专利名称：图像定影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像定影装置，用于通过加热记录介质和在其上的调色剂来将调色剂图像定影到记录介质上。
背景技术：
在安装在采用了电子照相记录技术的复印机或打印机中的图像定影装置中，由于未定影到记录介质上的调色剂组分，造成用于形成图像定影装置的定影夹持部分的定影旋转部件变脏。因此，已经采用了用于清洁定影旋转部件的装置，通过使织物与定影旋转部件的周表面相接触来利用织物擦掉粘合到定影旋转部件周表面上的调色剂组分。在H08-220921号日本专利申请公报中，描述了一种图像定影装置，其经卷绕辊(挤压滚动辊26)来拉伸围绕供应辊(供给辊25)卷绕的织物(清洁织物16)。在这一技术中，由于卷绕辊本身还用作接触辊并且卷绕辊用织物按压定影旋转部件(加热辊12)以形成清洁夹持部分，因此该定影旋转部件的清洁可仅仅通过卷绕辊和供应辊来执行。在清洁期间，该卷绕辊被旋转，以将用于织物清洁的未使用部分拉入到清洁夹持部分中，并围绕卷绕辊的周表面卷绕用于清洁的已使用部分。尽管通过加热部件(加热器11)执行的定影旋转部件的加热停止了，但该定影旋转部件并不立即冷却。因此，只要卷绕辊与织物一起通过定影旋转部件被按压，即便在加热停止之后，靠近清洁夹持部分的织物仍处于通过定影旋转部件被加热一段时间的状态。由于用于织物清洁的已使用部分围绕卷绕辊被卷绕，因此用于织物清洁的已使用部分在清洁夹持部分附近分层，并且被夹持在定影旋转部件和卷绕辊之间。因此，在停止加热之后的清洁夹持部分附近，与定影旋转部件接触的那层(表面层)织物内的调色剂组分处于高流动性的状态。此外，甚至在与表面层相比离卷绕辊周表面更近的那层(下层)织物内硬化的调色剂组分也被软化。这是因为残留在定影旋转部件中的热量传递到下层织物所需的时间短于定影旋转部件冷却到使得调色剂组分的流动性减到足够小时的温度所需的时间。结果，在被按压的清洁夹持部分附近，保持在表面层织物和下层织物之间的调色剂组分渗出，从而降低了织物的清洁性能。此外，在装置被构造成供应辊(其周表面卷有用于织物清洁的未使用部分)也用作接触辊的情况下，仅仅表面层织物在清洁夹持部分附近保持调色剂组分，并且用于除表面层之外的下层织物清洁的未使用部分重叠。因此，在停止加热之后的清洁夹持部分附近，与定影旋转部件接触的表面层织物内的调色剂组分处于高流动性的状态，从而调色剂组分渗透进下层未使用的清洁织物中，因此降低了织物的清洁性能
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种图像定影装置，用于防止由于用于织物清洁的已使用部分保持的调色剂组分造成的织物清洁性能降低。本发明的目的是提供一种图像定影装置，用于把形成在记录介质上的未定影调色剂图像定影，包括定影旋转部件，其形成了记录介质穿过的定影夹持部分；以及辊，其具有周表面，织物卷绕在该周表面上，所述辊形成了清洁夹持部分，用于通过把卷绕有织物的辊的一部分压靠在定影旋转部件上来用所述织物清洁定影旋转部件；其中，通过辊的旋转，用于织物清洁的已使用部分从清洁夹持部分移动，并且其中，在织物不清洁定影旋转部件的非清洁期间，所述辊离开定影旋转部件的位置比在清洁期间的位置更远，从而织物与定影旋转部件分离。通过以下参照附图对示范性实施例的描述，本发明的其它特征将变得明显。
