專利名稱：使用具有多孔質(zhì)陶瓷隔熱層的輥的像加熱裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適合用作搭載在使用電子照相記錄技術或靜電記錄技術的復印機或打印機上的加熱定影裝置的像加熱裝置，特別涉及使用具有多孔質(zhì)陶瓷隔熱層的輥的像加熱裝置。
背景技術：
在復印機、打印機等采用電子照相方式的圖像形成裝置中的定影裝置中，使轉(zhuǎn)印在轉(zhuǎn)印紙上、OHP等記錄材料上的未定影調(diào)色劑像定影在記錄材料上的定影裝置廣泛使用加熱定影裝置。加熱定影裝置廣泛使用，使加壓輥壓接在被加熱了的定影輥上，用兩輥挾持輸送記錄材料的同時、加熱熔融未定影調(diào)色劑像來進行未定影調(diào)色劑像的定影的熱輥方式的裝置。
圖6表示采用熱輥定影方式的加熱定影裝置的概略圖。定影輥5-1在金屬制的心軸5-1a中收容鹵素燈等熱源5-2，在外周面上設有由硅橡膠等構(gòu)成的彈性層5-1b和氟樹脂等脫模層(releasing layer)5-1c。壓接在定影輥5-1上的加壓輥5-3與定影輥同樣在其心軸5-3a的外部，在外周面上形成彈性層5-3b和脫模層5-3c。
定影輥5-1整體由被收容在定影輥5-1內(nèi)部的熱源5-2加溫。其能量的一部分也傳給加壓輥5-3，加壓輥5-3也被加溫。在作為承載了未定影調(diào)色劑像5-4的圖像記錄媒體的轉(zhuǎn)印材料5-5通過定影輥5-1和加壓輥5-3的輥壓接部N5時，未定影調(diào)色劑像5-4通過與定影輥5-1和加壓輥5-3接觸傳熱被加熱熔融，而被定影在記錄材料5-5上。
可是，在熱輥方式的加熱定影裝置中，由于定影輥5-1的心軸5-1a的熱容量大，所以壓接部N5上升到規(guī)定的定影溫度所需的時間長。在謀求節(jié)能化的現(xiàn)在，需要效率高，預熱時間快的定影裝置。圖7表示熱輥定影方式的加熱定影裝置的消耗電力的波形，橫軸為時間，縱軸為電力。被表示的電力波形A是從打印機的電源被接入的瞬間開始到連續(xù)打印200頁結(jié)束時加熱定影裝置消耗的電力的測量結(jié)果。如圖中的曲線所表示的那樣，700W的電力和180sec的時間被投入之后，消耗電力下降到580W左右。首先，700W的恒定電力被消耗的區(qū)間是定影裝置的預熱的區(qū)間。為了把定影裝置加熱到規(guī)定的定影溫度，以全功率消耗電力，電力波形表示為恒定的電力，當定影裝置被上升到規(guī)定的定影溫度時，用紙的輸送開始，打印開始。該打印開始用電子波形A上表示的消耗電力從700W變化到500W的時刻表示。這是因為用于維持規(guī)定的溫度的控制(調(diào)溫)開始了。在打印中，電力主要消耗在補充由裝置的散熱、打印用紙通過定影裝置時帶走的熱和給與調(diào)色劑的熱所消耗的電力，如果是通常，在打印中消耗的電力比定影裝置預熱時全功率投入的電力低。因此，定影裝置的預熱時間可以從消耗電力的波形上讀取。
在此，在本發(fā)明的說明中，下面將敘述對幾個電力波形并記述對預熱時間的考察，根據(jù)以上的機理，把以全功率被消耗的電力變化低點為止所需要的時間作為定影裝置的預熱時間進行討論。
通過縮短預熱時間，可以縮短初次打印輸出時間，進而關系到消耗電力的降低。為了縮短預熱時間，只要減小定影輥的熱容量即可，作為對策之一，研究了減薄定影的心軸壁厚來減小熱容量的方法。但是，當減薄定影輥的壁厚時，輥的機械強度變?nèi)?，在與加壓輥接觸的輥壓接部，定影輥因呈弓狀的撓曲而使中央部的接觸壓力變?nèi)?，壓接作用減弱，定影強度降低了，為了防止發(fā)生該問題，提出了各種加強定影輥的方法。
例如，在日本特開昭59-155875號公報中，提出了在內(nèi)面相對于輥軸線水平地設置放射狀的肋的定影輥。在日本特開平11-149226號公報中，提出了具有使放射狀的肋相對于輥軸線傾斜并延長的內(nèi)部構(gòu)造的定影輥。
圖8表示在內(nèi)面上相對于輥軸線水平地設置了放射狀的肋的定影輥的簡圖。在設有肋的心軸6-1的外周面上設有由硅橡膠等構(gòu)成的彈性層6-2和由氟樹脂構(gòu)成的脫模層(releasing layer)6-3。心軸6-1被內(nèi)面的肋強化，即使其被薄壁化也可以保持強度。
由這些方案實現(xiàn)了定影輥的薄壁化，保持了輥的強度，保持了定影強度，同時實現(xiàn)了定影裝置的預熱時間的縮短化。
另外，還提出了把收容在定影輥內(nèi)部的熱源配置在輥外部的外部加熱方式的熱輥定影裝置的方案。
在日本特開2002-40855號公報中，提出了具有外部加熱裝置，加壓輥使用具有隔熱性材料的熱輥定影裝置的例子。在日本特開2002-221219號公報中，提出了具有外部加熱裝置，定影輥使用具有隔熱性材料的熱輥定影裝置的例子。
在上述各個例子的構(gòu)成中，可以由外部加熱裝置迅速加溫定影輥表面，可以縮短定影裝置的預熱時間。
另外，在這些提案中，無論加壓輥或是定影輥的哪一個都用隔熱性優(yōu)良的材料構(gòu)成，可以進一步縮短定影裝置的預熱時間。
在日本特開2002-40855號公報的構(gòu)成中，加壓輥用硬度高的隔熱性優(yōu)良的材料構(gòu)成，與之相對的定影輥在心軸上設置彈性層。作為隔熱性優(yōu)良的材料，使用硬度高的多孔質(zhì)的陶瓷，即使加上壓力，氣孔也不會被壓壞，可以維持隔熱性。另外，通過在相對的定影輥上設置彈性層，也確保了定影壓接部。在該構(gòu)成中，在預熱時定影輥的熱量難以被隔熱的加壓輥奪走，可以加快預熱速度。
另一方面，在日本特開2002-221219號公報的構(gòu)成中，定影輥用隔熱性高的材料構(gòu)成，相對的加壓輥在心軸上設置彈性層。作為隔熱性優(yōu)良的材料，使用硬度高的多孔質(zhì)的陶瓷，即使加上壓力，氣孔也不會被破壞，可以維持隔熱性。另外，通過在相對的加壓輥上設置彈性層也確保了定影壓接部。用該結(jié)構(gòu)，提高了可以只使被隔熱的定影輥的表面層迅速升溫的效果，能加快預熱速度。
圖9表示具有外部加熱裝置，單方輥用隔熱性優(yōu)良的材料構(gòu)成的加熱定影裝置的概略圖。定影輥7-1成為在金屬制的心軸7-a的外周面上設有彈性層7-1b和脫模層7-1c的結(jié)構(gòu)。壓接在定影輥7-1上的加壓輥7-2，在心軸7-2a的外部形成由多孔陶瓷等構(gòu)成的隔熱體層7-2b和脫模層7-2c。在定影輥7-1的外部接觸在金屬制的輥7-3a內(nèi)具有加熱器7-3b的構(gòu)造的加熱機構(gòu)7-3，由該加熱機構(gòu)7-3加熱定影輥7-1，使其表面溫度成為定影溫度后進行定影動作。在定影裝置預熱時，由于只加溫定影輥7-1的表面附近，所以可以迅速地使定影輥7-1表面溫度上升。
