專(zhuān)利名稱(chēng)：定影裝置及包含所述定影裝置的成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像裝置，例如復(fù)印機(jī)、傳真機(jī)及打印機(jī)，以及應(yīng)用于該成像裝置上的定影裝置。
背景技術(shù)：
目前，具有諸多裝置用作將未定影調(diào)色劑圖像形成于記錄材料上的定影裝置。其中一種公知的裝置是一種帶壓緊定影裝置，它將環(huán)帶摩擦焊接于可轉(zhuǎn)動(dòng)的具有彈性可變形表面的加熱輥上，從而形成一夾印部，附著有未定影調(diào)色劑圖像的記錄材料通過(guò)這一夾印部，從而將調(diào)色劑圖像定影于記錄材料上。
例如，日本專(zhuān)利3298354中所公開(kāi)的定影裝置包括壓板，它以非轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)被設(shè)置于環(huán)帶的內(nèi)表面之上，并提供了一夾印部，它可通過(guò)使環(huán)帶產(chǎn)生彈性變形而令記錄材料穿過(guò)加熱輥，同時(shí)令位于加熱輥表面輸出端的記錄材料產(chǎn)生局部彈性變形。在這種定影裝置中，位于加熱輥表面的夾印部的輸出端的記錄材料可以產(chǎn)生局部的彈性變形，從而不需要再提供分離裝置，例如分離爪或類(lèi)似物，就可以在夾印部的輸出端將記錄材料從加熱輥上分離。它利用了這樣一種事實(shí)，即，位于熔融的調(diào)色劑與加熱輥之間的介面的粘結(jié)力并不是僅僅由這兩個(gè)表面的化學(xué)材料的物理性質(zhì)所簡(jiǎn)單地確定，很大程度上它受到加熱輥表面變形的影響。需要特別指出的一種現(xiàn)象是，當(dāng)從熔融的調(diào)色劑與已經(jīng)產(chǎn)生表面變形的加熱輥接觸的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧訜彷伒倪@種表面變形迅速消失的狀態(tài)時(shí)，熔融的調(diào)色劑與加熱輥表面之間的粘結(jié)力將會(huì)降低。
在這種定影裝置中，加熱輥表面的夾印部的輸出端的記錄材料發(fā)生了局部彈性變形，調(diào)色劑在夾印部的輸出端附近被定影于記錄材料上，被迫發(fā)生變形，當(dāng)夾印部輸出端的變形迅速消失時(shí)，由于調(diào)色劑與加熱輥表面之間的粘結(jié)力急劇下降，記錄材料從加熱輥上分離。另外，由于壓板是非轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，而且環(huán)帶是摩擦焊接于加熱輥上，因此，與用于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的壓力輥相比，該定影裝置的熱耗是很小的且具有顯著優(yōu)勢(shì)。
然而，上述公開(kāi)的帶式壓緊定影裝置的不完善之處是，位于加熱輥表面的夾印部輸出端的記錄材料會(huì)發(fā)生局部彈性變形，記錄材料上受這種局部彈性變形影響的部分的前后表面就會(huì)發(fā)生速度的差異，從而導(dǎo)致圖像定位不準(zhǔn)的現(xiàn)象更加頻繁的發(fā)生。另外，由于使用較硬的壓板向加熱輥施加壓力從而形成在加熱輥的表面生成的局部小曲面的壓印形態(tài)，那么施加在記錄材料上的負(fù)載，特別是紙張的損壞及發(fā)生卷邊起皺的次數(shù)，這些情況都會(huì)變得更加嚴(yán)重。
另外，在利用了加熱輥的定影裝置中，使用大表面曲率的加熱輥可以提高分離性能，但是這種情況帶來(lái)的缺點(diǎn)是定影裝置的尺寸加大。使用小表面曲率的加熱輥的結(jié)構(gòu)緊湊，但會(huì)增加圖像定位不準(zhǔn)確、紙張損壞及大范圍卷邊起皺的可能性。
與本發(fā)明相關(guān)的一些技術(shù)還公開(kāi)于日本專(zhuān)利公報(bào)02-309376，2005-077786，2005-115256和2005-208321。

發(fā)明內(nèi)容
如前所述，本發(fā)明的目的就是提供一種定影裝置以及包括該定影裝置的成像裝置，它可以在不加大定影設(shè)備的情況下達(dá)到良好的記錄材料分離性能，它不會(huì)在記錄材料上形成較大負(fù)載，可以避免圖像定位不準(zhǔn)確，從而可用這種低熱耗、帶式壓緊定影裝置生成高質(zhì)量的圖像。
作為本發(fā)明的一個(gè)方面，定影裝置包括帶有彈性部分和加熱源的加熱單元；包括用于轉(zhuǎn)送記錄材料的可旋轉(zhuǎn)環(huán)部件和將環(huán)部件壓抵至加熱單元的彈性部分的加壓部件的加壓?jiǎn)卧?。攜帶未定影調(diào)色劑圖像的記錄材料從形成于加熱單元的彈性部分與加壓?jiǎn)卧沫h(huán)部件之間的夾印部(nip portion)通過(guò)，從而將未定影調(diào)色劑圖像定影到記錄材料上。加壓裝置的加壓部件包括一個(gè)具有平面的彈性部件，一個(gè)將彈性部件向記錄材料的一側(cè)進(jìn)行偏壓的偏壓部件。偏壓部件執(zhí)行偏壓時(shí)，彈性部件的變形量在夾印部的區(qū)域內(nèi)接近飽和值(最大程度的變形)。
