專利名稱：用于光敏微囊成象紙的壓力顯影設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及一種具有易破裂光敏微囊表面涂層的成象紙所用的成象系統(tǒng)，更具體地說，涉及破壞這種成象紙上的微囊用的設(shè)備。
美國專利No.4440846和4399209闡述了一種成象系統(tǒng)，其中光敏層是由在內(nèi)相中含光敏組合物的微囊所組成，光敏層在光化輻射下成象曝光，并使其受到一種均勻的破壞力，隨后，微囊破裂，且影象部位釋放出內(nèi)相，該成象系統(tǒng)特別方便，因?yàn)檫@是一種全干系統(tǒng)，并且不是靠用濕的顯影加工液來產(chǎn)生影象的。一種成象色料，諸如實(shí)質(zhì)上是無色的染料母體獨(dú)特地與微囊相結(jié)合。當(dāng)微囊破裂時(shí)，染料母體即與顯影物料進(jìn)行成象反應(yīng)，并形成有色影象。在參考專利的實(shí)施方案中，微囊一般是靠成象曝光過的成象紙通過一對(duì)平等壓延輥之間的輥隙而被獨(dú)特地破壞的。
介質(zhì)可以存在于單片紙中，也可以在雙片式紙中，在前一種情況下，微囊和顯影劑組合物都涂在單一的基片上。在后一種情況下，微囊是涂在稱之為施主片的第一個(gè)基片上，顯影劑組合物涂在第二個(gè)稱之為接受片的分離的基片上。使施主片經(jīng)受光化輻照，然后使曝了光的微囊層與接受片的顯影劑層相接觸，這兩張紙?jiān)偻ㄟ^壓力顯影，在接受片中形成最終影象。
雖然破壞微囊不需要很大的壓力，但高壓和大的壓延輥常用來顯影這種成象紙。對(duì)于成象紙中正常的表面不勻，必須做到基本壓實(shí)，因此考慮有必要使用大直徑的輥，以便使成象紙表面的破壞力得到均勻分布，換句話說，如果破壞力分布不勻，則成象紙顯影不勻，且所得影象的色調(diào)特性低劣。
作為定影可熔調(diào)色劑影象的典型壓力輥裝置，其產(chǎn)生的壓力約為1000磅/平方英寸，對(duì)于微囊介質(zhì)，要求壓力為6000-8000磅/平方英寸。
為了把干壓能熔化的調(diào)色劑影象固定在紙張上，眾所周知在壓力定影設(shè)備中要用一對(duì)趨于相互緊壓的輥，并且要這樣排列一個(gè)輥的軸與另一個(gè)輥的軸展開一個(gè)角度。這種斜交排列，使輥之間的不規(guī)則輥隙趨于最小，即使當(dāng)紙張通過其間時(shí)也是如此。但是，當(dāng)斜交角太大時(shí)，紙張就起皺折或皺紋，為了避免紙上出現(xiàn)這種皺折，可保持非常小的斜交角，但是，由于輥的彎曲，用小斜交角，輥又必須有大直徑，以確保沿輥隙有均勻的壓力。除大輥的附加重量外，載壓也必須增加，從而較大的壓力機(jī)構(gòu)，耐較高壓力的軸承、機(jī)體等等導(dǎo)致了設(shè)備成本的提高。
為了克服這些難點(diǎn)，在定影可熔調(diào)節(jié)劑影象的工藝中，采用了三輥系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)發(fā)表在美國專利4343234中。在一種三輥系統(tǒng)中，兩個(gè)上輥形成一對(duì)緊壓輥，這對(duì)緊壓輥水平且平等排列，其間有一小角度斜交角。第三個(gè)支承輥與第二個(gè)輥以交叉接觸的方式配置，該支承輥通過一壓力機(jī)構(gòu)，使一對(duì)緊壓輥的第二個(gè)輥有彈性地向上位移，這樣，第二個(gè)輥在壓力下再緊靠第一個(gè)輥，以形成一個(gè)可使紙張沿著它們的接觸線通過的輥隙。第二個(gè)輥的彎曲度可以通過支承輥與第二個(gè)輥的并叉角加以調(diào)節(jié)，這樣，第二個(gè)輥和支承輥這兩個(gè)輥的直徑都可以比第一個(gè)輥小。但是，即使在這種情況下，在形成輥隙的輥之間的斜交角仍需相當(dāng)小，以免紙張皺折。
