定影装置和图像形成设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及定影装置和图像形成设备。该定影装置包括：加热单元，所述加热单元对通过加热而变形的记录介质上的未定影图像进行加热，并因而使所述未定影图像定影；以及传送构件，所述传送构件紧密接触所述记录介质的无图像表面，并且在对抗通过所述加热单元的加热在所述记录介质处产生的变形力而在所述记录介质上作用紧密接触力的同时，传送所述记录介质。所述记录介质相对于所述传送构件的所述紧密接触力大于在所述记录介质处产生的所述变形力。
【专利说明】
定影装置和图像形成设备
技术领域
[0001 ] 本发明涉及定影装置和图像形成设备。
【背景技术】
[0002]传统上，作为与定影装置有关的技术，已例如提出了在日本未审专利申请特开2010-78659号公报中描述的技术。日本未审专利申请特开2010-78659号公报描述了一种定影装置，该定影装置包括布置在记录介质的图像表面侧并传送记录介质的定影带、加热定影带的加热单元、在朝向定影带按压记录介质的同时进行旋转的加压棍，以及送风单元，该送风单元在加压棍和定影带之间的接触部的、在记录介质的传送方向上的下游侧处由加压辊和记录介质的传送路径形成的楔形部处具有送风口，并且该送风单元从送风口向加压辊传送空气。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:与其中在加热结束之后在记录介质的无图像表面处未产生紧密接触力的情况相比，限制通过加热在记录介质处产生的变形。
[0004]根据本发明的第一方面，提供了一种定影装置，该定影装置包括:加热单元，所述加热单元对通过加热而变形的记录介质上的未定影图像进行加热，并因而使所述未定影图像定影；以及传送构件，所述传送构件紧密接触所述记录介质的无图像表面，并且在对抗通过所述加热单元的加热在所述记录介质处产生的变形力而在所述记录介质上作用紧密接触力的同时，传送所述记录介质。所述记录介质相对于所述传送构件的所述紧密接触力大于在所述记录介质处产生的所述变形力。
[0005]根据本发明的第二方面，提供了一种定影装置，该定影装置包括:加热单元，所述加热单元对通过加热而变形的记录介质上的未定影图像进行加热，并因而使所述未定影图像定影；传送构件，所述传送构件在紧密接触所述记录介质的无图像表面的同时传送所述记录介质；以及冷却单元，所述冷却单元布置在所述传送构件的内周侧，并通过所述传送构件对被所述加热单元加热的所述记录介质的所述无图像表面进行冷却。
[0006]根据本发明的第三方面，基于第一或第二方面的定影装置，该定影装置可以进一步包括朝向所述传送构件按压所述记录介质的加压单元。所述加压单元可以布置在与所述加热单元的位置相同的位置处，或者布置在所述加热单元的在所述记录介质的传送方向上的上游。
[0007]根据本发明的第四方面，基于第一至第三方面中任一方面的定影装置，该定影装置可以进一步包括冷却单元，所述冷却单元布置在所述加热单元的在所述记录介质的传送方向上的下游，并通过所述传送构件对所述记录介质进行冷却。所述传送构件可以连续地使紧密接触力进行作用，直到所述记录介质至少到达所述冷却单元。
[0008]根据本发明的第五方面，基于第一至第三方面中任一方面的定影装置，该定影装置可以进一步包括冷却单元，所述冷却单元布置在所述加热单元的在所述记录介质的传送方向上的下游，并通过所述传送构件对所述记录介质进行冷却。所述传送构件可以连续地使紧密接触力进行作用，直到所述记录介质被冷却到所述记录介质不会变形的温度。
[0009]根据本发明的第六方面，基于第一至第五方面中任一方面的定影装置，所述传送构件可以在接触所述记录介质的表面处具有基材和弹性层，所述弹性层具有比所述基材的紧密接触力更大的紧密接触力。
[0010]根据本发明的第七方面，基于第一至第六方面中任一方面的定影装置，所述紧密接触力可以包括静摩擦力和粘附力。
[0011]根据本发明的第八方面，基于第一至第七方面中任一方面的定影装置，所述传送构件可以具有接触所述记录介质的表面，该表面由绝缘材料制成。所述定影装置可以进一步包括静电吸附力施加单元，该静电吸附力施加单元使静电吸附力作用在所述记录介质与所述传送构件之间。
[0012]根据本发明的第九方面，提供了一种图像形成设备，该图像形成设备包括:图像形成单元，该图像形成单元在通过加热而变形的记录介质上形成图像；以及定影单元，该定影单元将通过所述图像形成单元形成的未定影图像定影到所述记录介质上。使用根据本发明第一方面所述的定影装置作为所述定影单元。
[0013]通过第一方面，与其中在加热结束之后在记录介质的无图像表面处未产生紧密接触力的情况相比，可以限制通过加热在记录介质处产生的变形。
[0014]通过第二方面，与其中在加热结束之后未通过冷却单元对记录介质的无图像表面进行冷却的情况相比，可以限制通过加热在记录介质处产生的变形。
[0015]通过第三方面，与没有加热单元的情况相比，增大了记录介质相对于传送构件的紧密接触力。
[0016]通过第四方面，与没有冷却单元的情况相比，可以快速降低记录介质的温度。
[0017]通过第五方面，与没有冷却单元的情况相比，可以快速降低记录介质的温度。
[0018]通过第六方面，与传送构件不具有弹性层的情况相比，可以增大作用于记录介质的紧密接触力。
[0019]通过第七方面，与紧密接触力不包括静摩擦力或粘附力的情况相比，可以增大作用于记录介质的紧密接触力。
[0020]通过第八方面，与静电吸附力未作用在记录介质与传送构件之间的情况相比，可以进一步限制在记录介质处产生的变形。