作為本發(fā)明的另一個(gè)方面，成像裝置包括圖像載體；用于在圖像載體上形成靜電潛像的靜電潛像形成裝置；用于在圖像載體上的靜電潛像上形成帶有各種不同顏色的調(diào)色劑圖像的多個(gè)顯影裝置；用于將形成于圖像載體上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至中間轉(zhuǎn)印部件的中間轉(zhuǎn)印裝置；用于將中間轉(zhuǎn)印部件上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄材料的轉(zhuǎn)印裝置；和用于定影被轉(zhuǎn)印到記錄材料上的調(diào)色劑的定影裝置。該定影裝置包括帶有彈性部分和加熱源的加熱單元；包括用于轉(zhuǎn)印記錄材料的可旋轉(zhuǎn)環(huán)部件和將環(huán)部件壓靠于加熱單元的彈性部分的加壓部件的加壓?jiǎn)卧?。通過(guò)將攜帶未定影調(diào)色劑圖像的記錄材料從形成于加熱單元的彈性部分與加壓?jiǎn)卧沫h(huán)部件之間的夾印部通過(guò)，從而將未定影調(diào)色劑圖像定影到記錄材料上。加壓?jiǎn)卧募訅翰考ㄒ粋€(gè)具有平面的彈性部件，一個(gè)將彈性部件向記錄材料的一側(cè)進(jìn)行偏壓的偏壓部件。偏壓部件執(zhí)行偏壓時(shí)，彈性部件的變形量在夾印部的區(qū)域內(nèi)接近飽和區(qū)域(最大程度的變形)。


接下來(lái)參照附圖進(jìn)行詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述或其他的目的、特征以及優(yōu)勢(shì)將會(huì)變得更加明顯。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例中成像裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖；圖2是用于上述成像裝置的定影裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖；圖3是顯示加壓彈性部件橡膠的物理屬性值的圖表；圖4是顯示各種彈性部件變形量、壓力、加載方向上的變形率、加載方向上的變形率的變化速度(與初始變形量相比)的表格；圖5是顯示加熱定影輥的壓力分布的測(cè)量結(jié)果的圖表；圖6是顯示初期及隨后的圖像質(zhì)量、定影性能及由加壓彈性部件中橡膠的永久變形的變化而形成的分離性能的表格；圖7是顯示加熱定影輥的夾印部的形狀以及從輸出部分突出的紙張方向的圖表；圖8是顯示與分離性能有關(guān)的測(cè)試結(jié)果的表格；圖9是顯示與分離性能有關(guān)的加熱輥的規(guī)格的表格；圖10是定影裝置另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖，它仍用于本成像裝置。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的成像裝置的實(shí)施例。
圖1示出本實(shí)施例中成像裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖。這一成像裝置包括一鼓形光導(dǎo)部件1作為圖像載體，它以箭頭A所示的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。圍繞光導(dǎo)部件1，成像裝置包括電暈管充電裝置2，它負(fù)責(zé)給光導(dǎo)部件1的表面充電；激光輸出部件ROS3(激光輸出端)，它射出根據(jù)圖像信息調(diào)制好的光線R并將其照射至光導(dǎo)部件1的帶電表面上，從而在光導(dǎo)部件1上形成靜電激光圖像；顯影裝置4，它用調(diào)色劑令光導(dǎo)部件1上的靜電潛像顯影以在光導(dǎo)部件1上形成調(diào)色劑圖像；轉(zhuǎn)印裝置5，它將光導(dǎo)部件1上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至作為記錄材料的紙張P上；清掃器8，它負(fù)責(zé)清掃光導(dǎo)部件1的表面；和中和裝置9，它用來(lái)移除光導(dǎo)部件1表面上殘余的電荷。成像裝置還包括將轉(zhuǎn)印至紙張P上的調(diào)色劑圖像定影的定影裝置6和裝有紙張P的儲(chǔ)紙盒7。
接下來(lái)介紹上述成像裝置的成像步驟。
首先，利用讀圖部件(圖中未示出)從原稿中讀入原始的圖像信號(hào)，或者由外部的計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備(圖中未示出)生成的原始圖像信號(hào)，被輸入至圖像處理部件(圖中未示出)，并執(zhí)行相應(yīng)的圖像處理。由此生成的輸入圖像信號(hào)被輸入至激光輸出部件ROS3(圖中未示出)，并調(diào)制激光R。由輸入圖像信號(hào)調(diào)制后的激光R在光導(dǎo)部件1的表面形成光柵，該表面已被電暈充電裝置2均勻充電。當(dāng)激光R在光導(dǎo)部件1的表面形成光柵時(shí)，與輸入圖像信號(hào)對(duì)應(yīng)的靜電潛像就形成于光導(dǎo)部件1上。形成于光導(dǎo)部件1上的靜電潛像被顯像裝置4使用調(diào)色劑進(jìn)行顯像，從而在光導(dǎo)部件1上形成調(diào)色劑圖像。形成于光導(dǎo)部件1上的調(diào)色劑圖像跟隨光導(dǎo)部件1沿箭頭A方向的轉(zhuǎn)動(dòng)朝向轉(zhuǎn)印裝置5被傳送，所述轉(zhuǎn)印裝置面向光導(dǎo)部件1被安置。