再有，由于加壓輥7-2被隔熱，在預熱時，定影輥7-1的表面的熱量難以被加壓輥7-2奪走，可以比例如兩方的輥都用橡膠等形成的彈性層構(gòu)成時高效率地升溫。
圖10以橫軸為時間，縱軸為電力，表示原有的熱輥定影方式和使用在內(nèi)面上相對輥軸線水平地設置放射狀的肋的定影輥的熱輥定影方式和具有外部加熱裝置的熱輥定影方式中的電力波形的曲線。這些電力波形是在記錄材料的輸送速度為200mm/sec，未定影調(diào)色劑像向記錄材料上的定影強度相同的工作條件下測量的波形。
所謂定影強度，是指用定影裝置定影未定影圖像，表示用多大的力把定影了的圖像定影在記錄材料上，用濃度下降率(單位％)表示。下面敘述濃度下降率的測量方法。
未定影圖像，使用把黑色和中間色調(diào)(灰色)的5mm見方的圖像配置在書信大小用紙上的9個地方上的方式。
未定影圖像的中間色調(diào)圖像，是用3×3矩陣形成600dpi像素密度，用1點1空格將其形成交錯形狀的圖案。
用濃度測量器(麥克佩斯(Macbeth)社制)測量定影裝置走紙后的圖像的中間色調(diào)的濃度后，用專用的磨擦試驗機磨擦圖像，再測量磨擦后的中間色調(diào)的濃度，計算濃度的下降率。
磨擦試驗機與配置在用紙上的9個地方的5mm見方的黑色和中間色圖案相對應在由靜電固定用紙的臺上載置200g的金屬制的重物。在用紙和重物之間挾持維生素(silbon)C紙(小津產(chǎn)業(yè)社制)。固定用紙的臺可以在紙的長度方向上往復運動，這時圖像被維生素C紙磨擦而脫落。在本例中5次反復磨擦圖像。
該濃度下降率是對書信大小用紙上的9個地方的中間色調(diào)的全部圖像進行計算、算出平均值，而作為表示該條件下的定影強度的指標。
在這次測量中，在保持室溫23℃、濕度50％的實驗室內(nèi)，確定各定影方式中的工藝條件，使基重(坪量)90g的粗紙(Fox Rive Paper公司制Fox Rive Bond)上的濃度下降為10％。
在上述環(huán)境中，如果濃度下降率是10％，通常，即使用手指用力磨擦，調(diào)色劑也不會從紙上脫落，處于非常耐用的水準。
圖10中的熱輥定影方式的電力波形A是與圖9中畫出的波形相同的波形。
定影裝置預熱時，消耗700W的電力，然后，在調(diào)溫開始后，消耗電力降低到500W。從通電開始到該消耗電力降低的時間是180sec，預熱需要的時間為180sec。
同樣地，當觀察曲線時，使用在內(nèi)面設有肋而薄壁化的定影輥的熱輥定影方式和具有外部加熱裝置的熱輥定影方式，預熱時間被大大縮短。
在圖10中，用B表示的電力波形是使用相對于輥軸線設置水平的肋的定影輥的熱輥定影方式中的電力波形。由此，消耗700W的電力降低到500W的時間是大約60sec。用C表示的電力波形，是具有外部加熱裝置的熱輥定影方式中的電力波形，在該定影方式中可以看到用40sec使電力變化，因此，在用設有肋、薄壁化的定影輥的熱輥方式中，預熱時間是60sec，在設有外部加熱裝置的熱輥方式中，預熱時間是40sec，雙方與原有的熱輥方式比較，預熱時間都大大縮短。
由于因輥薄壁化而使容量減少或用外部加熱裝置迅速地加熱定影輥表面，熱量難以從被加熱了的定影輥再被加壓輥奪走，所以預熱時間被縮短。
通過熱容量的減小或加熱方式的改善，即使是熱輥定影方式，預熱時間的縮短化也得到進展。
通過改善熱輥定影方式的加熱定影裝置，在待機時不需要向加熱定影裝置供給電力，極大地降低了電力消耗的方法，詳細地講，在加熱器部和加壓棍之間隔著熱容量小的薄壁的薄膜定影記錄材料上的調(diào)色劑像的薄膜加熱方式的加熱定影裝置的例子已被提出，(例如，日本特開平2-157878號公報和日本特開平4-44075號公報)。
圖11表示采用薄膜加熱方式的定影裝置的簡圖。該裝置由作為加熱體的陶瓷加熱器9-1、作為隔熱支承該加熱器9-1的支承體的支撐物9-2、卷繞在支承加熱器9-1的支撐物9-2上且由耐熱樹脂材料構(gòu)成的薄壁圓筒形狀的定影薄膜9-3、通過夾住定影薄膜9-3并與加熱器9-1壓接來形成壓接部N9的加壓輥9-4等構(gòu)成。
回轉(zhuǎn)驅(qū)動加壓輥9-4，與其相伴，定影薄膜9-3進行從動回轉(zhuǎn)，加熱器9-1被通電后在調(diào)溫到規(guī)定的溫度的狀態(tài)下，向壓接部N9輸送承載了未定影調(diào)色劑像9-5的記錄材料9-6，被導入壓接部N9后，通過與定影薄膜9-3一起在壓接部N9中被挾持輸送，使加熱器9-1的熱量經(jīng)由定影薄膜9-3給予記錄材料9-6而定影未定影調(diào)色劑像9-5。
定影薄膜9-3由于是薄壁而熱容量小且熱響應良好，所以對加熱器9-1通電后到調(diào)溫到規(guī)定的溫度所需要的時間變短，因此，實現(xiàn)了省電。
圖12中橫軸為時間，縱軸為電力，表示繪出各加熱方式中從接通打印機的電源的瞬間到連續(xù)打印200頁結(jié)束加熱定影裝置消耗電力的波形的結(jié)果。這些電力波形，是在記錄材料的輸送速度為200mm/sec，未定影調(diào)色劑像向記錄材料上的定影強度相同的工藝條件下測量出的波形，用A～C表示的電力波形是熱輥方式和用在內(nèi)面上設有肋的定影輥的熱輥方式的3個定影方式的電力波形，它們是與在圖7和圖10中繪制的波形相同的波形。圖12中，當采用A波形時，用熱輥方式在700W電力加到加熱器上時到完全預熱花費大約180秒。當采用B波形時，在使用因在內(nèi)面設置肋而薄壁化的定影輥的熱輥方式中，由于輥的熱容量被降低，所以定影裝置的預熱時間被縮短，被縮短到60sec。當采用C波形時，通過設置外部加熱裝置迅速提高定影輥表面的溫度，可以縮短預熱時間，預熱時間被縮短到40sec。在用D表示的薄膜加熱方式中，還使用熱容量更小的構(gòu)件。在通電開始初期消耗700W的電力馬上降到500W，到此需要的時間是大約10sec。因此預熱需要的時間是10sec，與其他的加熱定影方式相比，實現(xiàn)了非?？焖俚亩ㄓ把b置的預熱。
這樣一來，定影裝置整體加熱后到開始調(diào)溫的時間被縮短，節(jié)省了能量。
在熱輥定影方式中，由在內(nèi)面上設置肋構(gòu)造的薄壁輥而使熱容量被減小，從而使得預熱時間變短，另外，借助用外部加熱裝置迅速加熱定影輥表面附近，提高與其相對的加壓輥的隔熱性而難以奪取熱量的構(gòu)造，可以促進預熱時間的縮短。在薄膜加熱方式中，由于采用了熱容量小的薄膜，所以進一步縮短了預熱時間。
