專利名稱：定影裝置和成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定影裝置和使用該定影裝置的成像裝置。
背景技術(shù)：
在相關(guān)技術(shù)中，在有些用于將墨粉圖像定影在記錄介質(zhì)上的裝置中，加 熱輥由設(shè)置在該輥內(nèi)部的卣素加熱器加熱；按壓輥在巻簧等的作用下被壓向 加熱輥，從而在所述輥之間形成夾擠區(qū)部分；并且使粘附有墨粉的記錄介質(zhì) 通過該夾擠區(qū)部分以被按壓和加熱，從而被定影。但是，要利用使輥相互接 觸的這種類型的裝置來實(shí)現(xiàn)高速化、小型化、高可靠性、節(jié)能化以及低成本 化，會(huì)出現(xiàn)以下的問題。
首先，根據(jù)高速化成像，必須延長在記錄介質(zhì)上對(duì)墨粉進(jìn)行加熱的長度。 同時(shí)保證與增加速度之前相同的加熱時(shí)間。為了延長夾擠區(qū)部分的長度，必 須使得輥的表面可彈性變形并且增大負(fù)荷值，或者增大輥的直徑。但是，輥 的直徑的增大與小型化相矛盾。接下來，可以想到一種減小輥的表面彈性系 數(shù)并增大負(fù)荷值的方法。為了減小輥的表面彈性系數(shù)，必須增大輥的表面層 的厚度或者減小構(gòu)件的楊氏模量。但是，當(dāng)輥的表面層的厚度增大時(shí)，加熱 輥的總的熱容量增大，將加熱輥的表面溫度提高到一定的恒定溫度所需的加 熱時(shí)間延長了，從而延長了打印時(shí)間。盡管存在通過在所有待機(jī)(standby ) 時(shí)間都供熱來保持加舉輥的溫度的方法，但是該方法與節(jié)能化相矛盾。另一 方面，當(dāng)用于使輥相互按壓接觸的負(fù)荷值增大時(shí)，可以想到在輥的軸向上的 中央部分和端部之間的夾擠區(qū)部分會(huì)出現(xiàn)壓力差，定影墨粉的特性變得不均 勻。此外，還存在一種顧慮，即壓力分布上的不均勻會(huì)導(dǎo)致紙張皺褶，從而 降低裝置的可靠性。當(dāng)彎曲量減小時(shí)，輥的剛性增大，或者輥形成為拱頂形 狀。但是，當(dāng)輥的剛性增大時(shí)，輥的熱容量增大，并且加熱時(shí)間被延長，這
3與節(jié)能化相矛盾。對(duì)于具有拱頂形狀的輥，增加了若干輥形成步驟，難以實(shí) 現(xiàn)低成本化。此外，軸向上的壓力分布取決于操作輥的精度，因此，存在可 靠性降低的可能性。
為了解決這些問題，人們提出了各種建議(例如,日本專利No. 3298354 )。 根據(jù)相關(guān)技術(shù)，存在帶夾擠區(qū)(belt nip)類型的定影裝置，其中用于使加 熱輥的出口部分(outlet portion)局部彈性變形的按壓件與可旋轉(zhuǎn)的加熱 輥按壓接觸，所述加熱輥的表面被彈性變形以形成夾擠區(qū)部分，被送入其間 的記錄介質(zhì)上的墨粉圖像被按壓和加熱，從而被定影。對(duì)于這種類型，通過 設(shè)置按壓件以由環(huán)形帶的內(nèi)側(cè)形成接觸面，可以使形成的夾擠區(qū)寬度更長， 可以向墨粉提供足夠的熱量，從而可以容易地實(shí)現(xiàn)打印速度的高速化。此外， 夾擠區(qū)寬度可以形成的更長，而不會(huì)增大整個(gè)裝置，因而可實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的 小型化。此外，長的夾擠區(qū)寬度可以通過較低的壓力來形成，有利于加熱輥 的薄壁化，可以縮短上升到適當(dāng)溫度的加熱時(shí)間，可以快速啟動(dòng)打印，由此， 可以提高節(jié)能效率。此外，通過用硬質(zhì)構(gòu)件按壓加熱輥的彈性層，彈性層在 夾擠區(qū)出口部分處發(fā)生局部翹曲，促進(jìn)了自剝落(自剝離)功能，從而可靠 性變高。
但是，對(duì)于帶夾擠區(qū)類型的定影裝置，存在以下問題，即，由于出口部 分的局部變形帶來的速度差異使得易于造成圖像偏移。此外，通過用硬質(zhì)構(gòu) 件按壓加熱輥的彈性層，該彈性層局部翹曲，從而產(chǎn)生具有小曲率的夾擠區(qū) 形狀，由此增大了施加于紙張上的負(fù)荷(巻曲量)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是考慮到上述情況而做出的，其目的是提供一種至少包括加熱構(gòu) 件、按壓件和環(huán)形構(gòu)件的定影裝置，以及一種定影裝置或者一種成像裝置， 它們簡化了裝置的構(gòu)造，提高了記錄介質(zhì)從加熱構(gòu)件上剝離的性能而沒有在 記錄介質(zhì)上施加大的負(fù)荷，并且還提高了形成在記錄介質(zhì)上的圖像質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種定影裝置，用于傳送粘附有未定影 的墨粉圖像的記錄介質(zhì)，使之通過由包括在按壓件中的環(huán)形構(gòu)件和包括彈性 層和熱源的加熱構(gòu)件之間形成的夾擠區(qū)部分，該裝置還用于將未定影的墨粉 圖像定影在記錄介質(zhì)上。其中所述按壓件中，所述按壓件在記錄介質(zhì)的傳送