這種先有技術(shù)定影或顯影系統(tǒng)所特有的固有缺點(diǎn)是，實(shí)際上，僅在一個(gè)指定壓力下，輥隙各點(diǎn)的壓力是均勻的，并且，通過輥隙的材料厚度是在變化的，或施加于輥隙間的壓力是在變化的，這種固有缺點(diǎn)引起了垮越輥隙的線性狀態(tài)的偏離。
如上所述，采用光敏微囊的成象紙所用的改進(jìn)了的壓力晃影設(shè)備發(fā)表在美國共同一未決申請(qǐng)系統(tǒng)No.009851(1987年2月2日提交)中，在此申請(qǐng)中，由輥隙處的斜交角引起的問題，或由凸面輥引起的輥隙處的不同輥速的問題，可通過采用與壓力輥同步的分離的凸面輥而得到解決，這樣，壓力輥須呈園柱形，并在輥隙處設(shè)有不同的面速度和斜交角。此外，還發(fā)表了改進(jìn)的紙張輸入裝置，通過這種改進(jìn)，紙材可按照減少成象紙或施主紙皺折的方式方便地用于壓力輥。
盡管對(duì)高壓輥顯影設(shè)備作了改進(jìn)，但尚需要減輕設(shè)備重量，這樣，在紙材厚度變化和輥上總載荷變化時(shí)，可在貫穿輥的設(shè)計(jì)寬度上提供充分均勻的輥隙壓力。并乙峁┮恢止跏窖沽ο雜盎?，这种想s盎芄輝詮蹕陡韉閌┘泳妊沽?，哉Cな逼諛諍萇儺枰蕖 本發(fā)明涉及用于在成象紙材上形成影象的設(shè)備，在紙材中的微囊含有一種光敏組合物，這種光敏組合物在光化輻射下曝光，粘度就起變化。更具體地說，本發(fā)明涉及一種輥式壓力顯影機(jī)，在這種顯影機(jī)中，紙材在一對(duì)園柱形壓力輥的輥隙間經(jīng)過，紙上的潛影即被顯影。顯影機(jī)沿著紙材上面的輥隙施加一個(gè)局部高壓。本發(fā)明特別適合于這樣一種設(shè)備設(shè)備中輥隙間的壓力在整個(gè)工用區(qū)(一般相當(dāng)于要通過的紙張或片材寬度)是受控的，并且也特別適合于降低在工作區(qū)以外的軸向位置荷載。
應(yīng)用一對(duì)壓力輥，可以視為第一和第二壓力輥，這兩個(gè)壓力輥中的一個(gè)，如第一壓力輥是空心的，被成形加工成一個(gè)環(huán)形殼體。該壓力輥復(fù)合或包含一個(gè)荷載桿，荷載桿沿軸向延伸穿過這壓力輥，僅在中心區(qū)域與空心殼體聯(lián)接，而在殼體內(nèi)側(cè)的所有其它區(qū)域是無約束的，荷載桿的外端供壓力荷載。
第二個(gè)輥，直徑可以大致與第一個(gè)輥的直徑相同，通?？梢杂蓪?shí)心材料加工成形，并且也有軸頸端，其安裝與第一個(gè)輥的軸平行。兩個(gè)輥在接觸區(qū)域的總寬度范圍內(nèi)形成了一個(gè)比紙材料厚度稍寬一點(diǎn)的輥隙。在相當(dāng)于紙材料幅寬的工作區(qū)外的軸向區(qū)域降低壓力載荷這是合乎需要的，通過如下方法做到了不荷載在這對(duì)壓力輥的一個(gè)或另一個(gè)中，對(duì)應(yīng)于不荷載的區(qū)域造成內(nèi)部卸載。
由于在荷載條件下，荷載桿的頸端傾斜，需要這些頸端在不對(duì)準(zhǔn)的軸承上，以使軸承塊象軸的偏斜一樣轉(zhuǎn)動(dòng)。軸承塊裝在半徑臂上，半徑臂通過不帶載荷的自對(duì)準(zhǔn)軸承安裝在支承架上。在荷載和操作期間，荷載桿用的凸耳軸承不需要參予桿的彎曲和傾斜運(yùn)動(dòng)，且自對(duì)準(zhǔn)軸承無需帶壓力載荷。