但是，如圖12所示那樣，在熱輥定影方式、使用薄壁的定影輥的熱輥定影方式、具有外部加熱裝置的熱輥方式及薄膜加熱方式中任一種方式中，記錄材料走紙時的消耗電力，沒有大的變化，幾乎消耗相同的電力。使調(diào)色劑定影的主要因素主要受傳熱的效果的支配，走紙時熱的移動經(jīng)上下輥之間的壓接部來進行。另外，由于在走紙中依存于傳熱的定影也是支配性的，所以無論在哪一種定影方式中，調(diào)溫開始后的打印中的平均消耗電力幾乎是相同的(約500W)。
在加熱定影方式中，在定影壓接內(nèi)通過接觸傳熱把熱量付與記錄材料上的未定影調(diào)色劑像來進行定影，通過記錄材料時，壓接內(nèi)的熱量的多數(shù)由記錄材料帶走。
使用相同的調(diào)色劑，在相同的記錄材料輸送速度下，為了得到相同的定影強度，無論在哪一種方式中，都需要向壓接內(nèi)供給相同的熱量，記錄材料通過時奪走的熱量也幾乎相同。
因此，為了補充能量，消耗的電力無論在哪一種方式中幾乎是相同的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種能抑制記錄材料走紙時的電力消耗的像加熱裝置。
本發(fā)明的另一個目的在于，提供一種裝置預熱所需要的時間短、能抑制記錄材料過紙時的電力消耗的像加熱裝置。
本發(fā)明的又一個目的在于，提供一種用于加熱在記錄材料上形成的像的加熱裝置，該加熱裝置具有第一輥；與該第一輥一起形成使該記錄材料通過的輸送壓接部的第二輥；從外周面?zhèn)燃訜嵩摰谝惠伒募訜嵫b置，該第一輥和第二輥具有由多孔陶瓷材料制作的隔熱層和設置在該隔熱層外側(cè)的彈性層。
本發(fā)明的其它目的，通過參照附圖同時閱讀下面的詳細的說明可得清楚了解。


圖1是搭載了本發(fā)明的像加熱定影裝置的圖像形成裝置例的簡圖。
圖2是本發(fā)明的像加熱定影裝置的示意圖(實施例1)。
圖3是本發(fā)明的像加熱定影裝置的示意圖(實施例2)。
圖4是本發(fā)明的像加熱定影裝置的示意圖(實施例3)。
圖5是本發(fā)明的像加熱定影裝置的示意圖(實施例4)。
圖6是使用原有的熱輥定影方式的像加熱裝置的示意圖。
圖7是原有的熱輥定影方式的電力波形的曲線圖。
圖8是在原有的內(nèi)面上設置相對于輥軸水平的肋的定影輥的簡圖。
圖9是具有外部加熱裝置的熱輥定影方式的簡圖。
圖10是現(xiàn)有的熱輥定影方式、使用薄壁化的定影的熱輥方式及具有外部加熱裝置的熱輥定影方式的消耗電力波形的曲線圖。
圖11是利用現(xiàn)有例的薄膜加熱方式的定影裝置的概略圖。
圖12是各種現(xiàn)有例的加熱定影方式的消耗電力波形的曲線圖。
圖13是各種現(xiàn)有例和本發(fā)明的加熱定影方式的消耗電力波形的曲線圖。
具體實施例方式圖像形成裝置例圖1表示具有本發(fā)明的定影裝置的圖像形成裝置。本例的圖像形成裝置是利用轉(zhuǎn)印式電子照相方法的激光打印機。本例的圖像形成裝置，具有作為像承載體的鼓型的電子照相感光體(以下稱感光鼓)101。感光鼓101由裝置本體M回轉(zhuǎn)自由地支承，由驅(qū)動機構(gòu)(未圖示)向箭頭R1方向以規(guī)定的處理速度回轉(zhuǎn)驅(qū)動。在感光鼓101的周圍，沿其回轉(zhuǎn)方向大致順序配置帶電輥(帶電裝置)102、曝光機構(gòu)103、顯影裝置104、轉(zhuǎn)印輥(轉(zhuǎn)印裝置)105、清潔裝置106。在裝置本體M的下部配置收納作為紙等的薄片狀的圖像記錄媒體的記錄材料(轉(zhuǎn)印材料)1-4的供紙盒107，沿記錄材料1-4的輸送路徑從上流側(cè)開始順序配置供紙輥108、輸送輥109、端傳感器110、輸送導軌111、本發(fā)明的定影裝置1、排紙傳感器112、輸送輥113、排紙輥114、排紙盤115。
由驅(qū)動機構(gòu)向箭頭R1方向回轉(zhuǎn)驅(qū)動的感光鼓101由帶電輥102均勻帶上規(guī)定的極性和規(guī)定的電位的電。帶電后的感光鼓101，由激光光學系統(tǒng)等曝光機構(gòu)103根據(jù)圖像信息對其表面進行圖像曝光，去除曝光部分的電荷后形成靜電潛影。靜電潛影由顯影裝置104顯影。顯影裝置104具有顯影輥104a，在該顯影輥104a上加上顯影偏壓后使調(diào)色劑附著在感光鼓101上的靜電潛影上而形成調(diào)色劑像來進行顯影(顯影化)。調(diào)色劑像由轉(zhuǎn)印輥105轉(zhuǎn)印到紙張等記錄材料1-4上。
記錄材料1-4收納在供紙盒107內(nèi)，由供紙輥108供紙，由輸送輥109輸送，經(jīng)第一傳感器110輸送到感光鼓101和轉(zhuǎn)印輥105之間的轉(zhuǎn)印壓接部上。這時，記錄材料1-4由端傳感器110檢測前端，與感光鼓101上的調(diào)色劑像同時被測量。在轉(zhuǎn)印輥105上加上轉(zhuǎn)印偏壓，由此，感光鼓101上的調(diào)色劑像被轉(zhuǎn)印到記錄材料1-4上的規(guī)定位置上。
由轉(zhuǎn)印而在表面上承載了未定影調(diào)色劑像的記錄材料1-4，沿輸送導軌111被輸送給定影裝置1，在此，未定影調(diào)色劑像被加熱、加壓后定影在記錄材料1-4的表面上。
調(diào)色劑像定影后的記錄材料1-4，由輸送輥113輸送，由排紙輥114排出到裝置本體M的上面的排紙盤115上。
另一方面，對記錄材料1-4轉(zhuǎn)印調(diào)色劑像后的感光鼓101，由清潔裝置106的清潔刮板106a去除未轉(zhuǎn)印在記錄材料1-4上而殘留在表面上的調(diào)色劑，供下次圖像形成用。
通過反復進行以上的動作，可以相繼進行圖像的形成。
(2)定影裝置(像加熱裝置)1圖2表示定影裝置1的構(gòu)造，本實施例的定影裝置1，是具有作為相互壓接并形成壓接部(輸送壓接部)N1-1的第1和第2棍(定影構(gòu)件)的定影輥(第1輥)1-1和加壓輥(第2輥)1-2，用外部加熱機構(gòu)(加熱機構(gòu))加熱定影輥1-1，用壓接部N1-1挾持輸送承載有調(diào)色劑圖像1-3的記錄材料1-4并把調(diào)色劑圖像定影在記錄材料1-4上的定影構(gòu)件外部加熱方式的定影裝置。
定影輥1-1具有如下結(jié)構(gòu)輥基體1-1a是外徑40mm，內(nèi)徑20mm的多孔質(zhì)陶瓷(隔熱層)，在輥基體1-1a的外周面上設置作為彈性體層(彈性層)的厚度大約1mm的硅橡膠層1-1b，再在其外周面上設置作為脫模層(releasing layer)的30μm厚的氟樹脂層1-1c。
加壓輥1-2具有如下結(jié)構(gòu)輥基體1-2a是外徑40mm、內(nèi)徑20mm的多孔質(zhì)陶瓷(隔熱層)，在輥基體的外周面上設置作為彈性體層(彈性層)的厚度大約0.3mm的硅橡膠層1-2b，再在其外周面上設置作為脫模層的30μm厚的氟樹脂層1-2c。