同時(shí)，位于儲(chǔ)紙盒7內(nèi)的紙張P被輸送至位于光導(dǎo)部件1和轉(zhuǎn)印裝置5之間的夾印部，位于光導(dǎo)部件1上的調(diào)色劑圖像通過(guò)轉(zhuǎn)印裝置5被轉(zhuǎn)印至紙張P上。被轉(zhuǎn)印于紙張P上的調(diào)色劑圖像被定影裝置6輸送并定影成預(yù)期的圖像。將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至紙張P上后，附著于光導(dǎo)部件1表面上的殘留調(diào)色劑以及其他沉積物被清掃器8清除干凈，另外，光導(dǎo)部件1表面上的殘留電荷被中和裝置9移除，一個(gè)完整的成像步驟結(jié)束。
接下來(lái)將詳細(xì)描述本實(shí)施例中的定影裝置6。
圖2顯示了應(yīng)用于上述實(shí)施例中的成像裝置上的定影裝置6的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖。定影裝置6包括作為加熱裝置的加熱定影輥10；和加壓裝置20，它包括環(huán)部件23，該環(huán)部件23在施加壓力的同時(shí)沿圖示箭頭方向進(jìn)行輸送，這樣在表面上載有未定影調(diào)色劑31的記錄材料32與加熱定影輥10進(jìn)行接觸。加熱定影輥10具有一個(gè)表面覆蓋層12，作為彈性部件的彈性層13，心軸14以及熱源16，它可以由圖中未示出的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。PFA層或者類(lèi)似物可以作為加熱定影輥10的表面覆蓋層12，以便未定影的調(diào)色劑31不再傾向粘著于加熱定影輥10。另外，硅橡膠或氟橡膠通常用作彈性層13的材料。當(dāng)使用硅橡膠時(shí)，氟橡膠層可以用作涂層以便提高耐溶脹性。
加壓裝置20包括壓力部件，它由用來(lái)傳送記錄材料的從動(dòng)環(huán)部件23構(gòu)成；還包括用作彈性部件的加壓彈性部件21；用來(lái)支撐加壓彈性部件21的支撐部件22；和作為偏壓裝置的壓力汽缸26，用于對(duì)由支撐部件22支撐的加壓彈性部件21進(jìn)行朝向記錄材料32方向的壓力偏壓；低摩擦系數(shù)的摩擦部件25，用來(lái)降低環(huán)部件23和加壓彈性部件21之間的摩擦；和導(dǎo)軌24，它可以控制環(huán)部件23的傳送路線。另外，加壓裝置20還包括潤(rùn)滑油供應(yīng)部件27，用于提供可以進(jìn)一步減小環(huán)部件23和加壓彈性部件21之間摩擦的潤(rùn)滑油。通常而言，所使用的潤(rùn)滑油既可以是有機(jī)硅油也可以是有機(jī)氟油。環(huán)部件23由PFA和聚酰亞胺制成。加壓彈性部件21的在加壓方向上的表面采用了一個(gè)水平的壓板和由硅橡膠或氟橡膠制成的橡膠層。
在類(lèi)似的定影裝置6中，帶有未定影調(diào)色劑圖像31的記錄材料32穿過(guò)形成于加熱定影輥10與加壓裝置20的環(huán)部件23之間的加壓部位，從而在記錄材料32上形成定影圖像33。在此，預(yù)先切好的紙張或諸如此類(lèi)的紙張均可以作為記錄材料32。
接下來(lái)，將詳細(xì)介紹加壓部件的加壓彈性部件21。
圖3所示的圖表顯示了沿作為加壓彈性部件21的加壓板的加載方向改變橡膠的硬度和厚度的結(jié)果，和相對(duì)于壓力值沿加載方向的橡膠變形量的測(cè)量結(jié)果。在圖3中，曲線60所示為硬度為8Hs(JIS-A)，厚度為2mm的橡膠在加載方向上的變形曲線，曲線61所示為硬度為20Hs(JIS-A)，厚度為4mm的橡膠在加載方向上的變形曲線，曲線62所示為硬度為30Hs(JIS-A)，厚度為4mm的橡膠在加載方向上的變形曲線。
在曲線60中，點(diǎn)81代表在壓力值0.010Kgf/mm2附近的變形量，點(diǎn)82代表在壓力值0.020Kgf/mm2附近的變形量，點(diǎn)83代表在壓力值0.030Kgf/mm2附近的變形量，點(diǎn)84代表在壓力值0.040Kgf/mm2附近的變形量，點(diǎn)85代表在壓力值0.050Kgf/mm2附近的變形量，點(diǎn)86代表在壓力值0.060Kgf/mm2附近的變形量，和點(diǎn)87代表在壓力值0.070Kgf/mm2附近的變形量。由曲線60可以清晰地得知變形量逐漸趨于點(diǎn)81至點(diǎn)87的數(shù)值所示的飽和值。
在曲線61中，點(diǎn)88代表在壓力值0.020Kgf/mm2附近的變形量，點(diǎn)89代表在壓力值0.040Kgf/mm2附近的變形量，點(diǎn)90代表在壓力值0.050Kgf/mm2附近的變形量，點(diǎn)91代表在壓力值0.060Kgf/mm2附近的變形量，和點(diǎn)92代表在壓力值0.070Kgf/mm2附近的變形量。曲線61顯示了在低壓區(qū)域(0-0.030Kgf/mm2)的壓力值與變形量之間的線性關(guān)系以及在高壓區(qū)域(0.070Kgf/mm2或者更高)變形量趨向飽和的趨勢(shì)。
在曲線62中，點(diǎn)93代表在壓力值0.040Kgf/mm2附近的變形量，和點(diǎn)94代表在壓力值0.070Kgf/mm2附近的變形量。從曲線62中可以清晰的得知，與曲線60及61不同，壓力與變形量之間一直保持線性關(guān)系至高壓區(qū)域。
