專利名稱：定影裝置和成像裝置的制作方法
技術領域：
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：
在相關技術中，在有些用于將墨粉圖像定影在記錄介質(zhì)上的裝置中，加熱輥由設置在該輥內(nèi)部的鹵素加熱器加熱；按壓輥在卷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現(xiàn)高速化、小型化、高可靠性、節(jié)能化以及低成本化，會出現(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)上對墨粉進行加熱的長度。同時保證與增加速度之前相同的加熱時間。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，當輥的表面層的厚度增大時，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間延長了，從而延長了打印時間。盡管存在通過在所有待機(standby)時間都供熱來保持加熱輥的溫度的方法，但是該方法與節(jié)能化相矛盾。另一方面，當用于使輥相互按壓接觸的負荷值增大時，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導致紙張皺褶，從而降低裝置的可靠性。當彎曲量減小時，輥的剛性增大，或者輥形成為拱頂形狀。但是，當輥的剛性增大時，輥的熱容量增大，并且加熱時間被延長，這與節(jié)能化相矛盾。對于具有拱頂形狀的輥，增加了若干輥形成步驟，難以實現(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)相關技術，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。對于這種類型，通過設置按壓件以由環(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，而不會增大整個裝置，因而可實現(xiàn)整個裝置的小型化。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溫度的加熱時間，可以快速啟動打印，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，促進了自剝落(自剝離)功能，從而可靠性變高。
但是，對于帶夾擠區(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荷(卷曲量)。

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)件被與該加熱構(gòu)件接觸的一無限大平板按壓時形成的夾擠區(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3.5mm處的剝離力被設定為等于或大于0.04kgf/mm。


在以下參照附圖的詳細描述中，本發(fā)明的以上以及其它目的和優(yōu)點將變得更加顯而易見，所述附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一實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；圖3是根據(jù)所述實施例示出夾擠區(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系；圖5示出了由圖1所示定影裝置進行的剝離實驗的結(jié)果；圖6是根據(jù)另一實施例的定影裝置的示意圖；圖7是根據(jù)另一實施例的定影裝置的示意圖；圖8是根據(jù)另一實施例示出夾擠區(qū)部分處沿著加熱輥的周向的壓力分布的圖示；圖9是示出測量剝離力的方法的示意圖；圖10示出了由圖9所示的實驗性裝置進行的剝離實驗的結(jié)果；圖11是用于計算剝離力的計算模型；圖12是由圖7所示定影裝置進行的剝離實驗的結(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1所示定影裝置進行的剝離實驗的結(jié)果。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例將參照附圖來描述，當然，本發(fā)明并不限于其具體的構(gòu)造。
實施例1

以下參照圖1至圖5說明本發(fā)明的一個實施例。
圖1是根據(jù)該實施例的定影裝置的示意圖。圖1中，標號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。標號32表示記錄介質(zhì)，標號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中箭頭標記的方向被運送。按壓件設置成將記錄介質(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的路徑的引導件24。標號27表示用于施加潤滑油以便進一步減小環(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。標號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(cut paper)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|來進行按壓，其達到一定的面積，在該面積，墊不發(fā)生變形。接下來，測量夾擠區(qū)寬度，當夾擠區(qū)寬度等于或小于必要的寬度時，改變墊的材料、墊的形狀或者負荷值等，并重新測量夾擠區(qū)寬度。一般，通過在將充實的打印圖像(solid print image)擠壓在所要測量的夾擠區(qū)部分中的狀態(tài)下對該充實的打印圖像加熱數(shù)秒鐘，夾擠區(qū)寬度的總值(grossvalue)會改變，并且夾擠區(qū)寬度可以通過測量總體的高的區(qū)域(high grossregion)得以確認?