[0021]通过第九方面，与其中在加热结束之后在记录介质的无图像表面未产生紧密接触力的情况相比，可以限制通过加热在记录介质处产生的变形并且可以限制因形成在记录介质上的图像的变形而使图像质量劣化。
【附图说明】
[0022]下面将基于如下附图详细地描述本发明的示例性实施方式，在附图中:
[0023]图1是示出了根据本发明第一示例性实施方式的定影装置所应用的图像形成设备的整体构造图；
[0024]图2是示出了根据本发明第一示例性实施方式的图像形成设备的图像形成单元的构造图；
[0025]图3是示出了根据本发明第一示例性实施方式的定影装置的构造图；
[0026]图4是示出了传送带的剖视构造图；
[0027]图5是示出了紧密接触力的测量方法的示意图；
[0028]图6是示出了紧密接触力的测量结果的曲线图；
[0029]图7是示出了作用在连续片材上的紧密接触力和收缩力的示意图；
[0030]图8是示出了根据本发明第一示例性实施方式的定影装置的操作的构造图；
[0031]图9是示出了根据本发明第二示例性实施方式的定影装置的构造图；
[0032]图10是示出了加热带的剖视构造图；
[0033]图11是示出了根据本发明第三示例性实施方式的定影装置的构造图；
[0034]图12是示出了根据本发明第四示例性实施方式的定影装置的构造图；以及
[0035]图13是示出了根据本发明第五示例性实施方式的定影装置的构造图。
【具体实施方式】
[0036]下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式。
[0037](第一示例性实施方式)
[0038]图1是示出了根据本发明第一示例性实施方式的定影装置所应用的图像形成设备的整体的构造图。
[0039](图像形成设备的大体构造)
[0040]根据第一示例性实施方式的图像形成设备I例如被构造成彩色打印机。图像形成设备I包括:通过使用黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)这四种颜色的色调剂而形成图像的图像输出装置2 ;供应作为记录介质的实施例的连续片材5的供应装置3 ;容纳通过图像输出装置2形成有图像的连续片材5的收容装置4 ;以及在收容装置4上并设置有用户界面101的控制装置100，该控制装置控制图像输出装置2、供应装置3和收容装置4。在所示实施例的图像形成设备中，供应装置3、收容装置4和控制装置100分开地布置在图像输出装置2的外部。但是，在图像形成设备I中，图像输出装置2、供应装置3、收容装置4和控制装置100中的至少一者或全部可以一体地布置。
[0041]图像输出装置2包括电子照相系统的图像形成单元106，作为根据图像数据在记录介质上形成图像(未定影的图像)的图像形成部的实施例。图像形成单元106包括:多个成像装置10，这些成像装置形成通过构成显影剂的色调剂被显影的色调剂图像；中间转印装置20，该中间转印装置保持分别通过成像装置10形成的色调剂图像，并将色调剂图像传送至二次转印位置，在该二次转印位置处将色调剂图像最终二次转印到连续片材5上；以及引导装置60，该引导装置将待供应的连续片材5的预定部分引导至中间转印装置20的二次转印位置。而且，图像输出装置2在中间转印装置20的二次转印位置的、在连续片材5的传送方向上的下游侧包括根据该示例性实施方式的定影装置40。
[0042]如果图像输出装置2额外包括作为输入待形成在连续片材5上的原稿图像的图像读取单元(未示出)的实施例的图像读取装置，则图像输出装置2可以例如被构造成彩色复印机。图中的附图标记2a表示图像输出装置2的壳体。壳体2a包括支撑构造构件、夕卜覆盖部等等。
[0043]成像装置10包括四个成像装置10Y、10M、1C和10K，它们分别专用于形成包括黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)这四种颜色的色调剂图像。四个成像装置10 (Y、M、C和K)以相等的间隔成行地布置在壳体2a的内部空间中。
[0044]如图2所示，各成像装置10包括作为旋转图像保持体的实施例的感光鼓11。主要装置围绕感光鼓11布置如下。主要装置包括:充电装置12，该充电装置将感光鼓11的可形成有图像的外周表面(图像保持表面)静电充电而具有预定电势；用作静电潜像形成单元的曝光装置13，该曝光装置根据图像的信息(信号)用光照射感光鼓11的被静电充电的外周表面，并因而形成具有电势差的(针对各颜色)静电潜像；用作显影单元的实施例的显影装置14，该显影装置通过对应颜色的显影剂的色调剂使静电潜像显影，并因而形成色调剂图像；一次转印装置15，该一次转印装置将各色调剂图像转印到中间转印装置20上?’鼓清洁装置16，该鼓清洁装置移除在一次转印之后留在并附着于感光鼓11的图像保持表面上的诸如色调剂的附着物质，并因而清洁感光鼓11的图像保持表面；以及除电装置17，该除电装置通过使感光鼓11的表面曝光而除去残留的电荷。
[0045]感光鼓11包括:筒形或柱形的接地的基材构件；以及图像保持表面，该图像保持表面具有形成在基材构件的外周表面上且由感光材料制成的光导电性层(感光层)。感光鼓11被支撑成:当接收到从旋转驱动装置(未示出)传递的动力时，沿箭头A表示的方向旋转。
[0046]充电装置12包括以与感光鼓11接触的状态布置的接触充电辊。充电装置12被供应有充电电压。作为充电电压，如果显影装置14进行反转显影，则供应具有与待从显影装置14供应的色调剂的充电极性相同极性的电压或电流。可替代的是，充电装置12可以是相对于感光鼓11的表面以非接触状态布置的诸如格栅电晕管的非接触型充电装置。