圖4集中顯示了圖3中的各彈性部件21的變形量(％)、壓力值(Kgf/mm2)、加載方向上的變形量(％/(Kgf/mm2))以及在低壓區(qū)域(相對(duì)初始變形量)中加載方向的變形率的改變速率(％)。而且，在曲線60中，初始變形量由壓力值在0.010Kgf/mm2附近的點(diǎn)81給出。另外，在曲線61中，初始變形量由壓力值在0.020Kgf/mm2附近的點(diǎn)88給出。另外，在曲線62中，初始變形量由壓力值在0.040Kgf/mm2附近的點(diǎn)93給出。盡管給出的參考?jí)毫χ挡⒉幌嗤?，由于曲線61及62在低壓區(qū)域的變形率從這一參考點(diǎn)開(kāi)始即成線性關(guān)系，因此，改變速率可以認(rèn)為包含了與參考?jí)毫χ捣秶?-0.010Kgf/mm2相同的數(shù)值。
圖5顯示了向圖2所示的定影裝置6中的加熱定影輥10施加40Kgf的負(fù)載，令它與不同的加壓彈性部件21進(jìn)行接觸，并對(duì)夾壓區(qū)域內(nèi)的壓力分布進(jìn)行測(cè)量而得的結(jié)果。由Showa Electric Wire and Cable公司制造的加熱定影輥10，其外徑為27mm，厚度為1.0mm的彈性橡膠層，硬度為8Hs(JIS-A)的彈性橡膠層，持久變形量為4％的彈性層。
在圖5中，曲線63所示為夾壓區(qū)域內(nèi)的壓力分布，加壓彈性部件21采用了Showa Electric Wire and Cable公司的橡膠板，其硬度為8Hs(JIS-A)，橡膠持久變形量為4％，加載方向上的橡膠厚度為2mm，傳送方向上的橡膠寬度為4mm，軸向的橡膠長(zhǎng)度為230mm。曲線64所示為夾壓區(qū)域內(nèi)的壓力分布，加壓彈性部件21采用了Showa Electric Wire and Cable公司的橡膠板，其硬度為20Hs(JIS-A)，橡膠持久變形量為4％，加載方向上的橡膠厚度為4mm，傳送方向上的橡膠寬度為6mm，軸向的橡膠長(zhǎng)度為230mm。曲線65所示為夾壓區(qū)域內(nèi)的壓力分布，加壓彈性部件21采用了Showa Electric Wireand Cable公司的橡膠板，其硬度為30Hs(JIS-A)，橡膠持久變形量為4％，加載方向上的橡膠厚度為4mm，傳送方向上的橡膠寬度為7.5mm，軸向的橡膠長(zhǎng)度為230mm。夾壓寬度在7-8mm范圍內(nèi)可以調(diào)整成與傳送方向的橡膠寬度一致。
將夾壓區(qū)域的寬度調(diào)節(jié)到7mm至8mm之間的原因是完全將調(diào)色劑定影到紙張上所需的時(shí)間內(nèi)所需要的夾壓區(qū)域就是7mm到8mm。夾壓區(qū)域的寬度與成像裝置的打印速度成正比，并可以根據(jù)打印速度的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。從圖5中可以清楚的得知曲線63中加壓側(cè)的壓力最大值以及壓力梯度要大于曲線65中的相應(yīng)值。
另外，當(dāng)加熱定影輥10的彈性層13中的橡膠持久變形量較大時(shí)，加熱定影輥10的表面形狀就會(huì)發(fā)生局部改變，從而成為圖像質(zhì)量下降的誘因，例如圖像的亮度不均勻。試驗(yàn)表明，當(dāng)加熱定影輥10的彈性層13中橡膠的持久變形量為5％或者更大時(shí)，圖像亮度不均勻的程度是顯著的，因此，最好將橡膠的持久變形量保持為不高于4％。另外，當(dāng)加壓彈性部件21的橡膠持久變形量較大時(shí)，夾壓區(qū)域的形狀將會(huì)隨使用時(shí)間變長(zhǎng)而發(fā)生變形，從而造成定影及分離性能變得不夠穩(wěn)定。圖6顯示了通過(guò)改變加壓彈性部件21的橡膠持久變形量而得出的針對(duì)初始圖像及隨后的圖像、定影性能和分離性能的研究結(jié)果。
如圖6所示，當(dāng)加壓彈性部件21的橡膠持久變形量已經(jīng)達(dá)到了5％或者更大，經(jīng)過(guò)100個(gè)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間的空運(yùn)轉(zhuǎn)熱運(yùn)行后，我們可以確信圖像質(zhì)量、定影效果及分離性能將會(huì)下降。由此可以清楚的得知，加壓彈性部件21的橡膠持久變形量最好不要超過(guò)4％。
基于圖4所示橡膠性能的測(cè)試結(jié)果，圖7表示了在測(cè)量的壓力分布狀態(tài)下，加熱定影輥10的彈性層13的變形的計(jì)算結(jié)果。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，盡管這些計(jì)算結(jié)果并沒(méi)有考慮橡膠在傳送方向上及軸向上的變形量，但是對(duì)于對(duì)比分析來(lái)說(shuō)，它們可以被認(rèn)為是合適的計(jì)算結(jié)果。
在圖7中，曲線69表示當(dāng)加熱定影輥10的彈性層13形成與曲率對(duì)準(zhǔn)的夾壓區(qū)域的表面形狀。曲線66表示橡膠硬度為8Hs(JIS-A)，加載方向的橡膠厚度為2mm的加壓彈性部件21被壓緊并發(fā)生變形后，加熱定影輥10的彈性層13的表面形狀。曲線67表示橡膠硬度為20Hs(JIS-A)，加載方向的橡膠厚度為4mm的加壓彈性部件21被壓緊并發(fā)生變形后，加熱定影輥10的彈性層13的表面形狀。曲線68表示橡膠硬度為30Hs(JIS-A)，加載方向的橡膠厚度為4mm的加壓彈性部件21被壓緊并發(fā)生變形后，加熱定影輥10的彈性層13的表面形狀。