；蛘撸€有一種測量方法，其中夾擠薄型的壓力傳感器片并通過電壓的變化測量夾擠區(qū)的寬度。當測量得到的夾擠區(qū)寬度比必須的夾擠區(qū)寬度充分寬時，則接下來逐漸縮窄墊寬，并再次測量夾擠區(qū)寬度。當不能通過縮窄墊寬提供適宜的夾擠區(qū)寬度時，再次利用具有足夠?qū)挼膶挾鹊膲|改變墊的物理特性值等，以重復所述一系列的操作，直到提供適宜的夾擠區(qū)寬度。當提供了必要的夾擠區(qū)寬度時，評估剝離功能。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)的出口部分處測量該紙張與加熱輥表面之間的相對距離來確認?；蛘?，還有一種方法，其中對未定影的圖像進行定影并評估所述未定影的圖像是否覆在輥上。通過上述方法來評估剝離特性，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，評估定影功能。此時，必須充分增大平均壓力(0.010kgf/mm2或更高)，使得空氣或水汽不會從紙張或墨粉中擴散出來，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)造出不會產(chǎn)生易于導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)，并盡可能平滑地設置壓力分布。
圖3示出在加熱輥1受到墊的按壓時提供的夾擠區(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還示出了一個對比例的壓力分布。在圖3的圖示中，縱坐標表示壓力，橫坐標表示加熱輥的周向。記錄介質(zhì)32從左側(cè)(顯示縱坐標的一側(cè))前進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。
細實線表示對比例，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。細實線僅示出用于對比。虛線表示在用墊B按壓時提供的壓力分布B，所述墊B形成有比必要的夾擠區(qū)寬度充分寬的墊寬。假設通過近似地使用無限大平板，提供類似的壓力分布。粗實線表示通過墊A提供的壓力分布A，所述墊A的墊寬比用墊B按壓時提供的夾擠區(qū)寬度窄。假設墊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，當墊A的負荷值相對墊B的值沒有改變時，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)出口部分處的壓力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。這樣的壓力分布被用于增大加熱輥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示出了通過幾何運算得到的效果的一個代表性示例的計算結(jié)果。通過幾何運算計算得到了以下狀態(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沿箭頭標記的方向通過加熱輥1和按壓件21?！銟擞洷硎井敿訜彷?的直徑為50mm并且彈性層沒有變形時出口部分變形的形狀。Δ標記示出了當加熱輥的直徑為50mm并且彈性層變形而變平0.1mm時，出口部分變形的形狀。通過比較兩種變形形狀，當沒有變形時，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，當記錄介質(zhì)32的前端伸出的量為3mm時，間隙僅為大約0.20mm。另一方面，當變形時，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，并且當記錄介質(zhì)的前端伸出的量為3mm時，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荷值，計算得到彎曲剝離力。
當使用對比例時，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1在夾擠區(qū)的出口部分處局部彈性變形，會在夾擠區(qū)的內(nèi)部產(chǎn)生速度差，從而導致圖像偏移。盡管根據(jù)對比例，該問題通過設定出口部分處的負荷得到解決，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上的負荷(紙張損壞)。由于這一點，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)上的負荷增大。另一方面，根據(jù)本實施例，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，其適于設計出相對于如對比例中那樣的結(jié)構(gòu)對負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)寬度和壓力隨著負荷值的變化而變化。更重要的一點是，該實施例可以由具有圖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。可以減少形成按壓件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)有技術中已經(jīng)成為問題(空氣或水汽從紙張或墨粉中擴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所示定影裝置進行剝離實驗得到的結(jié)果。該剝離實驗是通過對所有實驗設定相同的條件(以后將說明)而僅改變墊寬來進行的。較差的紙張(cur sheet)被用作記錄介質(zhì)。根據(jù)該實驗，全色圖像粘附到基本重量為5.5g/cm2的普通紙，并且由圖1所示的定影裝置進行所述實驗。由此，當墊寬為8mm時，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，測量夾擠區(qū)出口部分處紙張圖像面與加熱輥1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，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，此時間隙量為0.421。但是，當墊寬縮窄到4mm時，剝離功能得到非常大的提高，測得的間隙量變?yōu)?.648mm，并且自剝落性能得到確認。間隙量對剝離功能產(chǎn)生影響。此外，可以確認通過4mm的墊寬提供了充分的定影能量。