[0047]曝光装置13用根据输入至图像输出装置2的图像的信息而构成的光LB照射被静电充电的感光鼓11的外周表面，并因而形成静电潜像。在潜像形成时，将由期望的单元输入至图像输出装置2并由控制装置100中的图像处理器(未示出)处理的图像的信息(信号)传输给曝光装置13。
[0048]各显影装置14在具有开口和显影剂收容腔的壳体中包括:保持显影剂并将显影剂传送至面对感光鼓11的显影区的显影辊；诸如螺旋推运器(未示出)的两个搅拌传送构件，该搅拌传送构件在搅拌显影剂的同时传送显影剂以将显影剂供应给显影辊；以及层厚限制构件(未示出)，该层厚限制构件限制保持在显影辊上的显影剂的量(层厚)。从电源装置(未示出)向显影装置14供应在显影辊与感光鼓11之间的显影偏压。而且，显影辊和搅拌传送构件接收从旋转驱动装置(未示出)传递来的动力，而沿预定方向旋转。作为显影剂，例如使用包含非磁性色调剂和磁性载体的双组分显影剂。
[0049]在图1中，附图标记140 (Y、M、C和K)表示用作显影剂收容容器的色调剂盒，该色调剂盒收容至少包含被分别供应给相应的显影装置14的色调剂的显影剂。在该示例性实施方式中，色调剂盒140中仅收容色调剂。
[0050]一次转印装置15是包括一次转印辊的接触型转印装置，一次转印辊通过借助中间转印带21而与感光鼓11的外周表面接触而进行旋转，并且被供应有一次转印电压。作为一次转印电压，从电源装置(未示出)供应具有与色调剂的充电极性相反的相反极性的直流电压。
[0051]鼓清洁装置16包括:局部具有开口的容器状本体(未示出)；布置成在一次转印之后以预定压力与感光鼓11的外周表面接触的清洁板，该清洁板移除诸如残留色调剂的附着物质，并因而清洁感光鼓11的外周表面；以及收集由清洁板移除的附着物质的收集装置。
[0052]除电装置17包括发光二极管或发光灯，该发光二极管或发光灯通过使感光鼓11的表面曝光而除去留在感光鼓11的表面上的电荷。
[0053]如图1和图2所示，中间转印装置20布置在成像装置10 (Y、M、C和K)的下方。中间转印装置20包括:中间转印带21，该中间转印带在经过感光鼓11与一次转印装置15 (—次转印辊)之间的一次转印位置的同时沿箭头B所示的方向旋转；多个带支撑辊22至24，所述带支撑辊从中间转印带21的内周以期望的状态保持中间转印带21，并且可旋转地支撑中间转印带21 ;二次转印装置30，该二次转印装置布置在中间转印带21的被带支撑辊24支撑的外周表面(图像保持表面)侧，并将中间转印带21上的色调剂图像二次转印到连续片材5上；以及具有刮板状清洁构件(清洁刮板)26的带清洁装置25，在中间转印带21经过二次转印装置30之后，清洁刮板26移除留在并且附着于中间转印带21的外周表面上的诸如色调剂或纸灰的附着物质。
[0054]中间转印带21可以使用由如下材料制成的环形带，即:将诸如炭黑的抵抗调整剂分散在诸如聚亚胺树脂或聚酰胺树脂的合成树脂中。而且，带支撑辊22被构造成驱动辊，带支撑辊23被构造成张力施加辊，并且带支撑辊24被构造成用于二次转印的支承辊。
[0055]如图1所示，二次转印装置30是具有二次转印辊的接触型转印装置，该二次转印辊在二次转印位置处通过接触中间转印带21的外周表面而进行旋转并且被供应有二次转印电压，该二次转印位置是中间转印带21的外周表面的被中间转印装置20中的支撑辊24支撑的部分。而且，向二次转印装置30的二次转印辊或者中间转印装置20的支撑辊24供应作为二次转印电压的直流电压，该二次转印电压具有与色调剂充电极性相反的相反极性或者与色调剂充电极性相同的极性。
[0056]引导装置60由引导辊构成，该引导辊被布置成以与连续片材5的无图像表面接触的状态旋转。引导装置60在调整被传送至二次转印位置的连续片材5的位置的同时引导连续片材5。
[0057]定影装置40包括:呈辊形式或带形式的加热旋转体41，该加热旋转体被加热单元加热以使表面温度保持为预定温度；呈辊形式的加压旋转体42，该加压旋转体通过以预定压力与加热旋转体41接触而旋转；以及呈带形式或辊形式的传送构件43，该传送构件紧密接触连续片材5的无图像表面(背面)而传送连续片材5。稍后将描述定影装置40的细
-K-
T O
[0058]如图1所示，供应装置3作为单独体以分开状态布置在图像输出装置2的在连续片材5的传送方向上的上游侧。供应装置3包括供应辊61，在该供应辊中，作为记录介质的实施例的连续形成的长连续片材5被卷绕成辊状。连续片材5例如可以是厚度在约10 μ m至约100 μ m的范围内的薄膜或片材，该薄膜或片材由通过加热而变形(收缩或延伸)的合成树脂制成，例如聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBR)。连续片材5例如用作包装膜，该包装膜通过在表面上完全或局部形成图像(包括背景部分的着色等)而覆盖用作被包装物的包装容器(例如塑料瓶)。但是，连续片材5也可以用作其它用途。