中心荷載輥的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以按照如下方式變化使中心支承區(qū)外的軸內(nèi)部適當(dāng)成錐形、梯形或弧形，這樣，就兩個(gè)在一起的輥而論，可得到接近均勻的曲線和均勻的輥隙壓力。輥隙的弧度提供了一個(gè)可有利地被利用的彎度，使片材或紙材按照一條規(guī)線在第一個(gè)輥上搶輥，這樣，片材或紙材出現(xiàn)一個(gè)微弱的鋪開傾向，這就為紙材的穩(wěn)定提供了保證，并避免皺折。
本發(fā)明的一個(gè)方面是，在橫垮相當(dāng)于材料或片材的工作區(qū)的材料上施加一局部高壓，通過使材料在由第一和第二個(gè)園柱形壓力輥所確定的輥隙之間經(jīng)過，從而提供一種在片材或紙材上影象顯影的輥式壓力顯影機(jī)。該輥式顯影機(jī)的特征在于一個(gè)壓力輥是空心的。一個(gè)支承桿延伸通過空心壓力輥，僅僅連接在壓力輥的軸向中心區(qū)，并且支承桿以與壓力輥的內(nèi)表面不接觸的方式軸向地從中心區(qū)的每邊向外伸出。一個(gè)荷載力施加于荷載桿的端頭以便使壓力沿著軸隙荷載在兩個(gè)輥上。確定輥隙的兩個(gè)輥中的一個(gè)輥，也是成形加工成內(nèi)部卸載的。內(nèi)部卸載是在工作區(qū)外的，并且在軸向地位于工作區(qū)以外的輥隙區(qū)內(nèi)充分卸去輥間壓。在一個(gè)具體實(shí)例中，卸載是在第一個(gè)輥或空心輥的內(nèi)表面形成的。在另一個(gè)具體例中，卸壓在第二個(gè)輥的內(nèi)表面形成。
為了可以更容易地明白本發(fā)明，現(xiàn)參考附圖，其中

圖1是顯示一對(duì)按照本發(fā)明設(shè)計(jì)的輥的透視圖，帶有用于其間的紙材;
圖2是這對(duì)輥的正視圖，顯示了第一個(gè)輥的截面;
圖3是類似于圖2的視圖，顯示了該發(fā)明略有改動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式;
圖4是按照本發(fā)明制作的雙輥壓力顯影機(jī)的透視圖;
圖5是圖4設(shè)備部分放大的截面端視圖，表示輥的安裝臂和彈性荷載的結(jié)構(gòu);
圖6是局部剖面圖，顯示支承臂在機(jī)架上的安裝，一般是沿圖5的6-6線截取的;
圖7是局部擴(kuò)大的壓力顯影機(jī)橫截面圖，顯示壓力輥安裝、驅(qū)動(dòng)，以及向該處施加荷載力的優(yōu)選方式。
圖1和4圖解說明了一個(gè)雙輥式壓力顯影機(jī)，它包括相互平行安裝的第一輥10和第二輥12，并在其間裝有紙材，如圖1和圖4中說明的，紙材可以由單片組成，但最好按美國專利No4399209(1983年8月16日頒布)所述，由施主片15和接受片16所組成，按照該專利的闡述，一種由色料和成囊的光敏組分所組成且經(jīng)過涂敷的組合物，在光化輻照下曝光形成影象，其后，在承載于接受片上的顯影劑存在下破壞微囊，微囊通過在一對(duì)輥的輥隙間施加均勻的高壓而破裂，如美國共同一未決申請(qǐng)系統(tǒng)No009851中所詳述。
由于牽涉到高的線性單元力，在輥式顯影機(jī)運(yùn)行中，輥隙處不會(huì)出現(xiàn)因滑動(dòng)不均勻而產(chǎn)生的片材皺折這一點(diǎn)顯得很重要，此外，在輥隙的整個(gè)工作區(qū)加壓是均勻的，而在工作區(qū)以外的軸向區(qū)域不再輥壓。