本實施例中使用的多孔質(zhì)陶瓷是無機質(zhì)粘結(jié)劑與耐熱性無機質(zhì)材料的混合物的燒結(jié)體，其內(nèi)部氣孔率占30％～90％、更好是占50％～90％，其體積密度是0.2～1.0g/cm2，更好是0.3～0.7g/cm2，熱傳導度是0.1～0.2W/mK。
無機質(zhì)粘結(jié)劑是在多孔質(zhì)陶瓷的燒結(jié)工序中用于將無機質(zhì)材料相互結(jié)合的材料，例如可舉出，玻璃料、膠體二氧化硅、氧化鋁溶膠、二氧化硅溶膠、硅酸鈉、二氧化鈦溶膠、硅酸鋰、水玻璃等。
另外，作為耐熱性無機質(zhì)材料可舉出，氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、沸石、碳化硅、鈦酸鉀、碳酸鈣等。
加壓輥1-2并行配置在定影輥1-1的下側(cè)，以規(guī)定的壓力加壓壓接定影輥1-1，形成壓接部N1-1。
定影輥1-1由未圖示的驅(qū)動系統(tǒng)向箭頭的順時針方向回轉(zhuǎn)驅(qū)動，加壓輥1-2在定影輥1-1的回轉(zhuǎn)方向上從動回轉(zhuǎn)，在將載有未定影調(diào)色劑像1-3的記錄材料1-4導入到壓接部N1-1時與定影輥1-1協(xié)作來挾持輸送記錄材料1-4。在本實施例中，記錄材料1-4的輸送速度為200mm/sec。
在本實施例中，外部加熱機構(gòu)1-8是從外部加熱定影輥1-1的機構(gòu)，使用原來公知的薄膜加熱方式的陶瓷加熱單元。即，該外部加熱機構(gòu)1-8由作為加熱體的陶瓷加熱器1-5、作為隔熱支承該加熱器的支承體的支撐件1-6、內(nèi)周面與加熱器1-5接觸，外周面與定影輥接觸同時進行旋轉(zhuǎn)的薄壁圓筒形的薄膜(可撓性的套筒)1-7構(gòu)成。把該外部加熱機構(gòu)1-8配置成加熱器1-5側(cè)對著定影輥1-1并與其并列，以總壓10Kg(98N)的壓力壓接在定影輥1-1上。這時由定影輥1-1和加熱器1-5形成壓接部(加熱壓接部)N1-2。這時的壓接部N1-2的寬度是大約6mm。定影輥1-1被回轉(zhuǎn)驅(qū)動，隨之，外部加熱機構(gòu)1-8的薄膜1-7一邊與加熱器1-5和支撐物1-6滑動摩擦一邊成為從動回轉(zhuǎn)狀態(tài)。然后，向加熱器1-5通電并使其發(fā)熱，定影輥1-1表面被加熱。在定影輥1-1的外部加熱機構(gòu)1-8與壓接部N1-1之間的圓周面上接觸溫度檢測機構(gòu)1-9，詳細地講是NTC(negative temperature coefficient)熱敏電阻，監(jiān)視定影輥1-1的表面溫度。由該溫度檢測機構(gòu)1-9把定影輥溫度檢測信息輸入給未圖示的控制電路?？刂齐娐房刂茖ν獠考訜釞C構(gòu)1-8的加熱器1-5的電力供給，以使從溫度檢測機構(gòu)1-9輸入的定影輥的檢測溫度維持在恒定的溫度(定影溫度)上。由此，定影輥1-1的表面溫度被調(diào)溫為規(guī)定的溫度。
在本實施例中，使加在定影輥1-1和加壓輥1-2之間的載荷以10kg(98N)的節(jié)距從10kg變化到50kg(98N～490N)并成為實施例1-1～1-5。
在實施例1-1～1-5中，在保持在室溫23℃、濕度50％的實驗室內(nèi)，測量基重(坪量)為90g的粗紙(Fox Rive Paper公司制Fox RiveBond)的濃度下降率為10％那樣的定影溫度，在其調(diào)溫溫度中的測量從定影裝置電源ON到200頁連續(xù)打印結(jié)束時的電力消耗。由于對于作為定影強度的指標的濃度下降率的說明是前面提出的那樣，所以在此省略其說明，也比較了各載荷中的定影輥1-1和加壓輥1-2之間的壓接部N1-1的寬度。表1匯總了測量的結(jié)果。
表1

在各實施例1-1～1-5中，壓接部寬度幾乎沒有變化。這時候由于厚度1mm這樣薄的(定影輥的)彈性層(即使包含加壓輥的彈性層，彈性層的總厚度是1.3mm，非常薄)被壓縮，彈性層下的多孔質(zhì)陶瓷層的硬度的影響顯現(xiàn)出來。在實施例1-1～1-5中，伴隨著載荷增大，中間色調(diào)濃度下降率達到10％的定影溫度下降。在實施例1-1中，在載荷是10kg的場合，定影溫度是185℃。而在實施例1-5中，載荷是50kg，定影溫度下降到150℃。這是由于是即使載荷增加壓接部寬度不增加的結(jié)構(gòu)，因此壓接部內(nèi)的壓力增高了。當壓力增高了時，調(diào)色劑在輥和記錄材料之間被壓得更加扁平，輥和記錄材料的接觸面積變大。在該狀態(tài)下，由于調(diào)色劑的熱傳導性比通常提高了，所以通過給予少量的熱量就可以使熱量良好地傳遞到調(diào)色劑全體，可以使調(diào)色劑熔融。即，在本實施例的構(gòu)成中，定影調(diào)色劑的主要因素的傳熱依存性降低，壓力依存性提高。因此，可以降低定影時消耗的熱量，降低定影溫度。伴隨著定影溫度的下降，打印中消耗的電力也降低。在實施例1-1中定影溫度是185℃，打印中消耗的電力是500W，而在實施例1-5中，定影溫度下降到150℃，打印中消耗的電力也降低到350W。
在圖13中橫軸為時間、縱軸為電力，在本實施例中，表示從接通打印機的電源的瞬間到連續(xù)打印200頁結(jié)束，繪出的加熱定影裝置消耗的電力的波形的結(jié)果。代表本實施例，用圖中的E線表示實施例1-5的電力波形。作為比較例，用波形A～D表示利用原有的熱輥定影方式、使定影輥薄壁化了的熱輥定影方式和薄膜加熱方式的加熱定影裝置中的測量結(jié)果。這些電力波形是在記錄材料的輸送速度為200mm/sec，未定影調(diào)色劑像的向記錄材料上的定影強度相同的條件下測量出的波形。關于定影強度前面已指示，在此不再進行說明圖13中的電力波形A～D記載了與圖12中畫出的波形相同的波形。在圖13中，根據(jù)A波形，在熱輥方式中，在把700W電力加入加熱器時，到完全預熱花費大約180秒。根據(jù)B波形，在使用了通過在內(nèi)面上設置肋而薄壁化了的定影輥的熱輥方式中，由于降低了輥的熱容量，所以縮短了定影裝置的預熱時間，被縮短到60sec。根據(jù)C波形，通過設置外部加熱機構(gòu)1-8而迅速使定影輥表面的溫度上升，可以縮短預熱時間，預熱時間被縮短到40sec。在用D表示的薄膜加熱方式中，使用了熱容量更小的構(gòu)件。通電開始初期消耗700W的電力馬上降到500W，至此需要的時間是大約10sec。因此，預熱需要的時間是10sec，與其他的加熱定影方式比較，實現(xiàn)了非常迅速的定影裝置的預熱。用E表示的電力波形是本實施例1-5的電力波形。在通電開始初期消耗700W的電力，10sec后發(fā)生變化，然后降低到大約350W。