[0059]在如期望那样在连续片材5的正面或背面上形成图像之后，将连续片材5固定于绕诸如塑料瓶的包装容器的外周表面卷绕的状态，通过施加热空气等或者将包装容器放置于高温环境中而对连续片材5加热，因而使连续片材5变形(收缩)成遵循包装容器的外形的形状。由此，执行了用于覆盖包装容器的加热收缩(收缩)处理。由于此，预先向连续片材5施加一轴延伸处理(沿作为与传送方向交叉的方向的一个方向(诸如宽度方向)的延伸)或者二轴延伸处理(沿诸如宽度方向和传送方向的两个方向的延伸)。在该示例性实施方式中，将由被施加有一轴处理(沿作为与传送方向交叉的方向的宽度方向的延伸)的厚度为50 μπι的聚苯乙烯(PS)制成的膜用作连续片材5。可替代的是，记录介质可以由纸等制成，只要记录介质通过加热而变形即可。该连续片材5当被浸渍在预定温度的热水中达10秒时变形。通过70°C的热水，连续片材5在纵向方向(传送方向)上变形-1.0%且在横向方向(宽度方向)上变形10.5%。通过80°C的热水，在纵向方向上变形-1.5%且在横向方向上变形33.0%。通过1000C的热水，在纵向方向上变形9.5%且在横向方向上变形73.0%。(由日本希爱化成株式会社制造的功能膜“EPS45TD”的物理性质表)。参照表示变形率的符号，正表示连续片材5收缩，负表示连续片材5延伸。上述值仅仅是实施例，当然变形率可以根据连续片材5的材料、厚度等变化。例如通过如下表达式获得变形率:
[0060]变形率={[(变形前的长度)-(变形后的长度)]/ [变形前的长度]} X 100 (% )
[0061]除了被驱动单元(未示出)沿C方向顺时针地可旋转地驱动的供应辊61之外，供应装置3还包括向通过供应辊61的旋转供应的连续片材5施加张力的张力施加单元62。张力施加单元62包括:传送连续片材5的传送辊62a和62b ；以及张力施加辊62c，该张力施加辊布置在传送辊62a和62b之间并接收沿移离传送辊62a和62b的方向施加的弹性力。
[0062]而且，收容通过图像输出装置2形成有图像的连续片材5的收容装置4作为单独体布置在图像输出装置2的下游侧并在与图像输出装置2分开的位置处。收容装置4包括:向连续片材5施加张力的张力施加单元65 ；以及卷绕辊66，该卷绕辊布置为能够沿C方向顺时针地旋转并将连续片材5卷绕成辊状。张力施加单元65包括:传送连续片材5的传送辊65a和65b ；以及张力施加辊65c，该张力施加辊布置在传送辊65a和65b之间并接收沿移离传送辊65a和65b的方向施加的弹性力。在收容装置4的入口部处设置有必要时切割连续片材5的切纸装置67。
[0063](图像形成设备的基本操作)
[0064]下面将描述由图像形成设备I进行的基本图像形成操作。
[0065]在这种情况下，描述形成通过使用四个成像装置10 (Y、M、C、K)将四种颜色(Y、M、C、K)的色调剂图像组合而形成的全色图像的图像形成操作。在开始图像形成操作之前，将来自供应装置3的供应辊61的连续片材5通过图像输出装置2中的传送路径预先卷绕在收容装置4的卷绕辊66周围。
[0066]当图像形成设备I接收到请求图像形成操作(打印)的指令信息时，致动四个成像装置10 (Y、M、C、K)、中间转印装置2、二次转印装置30、定影装置40等。
[0067]接着，在各成像装置10 (Y、M、C、K)中，使感光鼓11沿箭头A表示的方向旋转，充电装置12将相应感光鼓11的表面静电充电为预定极性(在第一示例性实施方式中为负极性)和电势。接着，曝光装置13用根据图像(通过将输入至图像形成设备I的图像的信息转换为各相应颜色成分(Y、M、C、K)而获得该图像)的信号发出的光LB来照射感光鼓11的被静电充电的表面，并因而在所述表面上形成根据预定电势差构成的各颜色成分的静电潜像。
[0068]接着，显影装置14(Y、M、C、K)分别供应被静电充电以具有预定极性(负极性)的相应颜色(Y、M、C、K)的色调剂，并使色调剂附着于形成在感光鼓11上的相应颜色成分的静电潜像。通过显影，使形成在感光鼓11上的相应颜色成分的静电潜像可视化，作为用相应颜色的色调剂显影的四种颜色(Y、M、C、K)的色调剂图像。
[0069]接着，当将形成在相应成像装置10 (Y、M、C、K)的感光鼓11上的相应颜色的色调剂图像传送至一次转印位置时，一次转印装置15将相应颜色的色调剂图像以叠置的方式顺次一次转印到中间转印装置20的沿箭头B表示的方向旋转的中间转印带21上。
[0070]而且，在一次转印结束之后的各成像装置10中，鼓清洁装置16通过刮除附着物质而移除附着物质，并因而清洁感光鼓11的表面。最后，除电装置17在清洁之后从感光鼓11的表面除去电荷。因而，使各成像装置10处于准备好下一个成像操作的状态。
[0071]接着，中间转印装置20保持通过中间转印带21的旋转而被一次转印的色调剂图像，并将色调剂图像传送至二次转印位置。同时，供应装置3与成像操作同步地从供应辊61发出并供应连续片材5，以通过引导装置60满足转印时刻。由于连续片材5在二次转印位置处接触中间转印带21，因此在驱动中间转印带21时在图像形成之前朝向收容装置4传送连续片材5。
[0072]在二次转印位置，二次转印装置30的二次转印辊将中间转印带21上的色调剂图像集体二次转印到连续片材5上。而且，在二次转印结束之后的中间转印装置20中，带清洁装置25移除在二次转印之后留在中间转印带21的表面上的诸如色调剂的附着物质，并因而清洁中间转印带21的表面。
[0073]接着，使二次转印有色调剂图像的连续片材5从中间转印带21和二次转印装置30的二次转印辊分离，并将其传送至定影装置40。定影装置40通过将二次转印之后的连续片材5引入位于旋转的加热旋转体41与加压旋转体42之间的咬合部且使连续片材5经过该咬合部并因而施加所需的定影处理(加热和加压)，而使未定影的色调剂图像定影至连续片材5。将定影结束之后的连续片材5卷绕在收容装置4的卷绕辊66周围。
[0074]通过上述操作，输出通过组合四种颜色的色调剂图像而形成有全色图像的连续片材5o
[0075](定影装置的构造)
[0076]图3是示出了根据第一示例性实施方式的定影装置的构造图。