图1是示出采用根据本发明的图像定影装置的成像装置在记录介质输送方向上的剖视图。图2是示出根据本发明的图像定影装置在记录介质输送方向上的剖视图。图3是示出根据实施例1的图像定影装置的清洁单元的剖视图。图4是示出清洁夹持部分N2的经过时间(分钟)和温度之间关系的曲线图。图5示出了接触时间(分钟)和渗透量之间的关系。图6是根据实施例1的图像定影装置的清洁夹持部分N2的放大图。图7是根据实施例1的图像定影装置操作的流程图。图8是根据实施例1的图像定影装置操作的定时图。图9是示出纸张通过时间(分钟)和织物表面温度之间关系的曲线图。图10是示出在清洁部分处的表面压力和渗透量之间关系的曲线图。图11是根据实施例2的图像定影装置的清洁单元的剖视图。图12A是根据实施例3的图像定影装置的清洁单元的剖视图，该清洁单元允许织物经由织物卷绕部件从供应辊卷绕在卷绕辊上。图12B是根据实施例3的图像定影装置的清洁单元的剖视图，该清洁单元包括都作为接触辊的供应辊和卷绕辊。图13是根据实施例4的图像定影装置的清洁单元的剖视图。
具体实施例方式以下，将根据附图详细描述本发明的优选实施例。在下文中，将详细描述本发明的示范性实施例。本发明的图像定影装置用于例如图1中所示出的成像装置，通过对记录介质和形成在记录图像上的调色剂图像加热和加压来将调色剂图像定影到记录介质上。图1是剖视图，示出了在记录介质输送方向上的采用了本发明的图像定影装置10的成像装置。作为成像装置的感光鼓，感光鼓Ila至Ild分别对应于黄色、品红色、青色和黑色。转印带20被夹在感光鼓Ila至Ild和转印辊15a至15d之间，用以形成转印夹持部分I至IV。成像操作接下来，将描述利用该成像装置形成调色剂图像、把调色剂图像转印到例如纸张的记录介质P上并且执行定影操作从而获取定影图像的成像操作。当感光鼓Ila在箭头方向上(在附图的顺时针方向)旋转时，感光鼓Ila的表面通过充电器12a被均匀充电。接着，通过从扫描器13a发出的激光在表面上形成潜像，并且通过显影器14a在感光鼓Ila的表面上形成调色剂图像。对于多色成像来说，类似地，在对应于各个颜色的感光鼓Ilb至Ild的表面上，形成对应于各个颜色的调色剂图像。记录介质P从记录介质托盘19被送入，并且被输送到转印带20上。感光鼓Ila上的调色剂图像在转印夹持部分I中被转印到记录介质P上，转印夹持部分I通过感光鼓Ila和转印辊15a构成。对于多色成像，类似地，当记录介质P穿过转印夹持部分II至IV时，调色剂图像从感光鼓Ilb至Ild被相继转印。另一方面，在穿过转印夹持部分I至IV之后剩余在感光鼓Ila至Ild上的调色剂通过清洁器16a至16d被刮去，从而被收集。接下来，将描述利用根据本发明一实施例的图像定影装置10对记录介质P和调色剂图像加热和加压，从而将调色剂图像定影到记录介质上以获得定影图像的操作(定影操作)。图2是剖视图，示出在记录介质输送方向上的图像定影装置10。加热单元I包括加热器2 (加热元件)(例如陶瓷加热器)和柔性加热膜Ia (定影膜)，该柔性加热膜Ia安装到用于提供该加热器2的加热器支架Ic的周围并且通过支承撑条Ib来支承和固定。该加热膜Ia是圆筒形膜，通过在例如不锈钢的金属膜上形成由例如聚四氟乙烯(PTFE)制成的释放材料层而构成，并且该释放材料层与记录介质P的未定影调色剂图像支承面压接触。压力辊3 (定影旋转部件)是其内不含热源的弹性辊，并且通过在由例如不锈钢制成的金属芯杆3a上设置由例如硅橡胶制成的橡胶层3b以及在橡胶层3b上涂上由例如PFA制成的释放材料层3c而构成。定影夹持部分NI通过在压力辊3和陶瓷加热器2之间夹持加热膜Ia而形成。压力辊3由电机Ml驱动，从而在图2中顺时针旋转。当该压力辊3通过电机Ml驱动而在图2中顺时针旋转时，该加热膜Ia被驱动以旋转，同时通过在定影夹持部分NI中的摩擦力而抵靠到加热器2上。定影夹持部分的温度基于温度传感器5的检测温度而控制。记录介质P与转印带分离，并被输送到图像定影装置10，又被引入到加热膜I和压力辊3之间的定影夹持部分NI。