在此，對本實施例1-5的電力波形的變動進行了說明。在本實施例的構(gòu)成中，由于定影輥被隔熱，所以可以使定影輥的彈性層積蓄必要的熱量而把定影輥表面迅速加熱到規(guī)定的溫度。這時候，由于彈性體層下由隔熱層構(gòu)成，所以熱量的傳遞受到極力抑制，被輥表面捕獲的熱量被送往壓接部N1-1。由于由定影輥1-1和加壓輥1-2形成的壓接部N1-1的記錄材料移動方向的寬度狹窄，加壓輥1-2也把隔熱性材料作為基體，所以來自定影輥1-1的彈性層1-b的熱量難以傳到加壓輥1-2上。
為此，可以實現(xiàn)迅速的預熱，表示了與電力波形D所示的薄膜加熱方式的定影方式同樣的10sec的預熱時間。這是因為雖然載荷增加了但是壓接部寬度沒有增加，壓接部內(nèi)的壓力提高了，另外，在本實施例1-5中，對寬度3mm的壓接部N1-1加上了50kg(490N)的載荷，壓接部內(nèi)的壓力變得非常高。
在原有的定影方式(被表示在圖12中，包含熱輥定影方式和薄膜加熱方式)中，定影壓接部的寬度通常形成6mm以上。這起因于使調(diào)色劑定影的主要因素與本實施例不同。在原有的定影方式中，通過傳熱使調(diào)色劑定影是主要的，為此擴大壓接部的寬度，可以使調(diào)色劑吸收更多的熱量。
在本實施例中，被構(gòu)成使高的載荷加在狹窄的壓接部上。作為調(diào)色劑的定影的主要因素壓力成為支配性因素。當壓力增高時，調(diào)色劑在輥和記錄材料之間被壓得更加扁平，輥和記錄材料的接觸面積變大。在該狀態(tài)下，由于調(diào)色劑的熱傳導性比通常時提高，所以只要給與少量的熱就可以良好地傳導到調(diào)色劑全體，可以使調(diào)色劑熔融。因此，可以降低定影時消耗的熱量，可以降低定影溫度。如圖13所示，在本實施例的加熱定影裝置中，連續(xù)走紙中的消耗電力與利用其他定影方式的加熱定影裝置相比被降低了。表示為與薄膜加熱定影方式相同的定影裝置預熱時間(10sec)，走紙中的平均消耗電力表示為比其他的定影方式低大約150W的350W。
如上所述，可以由本發(fā)明提供預熱時間短、走紙中消耗電力低、省電性優(yōu)良的加熱定影裝置。
再有，為了提供本發(fā)明那樣的預熱時間短、走紙中消耗電力低、省電性優(yōu)良的加熱定影裝置，最好定影輥及加壓輥最好都是多孔質(zhì)陶瓷層(隔熱層)的體積密度是0.2～1.0g/cm2，更好的是0.3～0.7g/cm2。另外最好定影輥及加壓輥共同的隔熱層的厚度是1～20mm，更好的是5～15mm。最好定影輥及加壓輥都是硅橡膠的彈性層厚度是0.1～1.5mm，更好的是0.3～1.0mm。最好定影輥及加壓輥都是脫模層的厚度設定為30～100μm。另外，如本實施例那樣，在定影輥及加壓輥的彈性層都是硅橡膠的場合，輸送壓接部的記錄材料移動方向的寬度最好設定為1～3mm。
在本實施例2中采用如下的構(gòu)造作為外部加熱機構(gòu)的熱源使用鹵素燈，經(jīng)由具有沿定影輥表面的形狀的傳熱構(gòu)件加熱定影輥。圖3表示實施例2的加熱定影裝置的簡圖。通過做成本實施例2那樣的構(gòu)造，可以增大外部加熱機構(gòu)和定影輥的壓接部寬度(加熱壓接寬度)，更高效地加熱定影輥，縮短定影裝置的預熱時間。
定影輥2-1具有輥基體2-1a是外徑為40mm、內(nèi)徑為20mm的多孔質(zhì)陶瓷，在輥基體2-1a的外周面上設置作為彈性體層的厚度為大約1mm的硅橡膠層2-1b，再在其外周面上設置作為脫層的厚度30μm的氟樹脂層2-1c的結(jié)構(gòu)。
加壓輥2-2具有輥基體2-2a是外徑40mm、內(nèi)徑20mm的多孔質(zhì)陶瓷，在輥基體2-2a的外周面上設置作為彈性體層的厚度大約0.3mm的硅橡膠層2-2b，再在其外周面上設置作為離型層的厚度30μm的氟樹脂層2-2c的結(jié)構(gòu)。
本實施例中使用的多孔質(zhì)陶瓷，是無機質(zhì)粘結(jié)劑與耐熱性無機質(zhì)材料的混合物的燒結(jié)體，其內(nèi)部氣孔率占30％～90％、更好是占50％～90％，其體積密度是0.2～1.0g/cm2，更好是0.3～0.7g/cm2，熱傳導度是0.1～0.2W/mK。
無機質(zhì)粘結(jié)劑是在多孔質(zhì)陶瓷的燒結(jié)工序中用于將無機質(zhì)材料相互結(jié)合的材料，例如可舉出，玻璃料、膠體二氧化硅、氧化鋁溶膠、二氧化硅溶膠、硅酸鈉、二氧化鈦溶膠、硅酸鋰、水玻璃等。
另外，作為耐熱性無機質(zhì)材料可舉出，氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、沸石、碳化硅、鈦酸鉀、碳酸鈣等。
加壓輥2-2并行配置在定影輥2-1的下側(cè)，以總壓50kg(490N)的壓力加壓壓接于定影輥2-1上，形成約3mm的壓接部(輸送壓接部)N2-1。
加壓輥2-2向定影輥2-1的回轉(zhuǎn)方向從動回轉(zhuǎn)，在承載有未定影調(diào)色劑像2-3的記錄材料2-4被導入到壓接部N2-1時，加壓輥2-2與定影輥2-1協(xié)作來挾持輸送記錄材料2-4。在本實施例中，記錄材料2-4的輸送速度為200mm/sec。
外部加熱機構(gòu)2-5是從外部加熱定影輥2-1的機構(gòu)。熱源(加熱器)2-6使用鹵素燈或石墨燈等輻射加熱源。在本實施例子中，使用直徑6mm、額定電壓120V、耗電700W的鹵素燈。熱源2-6用向定影輥1側(cè)開口的反射板2-7覆蓋，反射板的開口部具有黑色表面，由具有沿定影輥2-1的外周部的形狀且由熱傳導性高的金屬材料構(gòu)成的黑色曲面?zhèn)鳠岚?傳熱構(gòu)件)2-8封堵。作為反射板使用在鹵素燈側(cè)的面上實施鏡面加工的鋁板，作為黑色曲面?zhèn)鳠岚迨褂脤嵤┝撕谏砻婕庸さ牧浊嚆~。本實施例的外部加熱機構(gòu)，具有內(nèi)周面與傳熱構(gòu)件接觸，外周面與定影輥接觸，同時進行回轉(zhuǎn)的薄膜(撓性的套筒)。當該外部加熱機構(gòu)2-5與定影輥2-1壓接時，具有沿定影輥2-1的形狀的黑色曲面?zhèn)鳠岚?-8隔著薄膜2-9與定影輥2-1緊密接觸而形成壓接部(加熱壓接部)N2-2。當鹵素燈通電時，由來自鹵素燈2-6的輻射傳熱效果經(jīng)沿輥的形狀的黑色曲面?zhèn)鳠岚?-8向壓接部供給熱量。
由于黑色曲面?zhèn)鳠岚?-8具有沿定影輥2-1的形狀并與定影輥2-1接觸，所以可以擴大黑色曲面?zhèn)鳠岚?-8和輥的壓接部寬度。在本實施例中，定影輥2-1和黑色曲面?zhèn)鳠岚?-8的壓接部寬度是大約12mm。