在圖4和5中，壓力顯影輥10和12為了旋轉(zhuǎn)一般被安裝在一個(gè)機(jī)架或機(jī)座(20)上。機(jī)座的結(jié)構(gòu)便于裝配一個(gè)頂22，一個(gè)底座24，和一對(duì)有間距的機(jī)架端邊25和26，機(jī)座20有一個(gè)便于紙片通過的中心口28。
如圖2所示，一對(duì)輥包括第一個(gè)輥10，是空心的，或做成象一個(gè)殼體，具有園柱形整平的外表面30，并有一限荷載區(qū)32的軸向的中心部分。荷載桿35軸向延伸通過輥10，它是一種支承桿，僅在中心荷載區(qū)32那里聯(lián)接到輥10上，并且在區(qū)域32以外以與輥的殼體不接觸的方式軸向延伸，最好是在中心區(qū)域32處將桿35固定在輥10的外殼周圍，并且重要的是這種聯(lián)接不充許輥在荷載和彎曲期間相對(duì)于荷載桿滑動(dòng)或蠕動(dòng)，為此，桿35和輥10可以通過銅焊聯(lián)接，荷載桿35的外端伸出這個(gè)輥，并規(guī)定軸承面38不對(duì)準(zhǔn)，插入傳動(dòng)摩擦力小的軸承，諸如滾珠軸承40(圖2)。
第二個(gè)輥12可以是實(shí)心的，如圖所示，按限定的與輥10的輥隙能轉(zhuǎn)動(dòng)地裝進(jìn)機(jī)體20，可看到，這對(duì)輥比待輸入的紙或片材稍寬。在圖2中42處的垮度代表輥的工作區(qū)，例如可以是8-1/2英寸，因此在每個(gè)壓力輥軸向的外端須留下較狹窄的一段非工作區(qū)43。
應(yīng)注意，參看圖2，輥10的內(nèi)表面是部分偏斜的，首先從較直的部分45引導(dǎo)出，包括一中間錐形部分46和端頭卸載部分48，當(dāng)通過施加一個(gè)向下的力而荷載時(shí)，在尖頭50方向，錐度提供了對(duì)輥10殼體部分的受控偏斜，如圖2說明。輥10內(nèi)表面的錐度或弧度提供了對(duì)瞬時(shí)慣性的控制，這樣，接近均勻的壓力分布可以限定在沿整個(gè)工作區(qū)42的輥間的輥隙處。根據(jù)杠桿彎曲的基本理論，輥10和12的匹配是有效的，偏斜是由剪切應(yīng)力、軸的節(jié)點(diǎn)部分橫載面的變化，以及由輥12薄一壁部分的偏斜形成的局部效應(yīng)所引起的。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，在預(yù)期偏斜的計(jì)算中，采用限定要素分析方法是有利的。
輥10和12是園柱形的，相互平行地裝在遮敞罩20中，如上所述，輥10的安裝是考慮到了在軸承40中轉(zhuǎn)動(dòng)，而軸承是裝在軸頸座52中，如截面圖7所示。同樣，輥12的伸出端是裝在相對(duì)固定的軸頸座56中的自對(duì)準(zhǔn)軸承55上，隨著桿的伸長57，形成輥12的一端，借助它可以做到與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)58聯(lián)接，用圖解法示于圖4。
軸頸座52各自都裝在半徑臂66的端頭上，如圖5所示，而臂66通過自對(duì)準(zhǔn)軸承70驅(qū)軸地裝到機(jī)架2的側(cè)邊25或26，如圖6中所示。軸承70裝上雙頭螺栓71，從機(jī)架20的邊壁向里面伸，并且其中容納了適當(dāng)放大的臂60的端部66＊。