记录介质P穿过定影夹持部分NI，同时通过压力辊3被按压到加热膜Ia的外周表面上。这里，调色剂图像通过来自于加热膜Ia的热传导而受热并熔化，而被定影到记录介质P上，从而获取定影图像。成像操作此时完成。当执行定影操作时，少量不能被定影到记录介质P上的调色剂组分在定影夹持部分NI处粘合到加热膜Ia上。此外，在记录介质P穿过定影夹持部分NI之后，粘合到加热膜Ia上的调色剂组分随着加热膜Ia的旋转而返回到定影夹持部分NI，并且被转移到比加热膜Ia温度更低的压力辊3上从而污染辊表面。此外，当执行无边界打印时，会有这样一种情形，即在记录介质P穿过定影夹持部分NI时，粘合在记录介质P上的调色剂组分直接污染压力辊3的表面。本发明的图像定影装置10包括清洁单元6，用于清洁在压力辊3 —侧的调色剂组分。对于该图像定影装置10，除膜加热型以外，也可采用辊加热型、外部加热型等等。接下来，将描述膜加热型的图像定影装置10的实施例。实施例1清洁单元的结构
图3是剖视图，示出根据实施例1的图像定影装置10的清洁单元6。该清洁单元6包括织物6a;供应辊6b，其作为旋转部件，用于织物6a清洁的未使用部分预先绕(卷)在该供应辊6b上；以及卷绕辊6c，其作为旋转部件，用于卷绕织物6a清洁的已使用部分。为了易于更换，供应辊6b、卷绕辊6c以及织物6a通过框架部件6e被一体地支承，以构成清洁单元。该织物6a是通过压延处理进行固化以将由PPS树脂制成的纤维压成薄布形状而形成的，并且具有40 iim的厚度、长X宽=2mX224mm的尺寸，和40g/m2的重量(单位面积使用的重量)。作为织物6a的材料，除PPS以外，可使用这样的纤维由聚酯树脂、芳族聚酰胺树脂以及人造纤维中的一种制成、被调节到具有20至60g/m2的重量并且被处理成薄的非机织织物或机织织物。其厚度可在20到70 的范围内。然而，只要对清洁压力辊3所需的强度无损害，也可采用不同的材料、尺寸以及厚度。此外，图像定影装置10利用在该图像定影装置10和压力辊3之间的摩擦力来旋转加热膜la。因此，为了不引起当加热膜Ia和压力辊3之间的摩擦力由于定影夹持部分NI中的润滑剂而减小时可能发生的滑移，该织物6a采用排斥该润滑剂的干燥织物。定影装置的清洁接下来，将描述图像定影装置10的清洁。根据本发明，图像定影装置10的清洁是通过采用清洁单元6的织物6a擦拭压力辊3的表面而进行的。根据这一实施例，供应辊6b也作为接触辊。具体地说，通过用20至40N的力朝着压力辊3偏压供应辊6b，在供应辊6b和压力辊3之间形成了约2mm的清洁夹持部分N2，卷绕在供应辊6b上的织物6a夹持于供应辊6b和压力辊3之间。此外，通过擦拭粘合到压力辊3上的调色剂组分或纸张粉末以便将其保持在织物6a的纤维之间，从而在清洁夹持部分N2中进行该清洁。在记录介质P未穿过定影夹持部分NI期间(纸张之间)，在粘合到加热膜Ia上的调色剂组分通过在定影夹持部分NI中的热梯度而从加热膜Ia被转移到压力辊3之后，进行清洁操作。卷绕辊6c通过电机M2经由空转齿轮G (未示出)被驱动在箭头的方向上旋转，从而卷绕大约50 长度的织物，以便用于对应于单张A4尺寸记录介质一面的定影操作(称作单张定影操作)。清洁夹持部分N2的织物通过在清洁夹持部分N2形成区域中卷绕该织物以便为了单张定影操作移动约50 而更新，从而可以防止由于所保持的调色剂组分饱和造成的清洁能力的降低。直到从卷绕方向上游处被输入到清洁夹持部分N2形成区域(在该实施例中，大约2_)的用于织物6a清洁的未使用部分从卷绕方向下游出来作为用于清洁的已使用部分为止，进行对应于40张A4尺寸记录介质单面的定影操作(40张定影操作)。为了使供应辊6b不因为装置的振动而供给过多的织物，通过向着供应辊6b的旋转轴按压片簧(未示出)而提供轻微的制动力。