在定影輥2-1的外部加熱機構(gòu)2-5與輸送壓接部N2-1之間的外周上接觸溫度檢測機構(gòu)2-10，詳細地講，接觸NTC熱敏電阻，監(jiān)測定影輥2-1的表面溫度。由該溫度檢測機構(gòu)2-10檢測的定影輥溫度檢測信息輸入給未圖示的控制電路。控制電路控制對外部加熱機構(gòu)2-5的鹵素燈2-6的電力供給，以使從溫度檢測機構(gòu)2-10輸入的定影輥的檢測溫度維持在規(guī)定的溫度(定影溫度)，由此，定影輥2-1的表面溫度被調(diào)溫到規(guī)定的溫度。用壓接部N2-1挾持并輸送承載有調(diào)色劑圖像2-3的記錄材料2-4而把調(diào)色劑圖像定影在記錄材料2-4上。
現(xiàn)在，在保持為室溫23℃、濕度50％的實驗室內(nèi)，確定處理條件，以使基重(坪量)為90g的粗紙(Fox Rive Paper公司制Fox Rive Bond)的濃度下降率為10％，在鹵素燈上投入700W的電力，以200mm/sec的輸送速度連續(xù)打印了200頁記錄材料時，定影裝置預熱需要的時間是大約7sec。連續(xù)走紙中的平均消耗電力是大約350W。
在本實施例2中，在外部加熱機構(gòu)2-5內(nèi)配置具有沿定影輥2-1的形狀的傳熱板2-8，形成了擴大了傳熱板2-8和定影輥2-1的壓接部N2-2的寬度的構(gòu)造。由此，可以形成比例如實施例1的加熱壓接部寬度6mm寬的12mm的加熱壓接部，可以用短的時間把更多的熱量給與定影輥2-1，可以縮短定影裝置的預熱時間。加在定影輥2-1和加壓輥2-2之間的載荷是50kg(490N)，輸送壓接部N2-1的寬度是3mm，該部分構(gòu)成與實施例1相同，可以進行壓力依存性高的定影，實現(xiàn)了與實施例1-5相等的打印中的電力消耗。
在本實施例2中，作為外部加熱機構(gòu)，由曲面的傳熱板供給來自鹵素燈的熱量。通過用曲面的傳熱板形成與定影輥的壓接部，可以實現(xiàn)更寬的壓接寬度，預熱時可以高效率地加溫定影輥，與實施例1相比，可以更加縮短預熱時間。
圖4表示本實施例3的加熱定影裝置。在本實施例3中，作為外部加熱機構(gòu)的熱源(加熱體)使用多孔質(zhì)陶瓷3-6。多孔質(zhì)陶瓷3-6通常是絕緣物質(zhì)，但通過混入石墨等導電性物質(zhì)，可以提高導電性，可以作為發(fā)熱體使用。硬度高，脆性也高，容易用切削等進行形狀的加工。
在本實施例3中，加工用作加熱器的多孔質(zhì)陶瓷3-6的與定影輥3-1接觸的面，使其具有沿定影輥3-1的外周面的曲面形狀。通過實施這樣的加工，外部加熱機構(gòu)和定影輥的壓接部的緊密接觸性變高，可以高效率地加溫定影輥3-1定影輥3-1具有如下結(jié)構(gòu)輥基體3-1a是外徑40mm、內(nèi)經(jīng)20mm的多孔質(zhì)陶瓷，在輥基體3-1a的外周面上設置作為彈性體層的厚度大約1mm的硅橡膠層3-1b，再在其外周面上設置作為離型層的厚度為30μm的氟樹脂層3-1c的結(jié)構(gòu)。
加壓輥3-2具有如下的結(jié)構(gòu)輥基體3-2a是外徑40mm、內(nèi)經(jīng)20mm的多孔質(zhì)陶瓷，在輥基體3-2a的外周面上設置作為彈性體層的厚度大約0.3mm的硅橡膠層3-2b，再在其外周面上設置作為離型層的厚度30μm的氟樹脂層3-2c的結(jié)構(gòu)。
是無機質(zhì)粘結(jié)劑與耐熱性無機質(zhì)材料的混合物的燒結(jié)體，其內(nèi)部氣孔率占30％～90％、更好是占50％～90％，其體積密度是0.2～1.0g/cm2，更好是0.3～0.7g/cm2，熱傳導度是0.1～0.2W/mK。
無機質(zhì)粘結(jié)劑是在多孔質(zhì)陶瓷的燒結(jié)工序中用于將無機質(zhì)材料相互結(jié)合的材料，例如可舉出，玻璃料、膠體二氧化硅、氧化鋁溶膠、二氧化硅溶膠、硅酸鈉、二氧化鈦溶膠、硅酸鋰、水玻璃等。
另外，作為耐熱性無機質(zhì)材料可舉出，氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、沸石、碳化硅、鈦酸鉀、碳酸鈣等。
加壓輥3-2并行地配置在定影輥3-1的下側(cè)，以總壓50kg(490N)的壓力加壓壓接于定影輥3-1上，形成約3mm的壓接部N3-1。
加壓輥3-2向定影輥3-1的回轉(zhuǎn)方向從動回轉(zhuǎn)，在承載有未定影調(diào)色劑像3-3的記錄材料3-4被導入到壓接部N3-1時，與定影輥3-1協(xié)作挾持輸送記錄材料3-4。在本實施例中，記錄材料3-4的輸送速度是200mm/sec。
外部加熱機構(gòu)3-5是從外部加熱定影輥3-1的機構(gòu)。加熱體3-6是混入石墨來提高導電性，因通電而能發(fā)熱的多孔質(zhì)陶瓷。在本實施例3中，使用把電阻調(diào)整到17.1Ω、由切削加工與定影輥3-1接觸的面、具有曲率半徑40mm的曲面形狀的多孔質(zhì)陶瓷。
外部加熱機構(gòu)3-5由如下各部件構(gòu)成，這些部件是作為加熱體的多孔質(zhì)陶瓷3-6；作為隔熱支承該加熱體的支撐件3-7；內(nèi)周面與多孔質(zhì)陶瓷3-6接觸，外周面與定影輥接觸的同時、進行回轉(zhuǎn)的由耐熱樹脂材料構(gòu)成的薄壁圓筒形狀的薄膜(撓性的套筒)3-8構(gòu)成。
該外部加熱機構(gòu)3-5被配置成加熱體3-6的曲面?zhèn)扰c定影輥3-1并行，以總壓10kg(98N)的壓力壓接在定影輥3-1上。這時由定影輥3-1和加熱體3-6形成加熱壓接部N3-2。這時的壓接部N3-2的寬度是大約10mm。
定影輥3-1被回轉(zhuǎn)驅(qū)動，隨之，外部加熱機構(gòu)3-5的薄膜3-8在與加熱體3-6和支撐物3-7滑動摩擦的同時、成為回轉(zhuǎn)狀態(tài)。然后，在加熱體3-6上通電來使其發(fā)熱，定影輥3-1表面被加熱。
在定影輥3-1的外部加熱機構(gòu)3-5與輸送壓接部N3-1之間的外周上接觸溫度檢測機構(gòu)3-9、詳細地講是接觸NTC熱敏電阻，監(jiān)測定影輥3-1的表面溫度。
由該溫度檢測機構(gòu)3-9檢測的定影棍溫度檢測信息輸入未圖示的控制電路?？刂齐娐房刂茖ψ鳛橥獠考訜釞C構(gòu)3-5的加熱體的多孔質(zhì)陶瓷3-6的電力供給，以使從溫度檢測機構(gòu)3-9輸入的定影輥的檢測溫度維持在規(guī)定的溫度(定影溫度)上。由此，定影輥3-1的表面溫度被調(diào)溫到規(guī)定的溫度上。用壓接部N3-1挾持輸送承載有調(diào)色劑圖像3-3的記錄材料3-4并使調(diào)色劑圖像定影在記錄材料3-4上。