在圖7中，曲線66所示的橡膠硬度為8Hs(JIS-A)，加載方向的橡膠厚度為2mm的夾壓區(qū)域的中心部位正處于圖表的峰值，夾壓區(qū)域的端部處于圖表的最小值。也就是說(shuō)，在這三條曲線中，橡膠硬度為8Hs(JIS-A)，加載方向的橡膠厚度為2mm的曲線66擁有最大的曲率，換句話說(shuō)，夾壓區(qū)域的曲率變小了。
另外，在圖7中，直線70是一條模擬記錄材料32方向的直線，該記錄材料從曲線66所示的夾壓形狀排出；直線71是一條模擬記錄材料32方向的直線，該記錄材料從曲線67所示的夾壓形狀排出；直線72是一條模擬記錄材料32方向的直線，該記錄材料從曲線68所示的夾壓形狀排出。如圖7所示，由于曲線66的曲率比曲線68的大，直線70相對(duì)于夾壓區(qū)域輸出端(曲線69與直線70-72的交叉點(diǎn))后的加熱定影輥10的表面之間的間隙比直線72(相當(dāng)于圖中的箭頭)要大。由于直線70模擬紙張的夾壓后輸出方向，從夾壓區(qū)域輸出端排出的記錄材料部分的朝向越盡可能遠(yuǎn)離加熱定影輥10的方向，根據(jù)記錄材料32的彈性力，記錄材料32的前表面與加熱定影輥10之間的分離力也會(huì)相應(yīng)增大。也就是說(shuō)，當(dāng)離開(kāi)夾壓輸出端后的加熱定影輥10的表面與記錄材料32的表面之間的間隙越大，記錄材料32越容易分離。
圖8示出在研究圖1所示定影裝置分離性能的試驗(yàn)結(jié)果。進(jìn)行這個(gè)試驗(yàn)時(shí)，在與上述圖5相同的條件下，將夾壓區(qū)域的寬度固定在了7-8mm，而僅僅改變加壓彈性部件21的構(gòu)成。另外，使用的記錄材料32就是普通的克重為55g/cm2的可附著全彩色圖像的預(yù)切紙張。
這些結(jié)果證實(shí)在定影設(shè)備6中采用橡膠硬度為8Hs(JIS-A)，加載方向的橡膠厚度為2mm的加壓彈性部件21時(shí)，其分離性能將會(huì)提高。而采用其他兩種類(lèi)型的加壓彈性部件并不能取得合適的分離性能?？梢源_定的是，當(dāng)加壓彈性部件21采用了硬度為8Hs(JIS-A)、加載方向厚度為2mm的橡膠時(shí)，加熱定影輥10的彈性層13的變形是最優(yōu)的，而且分離性能也會(huì)提高，如上圖7中的各種直線(模擬紙張朝向的直線)所示。
進(jìn)一步，如上所述，關(guān)于加壓彈性部件21的傳送方向的橡膠寬度，通過(guò)采用傳送方向的橡膠寬度小于最大的夾壓寬度的加壓彈性部件21，可以提高分離性能。這里，最大夾壓寬度就是由很大的平板形成的夾壓寬度，也是結(jié)構(gòu)(設(shè)定橡膠硬度、厚度以及負(fù)載后)的最大夾壓寬度。也就是說(shuō)，它是當(dāng)加壓彈性部件21在傳送方向上的寬度無(wú)限大時(shí)形成的夾壓寬度。采用的加壓彈性部件21小于最大夾壓寬度時(shí)，可以令加壓彈性部件21在傳送方向的末端咬入加熱定影輥10的彈性層13中，從而可以提高分離性能。
而且，基于圖8詳細(xì)的測(cè)試，可以得知，當(dāng)采用加壓彈性部件21的橡膠硬度為8Hs，加載方向的厚度為2mm時(shí)，夾壓區(qū)域?yàn)?mm，大約為整個(gè)夾壓區(qū)域的63％，該夾壓區(qū)域是在不低于某一壓力值(大約為0.025Kgf/mm2)下形成的，上述壓力值下橡膠變形率的改變速率(參照?qǐng)D4)不高于-30％(1500-＞1050％/(kgf/mm2))。加熱定影輥10的彈性層13的變形曲率是相當(dāng)大的，只有當(dāng)這個(gè)區(qū)域?yàn)?0％或者更大時(shí)，才可以有效的提高分離性能。通過(guò)比較可得知，當(dāng)采用橡膠硬度為20Hs，加載方向的橡膠厚度為4mm的加壓彈性部件21時(shí)，夾壓區(qū)域?yàn)?mm，大約為整個(gè)夾壓區(qū)域的13％，該夾壓區(qū)域是在不低于某一壓力值(大約為0.042Kgf/mm2)下形成的，上述壓力值下橡膠變形率的改變速率(參照?qǐng)D4)不高于-30％(650-＞455％/(kgf/mm2))。
另外還可以得知，當(dāng)加壓彈性部件21的橡膠硬度為30Hs、加載方向的橡膠厚度為4mm時(shí)，并不存在形成在不低于某一壓力值范圍內(nèi)的夾壓區(qū)域，這一壓力值下可以保證橡膠變形率的變化率(參照?qǐng)D4)不高于-30％。因此，當(dāng)加壓彈性部件21的橡膠硬度為30Hs、厚度為4mm時(shí)，加熱定影輥10的彈性層13發(fā)生的變形曲率是非常小的，以致不可能獲得合適的分離性能。
此外，如圖5所示的加熱定影輥10的夾壓區(qū)域的壓力分布圖所示，可以很清晰的看出曲線63相對(duì)曲線64和65而言擁有一個(gè)較尖的斜率分布。在圖5所示的壓力分布曲線63的中心區(qū)域，橡膠變形量已接近飽和值(變形區(qū)域的極限)，從而大大減小了橡膠彈性部分，導(dǎo)致其硬度增加，并且使加熱定影輥10的彈性層13在這個(gè)區(qū)域內(nèi)發(fā)生局部變形，從而可以優(yōu)化從夾壓輸出部分伸出的紙張的方向。
