感光鼓2s和2k上的调色剂图像转印(初次转印)至中间转印带8,并且通过中间转印带8的旋转将调色剂图像朝向二次转印单元传送。此外,在二次转印单元中,电压被施加至二次转印辊11,因此调色剂图像被转印(二次转印)至从对准辊对17进给的片材S。已经通过二次转印单元的片材S被进给至定影单元18,调色剂图像在通过定影辊与加压辊之间的夹持部的同时被加热和加压,由此调色剂图像被定影至片材S。
通过切换单元19切换已经通过定影单元18的片材S的传送路径。在单面打印的情况下,片材S被切换单元19引导至排出路径90,并通过片材排出辊对91从设备主体1A排出。在本实施例中,成像设备1经由中继传送单元92联接至后处理设备6,从片材排出辊对91排出的片材S经由中继传送单元92的传送辊对93和94被传送至后处理设备6。此外,在中继传送单元92和后处理设备6未连接的情况下,片材排出辊对91将作为产品的片材S排出到设置在设备主体1A的上部的支撑托盘126上。
在双面打印(双面成像)的情况下,在其第一表面上形成有图像的片材S被切换单元19引导至反向传送辊对r1,由反向传送辊对r1反向传送(转回传送),然后经由双面传送路径r2朝向对准辊对17传送。进一步地,在片材通过二次转印单元和定影单元18时,在与第一表面相反的第二表面上形成图像,之后,片材S通过片材排出辊对91从设备主体1A排出。因此,在本实施例中,可以将粘性调色剂施加至片材S的第一表面和第二表面两者。
图2是示出了片材上的粘性调色剂的施加区域(粘合处理的粘合范围)的示例的示图。在片材S上形成通过处理盒95k产生的黑色调色剂的调色剂图像(字母“A”)以及通过处理盒95s产生的粘性调色剂层39。
在单面印刷小册子的情况下,粘性调色剂层39仅形成在片材S的一面。在双面印刷小册子的情况下,粘性调色剂层39可以仅形成在片材S的一面,或者可以形成在片材S的两面。另外,尽管这里示出了在制作长边装订小册子(将沿片材S的长边进行装订)的情况下的施加区域,例如,也可以通过将粘性调色剂施加至片材S的角部来执行角部装订。
后处理设备
如图1所示,后处理设备6具有用作用于堆叠多张片材S的堆叠单元的缓冲单元20、用作用于对齐多张片材S的对齐单元56、以及用作用于对片材S进行粘合处理的粘合单元的加热加压单元67。后处理设备6是构造成通过对已经通过成像设备1在其上形成有图像的多张片材S执行粘合处理而形成片材摞(小册子)的片材处理设备。此外,后处理设备6还能够在不对已经通过成像设备1在其上已经形成有图像的片材S执行粘合处理的情况下将片材S排出至上部排出托盘25或下部排出托盘37。上部排出托盘25和下部排出托盘37被控制成根据片材的装载量而上升和下降。下面将详细描述缓冲单元20、对齐单元56以及加热加压单元67。
后处理设备6包括入口辊21、预缓冲辊22、反向传送辊24、内部排出辊26、中间传送辊28、抛出辊29、以及摞排出辊36,作为用于传送片材S的传送构件。入口辊21、预缓冲辊22、以及反向传送辊24设置在从用于接收来自成像设备1的片材S的接收口朝向上部排出托盘25的传送路径上。内部排出辊26、中间传送辊28、以及抛出辊29布置于在预缓冲辊22与反向传送辊24之间的位置处分支并朝向对齐单元56延伸的传送路径上。摞排出辊36布置在从对齐单元56朝向下部排出托盘37的传送路径上。
在后处理设备6中,能够以比成像设备1(和中继传送单元92)中的片材S的传送速度(即,成像期间的处理速度)更高的传送速度传送从成像设备1接收的片材S。具体地,例如,以与成像设备1相同的速度传送片材S,直到片材S的后缘通过入口辊21为止,在片材S的后缘通过入口辊21之后预缓冲辊22加速。预缓冲辊22之后的每个辊也以与加速之后的预缓冲辊22基本相同的速度传送片材。也可以通过下面描述的入口传感器27来检测片材S的后缘的通过。因此,后处理设备6能够在不降低成像设备1的生产率的情况下处理片材S,并且成像系统1S的生产率得到提高。
缓冲单元
接下来,将使用图3和图4A至图4H来详细描述缓冲单元20。图3是缓冲单元20的示意图。图4A至图4H是示出了缓冲单元20堆叠多张片材的操作(以下称为缓冲操作)的示图。
如图3所示,后处理设备6包括在入口辊21与预缓冲辊22之间引导片材的上部入口引导件40和下部入口引导件41,以及在入口辊21与预缓冲辊22之间的位置处检测片材S的入口传感器27。入口传感器27设置在上部入口引导件40上。入口传感器27例如是反射式光电传感器,其朝向传送路径中的空间发射红外光,并输出对应于是否存在来自通过传送路径的片材的反射光的信号。面向入口传感器27的下部入口引导件41设置有例如具有入口传感器27的点径以上的孔,使得在片材未沿着传送路径通过的状态下不反射红外光。