現(xiàn)在，在保持為室溫23℃、濕度50％的實驗室內(nèi)，確定工作條件，使基重(坪量)為90g的粗紙(Fox Rive Paper公司制Fox Rive Bond)的濃度下降率為10％，在加熱體3-6上加入700W的電力，以200mm/sec的輸送速度連續(xù)打印了200頁記錄材料時，定影裝置預熱需要的時間是8sec。連續(xù)通紙中的平均消耗電力是大約350W。
在本實施例3中，在外部加熱機構(gòu)3-5內(nèi)配置具有沿定影輥3-1的外周面的形狀的加熱體3-6，加熱體3-6和定影輥3-1的加熱壓接部N3-2的寬度被擴大。由此，可以形成為比例如實施例1的加熱壓接寬度6mm寬的10mm的寬度的壓接部，在短時間內(nèi)可以把更多的熱量給與定影輥3-1，可以縮短定影裝置的預熱時間。在實施例1中，外部加熱機構(gòu)和定影輥的壓接部寬度是6mm，預熱時間是10sec，在實施例2中，外部加熱機構(gòu)和定影輥的壓接部寬度是12mm，預熱時間是7sec。在本實施例3中，外部加熱機構(gòu)和定影輥的壓接部寬度是10mm，預熱時間是8sec。
隨著按實施例1、實施例3、實施例2的順序增加外部加熱機構(gòu)和定影輥的壓接寬，定影裝置的預熱時間被縮短，外部加熱機構(gòu)和定影輥的壓接寬度和定影裝置的預熱時間表現(xiàn)了很好的相關性。
另外，加在定影輥3-1和加壓輥3-2之間的載荷是50kg(490N)，輸送壓接部N3-1的寬度是3mm，這部分的構(gòu)成與實施例1相同，可以進行壓力依存性高的定影，實現(xiàn)了與實施例1-5同等的打印中的電力消耗。
在本實施例3中，外部加熱機構(gòu)是由具有沿定影輥的形狀的加熱體供給熱量的機構(gòu)。通過用曲面的加熱體與定影輥形成壓接部，實現(xiàn)了更寬的加熱壓接寬度，在預熱時，可以高效率地加溫定影輥，可以縮短預熱時間。
再有，在實施例1～3中，加壓輥1-2、2-2、2-3也都可以用適當?shù)耐獠考訜釞C構(gòu)1-8、2-5、3-5將其加熱到規(guī)定的溫度。
在本實施例1～3中，定影輥的彈性層是固體的硅橡膠。在本實施例4中，定影輥的彈性層使用發(fā)泡硅橡膠，圖5表示實施例4的加熱定影裝置的簡圖。在本實施例中，通過把定影輥的彈性層做成發(fā)泡硅橡膠，與實施例1～3比，定影輥在加熱壓接部容易接受來自外部加熱機構(gòu)的熱量，由于定影輥的彈性層的蓄熱性能提高，所以可以構(gòu)成更加高效率的定影裝置。
定影輥4-1具有如下的構(gòu)造輥基體4-1a是外徑40mm、內(nèi)徑20mm的多孔質(zhì)陶瓷，在輥基體4-1a的外周面上設置作為彈性體層的厚度大約2mm的發(fā)泡硅橡膠層4-b，再在其外周面上設置厚度30μm的作為脫模層的氟樹脂層4-1c的結(jié)構(gòu)。
在如本實施例那樣，定影輥的彈性層使用發(fā)泡硅橡膠時，彈性層的厚度可以設定為1.0mm～5.0mm，更好是設定為1.5mm～3.5mm。
加壓輥4-2具有如下的結(jié)構(gòu)輥基體4-2a是外徑40mm、內(nèi)徑20mm的多孔質(zhì)陶瓷，在輥基體4-2a的外周面上設置作為彈性體層的厚度大約0.3mm的硅橡膠層4-2b，再在其外周面上設置厚度30μm的作為脫模層的氟樹脂層4-2c的結(jié)構(gòu)。
是無機質(zhì)粘結(jié)劑與耐熱性無機質(zhì)材料的混合物的燒結(jié)體，其內(nèi)部氣孔率占30％～90％、更好是占50％～90％，其體積密度是0.2～1.0g/cm2，更好是0.3～0.7g/cm2，熱傳導度是0.1～0.2W/mK。
無機質(zhì)粘結(jié)劑是在多孔質(zhì)陶瓷的燒結(jié)工序中用于將無機質(zhì)材料相互結(jié)合的材料，例如可舉出，玻璃料、膠體二氧化硅、氧化鋁溶膠、二氧化硅溶膠、硅酸鈉、二氧化鈦溶膠、硅酸鋰、水玻璃等。
另外，作為耐熱性無機質(zhì)材料可舉出，氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、二氧化鈦、沸石、碳化硅、鈦酸鉀、碳酸鈣等。
加壓輥4-2并行地配置在定影輥4-1的下側(cè)，以總壓30kg(294N)的壓力加壓壓接，形成約6mm的輸送壓接部N4-1。
加壓輥4-2向定影輥4-1的回轉(zhuǎn)方向從動地回轉(zhuǎn)，在承載有未定影調(diào)色劑像的記錄材料4-4被導入到壓接部N4-1時，與定影輥4-1協(xié)作來挾持輸送記錄材料4-4。在本實施例中，記錄材料4-4的輸送速度是200mm/sec。
在本實施例中，外部加熱機構(gòu)4-8與實施例1的相同。該外部加熱機構(gòu)4-8配置成使加熱器4-5側(cè)與定影輥4-1相對且并行，以總壓10kg(98N)的壓力壓接在定影輥4-1上。這時由定影輥4-1和加熱器4-5形成熱壓接部N4-2。這時的加熱壓接部N4-2的寬度是大約8mm。定影輥4-1被回轉(zhuǎn)驅(qū)動，伴之，外部加熱機構(gòu)4-8的薄膜4-7在與加熱器4-5和支撐件4-6滑動摩擦的同時成為從動回轉(zhuǎn)狀態(tài)。然后，向加熱器4-5通電，使其發(fā)熱，定影輥4-1表面被加熱。在定影輥4-1的外部加熱機構(gòu)4-8和輸送壓接部N4-1之間的外周上接觸溫度檢測機構(gòu)4-9，詳細地講是接觸NTC熱敏電阻，監(jiān)測定影輥4-1的表面溫度。由該溫度檢測機構(gòu)4-9檢測的定影輥溫度檢測信息輸入未圖示的控制電路?？刂齐娐房刂茖ν獠考訜釞C構(gòu)4-8的、加熱器4-5的電力供給，以使從溫度檢測機構(gòu)4-9輸入的定影輥的檢測溫度維持為規(guī)定的溫度(定影溫度)。由此，定影4-1的表面溫度被調(diào)溫為規(guī)定的溫度。
用壓接部N4-1挾持輸送承載有調(diào)色劑圖像4-3的記錄材料4-4并使調(diào)色劑圖像定影在記錄材料4-4上。
現(xiàn)在，在保持為室溫23℃、濕度50％的實驗室內(nèi)，確定工作條件，使基重(坪量)90g的粗紙(Fox Rive Paper公司制Fox Rive Bond)的濃度下降率為10％，在加熱器上投入700W的電力，以200mm/sec的輸送速度連續(xù)打印了200頁記錄材料時，定影裝置預熱需要的時間是大約6.8sec。連續(xù)通紙中的平均消耗電力是大約350W。