[0077]定影装置40大体包括:作为加热单元(加热旋转体)的实施例的加热辊41，该加热辊使未定影的色调剂定影在通过加热而变形的连续片材5上；作为加压单元的实施例的加压辊42，该加压辊使连续片材5压靠加热辊41 ;作为环形带状传送构件的实施例的传送带43，该传送带紧密接触连续片材5的无图像表面并传送连续片材5 ;以及作为冷却单元的实施例的散热片44，该散热片布置在加热辊41的在连续片材5的传送方向上的下游，并通过传送带43而接触连续片材5的无图像表面以对连续片材5进行冷却。在该定影装置40中，将加热辊41通过传送带43接触(压接触)加压辊42所在的接触部用作定影处理部N (咬合部)，该咬合部执行预定的定影处理(加热和加压)，包括对连续片材5加热的加热处理。
[0078]如图3所示，加热辊41包括:由诸如铝、不锈钢或铁的金属形成为筒状的芯金属构件411 ;弹性层412，该弹性层由覆盖芯金属构件411的表面达预定厚度的诸如硅酮橡胶的耐热弹性体制成；以及覆盖弹性层412的表面并由四氟乙烯与全氟丙基乙烯基醚共聚物(PFA)等制成的释放层413。而且，加热辊41包括用作热源的单个卤素加热器414或多个卤素加热器414 (在该例示的实施例中为单个卤素加热器414)，其以预定温度(例如，在从约150°C到180°C的范围内)加热加热辊41的表面。此外，在加热辊41的表面上以接触的方式布置有温度传感器(未示出)，以根据需要检测并控制加热辊41的表面温度。加热辊41通过传送带43而随着加压辊42旋转。
[0079]加压辊42例如由由诸如铝、不锈钢或铁的金属制成的筒状或柱状辊形成。加压辊42可以被构造成使筒状或柱状辊的外周表面覆盖有由硅酮橡胶制成的弹性层(未示出)(如果需要)。加压辊42附接至定影装置40的框架(未示出)，并被驱动单元(未示出)沿箭头D的方向以预定速度可旋转地驱动。而且，加压辊42布置成能够沿加压辊42接触加热辊41所沿的方向移动，并且通过运动单元(未示出)从加热辊41分离。将加压辊42压靠加热辊41的按压力被设定为预定值。
[0080]传送带43以预定的张力(例如15kgf)绕加压辊42以及多个带支撑辊45和46延伸，加压辊42从传送带43的内周以期望的状态保持传送带43并可旋转地支撑传送带43。如图4所示，传送带43包括:由诸如聚亚胺树脂、聚酰胺树脂或聚酰胺酰亚胺树酯的合成树脂制成的基材层431 ;以及以固化状态覆盖基材层431的表面并由液态弹性聚合物(由信越化学工业株式会社制造的产品名为“SIFEL”)制成的弹性层432。可替代的是，形成弹性层432的材料可以是硅酮橡胶等。弹性层432比传送带43的基材层431具有对于连续片材5的更大的紧密接触力。弹性层432的紧密接触力由形成弹性层432的材料、弹性层432的表面形状等等确定。弹性层432的表面形成为镜面状态。加压辊42被构造为驱动传送带43的驱动辊，带支撑辊45被构造为使连续片材5从传送带43分离的分离辊，并且带支撑辊46被构造为向传送带43施加张力的张力施加辊。
[0081]更具体地，弹性层432的紧密接触力包含摩擦力(静摩擦力)和粘附力。摩擦力与作用在弹性层432的表面上的垂直载荷成比例。将通过用摩擦力除以垂直载荷得到的值限定为静止时的静摩擦系数。除了摩擦力之外，在连续片材5的背面与弹性层432的表面之间还作用有由范德瓦耳斯力等导致的粘附力。当在降低垂直载荷的同时在金属(铜)与合成树脂(硅酮)之间产生摩擦并且测量摩擦力与垂直载荷之间的关系时，即使垂直载荷变为零，摩擦力仍持续作用。这表明粘附力在静止以及摩擦期间起作用。通过该试验，连续片材5的背面紧密接触弹性层432的表面所用的紧密接触力包含摩擦力和粘附力，并且可以用如下表达式表示:
[0082]F = μ (Fa+Ln)
[0083]其中F是紧密接触力，μ是系数，Ln是垂直载荷。
[0084]如上所述，通过将粘附力Fa和摩擦力相加而得到该示例性实施方式中的紧密接触力。
[0085]如图3所示，散热片44在加热辊41的在连续片材5的运动方向下游，以与在加压辊42与带支撑辊45之间延伸的传送带43接触的状态布置在传送带43的背面(内表面)处。散热片44是通过传送带43对连续片材5进行冷却的冷却单元的实施例。散热片44布置成从与咬合部N的出口分开预定距离L的位置处延伸至在带支撑辊45附近的位置，并且布置成存在于传送带43的基本整个宽度上。为了提高传送带43的冷却效果，可以与散热片44 一起或者代替散热片44布置有对传送带43进行冷却的送风装置(包括送风风扇(未示出)等)。
[0086]在该示例性实施方式中，由于连续片材5如上所述具有通过加热而变形(收缩)的特性，因此通过以与传送带43紧密接触的状态传送经过加热辊41的连续片材5，紧密接触力对抗通过加热辊41进行加热而在连续片材5处产生的变形力。另外，定影装置40被期望地设定为使连续片材5相对于传送带43的紧密接触力大于在连续片材5处在沿着连续片材5的表面的方向(宽度方向)上产生的变形力。
[0087]依照如下在JIS K 7125确定的“确定塑料膜和薄板的摩擦系数”中相对于试验板0°剥离(分离)粘附力的测量方法来测量并评价连续片材5相对于传送带的紧密接触力。
[0088]如图5所示，制备测量装置50。在测量装置50中，通过向形成为具有50 μπι厚度的30X 30mm2形状的作为记录介质的聚苯乙稀(PS)膜5施加压力，使膜5与位于固定至平板(未示出)的传送带43的表面上的弹性层432紧密接触，所述压力等于加压辊42压靠定影装置40的加热辊41的按压力。测量装置50使得沿平行于膜5的表面的方向(0°剥离方向)的张力F穿过通过诸如用环氧树脂等结合的方法固定在膜5的表面上的片材状或平板状窄长联接夹具51。通过数字压力传感器52 (数字测力计)来测量用于使膜5从传送带43的表面的弹性层432剥离(分离)所需的力(紧密接触力)。将当膜5从传送带43的表面处的弹性层432剥离时数字压力传感器52的读取值(N)被视为紧密接触力(分离力)。将同一测量重复多次，并获得当膜5从传送带43的表面处的弹性层432剥离时的紧密接触力的平均值，而作为测量值。此时，传送带43的表面的温度变为40°C、60°C和80°C。作为传送带43的弹性层432，使用通过涂布和硬化商品名为“SIFEL” (2000系列)并且是由信越化学工业株式会社制造的液态弹性聚合物的产品而形成的层。