根据本实施例的缓冲单元20包括作为第一辊对的预缓冲辊22、作为第二辊对的反向传送辊24以及作为第三辊对的内部排出辊26。
内部排出辊26设置在从自预缓冲辊22朝向反向传送辊24延伸的传送路径分支并朝向装订处理单元6A(对齐单元56)延伸的传送路径上(参见图1)。反向传送辊24和内部排出辊26各自由构造成逆转旋转方向的马达驱动。也就是说,反向传送辊24和内部排出辊26构造成沿着从反向传送辊24朝向对齐单元56的方向以及沿着相反方向传送片材。缓冲单元20通过在通过反向传送辊24和内部排出辊26使在先片材(堆)来回(往复)移动时将正在通过预缓冲辊22传送的后续片材堆叠在在先片材或在先片材堆上而形成片材堆。下面将描述缓冲单元的详细操作。
后处理设备6包括在预缓冲辊22和反向传送辊24之间引导片材的上部反向传送引导件42以及在反向传送辊24和内部排出辊26之间引导片材的下部反向传送引导件43。后处理设备6还包括在内部排出辊26下游引导片材的上部内部排出引导件46和下部内部排出引导件47。
在预缓冲辊22的下游设置有防回流引导件23。防回流引导件23被上部内部排出引导件46可旋转地支撑在旋转轴23a上,并且能够移动到使得连接预缓冲辊22和反向传送辊24的传送路径打开的位置以及使得所述传送路径关闭的位置。防回流引导件23在C2方向上被弹簧(未示出)恒定地偏压,所述C2方向是朝向使得所述传送路径关闭的位置的方向。在沿着预缓冲辊22的旋转轴线方向(片材宽度方向)观察时,防回流引导件23的远端形成为梳齿状而与上部反向传送引导件42重叠。
在从预缓冲辊22进给片材S时,防回流引导件23沿C1方向旋转,以允许片材S通过。另外,当片材S的后缘通过时,防回流引导件23沿C2方向旋转并返回到原始位置,限制片材S朝向预缓冲辊22回流。注意,防回流引导件23可以例如通过其自重被偏压,而不是具有被弹簧偏压的构造。
反向传送辊24是包括上部反向传送辊24a和下部反向传送辊24b的辊对。在本实施例中,向上部反向传送辊24a和下部反向传送辊24b两者提供驱动力。此外,上部反向传送辊24a和下部反向传送辊24b的旋转总是同步的。分离杆44连接至上部反向传送辊24a。分离杆44的杆支轴44a由上部反向传送引导件42可旋转地支撑,并且使用螺线管连接轴44b可旋转地连接至柱塞螺线管45。
当柱塞螺线管45通电时,芯沿图中的D1方向移动,分离杆44沿图中的E1方向旋转。因此,反向传送辊24变为上部反向传送辊24a与下部反向传送辊24b分离的分离状态(辊对的夹持部打开的状态)。当停止对柱塞螺线管45的通电时,上部反向传送辊24a在压力弹簧48的偏压力的作用下沿图中的E2方向移动,柱塞螺线管45沿图中的D2方向移动。因此,反向传送辊24变为上部反向传送辊24a与下部反向传送辊24b彼此接触的接触状态(可以将片材夹持在这对辊之间的夹持部中的状态)。
缓冲操作
接下来,将使用图4A至图4H来详细描述缓冲单元20的缓冲操作。被传送至后处理设备6的片材S将被按顺序描述为S1、S2和S 3。这里,将描述用于堆叠两张片材S1和S2的操作作为示例。此外,入口辊21的传送速度为V1。预缓冲辊22、反向传送辊24和内部排出辊26的传送速度(在后处理设备6中加速之后的传送速度)为V2。
除非另有说明,否则片材的“前缘”表示片材在片材的当前传送方向上的前缘(传送方向上的下游边缘),片材的“后缘”表示片材在片材的当前传送方向上的后缘(传送方向上的上游边缘)。
如图4A所示,第一片材S1(在先片材)的后缘通过入口传感器27。此时,预缓冲辊22和反向传送辊24使片材S1从速度V1加速到速度V2。因此,在片材S1与正在从成像设备1传送的后续的第二片材S2(后续片材)之间确保了下面描述的用于执行转回的间隔。
如图4B所示,反向传送辊24使片材S1暂时停止在片材通过防回流引导件23的位置。
如图4C所示,在暂时停止之后,反向传送辊24逆转旋转方向,将片材S1朝向内部排出辊26传送。
如图4D所示,片材S1的传送被反向传送辊24和内部排出辊26停止在片材S1的前缘从内部排出辊26被传送预定量的位置。进一步地,在片材S1被内部排出辊26夹持之后,上部反向传送辊24a沿E1方向移动,反向传送辊24变为分离状态。
第二片材S2被朝向反向传送辊24传送,从而经过第一片材S1。然后,片材S2被传送通过处于分离状态下的反向传送辊24的上部反向传送辊24a和下部反向传送辊24b之间的空间。注意,后续片材S2的后缘在经过入口传感器27之后加速。
如图4E所示,内部排出辊26基于第二片材S2的传送定时将第一片材S1朝向反向传送辊24传送。基于在片材S2的后端通过入口传感器27后经过的时间来确定传送定时。然后在第一片材S1和第二片材S2的传送速度变为相等(相对速度基本为零)的时刻使上部反向传送辊24a沿E2方向移动。因此,包括两张片材S1和S2的片材堆被处于接触状态的反向传送辊24夹持。注意,反向传送辊24被驱动控制成在变成接触状态之前具有与片材S1和S2的传送速度相同的速度V2。