方向上的寬度與在所述加熱構(gòu)件;波與該加熱構(gòu)件接觸的一無限大平板按壓時(shí)形成的夾擠區(qū)寬度相等，或比該夾擠區(qū)寬度小。
為了解決上述問題，還通過一種定影裝置來解決該問題，所述裝置用于 傳送粘附有未定影的墨粉圖像的記錄介質(zhì)，使之通過由包括在按壓件中的環(huán) 形構(gòu)件和包括彈性層和熱源的加熱構(gòu)件之間形成的夾擠區(qū)部分，以及用于將 未定影的墨粉圖像定影在記錄介質(zhì)上。在該定影裝置中，在沿著記錄介質(zhì)的 表面距離使記錄介質(zhì)的表面和所述加熱構(gòu)件的表面在所述夾擠區(qū)部分處分
離的一點(diǎn)3.5mm處的剝離力4皮:沒定為等于或大于0.04kgf/mm。
本發(fā)明還提供一種成像裝置，利用上述定影裝置在記錄介質(zhì)進(jìn)行定影。


在以下參照附圖的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的以上以及其它目的和優(yōu)點(diǎn)將變 得更加顯而易見，所述附圖中
圖l是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的定影裝置的示意圖； 圖2是示出墊的最優(yōu)構(gòu)造的生產(chǎn)過程的流程圖3是根據(jù)所述實(shí)施例示出夾擠區(qū)部分處沿著加熱輥周向的壓力分布的 圖示；
圖4示出了一計(jì)算值的示例，該值顯示了夾擠區(qū)出口部分的變形和剝離 功能之間的關(guān)系；
圖5示出了由圖1所示定影裝置進(jìn)行的剝離實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；
圖6是根據(jù)另一實(shí)施例的定影裝置的示意圖7是^f艮據(jù)另一實(shí)施例的定影裝置的示意圖8是根據(jù)另 一 實(shí)施例示出夾擠區(qū)部分處沿著加熱輥的周向的壓力分布 的圖示；
圖9是示出測(cè)量剝離力的方法的示意圖io示出了由圖9所示的實(shí)驗(yàn)性裝置進(jìn)行的剝離實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；
圖ll是用于計(jì)算剝離力的計(jì)算模型；
圖12是由圖7所示定影裝置進(jìn)行的剝離實(shí)驗(yàn)的結(jié)果；
圖13是示出成像裝置總體的示意圖；以及
圖14示出了由圖l所示定影裝置進(jìn)行的剝離實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的實(shí)施例將參照附圖來描述，當(dāng)然，本發(fā)明并不限于其具體的構(gòu)造。
實(shí)施例1
以下參照?qǐng)D1至圖5說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖1是根據(jù)該實(shí)施例的定影裝置的示意圖。圖1中，標(biāo)號(hào)1表示加熱輥， 加熱輥1包括表面涂覆層2、彈性層3、芯棒4和熱源6。標(biāo)號(hào)32表示記錄 介質(zhì)，標(biāo)號(hào)31表示粘附到記錄介質(zhì)32表面上的未定影的墨粉。記錄介質(zhì)沿 著圖1中箭頭標(biāo)記的方向被運(yùn)送。按壓件設(shè)置成將記錄介質(zhì)32夾在加熱輥1 和該按壓件之間。按壓件包括按壓件21 、用于支撐按壓件21的支撐件22、 用于將按壓件21和支撐件22壓向記錄介質(zhì)32的一側(cè)的按壓彈簧11、從動(dòng) 環(huán)形構(gòu)件23、用于減小環(huán)形構(gòu)件23和按壓件21之間的摩擦的低摩擦構(gòu)件 25、以及矯正用于傳送環(huán)形構(gòu)件23的路徑的引導(dǎo)件24。標(biāo)號(hào)27表示用于施 加潤滑油以便進(jìn)一步減小環(huán)形構(gòu)件23和按壓件21之間摩擦的潤滑油供給構(gòu) 件。 一般，使用包括硅油或氟油(fluorine oil)等的潤滑油。標(biāo)號(hào)33表示在 經(jīng)過加熱輥1和環(huán)形構(gòu)件23之間的夾擠區(qū)部分之后的、記錄介質(zhì)32上的已 定影圖像。作為加熱輥1的表面涂覆層2，使用PFA層等，使得未定影的墨 粉31難以粘附于其上。此外，作為彈性層3，使用硅橡膠。環(huán)形構(gòu)件23由 PFA和聚酰亞胺形成。作為按壓構(gòu)件21,使用包括硅橡膠或氟橡膠的橡膠層 的壓墊，該壓墊在按壓方向上的表面是平坦的。這里，作為記錄介質(zhì)32,可 以列舉出裁切紙(cutpaper)等。