輥10是通過在軸頸52上加載而被荷載的，軸頸通過軸承40把荷載力傳遞到輥10的荷載桿35的外端，如圖7所示。荷載彈簧80位于機(jī)座20的彈罩部分2中，并支承著插入墊圈3，彈簧80的力通過墊圈傳遞到螺紋壓力桿85，桿的下端借助于軸承座52＊的淬過火的上表面86，處于壓力的約束中。為改變桿85的有效長度，伸出在彈簧罩部分82上面的桿85的上端，在螺母87上可以調(diào)節(jié)。示出了輥10一端的安裝和荷載的布局，顯然，對(duì)于輥的另一端也提供了大致相同的配置。
桿35的荷載導(dǎo)致了桿端的偏斜，如圖2尖頭92所示，這種偏斜導(dǎo)致了軸承座52的弧形和傾斜運(yùn)動(dòng)，通過旋臂66傳遞到自位軸承70上，于是，伴隨著荷載桿35的偏斜或彎曲，臂66和軸承70產(chǎn)生扭絞運(yùn)動(dòng)，因此使之有可能用直的或非自位軸承40作為最初插入的傳遞元件，并有可能采用成本低的不帶荷載推力的自位軸承70。但業(yè)已發(fā)現(xiàn)，自位軸承55適于支承第二個(gè)輥12以便于其在軸承座或機(jī)架20中轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)樵撦伒膶?shí)際偏斜，如從那里的端部看到的，顯然比在它的軸頸端看到的荷載桿35的偏斜程度低。
為了運(yùn)轉(zhuǎn)正常，加工成形的設(shè)備的輥應(yīng)具有較高的硬度，而低碳鋼可以滿足這樣的應(yīng)用需求。輥必須加以保護(hù)，以防出現(xiàn)諸如雙折疊或四折疊等卡紙現(xiàn)象，可以在輥上加非常大的局部載荷。為了達(dá)到本發(fā)明的目的，輥可以荷載的范圍是500磅/直線英寸(89公斤/厘米)，如圖所示的典型的9英寸輥，在8.5英寸上荷載，需通過軸頸端彈簧30施加2125磅(964公斤)的載荷。通過延伸到輥10端邊的第二個(gè)錐度48確定卸載，以確保在工作區(qū)42以外的軸向區(qū)的輥充分成為不荷載的。
在特定的實(shí)施例中給出(這里并沒有任何限制這發(fā)明范圍的傾向)輥10和12可以有9.0英寸標(biāo)稱長度和8.5英寸的工作區(qū)長;第一個(gè)輥10的標(biāo)稱直徑為1.98英寸，第二個(gè)輥12的標(biāo)稱直徑為2.39英寸;荷載桿35在整個(gè)長度上的直徑是完全相同的，直徑為1.30英寸，中心荷載區(qū)可以軸向延伸1.6英寸，而卸載的關(guān)系到園柱形或直線部分45每個(gè)有0.616英寸的軸向長度，中間成錐的部分46，每個(gè)有2.351英寸長和0.1049～1.0英寸的錐度，第二個(gè)卸載48是0.733英寸的軸向長和0.3306～1.0英寸的錐度。示出了簡(jiǎn)單的中間成錐形的部分，這部分可以用不同的方法，包括在梯形的內(nèi)表面中形成的方法得到，其中壁厚按梯形的增大而變化。
可以考慮優(yōu)先選用60洛氏(Rockwell)C數(shù)量級(jí)的表面硬度，這種情況下輥可以硬化到至少0.049英寸(1.25毫米)的深度，并且，為了防銹，外表面須鍍以硬鉻保護(hù)層，至少鍍0.002英寸(0.050毫米)厚。
當(dāng)輥荷載時(shí)，如圖2所示，在輥中將形成一彎度，如虛線94所示，且輥隙間不呈直線，而是彎曲的。為了討論的目的可以假定為部分彎度在輥10中形成，并且在輥12中形成負(fù)彎度，這樣的優(yōu)點(diǎn)是紙材至少在空心輥10上輕微抱輥，因此，紙材由于彎度，尤如楔入那樣輕微地橫向鋪開，并離開輥隙，從而避免了皺折的傾向，如果需要的話可以用美國共同一決申請(qǐng)系列No009851中發(fā)表的紙的輸入機(jī)構(gòu)。