如图4F所示,在片材S2的后缘通过防回流引导件23之后,反向传送辊24再次暂时停止。这里,传送定时被设定为使得片材S1的后缘(在将朝向对齐单元56的传送方向作为基准的情况下的前缘)从片材S2的后缘朝向内部排出辊26突出预定量k。换句话说,缓冲单元20以偏移的方式堆叠片材,使得下部片材比上部片材朝向下面描述的纵向基准板54突出得更远。这里,下部片材指的是在通过缓冲操作堆叠的多张片材中,在装载在对齐单元56中的状态下位于通过缓冲操作堆叠的多张片材中的另一张片材(上部片材)下方的片材。将在下面描述以偏移的方式堆叠片材的优点以及预定量k的大小。
如图4G所示,在暂时停止之后,反向传送辊24逆转旋转方向,将片材S1和S2朝向内部排出辊26传送。在示出的示例中,两张片材S1和S2被传送到内部排出辊26下游,而不经受进一步处理。在片材S1和S2被内部排出辊26夹持之后,上部反向传送辊24a沿E1方向移动,反向传送辊24变为分离状态。因此,反向传送辊24准备好接收后续片材S3。
如图4H所示,在片材S1和S2的后缘通过反向传送辊24之后,上部反向传送辊24a沿E2方向移动,反向传送辊24变为接触状态。因此,反向传送辊24夹持片材S3(片材S1和S2之后的处于缓冲处理中的第一张片材)。之后,如同图4C那样,在暂时停止之后,反向传送辊24逆转旋转方向,将片材S3朝向内部排出辊26传送。
通过重复执行图4C至图4H的操作,缓冲单元20能够预先执行堆叠每两张片材的堆叠处理(缓冲操作)。
在通过缓冲操作堆叠三张以上片材的情况下,反向传送辊24将片材S1和S2从图4F的状态朝向内部排出辊26传送(对应于图4C)。片材S1和S2(在先片材堆)的传送停止在片材S2的前缘从内部排出辊26被传送预定量的位置(对应于图4D)。基于后续片材的传送定时,内部排出辊26朝向反向传送辊24传送在先片材堆(对应于图4E)。在后续片材的后缘通过防回流引导件23之后,反向传送辊24再次暂时停止(对应于图4F)。也就是说,可以将图4C至图4F中的片材S1和片材S2分别记为“已堆叠的片材堆”和“后续片材”。
这样,通过重复执行图4C至图4F的操作,可以在使片材堆在反向传送辊24与内部排出辊26之间来回移动的同时将后续片材逐一添加至片材堆。因此,缓冲单元20能够执行堆叠三张以上片材的堆叠处理(缓冲操作)。另外,在三张以上片材中的两张相邻片材之间,可以使下部片材相对于上部片材突出预定量k。
在根据本实施例的构造示例中,可以执行堆叠最多五张片材的堆叠处理(缓冲操作)。此外,根据本实施例,因为通过将片材边缘位置作为基准来堆叠片材,所以即使片材在传送方向上的长度不同,也可以使用基本相同的操作来堆叠片材。
由缓冲单元20预先堆叠的多张片材通过内部排出辊26、中间传送辊28和抛出辊29传送,并被装载到对齐单元56(图1)中。
对齐单元
接下来,将使用图5和图6描述对齐单元56的构造。图5是沿着与以下描述的X方向垂直的平面截取的对齐单元56的剖视图。图6是示出了对齐单元56的可移动单元59的组成元件的分解图。
在以下描述中,与对齐单元56中的片材的装载表面平行并且沿着从抛出辊29传送到对齐单元56的片材的传送方向的方向被称为Y方向或纵向方向。与对齐单元56中的片材的装载表面平行并且与Y方向正交的方向被定义为X方向或横向方向。“纵向方向”是沿着片材传送方向的方向,而“横向方向”是与片材传送方向正交的片材宽度方向。与X方向和Y方向均正交的方向(装载表面的法线方向以及所装载的片材的厚度方向)被定义为Z方向或高度方向。如果需要,与表示X、Y和Z方向的所示箭头的方向相反的方向被称为-X方向、-Y方向和-Z方向。
如图5所示,对齐单元56包括上部装载引导件51、下部装载引导件52、纵向基准板54、纵向对齐辊53、横向基准板72a和72b(参见图7A)以及横向对齐构件55。此外,对齐单元56设置有堆按压标记50(图1),其抑制片材堆的后缘的浮起,使得后续片材的前缘不会与已经装载在下部装载引导件52上的片材堆的后缘发生干涉。
上部装载引导件51和下部装载引导件52被布置成在Z方向上面向彼此,并且各自在X方向和Y方向上展开。在上部装载引导件51和下部装载引导件52之间形成有装载片材堆的空间。也就是说,上部装载引导件51和下部装载引导件52构成用作支撑部的中间支撑部57,待经受粘合处理的片材堆装载到该支撑部中。下部装载引导件52的上表面构成在其上装载片材堆的装载表面(用于支撑最下部片材的下表面的支撑表面)。
纵向基准板54和纵向对齐辊53用作根据本实施例的第一对齐单元,该第一对齐单元在第一方向(Y方向)上对齐片材。