圖2是形成最優(yōu)的墊構(gòu)造的流程圖。首先，用足夠?qū)挼膲|形成夾擠區(qū)部 分。此時(shí)需要注意的是，在按壓件21具有彈性層的情況下，墊在被按壓之 后的寬度隨著負(fù)荷值和該構(gòu)件的尺寸、楊氏模量、泊松比而變化。也就是說， 必須用具有足夠?qū)挾鹊膲|來進(jìn)行按壓，其達(dá)到一定的面積，在該面積，墊不 發(fā)生變形。接下來，測(cè)量夾擠區(qū)寬度，當(dāng)夾擠區(qū)寬度等于或小于必要的寬度 時(shí)，改變墊的材料、墊的形狀或者負(fù)荷值等，并重新測(cè)量夾擠區(qū)寬度。 一般， 通過在將充實(shí)的打印圖像(solid print image )擠壓在所要測(cè)量的夾擠區(qū)部分 中的狀態(tài)下對(duì)該充實(shí)的打印圖像加熱數(shù)秒鐘，夾擠區(qū)寬度的總值(gross value)會(huì)改變，并且夾擠區(qū)寬度可以通過測(cè)量總體的高的區(qū)域(high gross region)得以確認(rèn)?；蛘?，還有一種測(cè)量方法，其中夾擠薄型的壓力傳感器 片并通過電壓的變化測(cè)量夾擠區(qū)的寬度。當(dāng)測(cè)量得到的夾擠區(qū)寬度比必須的夾擠區(qū)寬度充分寬時(shí)，則接下來逐漸縮窄墊寬，并再次測(cè)量夾擠區(qū)寬度。當(dāng) 不能通過縮窄墊寬提供適宜的夾擠區(qū)寬度時(shí)，再次利用具有足夠?qū)挼膶挾鹊?墊改變墊的物理特性值等，以重復(fù)所述一系列的操作，直到提供適宜的夾擠 區(qū)寬度。當(dāng)提供了必要的夾擠區(qū)寬度時(shí)，評(píng)估剝離功能。 一般，剝離功能可 以通過使一張紙通過所述夾擠區(qū)部分并在夾擠區(qū)的出口部分處測(cè)量該紙張 與加熱輥表面之間的相對(duì)距離來確認(rèn)?；蛘?，還有一種方法，其中對(duì)未定影 的圖像進(jìn)行定影并評(píng)估所述未定影的圖像是否覆在輥上。通過上述方法來評(píng) 估剝離特性，并且調(diào)節(jié)墊寬直到提供紙張能夠自行剝落的剝離功能。最后，
在提供了剝離功能之后，評(píng)估定影功能。此時(shí)，必須充分增大平均壓力(0.010 kgf/mn^或更高)，使得空氣或水汽不會(huì)從紙張或墨粉中擴(kuò)散出來，并且未定 影的墨粉不受蒸發(fā)的氣泡的干擾。此外，必須構(gòu)造出不會(huì)產(chǎn)生易于導(dǎo)致定影 失敗的不連續(xù)壓力分布或局部壓力谷的結(jié)構(gòu)，并盡可能平滑地設(shè)置壓力分布。
圖3示出在加熱輥l受到墊的按壓時(shí)提供的夾擠區(qū)部分的壓力分布的示 例，其中所述墊的按壓面是平坦的，并且所述墊包括沿著加熱輥1的周向的 彈性層；圖3還示出了一個(gè)對(duì)比例的壓力分布。在圖3的圖示中，縱坐標(biāo)表 示壓力，橫坐標(biāo)表示加熱輥的周向。記錄介質(zhì)32從左側(cè)(顯示縱坐標(biāo)的一 側(cè))前進(jìn)到加熱輥和按壓件之間的夾擠區(qū)部分。以下將給出說明，其中以分 布線的左側(cè)作為至夾擠區(qū)部分的入口而以其右側(cè)作為來自夾擠區(qū)的出口 。夾 擠區(qū)寬度是在記錄介質(zhì)32的傳送方向上的夾擠區(qū)寬度。
細(xì)實(shí)線表示對(duì)比例，其為通過以下構(gòu)造提供的壓力分布的示例，即，所 述構(gòu)造中，出口部分被硬質(zhì)構(gòu)件按壓以發(fā)生局部變形，并且從入口到中央部 分的區(qū)域被具有彈性層的墊按壓。細(xì)實(shí)線僅示出用于對(duì)比。虛線表示在用墊 B按壓時(shí)提供的壓力分布B，所述墊B形成有比必要的夾擠區(qū)寬度充分寬的 墊寬。假設(shè)通過近似地使用無限大平板，提供類似的壓力分布。粗實(shí)線表示 通過墊A提供的壓力分布A，所述墊A的墊寬比用墊B按壓時(shí)提供的夾擠 區(qū)寬度窄。假設(shè)墊A包括具有均勻分布的彈性層。例如，通過墊A得到的 壓力分布是在利用圖1或圖4所示的構(gòu)造根據(jù)圖2的流程調(diào)節(jié)墊的構(gòu)造之后 的壓力分布。如圖3所示，當(dāng)墊A的負(fù)荷值相對(duì)墊B的值沒有改變時(shí)，夾 擠區(qū)寬度通過縮窄墊寬而被縮窄，并且壓力分布A的峰值壓力A變得比壓 力分布B的峰值壓力B大。此外，壓力分布A在夾擠區(qū)出口部分處的斜率變得比壓力分布B的大。壓力分布A在夾擠區(qū)出口部分處的壓力斜率
與對(duì)比例在夾擠區(qū)出口部分處的壓力斜率大致相同。這樣的壓力分布^皮用于
增大加熱輥1的彈性層3的夾擠區(qū)出口部分的變形量，以及增大記錄介質(zhì)32 沿與加熱輥1的表面分開的方向上伸出的角度。也就是說，看起來實(shí)現(xiàn)了以
下的效果，即，通過緊接在將記錄介質(zhì)32的前端從夾擠區(qū)的出口部分伸出 之后，增大已經(jīng)被定影粘附到記錄介質(zhì)32表面上的墨粉圖像與加熱輥1的 表面之間的間距，提高了記錄介質(zhì)32的從加熱輥1剝離的特性。也就是說， 這是一種利用記錄介質(zhì)32的剛性的彎曲剝離做法。