[0089]图6是示出了测量结果的曲线图。
[0090]如从该曲线图可以发现，当传送带43的表面温度为40°C时，膜5相对于传送带43的弹性层432的紧密接触力为约39 (N);当表面温度为60°C时，紧密接触力为约36 (N);并且当表面温度为80°C时，紧密接触力为约26 (N)。紧密接触力趋于随着温度的降低而变大。在传送带43的表面温度被冷却至接近低于40°C的室温的温度的状态下，认为膜5相对于传送带43的弹性层432的紧密接触力如图6中的虚线所示从约39 (N)快速增大。
[0091]在具有50 μπι厚度的聚苯乙烯膜(由日本希爱化成株式会社制造的EPS45TD)的情况下，通过加热而在膜5处产生的变形力(收缩应力)被报告为在85°C的热空气中最大值为4.8 (N/mm2)(日本希爱化成株式会社，功能膜的物理性质表)。在膜5处产生的变形力(收缩力)匕是当如图7所示膜5被加热并因而收缩时在膜5中产生的应力。对于此，作用在用于上述测量紧密接触力的具有50 μπι厚度的30X30mm2的聚苯乙烯膜5上的变形力(收缩力)匕是4.8 (N/mm 2) X 30mm X 0.05mm = 7.2N。变形力(收缩力)Fs沿平行于膜5的表面的方向作用。
[0092]发明人通过使用应力测量装置(由日本岛津公司制造，TMA-60)来测量通过加热(65°C至75°C)聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(而不是聚苯乙烯膜)而产生的最大收缩应力。因而，具有80 μπι厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的最大收缩应力为约2.6 (N/mm2)，具有40 μπι厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的最大收缩应力为约5.0 (N/mm2)，并且具有25 μπι厚度的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的最大收缩应力为约5.6 (N/mm2)。因而发现:通过加热聚对苯二甲酸乙二醇酯膜而产生的最大收缩应力是与聚苯乙烯膜基本相等的值。
[0093]因而，与为约26 (N)的上述值(是在80°C时膜5相对于传送带43的紧密接触力Fc)相比，测量温度为80°C和85°C，并因而有5°C的温度差。但是，参照图6所示的特性，膜5相对于传送带43的弹性层432的紧密接触力F。并没有因5°C的温度差而快速下降。已发现:用作紧密接触传送带43的弹性层432的连续片材的膜5的紧密接触力F。大于在膜5处产生的变形力Fs(F)Fs)。
[0094]因而，在定影装置40中，由于由膜形成的连续片材5在紧密接触传送带43的同时被传送，因此抵抗通过加热而在连续片材5处产生的变形力而在连续片材5上作用大于该变形力的紧密接触力。
[0095](图像形成设备的特征部(定影装置)的操作)
[0096]如果控制装置100接收到请求图像形成操作(打印)的指令信息，则在预定时刻致动定影装置40。
[0097]如果定影装置40接收到请求图像形成操作(打印)的指令信息，则向加热辊41的卤素加热器414供电，并且加热加热辊41以使加热辊41的表面温度变为预定温度。当加热辊41的表面温度达到预定温度时，加压辊42压接触加热辊41，并且加压辊42和传送带43开始被旋转驱动。
[0098]如图8所示，如果通过图像形成设备I的图像形成单元106在连续片材5上形成的色调剂图像到达定影装置40的咬合部N，则连续片材5上的未定影的色调剂图像接收来自加热辊41的热以及加压辊42的按压力，因而当色调剂图像经过咬合部N时未定影的色调剂图像被定影到连续片材5上。
[0099]此时，当连续片材5被引至影装置40的咬合部N时，无图像表面(背面)5a通过加压辊42的按压力而紧密接触缠绕在加压辊42周围的传送带43的弹性层432的表面。在连续片材5处于咬合部N时，在连续片材5上作用有通过加热而产生的收缩应力。但是，连续片材5通过加热辊41和加压辊42的压接触力而紧密接触传送带43的弹性层432，并被物理地限制。
[0100]在连续片材5经过咬合部N之后，连续片材5连同传送带43 —起以预定的带运动速度朝向连续片材5的传送方向上的下游侧运动。当连续片材5已经过咬合部N时，来自加热辊41的热停止。由于连续片材5具有比普通纸张明显小的50 μπι厚度，并且具有比普通纸张大的导热率。因此，连续片材5向空气和传送带43散热，连续片材5的温度快速降低。此时，如图7所示，甚至在连续片材5经过咬合部N之后，在连续片材5的无图像表面5a与传送带43的弹性层432的表面之间连续作用紧密接触力F。。