纵向基准板54设置在中间支撑部57的Y方向上的最下游部分中。纵向基准板54是用作Y方向(第一方向)上的片材位置的基准的基准构件(第一基准构件)。纵向对齐辊53是沿Y方向传送片材以便通过使片材抵靠纵向基准板54来对齐片材的传送构件。纵向基准板54包括在X方向上间隔地布置的多个接触部54a至54c(图6)。
如图6所示,纵向基准板54和纵向对齐辊53一体地构造为能够沿Y方向移动的可移动单元59。可移动单元59可以通过驱动单元(未示出)相对于中间支撑部57沿Y方向移动。也就是说,纵向基准板54和纵向对齐辊53构造成根据片材的尺寸调整它们在Y方向上的位置。
纵向对齐辊53由辊保持器60可旋转地支撑。辊保持器60以可围绕旋转支点(未示出)摆动的状态附接至可移动单元59的框架。此外,可移动单元59设置有螺线管63。当螺线管63通电时,辊保持器60由于连杆机构(未示出)而摆动。纵向对齐辊53在Z方向上的位置通过辊保持器60的摆动而改变。因此,纵向对齐辊53可以在纵向对齐辊53与装载在中间支撑部57中的片材堆的上表面接触的位置(接触位置)与纵向对齐辊53从片材堆向上缩回的位置之间移动。马达61附接至可移动单元59。马达61通过驱动齿轮62旋转地驱动纵向对齐辊53。
横向基准板72a和72b以及横向对齐构件55用作根据本实施例的第二对齐单元,该第二对齐单元在与第一方向正交的第二方向(X方向)上对齐片材。
如图5所示,横向对齐构件55通过驱动系(未示出)联接至马达58,并且构造成可在X方向上移动。横向对齐构件55包括在Y方向上间隔地布置的多个按压部55a、55b和55c。按压部55a至55c是按压装载在中间支撑部57中的片材的横向边缘(X方向上的边缘)的按压表面。用作充当X方向(第二方向)上的片材位置(横向位置、宽度位置)的基准的基准构件(第二基准构件)的横向基准板72a和72b(参考图7A)布置成在X方向上面向横向对齐构件55的按压部55a至55c。根据本实施例的横向基准板72a和72b包括在Y方向上间隔地布置的多个接触部。
对齐操作
将使用图7A至图7D描述对齐单元56中的对齐操作。图7A至图7D中的每一个图示出了在从Z方向侧(从上方)观察对齐单元56的状态下对齐单元56的构成元件中的将用于描述的构成元件。图7A至图7D示出了在由缓冲单元20预先堆叠的五张片材S1至S5被传送至对齐单元56时的对齐操作的状况。
图7A示出了朝向抛出辊29传送片材S1至S5的状况。片材S1至S5在下部片材比上部片材沿Y方向突出得更远的状态下被传送至对齐单元56。在片材堆叠在对齐单元56中之前,可移动单元59的位置根据待对齐的片材的尺寸被预先调节到预定的待机位置。该待机位置被设定为使得片材在-Y方向上的边缘的位置恒定,无论片材的尺寸如何。换句话说,待机位置是在Y方向上从抛出辊29的夹持位置到纵向基准板54的接触部54a至54c的距离比片材在Y方向上的长度稍长的位置。此外,横向对齐构件55在从正在被传送的片材沿X方向向外隔开的位置处待机,以便不妨碍片材S的传送。
图7B示出了在第一片材S1的后缘通过抛出辊29的夹持部且片材S1的前缘到达纵向对齐辊53时的状况。通过给螺线管63通电,纵向对齐辊53先下降到接触位置,并通过马达61(图6)旋转。因此,片材S1抵靠纵向基准板54,并以纵向基准板54的位置为基准对齐。
随着纵向对齐辊53连续旋转,在片材S1之后到达纵向对齐辊53的第二片材和后续片材S2至S5依次抵靠纵向基准板54。因此,五张片材S1至S5以纵向基准板54的位置为基准在Y方向(纵向方向)上对齐。
图7C示出了当完成片材S1至S5的Y方向(纵向方向)上的对齐之后开始进行X方向(横向方向)上的对齐时的状况。横向对齐构件55被马达58(图5)沿X方向(对齐方向)驱动,并且按压部55a至55c接触片材S1至S5的横向边缘,从而朝向横向基准板72a和72b按压片材S1至S5。然后,片材的另一横向边缘接触横向基准板72a和72b的接触表面,因此,片材S1至S5以横向基准板72a和72b的位置为基准在X方向(横向方向)上对齐。
图7D示出了五张片材S1至S5的X方向和Y方向上的对齐已完成的状态。对齐操作中的目标位置(对齐位置)是在执行由加热加压单元67进行的粘合处理(热压粘合)时的片材堆的位置。因此,在成像设备1中,粘性调色剂被施加至每张片材,使得其上形成上述粘性调色剂层39(图2)的一侧是加热加压单元67那一侧。
通过加热加压单元67来粘合已完成图7D所示的对齐的片材S1至S5。同时,横向对齐构件55沿-X方向缩回。因此,对齐单元56可以准备好接收随后的片材。