就卷绕的定时而言，例如在完成单张定影操作之后一下子卷绕50 y m左右或是随着单张定影操作而缓慢卷绕50 y m左右，任何速度和任何定时都是可采用的，只要根据定影操作而卷绕织物以便不降低清洁性能。每次单张定影操作的卷绕长度可以是在考虑织物的厚度和材料、图像定影装置的污染及环境条件的情况下确定的最适合长度。分离机构该图像定影装置10具有分离机构，用于使压力辊3和卷绕在供应辊6b上的织物6a相互分离。通过该分离机构，可以减少从卷绕在供应辊6b上的织物6a的表面层往下层渗透调色剂组分。首先，将参照实验I和2来描述卷绕织物的各层之间的调色剂组分的渗透。此外，用于实验I和2的织物、卷绕有该织物的辊以及压力辊与图像定影装置10所使用的是一样的。实验I在此实验中，在形成了清洁夹持部分N2，同时加热器2的加热操作在图像定影装置10的定影操作终止之后被关闭的状态下，测量靠近清洁夹持部分N2的织物6a的温度。未执行织物的卷绕。图4是从测量开始时标绘的随时间变化温度的图表。在定影操作期间由于在定影夹持部分NI处的加热器2产生的加热温度大约为180°C，并且此时清洁夹持部分N2处的温度大约为120°C。因此，在测量开始时织物的温度大约为120°C，并且在30分钟后降至约60。。。实验2在此实验中，通过使未保持调色剂组分的未使用的清洁织物与保持调色剂组分的织物重叠，用30N的压紧力按压两张织物，并且测量渗透进未使用的清洁织物的调色剂组分的量。在使用的清洁织物的温度保持在60°C、80°C及100°C的情况下测量渗透量。图5是表示从测量开始的30分钟内渗透量改变的图表。在图5中，该“渗透量”采用渗透进未使用的清洁织物的调色剂组分的反射密度(0D值，即光密度值)作为指标。随着OD值增大，渗透进织物的调色剂组分的密度也增大，这意味着更大的渗透量。在此图中，温度越高，调色剂组分的渗透量越多。这与调色剂组分的玻璃转变温度有关。该玻璃转变温度表示调色剂组分的软化在等于或高于玻璃转变温度的温度显著地进展，并且调色剂组分的流动性增加。对于一般的调色剂组分，该玻璃转变温度在80°C左右。因此，在这一实验中，在60°C (低于玻璃转变温度)的情况下，几乎不发生渗透。然而，在80°C和100°C (高于玻璃转变温度)的情况下，发生渗透，并且渗透随时间进展。接下来，对可从实验中获知的内容进行总结。图6是图像定影装置10的清洁夹持部分N2附近的放大图。卷绕织物6a的最外层是表面层织物6ai，除了该表面层之外的层是下层织物6aii，并且阴影部分是织物6a的清洁夹持部分N2形成区域。可以看出，当清洁夹持部分N2不变地形成时，热量从压力辊3传递到织物6a的清洁夹持部分N2形成区域中，并且软化保持在织物内部的调色剂组分，从而发生调色剂组分朝下层织物6aii的渗透(在图中向上的箭头)。另一方面，当连续地执行定影操作时，虽然清洁夹持部分N2始终保持在120°C左右的温度，由于织物6a有规律的卷绕操作，在清洁夹持部分N2处的织物被更新了。因此，不会发生热量连续地传递到织物6a的相同部分的情形，从而几乎不发生渗透。也就是说，在形成了清洁夹持部分N2但没有在清洁夹持部分N2处更新织物的情况下，在清洁夹持部分N2形成区域中发生调色剂组分从表面层织物6ai朝下层织物6aii的渗透。因此，图像定影装置10利用分离机构使压力辊3与卷绕在供应辊6b上的织物6a相互分离，以减少从压力辊3向织物6a的热传递。也就是说，当执行清洁时(在清洁期间)，供应辊6b在清洁位置，并且如图3的实线所示，织物6a与压力辊3接触以形成清洁夹持部分N2。另一方面，当不执行清洁时(在非清洁期间)，供应辊6b移动到虚线示出的等待位置，以使织物6a与压力辊3相互分离。