圖4示出了通過幾何運(yùn)算得到的效果的一個(gè)代表性示例的計(jì)算結(jié)果。通 過幾何運(yùn)算計(jì)算得到了以下狀態(tài)下夾擠區(qū)的出口部分的變形形狀加熱輥1 和按壓件21在按壓彈簧11的作用下相互按壓接觸并且記錄介質(zhì)32沿箭頭 標(biāo)記的方向通過加熱輥1和按壓件21。。標(biāo)記表示當(dāng)加熱輥1的直徑為50mm 并且彈性層沒有變形時(shí)出口部分變形的形狀。A標(biāo)記示出了當(dāng)加熱輥的直徑 為50mm并且彈性層變形而變平O.lmm時(shí)，出口部分變形的形狀。通過比 較兩種變形形狀，當(dāng)沒有變形時(shí)，出口部分處記錄介質(zhì)32的圖像面與加熱 輥1的表面之間間距(間隙)較窄，當(dāng)記錄介質(zhì)32的前端伸出的量為3mm 時(shí)，間隙僅為大約0.20mm。另 一方面，當(dāng)變形時(shí)，出口部分處記錄介質(zhì)32 的圖像面與加熱輥1的表面之間的間距(間隙)較寬，并且當(dāng)記錄介質(zhì)的前 端伸出的量為3mm時(shí)，得到約為0.45mm的間隙。例如，可以利用簡單的 橫梁模型，根據(jù)楊氏模量以及被稱為普通紙的普通紙張的慣性矩，由使記錄 介質(zhì)32的前端與加熱輥1的表面接觸所需的負(fù)荷值，計(jì)算得到彎曲剝離力。
當(dāng)使用對(duì)比例時(shí)，可以通過觀察圖3所示的夾擠區(qū)出口部分處壓力分布 的斜率容易地了解剝離功能。但是，通過利用硬質(zhì)構(gòu)件使加熱輥l在夾擠區(qū) 的出口部分處局部彈性變形，會(huì)在夾擠區(qū)的內(nèi)部產(chǎn)生速度差，從而導(dǎo)致圖像 偏移。盡管根據(jù)對(duì)比例，該問題通過設(shè)定出口部分處的負(fù)荷得到解決，但是 其難以減小由于使加熱輥1的彈性層局部變形而施加到記錄介質(zhì)32上的負(fù)
荷(紙張損壞)。由于這一點(diǎn)，通過使用硬質(zhì)構(gòu)件夾擠區(qū)形狀的曲率被減小， 并且由于小曲率造成的記錄介質(zhì)上的負(fù)荷增大。另一方面，根據(jù)本實(shí)施例， 記錄介質(zhì)32從加熱輥1剝離的功能可以在沒有由于小曲率而造成夾擠區(qū)變 形部分的情況下得到提高，從而可以將對(duì)記錄介質(zhì)32的損壞限制到比較小。 此外，可以提供一種定影裝置，其適于設(shè)計(jì)出相對(duì)于如對(duì)比例中那樣的結(jié)構(gòu)對(duì)負(fù)荷值的敏感度較低的穩(wěn)固的夾擠區(qū)形狀，其中所述結(jié)構(gòu)中，通過利用提 供的夾擠區(qū)寬度比固有提供的夾擠區(qū)寬度更窄的墊進(jìn)行按壓，軸向上的夾擠 區(qū)形狀依從按壓件的形狀，并夾擠區(qū)寬度和壓力隨著負(fù)荷值的變化而變化。 更重要的一點(diǎn)是，該實(shí)施例可以由具有圖1所示構(gòu)造的按壓件21來構(gòu)成，
所述按壓件比對(duì)比例中的按壓件更為簡單。形成按壓件21的部件的步驟數(shù) 量減小了?？梢詼p少形成按壓件21的部件的成本。通過利用具有簡單構(gòu)造 的按壓件21,可以避免由于該構(gòu)造引起的問題局部地產(chǎn)生過低的壓力，或 者在壓力中產(chǎn)生不連續(xù)的壓力分布或低谷，這在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)成為問題 (空氣或水汽從紙張或墨粉中擴(kuò)散出來并且未定影的墨粉受到蒸發(fā)的氣泡 的干擾)。
圖5示出由圖1所示定影裝置進(jìn)行剝離實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果。該剝離實(shí)驗(yàn)是 通過對(duì)所有實(shí)驗(yàn)設(shè)定相同的條件(以后將說明)而僅改變墊寬來進(jìn)行的。較 差的紙張(cur sheet)被用作記錄介質(zhì)。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)，全色圖像粘附到基本 重量為5.5g/cn^的普通紙，并且由圖1所示的定影裝置進(jìn)行所述實(shí)驗(yàn)。由此， 當(dāng)墊寬為8mm時(shí)，未定影的墨粉圖像被覆在加熱輥1上，并且紙張沒有剝 離。利用激光深度計(jì)，測(cè)量夾擠區(qū)出口部分處紙張圖像面與加熱輥l的表面 之間的間距(間隙)和紙張的伸出角度。在紙張伸出量為3mm時(shí)，間隙量 為0.408mm。盡管通過將墊寬縮窄至6mm，剝離功能或多或少增加了，但 是沒有觀察到顯著的差別，此時(shí)間隙量為0.421。但是，當(dāng)墊寬縮窄到4mm 時(shí)，剝離功能得到非常大的提高，測(cè)得的間隙量變?yōu)?.648mm，并且自剝落 性能得到確認(rèn)。間隙量對(duì)剝離功能產(chǎn)生影響。此外，可以確認(rèn)通過4mm的 墊寬提供了充分的定影能量。
在上述測(cè)試中，例如，使用了在按壓彈簧11作用下按壓件21的負(fù)荷為 35kgf、橡膠硬度為50Hs、厚度為4mm并且軸向?qū)挾葹?30mm的壓墊。這 種情況下，在傳送記錄介質(zhì)的方向上，在墊寬為8mm時(shí)，最大壓力變?yōu)?0.040kgf/mm2，平均壓力變?yōu)?.023kgf/mm2;在墊寬為6mm時(shí)，最大壓力變 為0.048kgf/mm2,平均壓力變?yōu)?.026kgf/mm2;而在墊寬為4mm時(shí)，最大 壓力變?yōu)?.052kgf/mm2，平均壓力變?yōu)?.030kgf/mm2。