之后,由缓冲单元20预先堆叠的随后的片材被装载到已经装载在中间支撑部57中的片材S1至S5上。因此,通过与使用图7A至图7D描述的操作相同的操作在Y方向(纵向方向)和X方向(横向方向)上对齐随后的片材,并且在完成对齐之后,加热加压单元67执行粘合处理。
注意,尽管这里举例说明了由缓冲单元20预先堆叠的多张片材的数量为五张的情况,但是由缓冲单元20堆叠的多张片材的数量不限于五张,也可以是例如两张或三张。在一个片材堆中堆叠在缓冲单元20中的多张片材的数量不必是恒定的。例如,在第一堆叠处理(缓冲操作)中可以堆叠五张片材,而在后续堆叠处理(缓冲操作)中可以一次堆叠四张片材。
加热加压单元
将使用图8对用作粘合单元的加热加压单元67(热压处理单元)的构造进行描述。图8是示出了根据本实施例的加热加压单元67的透视图。加热加压单元67包括加热器单元71、对加热器单元71加压的加压机构67D、以及承受或接收加热器单元71的加压力的加压板80。
加热器单元71包括加热板69、加热器68和金属支架70。加热板69是加热构件的示例。加热板69例如由作为具有高导热性的材料的铝形成。加热板69具有接触部,该接触部接触最上部片材以便对装载在中间支撑部57中的片材堆进行加热和加压。加热器68例如通过在陶瓷基板上形成加热电阻器的图案而形成。加热器68被设置成使得加热器68和加压板80相对于加热板69布置在彼此相反的两侧。加热板69由加热器68支撑。金属支架70支撑加热器68并增加加热器单元71的刚度。加热板69、加热器68和金属支架70都是沿Y方向伸长的构件。
例如,热敏电阻附接至加热器单元71作为温度检测单元。后处理设备6的控制单元基于来自热敏电阻的信号监测加热器68的温度,并控制对加热器68的通电,使得加热板69的表面温度成为预定的目标温度。
加压机构67D包括用作驱动源的马达77、齿轮系78、小齿轮79、齿条75和升降板72。齿轮系78用作减速器,其通过减速以及传递从马达77输出的旋转来增加转矩。小齿轮79与齿条75啮合。小齿轮79和齿条75将小齿轮79通过齿轮系78接收的旋转转换成Z方向上的线性运动。齿条75固定至升降板72,并且升降板72和加热器单元71的金属支架70被固定。
如上所述,加热器单元71构造成根据马达77的正向旋转和反向旋转而沿Z方向和-Z方向移动(上升和下降)。在粘合处理期间,从马达77传递到升降板72的-Z方向上的力经由金属支架70和加热器68传递至加热板69,加热板69相对于片材堆被加压。
加压板80被设置成在Z方向上面向加热器单元71的加热板69。加压板80例如是由硅橡胶制成的板状构件。加压板80例如通过被装配到下部装载引导件52中而被固定至后处理设备6的框架。因此,加压板80构造成稳定地承受加热器单元71用来按压片材堆的加压力,并因此使夹在加热板69与加压板80之间的片材堆进入稳定的受压状态。
注意,根据本实施例,上述横向基准板72a和72b与升降板72一体地形成。因此,可以减少部件的数量并提高片材堆相对于加热器单元71的对齐精度。注意,横向基准板72a和72b也可以是与升降板72分开的构件。例如,横向基准板72a和72b可以是固定至后处理设备6的框架的构件。
粘合操作
将使用图9A至图9F和图10描述通过加热加压单元67进行的片材堆的粘合操作(热压粘合处理)。图9A至图9F和图10各自示出了沿Y方向观察加热加压单元67的状况。
图9A示出了与图7C相同的时间点的加热加压单元67。也就是说,图9A示出了在完成片材S1至S5的Y方向上的对齐之后正在执行X方向上的对齐的状况。在完成片材S1至S5的对齐之前,加热器单元71在沿Z方向与片材S1至S5分离的位置处等待。
图9B示出了与图7D相同的时间点的加热加压单元67。也就是说,图9B示出了片材S1至S5接触横向基准板72a和72b从而完成片材S1至S5的X方向上的对齐的状态。当片材S1至S5的对齐完成时,加热器单元71通过马达77的正向旋转驱动开始沿-Z方向移动(下降)。
图9C示出了当加热板69由于加热器单元71的下降而接触最上部片材S5时的状况。加热器单元71被控制成使得加热板69以预定的加压力对片材堆加压。此外,当加热板69与片材S5接触时,热量从加热器68经由加热板69传递到片材S1至S5,施加至片材S1至S5的粘性调色剂的温度开始升高。
通过加热板69进行加热和加压预定时间,使得粘性调色剂熔化。因此,使用粘性调色剂作为粘性介质来粘合片材S1至S5。
图9D示出了当由缓冲单元20堆叠的随后的多张片材S6至S10被传送而堆叠在片材S1至S5上时的状况。根据本实施例,在对先前堆叠在缓冲单元中的多张片材S1至S5进行热压处理时(即,在加热板69与片材S5接触时),可以将随后的多张片材S6至S10运送到对齐单元56中。