根据此实施例，在分离机构中，分离凸轮6f通过电机(未示出)旋转，以改变其角度并按压框架部件6e，以便使清洁单元6围绕卷绕辊6c的旋转轴旋转，从而将供应辊6b移动到虚线示出的等待位置。作为分离机构，任何能够将供应辊6b移动到等待位置并且保持该移动后状态的机构都可被采用。在利用图像定影装置10的成像装置中的分离操作的实际流程是通过利用例如CPU的控制电路(未示出)控制各个电机和加热器来构成，如图7的流程图。当图像定影装置10随成像装置起动而被起动时，就起动了根据记录介质P的材料而把温度控制到用于定影的目标温度(下文中称作定影温度控制)，以驱动电机Ml并且起动压力辊3和加热膜Ia的旋转(在下文中称为定影旋转)(S101)。分离凸轮6f被旋转，以把供应辊6b移动到清洁位置，以便允许织物6a接触到压力辊3上，从而形成清洁夹持部分N2 (S102)。形成有调色剂图像的记录介质P被输送到定影夹持部分NI，以便通过加热和加压将调色剂图像定影到记录介质P上(S103)。粘合到加热膜Ia上的调色剂组分通过定影操作并随着在记录介质P刚刚穿过定影夹持夹持部分NI之后的旋转而被转移到压力辊上(S104)。调色剂组分通过清洁夹持部分N2中的织物6a被保持，并且通过旋转电机M2而使织物6a卷绕预定量，以更新清洁夹持部分N2 (S105)。在从定影操作的终止到当下一记录介质到达时执行的定影操作开始之间的时间(纸张之间)等于或小于预定时间(在这一实施例中，为7秒)的情况下，几乎不发生渗透，从而考虑到能量消耗，每次定影操作都不允许分离操作。另一方面，在预定时间或更长时间不执行定影操作的情况下，例如，当关闭成像装置并且在没有下一作业的情况下终止当前作业时，或者当需要读取图像数据的时间时，允许分离(S106)。在分离的情况下，分离凸轮6f旋转，以使供应辊6b移动至等待位置，从而使织物6a与压力辊3分离(S107)，停止对加热器2供电，以停止定影温度控制(S108)，并且停止压力辊3和加热膜Ia的定影旋转(S109)。此外，在图像定影装置10中，为了移除粘合到加热膜Ia上的调色剂组分；直到在记录介质P穿过定影夹持部分NI之后压力辊3至少旋转了一次，才允许分离。图8是安排图像定影装置10的控制操作的定时图。当记录介质处于开启状态时，表明记录介质P正在穿过定影夹持部分NI，并且当记录介质处于关闭状态时，表明记录介质P未在穿过。当定影温度控制处于开启状态时，表明正在进行定影温度控制；当定影温度控制处于关闭状态时，表明停止定影温度控制。当定影旋转处于开启状态时表明正在执行定影旋转，并且当定影旋转处于关闭状态时，表明停止定影旋转。当织物卷绕处于开启状态时，表明正在执行织物卷绕，并且当织物卷绕处于关闭状态时，表明停止织物卷绕。当织物接触处于开启状态时，表明织物6a接触到压力辊3上以形成清洁夹持部分N2，并且当织物接触处于关闭状态时，表明织物6a和压力辊3相互分离。从图8中可以看出，在成像装置关闭而在预定时间或更长时间未执行定影操作的情形下，织物6a被分离以减少热传递和施加的压力。比较实验I接下来，利用本实施例的图像定影装置10和在没有分离机构的情况下不变地形成清洁夹持部分N2的图像定影装置(比较例)，进行对渗透进下层织物的比较实验。该比较实验采用的成像装置包括图像定影装置，并且每分钟形成20页图像(20ppm)。在按照如下设定一即在具有90g/m2基本重量的A4尺寸纸的整个表面上形成黑色半色调(50%密度)图像一连续形成1000页图像之后，该图像定影装置被冷却至室温，从而达到图像定影装置10通常使用的状态。接下来，以相同的设定执行60秒的单组操作(所谓的间断式5页成像)，也就是说，在前半程约15秒的时间内以20ppm的速率形成5页图像，并且在后半程约45秒时间内不形成任何图像。