圖3和7代表本發(fā)明的微小改進(jìn)形式。圖中類似的部件用類似的帶有附加字母a的參考數(shù)碼圖解說明，空心輥10a與底輥12a配合，在此具體實(shí)例中，通過第二個(gè)錐度48省去了預(yù)定的卸載，并在輥12的兩個(gè)端部形成內(nèi)部軸環(huán)卸載95，且內(nèi)部軸環(huán)卸載軸向地向內(nèi)延伸一個(gè)相當(dāng)于近似原錐度48的軸向大小的量。圖3中95處限定的環(huán)形卸載，能起到與環(huán)形卸載有關(guān)的上述在輥端頭或端區(qū)由錐形48所限定的卸載相同的功能。
本發(fā)明的一種特別方便的雙輥系統(tǒng)是，橫垮輥隙的載荷在總載荷力的寬度范圍內(nèi)是充分均勻的，這樣，就均勻性而論，不太受紙材厚度變化的影響，而且，用的是完全是園柱形的輥，因此就象在前面的配置中，在權(quán)利要求書中規(guī)定的那樣，排除了對(duì)凸面和/或傾斜的要求。
權(quán)利要求
1.一種輥式壓力顯影機(jī)，其中紙材或片材，經(jīng)過第一、第二個(gè)園柱形壓力輥的輥隙漳，通過在橫垮相當(dāng)于材料幅寬的工作區(qū)的材料上施加一個(gè)局部高壓而實(shí)現(xiàn)其影象的顯影，其特征在于兩個(gè)壓力輥中的一個(gè)是空心的，并有一支承桿通過輥伸出，桿與輥在軸向中心區(qū)聯(lián)接，并從在不與輥接觸的中心區(qū)的每邊軸向地外伸，將一荷載力施加于桿端從而使所述的壓力輥沿著輥隙負(fù)荷有一定的壓力，以及兩輥中的一個(gè)輥成形加工成帶有工作區(qū)外的內(nèi)部卸荷，為的是在其軸向工作區(qū)以外的區(qū)域完全卸去輥間壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥式壓力顯影機(jī)，其中在第一個(gè)輥的內(nèi)表面形成卸壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輥式壓力顯影機(jī)，其中輥被加工成形在第二個(gè)輥的內(nèi)表面上。
4.根據(jù)前面任何一個(gè)權(quán)利要求所述的輥式壓力顯影機(jī)，其中包括聯(lián)接荷載桿端頭非自位軸頸、支承軸頸的臂，以及隨著荷載桿的彎曲產(chǎn)生扭絞運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
使紙或片材上的潛影進(jìn)行壓力顯影所用的雙輥壓力顯影機(jī)包括裝在支承和荷載桿上的第一個(gè)空心壓力輥，荷載桿軸向地伸過第一個(gè)輥，并且在壓力約束中與第二個(gè)輥隙。支承桿在中心荷載區(qū)聯(lián)接到第一個(gè)輥上。荷載彈簧直接施加一荷載力到荷載桿上。在工作區(qū)中，兩輥間各點(diǎn)的輥隙壓相同，工作區(qū)比輥的總寬稍短。通過在第一個(gè)輥中形成環(huán)形內(nèi)部卸壓，在軸向工作區(qū)外的區(qū)域卸壓是一個(gè)具體實(shí)例。另一個(gè)具體實(shí)例是在第二個(gè)輥可卸載。
文檔編號(hào)G03D13/00GK1031138SQ8810212
公開日1989年2月15日 申請(qǐng)日期1988年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1987年4月16日
發(fā)明者杰克·比爾 申請(qǐng)人:米德公司