而且，基于緊接夾壓輸出端之后的加熱定影輥10的表面與紙張表面之間的間隙越大，紙張?jiān)饺菀追蛛x的情況，可以得知加熱定影輥10的外徑是決定上述間隙的另一個(gè)參數(shù)。因此，發(fā)明者進(jìn)行了一個(gè)試驗(yàn)，通過(guò)如下所述方式改變加熱定影輥10的各方面的屬性來(lái)研究其分離性能。其結(jié)果如圖9所示。
根據(jù)圖9所示的試驗(yàn)結(jié)果，可以確信，當(dāng)加熱定影輥10的外徑大于27mm時(shí)，其分離性能將會(huì)下降。因此，可以預(yù)期加熱定影輥10的外徑部大于27mm。另外，還可得知加熱定影輥10的彈性層13的厚度也是決定加熱定影輥10的表面與紙張表面之間的間隙的參數(shù)之一。
試驗(yàn)顯示，當(dāng)橡膠的厚度小于0.8mm時(shí)，分離性能將會(huì)下降。這是因?yàn)殡S著加熱定影輥10的彈性層13的厚度逐漸變薄，其變形量也將相應(yīng)減小，從而不可能起到優(yōu)化由夾壓輸出端伸出的紙張方向的作用。因此，最理想的情況就是加熱定影輥10的彈性層13的厚度不得低于0.8mm。另外還可以得知，加熱定影輥10的彈性層13的橡膠硬度也是決定間隙的參數(shù)之一。
試驗(yàn)顯示，當(dāng)橡膠的硬度大于8Hs(JIS-A)時(shí)，其分離性能降低。這是因?yàn)楫?dāng)加熱定影輥10的彈性層13的硬度增加時(shí)其變形量也會(huì)降低，從而也不可能起到優(yōu)化由夾壓輸出端伸出的紙張方向的作用。因此，理想的情況是加熱定影輥10的彈性層13的橡膠硬度不得高于8Hs(JIS-A)。
接下來(lái)，將詳細(xì)講述上述成像裝置所采用的另外一種定影裝置。
圖10展示了這種定影裝置簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。在這種定影裝置中，加熱裝置采用了環(huán)加熱部件15而不是加熱定影輥10，定影裝置包括作為彈性部分的加壓彈性部件18，支撐加壓彈性部件18的加壓支撐部件19，熱源16，可以同時(shí)對(duì)環(huán)加熱部件15進(jìn)行加熱和加壓的加熱輥17，和在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向無(wú)內(nèi)部熱源的環(huán)加熱部件15施加壓力的從動(dòng)輥72。理想的情況是加壓彈性部件18包含一個(gè)低摩擦層用來(lái)降低環(huán)加熱部件15的表面摩擦。進(jìn)一步，當(dāng)熱量不充足時(shí)，還有一種可以從外部加熱環(huán)加熱部件15的方法，即將其與加熱輥71和73進(jìn)行接觸。加熱輥17是驅(qū)動(dòng)環(huán)加熱部件15的驅(qū)動(dòng)源，這種驅(qū)動(dòng)源也可以設(shè)置在從動(dòng)輥72中。而且，加壓裝置的結(jié)構(gòu)與圖2所示的定影裝置的結(jié)構(gòu)相同，這里不再涉及。在這種定影裝置中，向彈性部件18施壓的加熱裝置通過(guò)環(huán)部件形成了調(diào)整表面曲率的夾壓部分，這依靠于將加壓裝置20的表面推入平坦的加壓彈性部件21。夾壓部分內(nèi)的區(qū)域通過(guò)施加偏壓使其硬化，從而加壓彈性部件21的變形量接近至飽和值(最大變形量)，從而引起變形使沿表面曲率形成的夾壓區(qū)域內(nèi)的曲率增加。
而且，這種定影裝置與圖2中采用加熱輥10的定影裝置相比，具備更大的優(yōu)勢(shì)。原因在于，采用環(huán)加熱部件15后，在縮小設(shè)備整體尺寸影響的同時(shí)，令調(diào)整夾壓寬度以及夾壓輸出部分的變形形狀成為可能。而且，加壓裝置20的加壓彈性部件21的寬度必須小于或等于加熱裝置的加壓彈性部件18的寬度。
進(jìn)一步，上述圖1中的成像設(shè)備可以形成單色圖像，但上述定影裝置可以通過(guò)層疊各種各樣色彩的調(diào)色劑而在成像裝置中形成真彩圖像。為了定影大量的層疊了很多顏色的調(diào)色劑，對(duì)記錄材料而言，它要求在定影時(shí)在夾壓區(qū)域內(nèi)施加充足的熱量和壓力，并適當(dāng)?shù)娜苋诤突旌险{(diào)色劑的各種色彩。為此，夾壓區(qū)域內(nèi)溶融的調(diào)色劑與加熱定影輥的表面之間的粘著力是相當(dāng)大的，相比單色成像裝置而言，其分離就更加困難。當(dāng)在類(lèi)似的彩色成像裝置中采用上述定影裝置時(shí)，其提高分離性能的效果是非常明顯的。
在本實(shí)施例所涉及的成像裝置中，當(dāng)夾壓區(qū)域內(nèi)加壓裝置20的加壓彈性部件21的變形量接近飽和區(qū)域(變形區(qū)域的極限)時(shí)，橡膠的彈性部分大大減少，其硬度逐漸變大。加壓彈性部件21的硬化導(dǎo)致了夾壓區(qū)域的曲率變大，該曲率沿加熱定影輥10的彈性層13的表面曲率而形成。隨之而來(lái)的是，設(shè)備的尺寸不會(huì)增加，而記錄材料的損壞程度也有所緩和，由于夾壓區(qū)域的局部彈性變形而導(dǎo)致的圖像錯(cuò)位也被避免。另外，增加彈性層13的夾壓區(qū)域的曲率可以通過(guò)優(yōu)化夾壓輸出端伸出的記錄材料的方向而提高分離性能。
進(jìn)一步，加壓裝置20的加壓彈性部件21的記錄材料傳送方向的寬度可以小于或等于夾壓寬度，此寬度是使用較大的平板將加壓彈性部件21壓在加熱定影輥10的彈性層13時(shí)形成的。接下來(lái)，加壓彈性部件21傳送方向上的末端咬入加熱定影輥10的彈性層13中，從而可以提高其分離性能。