织物6a的卷绕长度为每页纸50 μ m。此外，在该实施例中，为了执行根据图7的流程的操作，在间断式5页成像的后半程执行约45秒左右的分离操作。在如上所述的实验条件下，观察在间断式5页成像起动之后清洁夹持部分N2的下层织物6aii的污染。未完全发生渗透的情况用I来表示，可见渗透的情况用II来表示，并且当在织物之间粘结时发生渗透的情况用III来表示。结果在表格I中被示出。根据这个实施例，即使当形成160页(32组)图像时，也未发生渗透。另一方面，在比较例中，当形成20页(4组)图像时发生渗透，并且当形成40页(8组)图像时确定有粘结。此外，在比较例中，当在发生粘结的状态下图像定影装置被冷却至室温，并且之后再次执行成像时，织物6a的一部分在织物被卷绕时破裂。这是由于表面层织物6ai和下层织物6aii通过由表面层织物6ai保持的调色剂组分而粘结在一起。表格I
权利要求
1.图像定影装置，用于把形成在记录介质上的未定影调色剂图像定影，包括定影旋转部件，其形成了记录介质穿过的定影夹持部分；以及第一辊，其具有周表面，织物卷绕在该周表面上，所述第一辊形成了清洁夹持部分，用于通过把卷绕有织物的第一辊的一部分压靠在定影旋转部件上来用所述织物清洁定影旋转部件，第二辊，其具有周表面，织物卷绕在该第二辊的周表面上，其中，通过第一辊和第二辊的旋转，用于织物清洁的已使用部分从清洁夹持部分移动，并且其中，在织物不清洁定影旋转部件的非清洁期间，通过使第一辊围绕第二辊的旋转轴旋转，所述第一辊离开定影旋转部件的位置比在清洁期间的位置更远，从而织物与定影旋转部件分离。
2.根据权利要求1所述的图像定影装置，其中，所述第一辊是供应辊，用于织物清洁的未使用部分卷绕在该供应辊上，并且该供应辊向清洁夹持部分供应用于织物清洁的未使用部分。
3.根据权利要求1所述的图像定影装置，其中，该第一辊是卷绕辊，用于从清洁夹持部分卷绕用于织物清洁的已使用部分。
4.根据权利要求1所述的图像定影装置，还包括加热器和圆筒形的定影膜，该加热器与定影膜的内表面接触，其中，该定影旋转部件是其内不含热源的压力辊；与记录介质的未定影调色剂图像支承面压接触的定影膜被夹持在加热器和定影旋转部件之间，以形成定影夹持部分；当记录介质不在定影夹持部分中时，粘合在定影膜上的调色剂组分被转移到定影旋转部件。
5.根据权利要求1所述的图像定影装置，其中，织物卷绕部分被压在定影旋转部件上的状态一直被保持到该定影旋转部件在记录介质穿过定影夹持部分之后旋转至少一次为止。
6.根据权利要求1所述的图像定影装置，其中，在从记录介质穿过定影夹持部分之后直到下一记录介质穿过为止的时间短于预定时间的情况下，在直到下一记录介质到达该定影夹持部分为止的时间间隔中保持织物卷绕部分被压在定影旋转部件上的状态。
全文摘要
图像定影装置，用于把形成在记录介质上的未定影调色剂图像定影，包括:定影旋转部件，其形成了记录介质穿过的定影夹持部分；以及辊，其具有周表面，织物卷绕在该周表面上，所述辊形成了清洁夹持部分，用于通过把卷绕有织物的辊的一部分压靠在定影旋转部件上来用所述织物清洁定影旋转部件；其中，通过辊的旋转，用于织物清洁的已使用部分从清洁夹持部分移动，并且其中，在织物不清洁定影旋转部件的非清洁期间，所述辊离开定影旋转部件的位置比在清洁期间的位置更远，从而织物与定影旋转部件分离。因此，由于调色剂组分被清洁织物的已使用部分保持，从而可减少清洁性能的降低。
文档编号G03G15/20GK102998954SQ20121034690
公开日2013年3月27日 申请日期2010年3月12日 优先权日2009年3月12日
发明者七泷秀夫, 高木健二, 三桥庆辅, 山口理知, 远藤昭孝 申请人:佳能株式会社