[0101]紧密接触传送带43的弹性层432的表面的连续片材5的紧密接触力F。如上所述是随温度而定的。但是，在连续片材5经过咬合部之后，连续片材5的温度快速下降。由于此，甚至在连续片材5经过咬合部N之后，在传送带43的弹性层432的表面上作用有在每30mmX 30mm单位面积约10至约30 (N)范围内的紧密接触力F。。紧密接触力Fc大于作为通过加热在连续片材5上相同的每单位面积作用的变形力(收缩力)的2N (大约计算值)。因而，甚至在连续片材5经过咬合部N之后，连续片材5保持与传送带43的弹性层432的表面紧密接触的状态，并且连续片材5被传送带43朝向连续片材5的传送方向上的下游侧传送，而不会从传送带43的弹性层432分离。
[0102]由于散热片44设在连续片材5的传送方向上的下游侧，因此传送带43和与传送带43紧密接触的连续片材5被散热片44强制冷却。连续片材5具有比诸如普通纸张的记录介质小的热容量；但是，甚至当色调剂图像定影在被连续传送的长连续片材5上时，通过设置散热片44使传送带43并不蓄热。
[0103]通过带支撑辊(分离辊)45使连续片材5从传送带43分离，并且色调剂的定影处理结束。
[0104]如上所述，通过根据该示例性实施方式的定影装置40，防止或减少了通过加热在连续片材5处产生的变形。
[0105](第二示例性实施方式)
[0106]图9示出了根据本发明第二示例性实施方式的定影装置。
[0107]如图9所示，根据本发明第二示例性实施方式的定影装置40包括:作为加热单元的实施例的加热带模块401 ;作为加压单元的实施例的加压辊42，该加压辊被布置成与加热带模块401接触及从其分离；以及作为传送构件的实施例的环形传送带43，该传送带紧密接触连续片材5的无图像表面5a并传送连续片材5。在加热带模块401与加压辊42之间形成有作为定影处理单元的实施例的咬合部N。咬合处理单元对保持未定影的色调剂图像的连续片材5加热和加压，因而将未定影的色调剂图像定影至连续片材5。
[0108]加热带模块401包括:形成为环形带的加热带47 ;加热辊41，该加热辊以固定状态布置成接触加热带47的内周表面并使加热带47压接触加压辊42 ;以及多个支撑辊48、49、47a和47b，这些支撑辊在以张力支撑加热带47的同时可旋转地支撑加热带47。在该示例性实施方式中，多个支撑辊48、49、47a和47b当中的支撑辊也用作作为对加热带47进行加热的加热单元的加热辊。
[0109]多个支撑辊48、49、47a和47b包括:外加热辊48，该外加热辊在以张力支撑加热带47的同时从外侧加热加热带47 ;内加热辊49，该内加热辊在以张力支撑加热带47的同时从内侧加热加热带47 ;第一从动辊47a，该第一从动辊布置成通过加热带47而接触外加热辊48 ；以及第二从动辊(预咬合辊)47b，该第二从动辊布置在加热辊41与内加热辊49之间并以期望状态保持加热带47。
[0110]如图10所示，加热带47由柔性环形带形成，并且例如包括:由聚酰亚胺形成的基材(基材构件)层471 ;由硅酮橡胶形成的弹性层472，该弹性层叠置在基材层471的表面(外周表面侧)上；以及由四氟乙烯与全氟丙基乙烯基醚共聚物(PFA)制成的释放层473，该释放层覆盖弹性层472的表面。对于加热带47的构造，可以根据向定影装置40请求的条件(诸如使用目的、使用条件等)来适当地选择材料、厚度、硬度等。在该示例性实施方式中，在基材层471的表面上设置有弹性层472以改善彩色图像的图像质量。由于层叠有由粉末制成的各颜色的色调剂的连续片材5经过作为压接触区(在该压接触区处，在加热带模块401与加压辊42之间提供压接触)的咬合部N，因此加热带47的弹性层472会随着连续片材5上的色调剂图像而变形，因而可以向全部色调剂图像供应热。
[0111]而且，外加热辊48例如包括由铝、不锈钢或铁形成的柱形芯金属构件481。在外加热辊48的表面上形成有由诸如硅酮橡胶的耐热弹性体形成的弹性层482以及由碳氟树脂制成的释放层483。布置有单个卤素加热器484或多个卤素加热器484，作为布置在外加热辊48中的加热源。卤素加热器484将外加热辊48的表面加热到预定温度(例如190°C )。而且，在外加热辊48的轴向上的两端部处布置有向内按压加热带47的弹簧构件(未示出)。所述弹簧构件将加热带47的整体张力设定为例如15kgf。
[0112]而且，内加热辊49例如包括由铝、不锈钢或铁形成的柱形芯金属构件491。在内加热辊49的表面上形成有由诸如硅酮橡胶的耐热弹性体形成的弹性层492以及由碳氟树脂制成的释放层493。布置有单个卤素加热器494或多个卤素加热器494，作为布置在内加热辊49中的加热源。卤素加热器494将内加热辊49的表面加热到预定温度(例如190°C )。而且，在内加热棍49处设置有作为迂曲运动控制单元的迂曲运动控制装置(未示出)。迂曲运动控制装置控制加热带47的迂曲运动。迂曲运动控制装置包括检测器(端部传感器，未示出)，该检测器检测加热带47的宽度方向上的端部的位置。通过根据由所述检测器检测的加热带47的端部位置的信息使内加热辊49的在轴向上的第一端部沿着与轴向交叉的方向运动，而控制加热带47的迂曲运动。
[0113]在该示例性实施方式中，加热辊41、外加热辊48和内加热辊49对加热带47进行加热；但是并不限于此。可以期望地设定对加热带47进行加热的加热辊的数量。
[0114]如上所述，加热带47是形成为环形带形状并具有比辊状加热构件小的热容量的构件。在加热带47经过加热辊41、外加热辊48和内加热辊49的同时，加热带47的表面温度被加热到预定温度。因而，在连续片材5的传送速度较高的高速装置中，在加热带47转了一周的同时，加热带47的温度可以恢复至定影温度。而且，加热辊41、外加热辊48和内加热辊49均布置成以大面积(大卷绕角度)接触加热带47。加热带47的内周表面和外周表面被有效地加热。
[0115](第三示例性实施方式)
[0116]图11示出了根据本发明第三示例性实施方式的定影装置。