進(jìn)一步，在不低于某一壓力值下形成的夾壓區(qū)域應(yīng)當(dāng)不低于整個(gè)夾壓區(qū)域的50％，在上述壓力值下，相對(duì)加壓裝置20的加壓彈性部件21在低壓區(qū)(0～0.010kgf/mm2)沿加載方向的變形率(變形/壓力的量)而言，此變化速度不會(huì)高于-30％。類(lèi)似的規(guī)定可以優(yōu)化加熱定影輥10的彈性層13的變形形狀的曲率，令它顯著增大，并有效地提高分離性能。
進(jìn)一步，加壓裝置20的加壓彈性部件21的橡膠硬度設(shè)置成不高于8Hs(JIS-A)，加載方向的橡膠厚度設(shè)置成不大于2mm。因此，優(yōu)化加壓彈性部件21的橡膠的硬度以及在加載方向的厚度可以令加壓彈性部件21的變形量很容易地接近飽和值(變形值的極限)，而不需要增加太大壓力。
進(jìn)一步，加壓裝置20的加壓彈性部件21的持久變形設(shè)置成不高于4％。當(dāng)加壓彈性部件21的橡膠的持久變形很大時(shí)，夾壓區(qū)域形狀的變化就會(huì)隨時(shí)間而發(fā)生，導(dǎo)致定影性能及分離性能變得不穩(wěn)定。可以確信的是，當(dāng)橡膠的持久變形等于或高于5％時(shí)，分離性能會(huì)隨著時(shí)間而逐漸下降。
進(jìn)一步，當(dāng)加熱裝置使用了在彈性層13的內(nèi)部帶有熱源16的可轉(zhuǎn)動(dòng)加熱定影輥10時(shí)，上述定影裝置就可以用較低成本實(shí)現(xiàn)。
進(jìn)一步，加熱定影輥10的外徑可設(shè)置成不高于27mm，彈性層13的橡膠硬度設(shè)置成不高于8Hs(JIS-A)，橡膠厚度設(shè)置成不低于0.8mm?？梢钥隙ǖ氖牵?dāng)外徑大于27mm時(shí)，如同曲率一樣，分離性能將會(huì)降低。同樣可以確定的是，隨彈性層13的硬度增加，變形量將會(huì)下降，使得當(dāng)硬度大于8Hs(JIS-A)時(shí)不能優(yōu)化從夾壓區(qū)域輸出端伸出的紙張的方向，從而導(dǎo)致分離性能的下降。另外，可以確定的是，隨彈性層13的厚度變薄，變形量也會(huì)降低，使得當(dāng)橡膠的厚度低于0.8mm時(shí)不能優(yōu)化從夾壓區(qū)域輸出端伸出的紙張的方向，從而導(dǎo)致分離性能的下降。
進(jìn)一步，加熱定影輥10的彈性層13的持久變形不得高于4％，這一點(diǎn)可以通過(guò)事實(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，即當(dāng)加壓彈性部件21的橡膠持久變形不低于5％的情況下，經(jīng)歷超過(guò)100小時(shí)的空載加熱后，分離性能也顯著降低。
進(jìn)一步，加熱裝置包括彈性層18、熱源16、環(huán)加熱部件15、和多個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)輥17、72，它向環(huán)加熱部件15施加壓力。由于環(huán)加熱部件15被用作加熱裝置，因而可以在最小化地影響設(shè)備整體尺寸的情況下，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整夾壓寬度及夾壓輸出端部分的變形形狀，因此，相比使用加熱定影裝置1而言，它具有更大的優(yōu)勢(shì)。
進(jìn)一步，上述定影裝置可以被應(yīng)用在成像裝置中，這種成像裝置包括定影裝置，它可將具備多種色彩的調(diào)色劑圖像形成在光電導(dǎo)部件上，并將該圖像轉(zhuǎn)印至中間轉(zhuǎn)印部件上，然后將中間轉(zhuǎn)印部件上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄材料上，然后將被轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑定影在記錄材料上。在通過(guò)層疊包含多種色彩的調(diào)色劑而形成彩色圖像的成像裝置中，定影步驟包括在夾壓區(qū)域的內(nèi)部施加充分的熱量及壓力，適當(dāng)?shù)厝芑突旌险{(diào)色劑的色彩，以致于夾壓區(qū)域內(nèi)溶融的調(diào)色劑及加熱定影輥表面之間的介面的粘著力變大，相對(duì)單色成像裝置而言，其分離變得將更加困難。當(dāng)在類(lèi)似的彩色成像裝置中使用上述定影裝置時(shí)，其提高分離性能的效果是非常明顯的。
本發(fā)明具有突出的效果，這種低熱損耗帶狀?yuàn)A壓定影裝置，可以在不增加設(shè)備尺寸的前提下達(dá)到良好的記錄材料的分離性能，也可以不在記錄材料上設(shè)置額外負(fù)載，即可避免圖像錯(cuò)位，并形成高質(zhì)量圖像。