此外，本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)現(xiàn)在負(fù)荷在35到40kgf并且橡膠硬度為30Hs 時(shí)可以獲得類似的效果。實(shí)施例2圖6示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。與圖1中相同的部分將用相同的標(biāo)
號(hào)表示。標(biāo)號(hào)5表示的設(shè)置在記錄介質(zhì)32的粘附有未定影的墨粉31的圖像 面一側(cè)的構(gòu)件是一個(gè)環(huán)形加熱構(gòu)件。標(biāo)號(hào)8表示具有彈性層的按壓件。標(biāo)號(hào) 9表示用于支撐按壓件8的按壓支撐件。標(biāo)號(hào)6表示熱源。標(biāo)號(hào)7表示用于 懸掛或同時(shí)加熱環(huán)形加熱構(gòu)件5的加熱輥。還有一種方法，其通過在熱量不 足時(shí)使加熱輥71或73與環(huán)形加熱構(gòu)件5接觸來從外側(cè)對(duì)環(huán)形加熱構(gòu)件加熱。 標(biāo)號(hào)72表示內(nèi)部不具有熱源的旋轉(zhuǎn)的從動(dòng)輥。盡管用于驅(qū)動(dòng)環(huán)形加熱構(gòu)件 的驅(qū)動(dòng)源設(shè)置在加熱輥7處，但是該驅(qū)動(dòng)源可以設(shè)置在從動(dòng)輥72處。由于 該構(gòu)造^f吏用環(huán)形加熱構(gòu)件，所以該構(gòu)造與^f吏用如圖1所示的加熱輥1的構(gòu)造 相比具有以下特性，即，可以在不顯著影響裝置的總的尺寸的情況下調(diào)節(jié)夾 擠區(qū)出口部分的變形形狀或夾擠區(qū)寬度。對(duì)于這種構(gòu)造，必須將按壓件21 的寬度設(shè)定成等于或小于按壓件8的寬度。實(shí)施例3
以下將參照?qǐng)D7至圖12說明本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。 圖7中與圖1中相同的構(gòu)造被標(biāo)以相同的標(biāo)號(hào)，因此，省略它們的說明。 標(biāo)號(hào)51表示經(jīng)過加熱輥的旋轉(zhuǎn)軸的中心線。按壓件21設(shè)置在最接近記錄介 質(zhì)32的入口側(cè)的位置上。具體而言，傳送記錄介質(zhì)32的方向上的寬度中心 設(shè)置在最接近中心線51的入口側(cè)的位置上。類似于圖1所示情況，壓墊被 用作按壓件21?？梢灶愃朴趫D1設(shè)置潤滑油供給構(gòu)件27。
接下來將參照?qǐng)D8說明壓力的分布。類似于圖3，縱坐標(biāo)表示壓力，橫 坐標(biāo)表示加熱輥的周向。假設(shè)記錄介質(zhì)從左側(cè)(顯示縱坐標(biāo)的一側(cè))前進(jìn)到 夾擠區(qū)部分。假設(shè)一無限大的平面按壓件(未示出)具有充分寬的寬度，則 利用通過將該無限大的平面按壓件按壓到加熱輥1上而提供的壓力分布(虛 線)，形成一夾擠區(qū)寬度，該夾擠區(qū)寬度定義為最大夾擠區(qū)寬度。標(biāo)號(hào)52表 示最大夾擠區(qū)出口點(diǎn)。標(biāo)號(hào)53表示最大夾擠區(qū)起始點(diǎn)。接下來準(zhǔn)備提供最 大夾擠區(qū)寬度的平面按壓件。假設(shè)夾擠區(qū)寬度和該平面按壓件的寬度相等。 粗實(shí)線表示的壓力分布是通過以下方式獲得的固定用于提供最大夾擠區(qū)寬 度的負(fù)荷條件等，利用平面按壓件，并將傳送平面按壓件的方向上的位置移 動(dòng)到傳送記錄介質(zhì)的方向上的下游側(cè)。標(biāo)號(hào)54表示墊位置改變后的夾擠出 口點(diǎn)。標(biāo)號(hào)55表示墊位置改變移動(dòng)量。與提供了最大夾擠區(qū)寬度的壓力分 布(虛線)中夾擠區(qū)出口部分處的壓力斜率相比，改變墊的位置之后的壓力分布(粗實(shí)線)中夾擠區(qū)出口部分處的壓力斜率較大，而且接近對(duì)比例(細(xì) 實(shí)線)中夾擠區(qū)出口部分處的壓力斜率。這樣的壓力分布獲得了以下效果 增大了加熱輥l的彈性層的夾擠區(qū)出口部分的變形量，并加寬了夾擠區(qū)出口 部分處記錄介質(zhì)表面與加熱輥1的表面之間的間距。關(guān)于對(duì)比例，使用了與
圖3中相同的模型。