在本實施例4中，作為定影輥4-1的彈性層，使用發(fā)泡硅橡膠層4-1b。發(fā)泡硅橡膠層，具有當被壓塌而內(nèi)部的空孔被壓癟時與外部的熱受授變?nèi)菀?、而當沒有被壓塌而空孔為正常的形狀時與外部的熱的受授變難的性質(zhì)。在與外部加熱裝置形成的加熱壓接部上，發(fā)泡硅橡膠層由于被壓力壓縮且內(nèi)部的空孔被壓壞，所以接受來自外部加熱裝置的熱量變得容易。在加熱壓接部和輸送壓接部上，發(fā)泡硅橡膠層的空孔被壓力壓癟，但在其以外的部分上，發(fā)泡硅橡膠由其復原力返回到原先的形狀，空孔也返回到原先的形狀。因此，從外部接受的熱量由于內(nèi)部空孔的存在而難于放熱，蓄熱效果提高了。為此，從外部加熱機構(gòu)向定影輥的熱傳遞變得迅速，同時從外部加熱機構(gòu)向定影輥傳遞的熱量，傳到輸送壓接部為止，難以從定影輥散熱。為此，定影裝置迅速預熱是可能的，定影裝置預熱需要的時間在全部實施例中是最短的。
再有，由于在本實施例4中使用具有2mm厚度的發(fā)泡硅橡膠，所以與加壓輥4-2形成的輸送壓接部N4-1比實施例1～3的大。因此，記錄材料沒有被輸送壓接部夾持時，從定影輥向加壓輥傳遞的熱量比實施例1～3多，當只考慮這一點時，與實施例1～3相比，在定影裝置的預熱時間縮短上是不利的然而，由于定影輥周向的除加熱壓接部與輸送壓接部以外的區(qū)域的熱保持性能比實施例1～3還好，所以不僅從外部加熱機構(gòu)向定影輥傳遞的熱量直到到達輸送壓接部都很難從定影輥散熱，而且通過定影輥的輸送壓接部的區(qū)域直到返回加熱壓接部的散熱量也很少。因此，不會受上述的不利因素影響而使定影裝置預熱時間非常短。由于用輸送壓接部對記錄材料進行走紙時，從輸送壓接部的定影輥的散熱效果好，所以對記錄材料上的調(diào)色劑像的加熱效率也高。
另外，由于發(fā)泡硅橡膠其強度比未發(fā)泡的實施例1～3那樣的硅橡膠的弱，所以比實施例1～3加載的壓力低。另外，像本實施例這樣，以發(fā)泡硅橡膠作為定影輥的彈性層、以未發(fā)泡的硅橡膠作為加壓輥的彈性層的情況，其輸送壓接部的寬度最好設定為3～7mm。
像這樣，在本實施例4中，不但具有如實施例1～3所述的高壓力依存性的定影方式，而且其定影方式還具有因發(fā)泡硅橡膠的存在而帶來的蓄熱(熱保持)效果及向調(diào)色劑圖像的導熱依存性。
根據(jù)以上構(gòu)成，可實現(xiàn)打印時的省電化。
在本實施例4中，使用發(fā)泡硅橡膠作為定影輥的彈性層。由此，不但具有因定影輥及加壓輥的多孔質(zhì)陶瓷層帶來的輸送壓接部的加壓力的效果，而且外部加熱機構(gòu)與定影輥的加熱壓接部的受熱性能、定影輥的加熱壓接部區(qū)域及輸送壓接部區(qū)域以外的區(qū)域的熱保持性能、以及定影輥與加壓輥的輸送壓接部處的散熱性能也得到提高，因此能夠進行低電能耗、高效率的定影。
本發(fā)明不受上述的實施例的限制，包括技術思想內(nèi)的變形例。
權利要求
1.一種加熱裝置，是用于加熱形成在記錄材料上的像的加熱裝置，其特征在于，包括第一輥；與該第一輥形成使該記錄材料通過的輸送壓接部的第二輥；從上述第一輥的外周面?zhèn)燃訜嵩摰谝惠伒募訜釂卧?，該第一輥和第二輥具有用多孔質(zhì)陶瓷材料制成的隔熱層和配置在該隔熱層外側(cè)的彈性層。
2.如權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，前述隔熱層由以無機質(zhì)粘結(jié)劑和耐熱性無機質(zhì)材料為主要成分、內(nèi)部氣孔率為30～90％、體積密度為0.2～1.0g/cm2的燒結(jié)而成的多孔質(zhì)陶瓷形成。
3.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，前述的多孔質(zhì)陶瓷的體積密度(容積密度)是0.3～0.7gcm2。
4.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，前述的隔熱層的厚度是1～20mm。
5.如權利要求4所述的加熱裝置，其特征在于，前述的隔熱層的厚度是5～15mm。
6.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，前述的彈性層是厚度0.1～1.5mm的硅橡膠層。
7.如權利要求6所述的加熱裝置，其特征在于，前述的彈性層是厚度0,3～1.0的硅橡膠層。
8.如權利要求2所述的加熱裝置，其特征在于，前述第一輥的前述彈性層是厚度1.0～5.0mm的發(fā)泡硅橡膠層。
9.如權利要求8所述的加熱裝置，其特征在于，前述第一輥的前述彈性層是厚度1.5～3.5mm的發(fā)泡硅橡膠層。
10.如權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，前述的第一輥和第二輥在前述的彈性層的外側(cè)還具有厚度30～100μm的脫模層。
11.如權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，前述的第一輥和第二輥的前述彈性層是硅橡膠層，在前述的記錄材料的移動方向上該輸送壓接部的寬度是1～3mm。
12.如權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，前述第一輥的前述彈性層是發(fā)泡硅橡膠層，第二輥的彈性層是硅橡膠層，在前述記錄材料的移動方向上，前述輸送壓接部的寬度是3～7mm。
13.如權利要求1所述加熱裝置，其特征在于，前述的加熱單元具有加熱器和支承加熱器的支承體、內(nèi)周面與前述加熱器接觸外周面與該第一輥接觸同時進行旋轉(zhuǎn)的撓性套筒，前述第一輥隔著該撓性套筒被該加熱器加熱。
14.如權利要求13所述的加熱裝置，其特征在于，前述的加熱器的與前述撓性套筒的接觸面為沿前述第一輥的外周面的形狀。
15.如權利要求14所述加熱裝置，其特征在于，該加熱器是含有導電物質(zhì)的多孔質(zhì)陶瓷。
16.如權利要求1所述的加熱裝置，其特征在于，前述加熱單元具有加熱器和把該加熱器的熱量傳遞給前述第一輥的傳熱構(gòu)件，該傳熱構(gòu)件具有沿前述第一輥的外周面的形狀。
17.如權利要求16所述的加熱裝置，其特征在于，前述加熱單元還具有內(nèi)周面與該傳熱構(gòu)件接觸、外周面與該第一輥接觸的同時進行回轉(zhuǎn)的撓性套筒。
全文摘要
一種加熱裝置，它是用于加熱在記錄材料上形成的像的加熱裝置，具有第一輥；與該第一輥形成使該記錄材料通過的輸送壓接部的第2輥；從外周面?zhèn)燃訜嵩摰谝惠伒募訜釞C構(gòu)，該第一輥和第二輥具有用多孔質(zhì)陶瓷材料制作的隔熱層和配置在該隔熱層外側(cè)的彈性層。由此，可以抑制記錄材料過紙時的電力消耗。
文檔編號G03G15/20GK1648786SQ20051000511
公開日2005年8月3日 申請日期2005年1月28日 優(yōu)先權日2004年1月30日
發(fā)明者內(nèi)山康治, 落合俊彥, 井上隆吉 申請人:佳能株式會社