在上述測試中，例如，使用了在按壓彈簧11作用下按壓件21的負荷為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，最大壓力變?yōu)?.040kgf/mm2，平均壓力變?yōu)?.023kgf/mm2；在墊寬為6mm時，最大壓力變?yōu)?.048kgf/mm2，平均壓力變?yōu)?.026kgf/mm2；而在墊寬為4mm時，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)在負荷在35到40kgf并且橡膠硬度為30Hs時可以獲得類似的效果。
實施例2圖6示出了本發(fā)明的另一個實施例。與圖1中相同的部分將用相同的標號表示。標號5表示的設置在記錄介質(zhì)32的粘附有未定影的墨粉31的圖像面一側(cè)的構(gòu)件是一個環(huán)形加熱構(gòu)件。標號8表示具有彈性層的按壓件。標號9表示用于支撐按壓件8的按壓支撐件。標號6表示熱源。標號7表示用于懸掛或同時加熱環(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)對環(huán)形加熱構(gòu)件加熱。標號72表示內(nèi)部不具有熱源的旋轉(zhuǎn)的從動輥。盡管用于驅(qū)動環(huán)形加熱構(gòu)件的驅(qū)動源設置在加熱輥7處，但是該驅(qū)動源可以設置在從動輥72處。由于該構(gòu)造使用環(huán)形加熱構(gòu)件，所以該構(gòu)造與使用如圖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。對于這種構(gòu)造，必須將按壓件21的寬度設定成等于或小于按壓件8的寬度。
實施例3以下將參照圖7至圖12說明本發(fā)明的另一個實施例。
圖7中與圖1中相同的構(gòu)造被標以相同的標號，因此，省略它們的說明。標號51表示經(jīng)過加熱輥的旋轉(zhuǎn)軸的中心線。按壓件21設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設置潤滑油供給構(gòu)件27。
接下來將參照圖8說明壓力的分布。類似于圖3，縱坐標表示壓力，橫坐標表示加熱輥的周向。假設記錄介質(zhì)從左側(cè)(顯示縱坐標的一側(cè))前進到夾擠區(qū)部分。假設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。標號52表示最大夾擠區(qū)出口點。標號53表示最大夾擠區(qū)起始點。接下來準備提供最大夾擠區(qū)寬度的平面按壓件。假設夾擠區(qū)寬度和該平面按壓件的寬度相等。粗實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到傳送記錄介質(zhì)的方向上的下游側(cè)。標號54表示墊位置改變后的夾擠出口點。標號55表示墊位置改變移動量。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(粗實線)中夾擠區(qū)出口部分處的壓力斜率較大，而且接近對比例(細實線)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1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。關于對比例，使用了與圖3中相同的模型。
以下將參照圖9說明測量剝離力的方法。標號41表示激光深度計。標號42表示用于使用激光深度計41測量深度的激光深度測量線。標號43表示與激光深度測量線42相交的點。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43b，并測出至該交點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43a，并測量至該交點的深度。標號44表示夾擠區(qū)，標號45表示夾擠區(qū)起始點，標號46表示夾擠區(qū)出口點。標號47表示記錄介質(zhì)的非圖像區(qū)。標號48表示圖像區(qū)起始點。標號49表示記錄介質(zhì)的前端點。圖9示出了剝離功能評估系統(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的表面之間的相對距離來確定?；蛘撸€有一種方法，其通過對未定影的墨粉圖像進行定影并觀察圖像是否覆在輥上來評估剝離功能。利用上述方法評估剝離功能，并且將壓墊對平板的按壓位置移動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/mm2或者更高)，使得空氣或水汽不會從紙張或墨粉中擴散出來而且未定影的墨粉31不會受到蒸發(fā)的氣泡的干擾。此外，必須構(gòu)成不會產(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所示的剝離測量系統(tǒng)得到的測量結(jié)果的一個示例?！鯓擞洷硎居涗浗橘|(zhì)32在覆于加熱輥1上的狀態(tài)下被傳送時的測量結(jié)果。