以下將參照?qǐng)D9說明測(cè)量剝離力的方法。標(biāo)號(hào)41表示激光深度計(jì)。標(biāo) 號(hào)42表示用于使用激光深度計(jì)41測(cè)量深度的激光深度測(cè)量線。標(biāo)號(hào)43表 示與激光深度測(cè)量線42相交的點(diǎn)。在記錄介質(zhì)32通過夾擠區(qū)部分之前，在 加熱輥1的表面上出現(xiàn)交點(diǎn)43b,并測(cè)出至該交點(diǎn)43b的深度。在記錄介質(zhì) 32通過夾擠區(qū)部分之后，在記錄介質(zhì)32的背面出現(xiàn)交點(diǎn)43a,并測(cè)量至該 交點(diǎn)的深度。標(biāo)號(hào)44表示夾擠區(qū)，標(biāo)號(hào)45表示夾擠區(qū)起始點(diǎn)，標(biāo)號(hào)46表 示夾擠區(qū)出口點(diǎn)。標(biāo)號(hào)47表示記錄介質(zhì)的非圖像區(qū)。標(biāo)號(hào)48表示圖像區(qū)起 始點(diǎn)。標(biāo)號(hào)49表示記錄介質(zhì)的前端點(diǎn)。圖9示出了剝離功能評(píng)估系統(tǒng)。一 般，剝離功能可以通過使作為記錄介質(zhì)的紙張通過夾擠區(qū)部分并測(cè)量夾擠區(qū) 出口部分處紙張與加熱輥1的表面之間的相對(duì)距離來確定?；蛘撸€有一種 方法，其通過對(duì)未定影的墨粉圖像進(jìn)行定影并觀察圖像是否覆在輥上來評(píng)估 剝離功能。利用上述方法評(píng)估剝離功能，并且將壓墊對(duì)平板的按壓位置移動(dòng) 到紙張傳送方向上的上游側(cè)，直到獲得紙張能夠自行剝落的剝離功能為止。 這種情況下，需要注意的是，必須充分增大平均壓力(0.010kgf/mn^或者更 高)，使得空氣或水汽不會(huì)從紙張或墨粉中擴(kuò)散出來而且未定影的墨粉31不 會(huì)受到蒸發(fā)的氣泡的干擾。此外，必須構(gòu)成不會(huì)產(chǎn)生易于造成定影缺陷的不 連續(xù)壓力分布或壓力局部低谷的構(gòu)造。
圖10示出了通過圖9所示的剝離測(cè)量系統(tǒng)得到的測(cè)量結(jié)果的一個(gè)示例。 口標(biāo)記表示記錄介質(zhì)32在覆于加熱輥1上的狀態(tài)下^皮傳送時(shí)的測(cè)量結(jié)果。當(dāng) 加熱輥1的表面的深度設(shè)為Omm時(shí)并且在記錄介質(zhì)前端點(diǎn)49與深度測(cè)量線 相交時(shí)，深度(間隙)為0.4mm。由于測(cè)量的是記錄介質(zhì)32的背面，所以 實(shí)際間隙由從測(cè)得的數(shù)值中減去記錄介質(zhì)32的厚度(O.lmm)而得到。在 記錄介質(zhì)非圖像區(qū)47的間隔處，記錄介質(zhì)32不粘附到加熱輥1上，因此記 錄介質(zhì)32在保持初始間隙的狀態(tài)下被傳送。但是，在圖像區(qū)起始點(diǎn)48處以 及其后，記錄介質(zhì)32在由于熔融墨粉的粘附力的作用而被覆于加熱輥1上 的狀態(tài)下傳送，間隙逐漸減小?？梢源_定，此時(shí)測(cè)得的彎曲與記錄介質(zhì)厚度
ii和加熱輥外徑加和得到的數(shù)值一致。當(dāng)記錄介質(zhì)非圖像區(qū)47完全從其中通 過時(shí)，測(cè)得間隙的量為記錄介質(zhì)32的厚度。A標(biāo)記表示在記錄介質(zhì)32自行 剝落的狀態(tài)下被傳送時(shí)的測(cè)量結(jié)果。通過設(shè)定自剝落條件，可以確定，即使 是在圖像區(qū)起始點(diǎn)48以及其后，記錄介質(zhì)都是在間隙保持初始值的狀態(tài)下 傳送的?？雌饋硗ㄟ^將平板按壓件移動(dòng)至記錄介質(zhì)32傳送方向上的上游側(cè)， 實(shí)現(xiàn)了以下效果，即，通過緊接在記錄介質(zhì)32的前端從出口部分伸出之后， 增大粘附到記錄介質(zhì)32表面上的墨粉與加熱輥1的表面之間的間距，增強(qiáng) 了剝離特性。也就是說，這是利用記錄介質(zhì)的剛性的彎曲剝離功能。
圖11示出了用于計(jì)算剝離力的二維懸臂梁計(jì)算模型。裁切紙被用作記 錄介質(zhì)32。標(biāo)號(hào)46表示夾擠區(qū)出口點(diǎn)，標(biāo)號(hào)49a、 49b表示記錄紙的前端點(diǎn)。 標(biāo)號(hào)32a表示處于未與加熱輥1的表面接觸的紙張，標(biāo)號(hào)32b表示處于與加 熱輥l接觸的狀態(tài)的紙張。首先，測(cè)量紙張的厚度、寬度，以計(jì)算慣性矩。 紙張的單位面積上的質(zhì)量(均勻分布的負(fù)荷)、以懸臂梁方式支撐的紙張的 伸出長度以及重力方向上紙張的前端位移量從而被用來計(jì)算紙張的楊氏模 量。接下來，通過利用紙張的物理特性值和測(cè)得的間隙值，將紙張伸出量設(shè) 為3.5mm,并且計(jì)算使紙張的前端與加熱輥1的表面接觸所需的均勻分布負(fù) 荷，以由此構(gòu)造剝離力。
圖14示出了上述效果的一個(gè)示例。組合A至E被設(shè)定用于給出不同的 加熱輥彈性層厚度，加熱輥彈性層硬度、加熱輥外徑、環(huán)形帶材料、環(huán)形帶