[0117]如图11所示，根据本发明第三示例性实施方式的定影装置40使用非接触型加热源410，而非其中加热单元由加热辊或加热带形成的接触型。加热源410通过用诸如激光或闪光的光线IR照射而进行加热。
[0118]而且，定影装置40包括位于加热源410的在连续片材5的传送方向上的上游侧的辅助加压辊420。辅助加压辊420压接触加压辊42，以使连续片材5紧密接触传送带43。
[0119]在第三示例性实施方式中，如果连续片材5是透明膜，则可以选择性地加热连续片材5上的色调剂图像。因而，可以防止连续片材5的温度升高，可以限制因连续片材5和传送带43的温度升高导致的紧密接触力F。的减少。
[0120](第四示例性实施方式)
[0121]图12示出了根据本发明第四示例性实施方式的定影装置。
[0122]如图12所示，在根据第四示例性实施方式的定影装置40中，在加压辊42的下方在连续片材5的传送方向上的上游侧布置有辅助传送辊601。辅助传送辊601使连续片材5压接触加压辊42。因而，不需要辅助加压辊，并且简化了定影装置40的构造。
[0123](第五示例性实施方式)
[0124]图13示出了根据本发明第五示例性实施方式的定影装置。
[0125]如图13所示，根据第五示例性实施方式的定影装置40使用柱形传送辊430作为传送构件，而并非环形带。传送辊430包括:由诸如铝、不锈钢或铁的金属形成为柱形形状的芯金属构件433 ;以及以预定厚度覆盖芯金属构件433的表面的弹性层432。作为传送辊430的弹性层432，使用通过涂布和硬化商品名为“SIFEL” (2000系列)并且是由信越化学工业株式会社制造的液态弹性聚合物的产品而形成的层。
[0126]卷绕连续片材5以使其返回至传送辊430。由于传送辊430具有比传送带大的热容量并且传送辊430接触加热辊41，因此设置诸如冷却风扇的具有高冷却效果的空冷单元440，该空冷单元用于强制冷却传送辊430。
[0127]在该示例性实施方式中，传送构件由传送辊430构成并因而使定影装置40紧凑。
[0128]为了图示和描述的目的已经提供了本发明的示例性实施方式的上述描述。并不是为了穷尽本发明或将本发明限制于所公开的精确形式。显然，许多修改和改变对本领域技术人员来说都是显而易见的。选择并描述这些实施方式是为了更好地说明本发明的原理及其实际应用，由此使得本领域技术人员能够理解用于各种实施方式的本发明及各种修改适合于所设想的具体应用。本发明的范围旨在由所附的权利要求及其等同物来限定。
【主权项】
1.一种定影装置，该定影装置包括: 加热单元，所述加热单元对通过加热而变形的记录介质上的未定影图像进行加热，并因而使所述未定影图像定影；以及 传送构件，所述传送构件紧密接触所述记录介质的无图像表面，并且在对抗通过所述加热单元的加热在所述记录介质处产生的变形力而在所述记录介质上作用紧密接触力的同时，传送所述记录介质， 其中，所述记录介质相对于所述传送构件的所述紧密接触力大于在所述记录介质处产生的所述变形力。2.一种定影装置，该定影装置包括: 加热单元，所述加热单元对通过加热而变形的记录介质上的未定影图像进行加热，并因而使所述未定影图像定影； 传送构件，所述传送构件在紧密接触所述记录介质的无图像表面的同时传送所述记录介质；以及 冷却单元，所述冷却单元布置在所述传送构件的内周侧，并隔着所述传送构件对被所述加热单元加热的所述记录介质的所述无图像表面进行冷却。3.根据权利要求1或2所述的定影装置，该定影装置进一步包括朝向所述传送构件按压所述记录介质的加压单元， 其中，所述加压单元在所述记录介质的传送方向上布置在与所述加热单元的位置相同的位置处或者布置在所述加热单元的上游。4.根据权利要求1至3中任一项所述的定影装置，该定影装置进一步包括冷却单元，所述冷却单元在所述记录介质的传送方向上布置在所述加热单元的下游，并通过所述传送构件对所述记录介质进行冷却， 其中，所述传送构件连续地使紧密接触力进行作用，直到所述记录介质至少到达所述冷却单元。5.根据权利要求1至3中任一项所述的定影装置，该定影装置进一步包括冷却单元，所述冷却单元在所述记录介质的传送方向上布置在所述加热单元的下游，并隔着所述传送构件对所述记录介质进行冷却， 其中，所述传送构件连续地使紧密接触力进行作用，直到所述记录介质被冷却到所述记录介质不会变形的温度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的定影装置，其中，所述传送构件在接触所述记录介质的表面处具有基材和弹性层，所述弹性层具有比所述基材的紧密接触力大的紧密接触力。7.根据权利要求1至6中任一项所述的定影装置，其中，所述紧密接触力包括静摩擦力和粘附力。8.根据权利要求1至7中任一项所述的定影装置， 其中，所述传送构件具有接触所述记录介质的表面，该表面由绝缘材料制成，并且 其中，所述定影装置进一步包括静电吸附力施加单元，该静电吸附力施加单元使静电吸附力作用在所述记录介质与所述传送构件之间。9.一种图像形成设备，该图像形成设备包括:图像形成单元，该图像形成单元在通过加热而变形的记录介质上形成图像；以及定影单元，该定影单元将由所述图像形成单元形成的未定影图像定影到所述记录介质 上，其中，使用根据权利要求1所述的定影装置作为所述定影单元。
【文档编号】G03G15/20GK105824218SQ201510642150
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2015年9月30日
【发明人】横山优树, 新井和彦, 沼尾和则, 栗田笃实, 东村昌代, 森惠太郎
【申请人】富士施乐株式会社