图10示出了以下状况:其中,在片材S1至S5的热压粘合完成之后,加热器单元71通过马达77的反向旋转驱动而沿Z方向移动(上升),加热板69与片材S5分离。图10示出了在加热板69上升到预定的待机位置之后正在沿X方向对齐片材S6至S10的状况。下面将描述通过对齐单元56对齐预先堆叠在缓冲单元20中的多张片材S6至S10的优点。
图9E示出了片材S6至S10接触横向基准板72a和72b并且片材S6至S10的对齐完成的状态。
图9F示出了当加热器单元71通过马达77的正向旋转驱动再次沿-Z方向移动(下降)并且加热板69接触最顶部片材S10时的状况。通过经由加热板69加热和加压,用粘性调色剂将片材S6至S10彼此粘合。另外,使用粘性调色剂将先前被运送到对齐单元56中的多张片材S1至S5(第一片材堆)和随后被运送到对齐单元56中的多张片材S6至S10(第二片材堆)彼此粘合。这是因为片材S5的上表面和片材S6的下表面施加有粘性调色剂。因此,形成片材摞SB,该片材摞所具有的片材比缓冲单元20能够堆叠的最大数量的片材多。
当完成对构成一个小册子的所有片材的粘合处理时,将片材摞SB作为产品从对齐单元56排出。具体地,由于可移动单元59(图5)沿-Y方向移动,片材摞SB被纵向基准板54朝向摞排出辊36推出。注意,除了可移动单元59之外,可以设置用于将完成了粘合处理的片材摞SB朝向摞排出辊36传送的传送机构。
摞排出辊36(图1)构造成使得上辊36a可相对于下辊36b移动,并且在能够夹持片材摞SB的夹持状态和上辊36a向上与下辊36b分离的打开状态之间切换。在片材摞SB从对齐单元56排出的情况下,摞排出辊36预先进入打开状态并待机。当片材摞SB的前缘到达稍微超过摞排出辊36的位置时,可移动单元59停止,摞排出辊36切换到夹持状态。进一步地,由于摞排出辊36被旋转地驱动,片材摞SB被排出到下部排出托盘37。另一方面,在片材摞SB被摞排出辊36夹持之后,可移动单元59沿Y方向移动,并再次返回到待机位置。
相对于比较例的优点
这里,将比较图13所示的比较例来说明本实施例的优点。在该比较例中,与将预先堆叠在缓冲单元20中的多张片材装载到对齐单元56中的本实施例不同,通过将片材逐一装载到对齐单元56中来对齐片材。其它构造和操作与本实施例相同。
图13示出了根据比较例的以下状况:其中,片材S1至S5的粘合处理已完成,正在执行第六片材S6的X方向上的对齐。粘性层S5b是施加至第五片材S5的上表面(在装载在中间支撑部57中的状态下的上表面)的粘性调色剂层。粘性层S6a是施加至第六片材S6的下表面(在装载在中间支撑部57中的状态下的下表面)的粘性调色剂层。
图13所示的时间点是紧接着在片材S1至S5上执行通过加热加压单元67进行的粘合处理之后,并且表示粘性层S5b的温度高且粘性高的状态。因此,当第六片材S6沿X方向朝向横向基准板72a移动时,片材S6的移动可能受到在已经经受过粘合处理的片材堆的表面处暴露的粘性层S5b的粘合力的阻碍。例如,当片材S6的移动方向(X方向)上的前缘S6c或粘性层S6a与粘性层S5b接触时,片材S6的移动受到阻碍。因此,片材S6的前缘S6c不能到达横向基准板72a,并且在片材S6与片材S1至S5之间可能发生未对齐(对齐不良)。另外,在片材S6的未对齐较严重的情况下,也存在由未对齐引起的粘合不良的可能性。
相比之下,根据本实施例,如图10所示,由缓冲单元20预先堆叠的多张片材S6至S10(第二片材堆)在X方向上一起对齐。因为多张片材S6至S10相互堆叠,所以实质刚度高于一张片材S6的刚度。因此,即使前缘S6c或粘性层S6a与在已经装载在中间支撑部57中的片材堆(第一片材堆)的表面上暴露的粘性层S5b接触,也不太可能阻碍片材S6的移动。也就是说,在本实施例中,对齐单元构造成在粘合剂(S5b)被施加至待粘合至第二片材堆(S6至S10)的下表面的第一片材堆(S1至S5)的上表面的状态下使第二片材堆的位置与第一片材堆对齐。因此,可以使片材S6至S10更可靠地与横向基准板72a接触,从而减小片材S1至S10发生未对齐的可能性。
此外,在通过纵向对齐辊53和纵向基准板54(第一对齐单元)在Y方向上对齐片材S6至S10(纵向对齐)之后,通过横向对齐构件55和横向基准板72a和72b(第二对齐单元)执行X方向上的对齐(横向对齐)。因此,可以减小在Y方向上突出一张的片材S6的对齐被粘性层S5b和S6a的粘性阻碍的可能性。
如上所述,在预先堆叠在堆叠单元中的第二片材堆被装载到已经被装载在支撑部中并且由对齐单元对齐的第一片材堆上之后,根据本实施例的对齐单元将第二片材堆的位置与第一片材堆对齐。另外,根据本实施例的粘合单元对通过对齐单元对齐的第二片材堆进行加热和加压,从而利用粘合剂将第二片材堆的片材彼此粘合,并且通过粘合剂将第一片材堆和第二片材堆彼此粘合。
利用这种构造,可以改善在已经装载在支撑部中的片材上对齐随后片材的期间的对齐性。