厚度、滑動(dòng)構(gòu)件彈性系數(shù)、滑動(dòng)構(gòu)件厚度、滑動(dòng)構(gòu)件材料、墊寬、墊厚度、 墊彈性系數(shù)、塾支架形狀等。在上述組合條件下，白紙通過被加熱至170°C 的夾擠區(qū)部分，并計(jì)算剝離力。在評(píng)估剝離特性時(shí)，粘附有1.6mg/cr^的墨 粉的紙張通過被加熱至170°C的夾擠區(qū)部分，并確認(rèn)該紙張是否被覆于輥上。 由此，由等于或大于0.04kgf/mm的剝離力可以確認(rèn)自剝落，并且確認(rèn)對(duì)紙 張的損壞(巻曲問題、紙張皺褶問題)可以得到最小化。
當(dāng)硬質(zhì)構(gòu)件被用在夾擠區(qū)部分的出口附近時(shí)，可以容易地提供剝離力。 但是，由于利用小曲率的硬質(zhì)構(gòu)件使出口部分局部彈性變形，在夾擠區(qū)部分 的內(nèi)部出現(xiàn)速度差，從而產(chǎn)生圖像偏移。盡管該問題通過設(shè)定出口部分處的 負(fù)荷得到解決，但是其難以減小由于局部變形而施加在紙張上的負(fù)荷(紙張 損壞)。這是因?yàn)?，通過利用硬質(zhì)構(gòu)件，夾擠區(qū)形狀的曲率減小，并且紙張 上的負(fù)荷由于該小曲率而增大。另一方面，根據(jù)該實(shí)施例，剝離功能可以在
12不產(chǎn)生小曲率夾擠區(qū)變形部分的情況下得到提高，由此可以將對(duì)紙張的損壞 限制得較小。另一個(gè)重要點(diǎn)是，該實(shí)施例可以由具有如圖l所示的簡單構(gòu)造 的平板按壓件來構(gòu)造。從而，因?yàn)檫@個(gè)原因，形成部件的步驟數(shù)量減少了， 可以降低成本。通過利用具有簡單構(gòu)造的平按壓件，可以避免局部壓力過低
張或墨粉中擴(kuò)散出來并且未定影的墨粉受到蒸發(fā)的氣泡的干擾)。由于利用 簡單平板按壓件，不容易出現(xiàn)在壓力分布中產(chǎn)生不連續(xù)現(xiàn)象、局部較低部分 或低谷的問題。
圖12示出了效果的另一個(gè)示例。從最大夾擠區(qū)出口點(diǎn)移動(dòng)離開的量是 從圖8所示的最大夾擠區(qū)寬度的夾擠區(qū)出口點(diǎn)沿平面按壓件傳送方向移動(dòng)的 移動(dòng)量(負(fù)值表示上游側(cè)，正值表示下游側(cè))。通過將平面按壓件向上游移 動(dòng)1.2mm,可以提供0.065kgf/mm的剝離力。在設(shè)定的條件下，粘附有 1.6mg/cn^的墨粉的紙張通過被加熱至170°C的夾擠區(qū)部分，并且評(píng)估紙張 是否被覆于輥上。由此，確認(rèn)在上述設(shè)定條件下，紙張自行剝落了。但是， 當(dāng)平面按壓件向下游側(cè)移動(dòng)0.7mm時(shí)，剝離力減小到0.038kgf/mm，并且在 評(píng)估紙張是否被覆于輥上時(shí)，確認(rèn)紙張沒有自行剝落。因此，必須將平面按 壓件向最大夾擠區(qū)寬度的夾擠區(qū)出口點(diǎn)移動(dòng)，或?qū)⑵湟苿?dòng)到其上游側(cè)。此外 確認(rèn)了，在設(shè)定條件下，對(duì)紙張的損壞(巻曲問題、紙張皺褶問題)得到最 小化。
根據(jù)該實(shí)施例，可以在不生長小曲率夾擠區(qū)變形部分的情況下提高剝離 功能，從而可以將對(duì)記錄介質(zhì)的損壞限制得較小。此外，按壓件可以由具有 簡單構(gòu)造的按壓件來構(gòu)成，從而減少了形成部件的步驟數(shù)量，并可以降低成 本。該實(shí)施例中的定影構(gòu)件自然也適用于使用如圖6所示的環(huán)形加熱構(gòu)件的 定影裝置。
接下來，圖13示出了安裝有上述定影裝置的成像裝置。圖13中，標(biāo)號(hào) 101表示被支撐為可沿箭頭標(biāo)記d的方向環(huán)形移動(dòng)的感光帶。標(biāo)號(hào)102表示 充電刷，標(biāo)號(hào)103表示充電輥，充電刷102和充電輥103被設(shè)置成與感光帶 101的表面接觸，以對(duì)其表面均勻充電。用于將光照射到被均勻充電的感光 帶101的表面上的曝光裝置104根據(jù)來自個(gè)人電腦、圖像掃描儀等的圖像、 符號(hào)信息以點(diǎn)為單位使感光帶101帶電，從而在感光帶101的表面上形成靜 電潛像。形成在感光帶I(M上的靜電潛像通過黑色墨粉的顯影器105K、黃色墨 粉的顯影器105Y、品紅色墨粉的顯影器105M以及青色墨粉的顯影器105C 中的任何一個(gè)被供以墨粉，以被顯影成墨粉圖像，并運(yùn)送到第一轉(zhuǎn)印位置 Tl。在第一轉(zhuǎn)印位置Tl，感光帶101上的墨粉圖像通過感光帶101與中間 轉(zhuǎn)印構(gòu)件106之間的電勢(shì)差被轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件106的表面上。
通過從殘留圖像移除器107照射光來擦除靜電潛像，經(jīng)過了第一轉(zhuǎn)印位 置T1的感光帶101的表面電勢(shì)被減小到一恒定量或更低，然后，在第一轉(zhuǎn) 印位置T沒有被轉(zhuǎn)印的殘留在感光帶101上的墨粉被清潔裝置108所移除， 從而進(jìn)入能夠形成下 一 圖像的狀態(tài)。