在得到本發(fā)明公開(kāi)內(nèi)容的啟示后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以針對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種形式的修改，上述改進(jìn)均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種定影裝置，它包括具有彈性部分及加熱源的加熱裝置；和加壓裝置，它包括用于傳送記錄材料的可轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)部件，將環(huán)部件壓在加熱裝置的彈性部分上的加壓部件，攜帶未定影調(diào)色劑圖像的記錄材料穿過(guò)形成于加熱裝置的彈性部分與加壓裝置的環(huán)部件之間的夾壓區(qū)域，從而將未定影調(diào)色劑圖像定影在記錄材料上，所述加壓裝置的加壓部件包括帶有平坦表面的彈性部件，和用于將彈性部件偏壓至記錄材料側(cè)的偏壓部件，且在使用偏壓部件時(shí)，進(jìn)行偏壓使得彈性部件在所述夾壓區(qū)域內(nèi)的變形量接近飽和區(qū)域(最大變形量)。
2.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，所述加壓部件的彈性部件在記錄材料傳送方向的寬度等于或小于所述加熱裝置的彈性部分被較大的平板按壓時(shí)所形成的夾壓區(qū)域的寬度。
3.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，夾壓區(qū)域是在不低于某一壓力值的壓力下形成的，在上述壓力值下，變化的速度與所述加壓裝置的彈性部件在低壓區(qū)域(0～0.010kgf/mm2)內(nèi)加載方向上的變形率(％(kgf/mm2))相比，不高于-30％；并且?jiàn)A壓區(qū)域不小于整個(gè)夾壓區(qū)域的50％。
4.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，所述加壓裝置的彈性部件的橡膠硬度不高于8Hs(JIS-A)，在加載方向的橡膠厚度不高于2mm。
5.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，所述加壓裝置的彈性部件的持久變形不高于4％。
6.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，所述加熱裝置包括位于所述彈性部分內(nèi)部的帶有所述加熱源的可轉(zhuǎn)動(dòng)加熱定影輥。
7.如權(quán)利要求6所述的定影裝置，其特征在于，所述加熱定影輥的外徑不大于27mm，加熱定影輥的彈性部分的橡膠硬度不高于8Hs(JIS-A)，橡膠厚度不低于0.8mm。
8.如權(quán)利要求6所述的定影裝置，其特征在于，所述加熱定影輥的彈性部分的持久變形不高于4％。
9.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征在于，所述加熱裝置包括所述彈性部分、所述加熱源、環(huán)加熱部件以及用于張緊環(huán)加熱部件的多個(gè)的可轉(zhuǎn)動(dòng)輥。
10.一種成像裝置，包括圖像載體；用來(lái)在圖像載體上形成靜電潛像的靜電潛像形成裝置；用來(lái)在圖像載體的靜電潛像上形成不同色彩的調(diào)色劑圖像的多個(gè)顯影裝置；用于將形成在圖像載體上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印部件上的中間轉(zhuǎn)印裝置；用于將中間轉(zhuǎn)印部件上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印至記錄材料的轉(zhuǎn)印裝置；和用于定影轉(zhuǎn)印至記錄材料上的調(diào)色劑的定影裝置，該定影裝置包括具有彈性部分及加熱源的加熱裝置；和加壓裝置，它包括用于傳送記錄材料的可轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)部件，和將環(huán)部件壓在加熱裝置彈性部分上的加壓部件，攜帶未定影調(diào)色劑圖像的記錄材料穿過(guò)形成于加熱裝置的彈性部分與加壓裝置的環(huán)部件之間的夾壓區(qū)域，從而將未定影調(diào)色劑圖像定影在記錄材料上，所述加壓裝置的加壓部件包括帶有平坦表面的彈性部件，和用于將彈性部件偏壓至記錄材料側(cè)的偏壓部件，且當(dāng)使用偏壓部件時(shí)，進(jìn)行偏壓使得彈性部件在所述夾壓區(qū)域內(nèi)的變形量接近飽和區(qū)域(最大變形量)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低熱耗帶狀加壓形定影裝置，它可以在不增加設(shè)備尺寸的情況下，獲得良好的記錄材料分離性能，并可以避免圖像錯(cuò)位；它可在不向記錄材料施加額外負(fù)載的情況下，獲得高質(zhì)量的圖像。這一定影裝置包括帶有彈性層和加熱源的加熱定影輥，和帶有彈性部件的加壓?jiǎn)卧瑥椥圆考哂邢颦h(huán)部件施壓的平面。環(huán)部件可以傳送記錄材料抵住彈性層。加壓彈簧可以朝向記錄材料側(cè)偏壓彈性部件。這種偏壓是由加壓彈簧來(lái)執(zhí)行的，以便彈性部件的變形量可以在夾壓區(qū)域接近飽和區(qū)域(最大變形量)，上述夾壓區(qū)域形成于加熱定影輥的彈性層和加壓?jiǎn)卧沫h(huán)部件之間，攜帶未定影調(diào)色劑圖像的記錄材料穿過(guò)該夾壓區(qū)域。
文檔編號(hào)G03G15/00GK101042565SQ200710100608
公開(kāi)日2007年9月26日 申請(qǐng)日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者八木雅廣, 福畑好博, 小幡茂 申請(qǐng)人:株式會(huì)社理光