注意,在将第一片材堆和第二片材堆彼此粘合之后,可以将粘合的片材堆视为新的第一片材堆,并且可以将预先堆叠在堆叠单元中的片材堆视为新的第二片材堆。通过重复相同的操作,可以制作其中粘合有大量片材的产品。
第一变型例
图10和图13示出了一种构造,其中,粘性调色剂被施加至一个产品(小册子)的每张片材(除了位于前后表面(封面和封底)上的两张片材S1和S10之外)的两个表面。也就是说,示出了粘性调色剂被施加至待粘合的两个片材表面的构造。或者,构造可以是这样的,即,粘性调色剂被施加至待粘合的其中一个片材表面上。例如,在图10的示例中,粘性调色剂被施加至除最下部片材S1之外的片材S2至S10的下表面。该变型例是以下构造的示例:其中,在粘合剂被施加至待粘合至第一片材堆(S1至S5)的上表面的第二片材堆(S6至S10)的下表面的状态下,对齐单元将第二片材堆的位置与第一片材堆对齐。注意,第一实施例也被认为是上述构造的示例,因为粘性层S6a设置在片材S6的下表面上。
如上所述,即使在粘合剂被施加至片材的一个表面的构造中,在X方向上对齐期间,也有可能由于由粘性层S6a的粘合力造成的阻力而发生对齐不良。这是因为粘性层S6a的调色剂通过成像设备1中的定影处理被加热,并且在装订处理单元6A中被加热加压单元67以及片材S1至S5所产生的热量加热,因此粘性有时高于常温状态下的粘性。因此,与如图13那样逐一对齐片材的情况相比,通过根据本实施例的构造能够降低发生对齐不良的可能性,在根据本实施例的构造中,通过缓冲单元20预先堆叠的多张片材被一起对齐。
注意,根据本实施例的粘性调色剂被施加至待粘合的两个片材表面的构造的有利之处在于容易确保粘合强度,无论片材表面的粗糙度等如何,因为粘性层较厚。然而,可以想到在使用即使在单面应用中也能够确保足够的粘合强度的粘合剂(即,粘合试剂)的情况下或者在所需的粘合强度较低的情况下(在制作半粘合产品的情况下或类似情况下)应用本变型例。本变型例的优点在于,在成像设备1中,由于能够利用单面打印操作进行成像和粘性调色剂的施加,因此有时能够提高生产率。
生产率的比较
作为根据本实施例的另一优点,将描述制作小册子时的生产率。图11是按时间序列说明片材S的移动的时序图。这里,将描述在制作包括十张片材S1至S10和T1至T10的两个小册子的情况下的移动。
图11的上区段示出了片材排出辊对91(图1)排出片材S1至S10和T1至T10的时间段,所述片材排出辊对从成像设备1的设备主体1A排出其上已经形成有图像的片材。中间区段示出了在缓冲单元20与对齐单元56之间传送片材的中间传送辊28(图1)传送片材S1至S10和T1至T10的时间段。下区段示出了在装订处理单元6A中对齐、粘合和排出片材S1至S10和T1至T10的时间段。
如图11所示,形成有图像的片材S1至S10和T1至T10以基本规则的间隔从成像设备1排出(上区段)。缓冲单元20送出处于堆叠状态的多张片材。因此,中间传送辊28将四组片材堆SB1、SB2、TB1和TB2传送至装订处理单元6A(中间区段),每组片材堆包括五张未粘合的片材S1至S5、S6至S10、T1至T5和T6至T10。在装订处理单元6A中,对于每个片材堆SB1、SB2、TB1和TB2,按顺序执行纵向方向(Y方向)上的对齐操作、横向方向(X方向)上的对齐操作以及由加热加压单元67进行的粘合处理(下区段)。进一步地,当完成将十张片材S1至S10和T1至T10彼此粘合的片材摞的制作时,将片材摞从装订处理单元6A排出。
这里,在装订处理单元6A中执行在先片材堆SB1、SB2或TB1的对齐、粘合或排出的时间段与在缓冲单元20中执行随后的片材堆SB2、TB1或TB2的堆叠处理(缓冲操作)的时间段彼此重叠。换句话说,通过在成像处理和装订处理单元6A的处理之间插入由缓冲单元20预先堆叠多张片材的堆叠处理(缓冲操作),可以确保将片材送入对齐单元56的间隔t 1。可以利用该间隔t1执行装订处理单元6A中的操作(对齐、粘合、排出)。
作为比较例,考虑这样的情况,其中,片材S1至S10被逐一排出到对齐单元56而不执行缓冲单元20的缓冲操作,并且其中每装载五张片材加热加压单元67就执行粘合处理。在这种情况下,第五张片材S5被送入对齐单元56的时刻和第一粘合处理的完成时刻可以与本实施例中的基本相同。然而,因为不执行缓冲单元20的缓冲操作,所以在需要降低成像设备1的生产率以使得在粘合处理期间随后的片材不会被运送到对齐单元56中的情况下,成像系统1S的生产率降低。
相比之下,在成像设备1中,可以在不增加片材S1至S10和T1至T10的排出间隔(成像间隔)的情况下确保装订处理单元6A的处理时间。也就是说,被逐一传送至片材处理设备的片材由堆叠单元按每预定张数进行堆叠并传送至支撑部,由此即使在对在先片材执行对齐单元的对齐以及粘合单元的粘合时也可以以规则的间隔接收后续片材。因此,可以提高成像系统1S的生产率(每单位时间可以制作的小册子的份数)。