當加熱輥1的表面的深度設為0mm時并且在記錄介質(zhì)前端點49與深度測量線相交時，深度(間隙)為0.4mm。由于測量的是記錄介質(zhì)32的背面，所以實際間隙由從測得的數(shù)值中減去記錄介質(zhì)32的厚度(0.1mm)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。可以確定，此時測得的彎曲與記錄介質(zhì)厚度和加熱輥外徑加和得到的數(shù)值一致。當記錄介質(zhì)非圖像區(qū)47完全從其中通過時，測得間隙的量為記錄介質(zhì)32的厚度。Δ標記表示在記錄介質(zhì)32自行剝落的狀態(tài)下被傳送時的測量結(jié)果。通過設定自剝落條件，可以確定，即使是在圖像區(qū)起始點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^將平板按壓件移動至記錄介質(zhì)32傳送方向上的上游側(cè)，實現(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示出了用于計算剝離力的二維懸臂梁計算模型。裁切紙被用作記錄介質(zhì)32。標號46表示夾擠區(qū)出口點，標號49a、49b表示記錄紙的前端點。標號32a表示處于未與加熱輥1的表面接觸的紙張，標號32b表示處于與加熱輥1接觸的狀態(tài)的紙張。首先，測量紙張的厚度、寬度，以計算慣性矩。紙張的單位面積上的質(zhì)量(均勻分布的負荷)、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得的間隙值，將紙張伸出量設為3.5mm，并且計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荷，以由此構(gòu)造剝離力。
圖14示出了上述效果的一個示例。組合A至E被設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、滑動構(gòu)件彈性系數(shù)、滑動構(gòu)件厚度、滑動構(gòu)件材料、墊寬、墊厚度、墊彈性系數(shù)、墊支架形狀等。在上述組合條件下，白紙通過被加熱至170℃的夾擠區(qū)部分，并計算剝離力。在評估剝離特性時，粘附有1.6mg/cm2的墨粉的紙張通過被加熱至170℃的夾擠區(qū)部分，并確認該紙張是否被覆于輥上。由此，由等于或大于0.04kgf/mm的剝離力可以確認自剝落，并且確認對紙張的損壞(卷曲問題、紙張皺褶問題)可以得到最小化。
當硬質(zhì)構(gòu)件被用在夾擠區(qū)部分的出口附近時，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。盡管該問題通過設定出口部分處的負荷得到解決，但是其難以減小由于局部變形而施加在紙張上的負荷(紙張損壞)。這是因為，通過利用硬質(zhì)構(gòu)件，夾擠區(qū)形狀的曲率減小，并且紙張上的負荷由于該小曲率而增大。另一方面，根據(jù)該實施例，剝離功能可以在不產(chǎn)生小曲率夾擠區(qū)變形部分的情況下得到提高，由此可以將對紙張的損壞限制得較小。另一個重要點是，該實施例可以由具有如圖1所示的簡單構(gòu)造的平板按壓件來構(gòu)造。從而，因為這個原因，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或產(chǎn)生不連續(xù)壓力分布或壓力低谷的構(gòu)造帶來的特殊問題(空氣或水汽從紙張或墨粉中擴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示例。從最大夾擠區(qū)出口點移動離開的量是從圖8所示的最大夾擠區(qū)寬度的夾擠區(qū)出口點沿平面按壓件傳送方向移動的移動量(負值表示上游側(cè)，正值表示下游側(cè))。通過將平面按壓件向上游移動1.2mm，可以提供0.065kgf/mm的剝離力。在設定的條件下，粘附有1.6mg/cm2的墨粉的紙張通過被加熱至170℃的夾擠區(qū)部分，并且評估紙張是否被覆于輥上。由此，確認在上述設定條件下，紙張自行剝落了。但是，當平面按壓件向下游側(cè)移動0.7mm時，剝離力減小到0.038kgf/mm，并且在評估紙張是否被覆于輥上時，確認紙張沒有自行剝落。因此，必須將平面按壓件向最大夾擠區(qū)寬度的夾擠區(qū)出口點移動，或?qū)⑵湟苿拥狡渖嫌蝹?cè)。此外確認了，在設定條件下，對紙張的損壞(卷曲問題、紙張皺褶問題)得到最小化。
根據(jù)該實施例，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，標號101表示被支撐為可沿箭頭標記d的方向環(huán)形移動的感光帶。標號102表示充電刷，標號103表示充電輥，充電刷102和充電輥103被設置成與感光帶101的表面接觸，以對其表面均勻充電。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)來自個人電腦、圖像掃描儀等的圖像、符號信息以點為單位使感光帶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101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中的任何一個被供以墨粉，以被顯影成墨粉圖像，并運送到第一轉(zhuǎn)印位置T1。在第一轉(zhuǎn)印位置T1，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，從而進入能夠形成下一圖像的狀態(tài)。