通過由各個(gè)顯影器105K、 105Y、 105M、 105C將上述步驟重復(fù)必要次 數(shù)，在中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件106的表面上形成與圖像、字符信息相當(dāng)?shù)哪蹐D像。
此后，被轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件106上的墨粉圖像在第二轉(zhuǎn)印位置T通過 轉(zhuǎn)印構(gòu)件109被轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)32上，記錄介質(zhì)32是通過記錄介質(zhì)供給裝 置110從紙盒111供給來的。轉(zhuǎn)印有墨粉圖像的記錄介質(zhì)32從中間轉(zhuǎn)印構(gòu) 件106剝離，被運(yùn)送到定影裝置112,以便將該墨粉圖像定影到記錄介質(zhì)32 上，并被排出到記錄介質(zhì)排出裝置113。此外，標(biāo)號(hào)114表示用于對(duì)中間轉(zhuǎn) 印構(gòu)件106的表面進(jìn)行清潔的清潔裝置。
當(dāng)本發(fā)明的定影裝置用于成像裝置時(shí)，定影裝置的剝離力得到提高，從 而可以獲得高可靠性。此外，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)定影裝置的小型化、低成本化、節(jié) 能化，因此，可以實(shí)現(xiàn)成像裝置的小型化、低成本化、節(jié)能化。此外，通過 提高剝離功能，可以實(shí)現(xiàn)成像裝置的高速化，在紙張上不會(huì)施加大的負(fù)荷， 從而減小了定影中對(duì)圖像的擾動(dòng)，總之實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量成像。
根據(jù)以上實(shí)施例，提供了一種定影裝置和成像裝置，其保持了自剝離功 能，能夠提高圖像質(zhì)量，減小施加在紙張上的負(fù)荷，并且適于設(shè)計(jì)出對(duì)負(fù)荷 值敏感度低的穩(wěn)固的夾擠區(qū)寬度。
本申請(qǐng)要求享有2005年3月15日提交的日本專利申請(qǐng)No.2005-72599 和No. 2005-72607的優(yōu)先權(quán)，這些申請(qǐng)的全部內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1. 一種定影裝置，用于傳送粘附有未定影的墨粉圖像的記錄介質(zhì)，使之通過由包括在按壓件中的環(huán)形構(gòu)件和包括彈性層和熱源的加熱構(gòu)件之間形成的夾擠區(qū)部分，該裝置還用于將未定影的墨粉圖像定影在記錄介質(zhì)上，其中，在沿著記錄介質(zhì)的表面、與使記錄介質(zhì)的表面和所述加熱構(gòu)件的表面在所述夾擠區(qū)部分處分離的一點(diǎn)相距3.5mm的一點(diǎn)處的剝離力被設(shè)定為等于或大于0.04kgf/mm。
2. 如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其中，所述加熱構(gòu)件是可旋轉(zhuǎn)的加 熱輥，該加熱輥包括所述彈性層和位于所述加熱輥內(nèi)部的所述熱源。
3. 如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其中，所述加熱構(gòu)件包括所述彈性 層、所述熱源、環(huán)形加熱構(gòu)件以及用于保持所述環(huán)形加熱構(gòu)件的多個(gè)可旋轉(zhuǎn) 的輥。
4. 一種成像裝置，其中，利用如權(quán)利要求1所述的定影裝置在記錄介 質(zhì)進(jìn)行定影。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種定影裝置和成像裝置。一種定影裝置，包括具有彈性層和熱源的加熱構(gòu)件以及具有環(huán)形構(gòu)件和按壓件的按壓構(gòu)件，該裝置用于傳送具有裁切紙形狀同時(shí)粘附有未定影的墨粉圖像的記錄介質(zhì)，使之通過由環(huán)形構(gòu)件和加熱構(gòu)件形成的夾擠區(qū)部分，并將所述未定影的墨粉圖像定影在記錄介質(zhì)上。在該裝置中，定影裝置由以下構(gòu)造構(gòu)成緊接在記錄介質(zhì)從所述夾擠區(qū)部分的出口伸出之后，記錄介質(zhì)上的墨粉圖像與加熱構(gòu)件的表面之間的間距變寬。
文檔編號(hào)G03G15/20GK101470394SQ20091000367
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2006年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月15日
發(fā)明者八木雅廣, 大原俊一, 小幡茂, 小木曾敏夫, 花島透, 齊藤理 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光