第二变型例
在图11中,假设成像设备1以规则的间隔形成图像。或者,可以根据后处理设备6的处理速度来调整成像设备1的生产率。例如,在使用成像期间具有较高生产率(每单位时间的成像片材的数量)的成像设备1的情况下,如图12所示,可以在成像期间为待由缓冲单元20堆叠的每个数量的片材(这里为每5张片材)设置时间间隔t2。因此,可以确保用于装订处理单元6A中的对齐、粘合和排出的处理时间。另外,即使在本变型例的情况下,因为多张片材由缓冲单元20预先堆叠然后被传送至对齐单元56,所以与片材被逐一传送至对齐单元56的情况相比,可以提高成像系统1S的生产率。
注意,在上述实施例和变型例中,已经描述了以下示例:其中,在待制作包括十张片材S1至S10的小册子的情况下,一次堆叠五张片材,执行两次粘合处理。待由缓冲单元20堆叠的片材的数量(缓冲片材计数的数量)和执行粘合处理的次数不限于以上描述的。例如,在待制作包括三张片材的小册子的情况下,可以通过使用缓冲单元20堆叠三张片材并执行一次粘合处理来制作小册子。此外,在待制作包括100张片材的小册子的情况下,可以通过缓冲单元20一次堆叠五张片材并将其传送至对齐单元56,加热加压单元67可以执行二十次粘合处理。此外,在待制作包括80张片材的小册子的情况下,缓冲单元20可以一次堆叠四张片材并将其传送至对齐单元56,加热加压单元67可以执行十次粘合处理,每次八张片材。
第三变型例
在前述实施例中,如图9D所示,描述了在执行在先片材堆SB1的粘合处理时将随后的片材堆SB2运送到对齐单元56中。尽管图11示出了在在先片材堆SB1的粘合处理之后开始随后的片材堆SB2的Y方向上的对齐(纵向对齐)的示例,但是在先片材堆SB1的粘合处理和随后的片材堆SB2的Y方向上的对齐(纵向对齐)可以并行执行。也就是说,当加热加压单元67的加热板69与在先片材堆SB1的最上部片材(片材S5)接触时,纵向对齐辊53可以开始沿Y方向移动随后的片材堆SB2的第一张片材S6。在本实施例中,由于在X方向上不与加热加压单元67干涉的位置送入片材堆SB2并执行Y方向上的对齐(纵向对齐),所以可以并行执行在先片材堆SB1的粘合处理和随后的片材堆SB2的Y方向上的对齐(纵向对齐)。
因此,可以使对在先片材堆SB1执行粘合处理的时间段与对随后的片材堆SB2执行对齐操作的时间段重叠,从而提高后处理设备6的生产率。具体地,在可以使用于从缓冲单元20向对齐单元56传送片材堆的间隔t 1比图11的实施例中的间隔短的情况下,可以比根据本实施例的情况更早地完成一个小册子。另外,在将粘合处理所需的时间设置得比本实施例的时间长的情况下,可以在尽可能不降低成像设备1的生产率的情况下通过后处理设备6制作小册子。
注意,在上述实施例中,因为在对在先片材堆SB1进行粘合处理之后开始对随后的片材堆SB2进行Y方向上的对齐(纵向对齐)(图11),所以从完成粘合处理到开始进行随后的片材堆SB2的X方向上的对齐(横向对齐)的时间变长。因此,优点在于,可以确保粘性层S5b的冷却时间,直到随后的片材堆SB2到达暴露于在先片材堆SB1的上表面的粘性层S5b(图10)。因此,例如,在使用在高温下高度粘性的粘性调色剂的情况下,在对在先片材堆SB1的粘合处理完成之后开始对随后的片材堆SB2进行Y方向上的对齐(纵向对齐)有时在对齐方面是有利的。
其他变型例
在上述实施例中,举例说明了具有这样的构造(落地式)的成像系统1S,其中,后处理设备6布置在与成像设备1相同的安装表面上并与成像设备1对齐。成像系统的构造不限于此,例如,后处理设备6可以安装在成像设备1上。成像系统1S还可以包括除了成像设备1和后处理设备6之外的单元。此外,成像系统1S可以具有这样的构造,其中,成像单元、根据本实施例的缓冲单元20、以及装订处理单元6A布置在同一壳体中。
此外,本公开中的“粘合剂”不限于通过电子照相处理施加至片材的粘性调色剂,只要能够通过加热将片材彼此粘合即可。例如,成像设备1可以包括喷墨型成像单元,并且可以将粘合剂与用于记录图像的墨一起施加至片材。
其他实施例
尽管已经参考示例性实施例对本发明进行了描述,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。对下列权利要求的范围应作最广义的解释,从而涵盖所有变型以及等同的结构和功能。
- 片材供给设备和成像设备
- 片材传送装置和成像设备
- 片材堆叠装置和成像系统
- 低温等离子体卷材薄膜处理设备及其操作方法和片材机
- 片材处理设备、片材处理方法和成像系统
- 片材处理设备、片材处理方法和成像系统