通過由各個顯影器105K、105Y、105M、105C將上述步驟重復必要次數(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?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，標號114表示用于對中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件106的表面進行清潔的清潔裝置。
當本發(fā)明的定影裝置用于成像裝置時，定影裝置的剝離力得到提高，從而可以獲得高可靠性。此外，可以實現(xiàn)對定影裝置的小型化、低成本化、節(jié)能化，因此，可以實現(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，可以實現(xiàn)成像裝置的高速化，在紙張上不會施加大的負荷，從而減小了定影中對圖像的擾動，總之實現(xiàn)了高質(zhì)量成像。
根據(jù)以上實施例，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荷，并且適于設計出對負荷值敏感度低的穩(wěn)固的夾擠區(qū)寬度。
本申請要求享有2005年3月15日提交的日本專利申請No.2005-72599和No.2005-72607的優(yōu)先權(quán)，這些申請的全部內(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所述加熱構(gòu)件由與之接觸的一無限大平板按壓時形成的夾擠區(qū)寬度相等，或比該夾擠區(qū)寬度小。
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該加熱輥內(nèi)部的熱源。
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)件和用于保持所述環(huán)形加熱構(gòu)件的多個可旋轉(zhuǎn)的輥。
4.一種成像裝置，其包括多個顯影構(gòu)件，用于形成不同顏色的墨粉圖像；敏化構(gòu)件，用于使所述顯影構(gòu)件的墨粉圖像粘附到其表面上；中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件，用于轉(zhuǎn)印所述敏化構(gòu)件的墨粉圖像；轉(zhuǎn)印構(gòu)件，用于將所述中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件的墨粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上；和定影裝置，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，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所述加熱構(gòu)件由與之接觸的一無限大平板按壓時形成的夾擠區(qū)寬度相等，或比該夾擠區(qū)寬度小。
5.一種定影裝置，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，其中所述按壓件的一端面設置在一個點在記錄介質(zhì)傳送方向上的上游側(cè)，在所述點處，記錄介質(zhì)的表面和所述加熱構(gòu)件的表面在當所述加熱構(gòu)件被利用與之接觸的一無限大平板按壓時形成的夾擠區(qū)部分處分離。
6.如權(quán)利要求5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。
7.如權(quán)利要求5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)件的多個可旋轉(zhuǎn)的輥。
8.一種成像裝置，其包括多個顯影構(gòu)件，用于形成不同顏色的墨粉圖像；敏化構(gòu)件，用于使所述顯影構(gòu)件的墨粉圖像粘附到其表面上；中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件，用于轉(zhuǎn)印所述敏化構(gòu)件的墨粉圖像；轉(zhuǎn)印構(gòu)件，用于將所述中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件的墨粉圖像轉(zhuǎn)印到記錄介質(zhì)上；和定影裝置，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，還用于將未定影的墨粉圖像定影在記錄介質(zhì)上，其中所述按壓件的一端面設置一個點在記錄介質(zhì)傳送方向上的上游側(cè)，在所述點處，記錄介質(zhì)的表面和所述加熱構(gòu)件的表面在當所述加熱構(gòu)件被利用與之接觸的一無限大平板按壓時形成的夾擠區(qū)部分處分離。
9.一種定影裝置，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)部分處分離的一點相距3.5mm的一點處的剝離力被設定為等于或大于0.04kgf/mm。
10.如權(quán)利要求9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。
11.如權(quán)利要求9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)件的多個可旋轉(zhuǎn)的輥。
12.一種成像裝置，其中，利用如權(quán)利要求9所述的定影裝置在記錄介質(zhì)進行定影。
全文摘要
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G03G15/00GK1834819SQ20061005920
公開日2006年9月20日 申請日期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, 小木曾敏夫, 大原俊一, 小幡茂, 花島透, 齊藤理 申請人:理光打印系統(tǒng)有限公司