专利名称：定影装置及包含所述定影装置的成像装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种成像装置，例如复印机、传真机及打印机，以及应用于该成像装置上的定影装置。
背景技术：
目前，具有诸多装置用作将未定影调色剂图像形成于记录材料上的定影装置。其中一种公知的装置是一种带压紧定影装置，它将环带摩擦焊接于可转动的具有弹性可变形表面的加热辊上，从而形成一夹印部，附着有未定影调色剂图像的记录材料通过这一夹印部，从而将调色剂图像定影于记录材料上。
例如，日本专利3298354中所公开的定影装置包括压板，它以非转动状态被设置于环带的内表面之上，并提供了一夹印部，它可通过使环带产生弹性变形而令记录材料穿过加热辊，同时令位于加热辊表面输出端的记录材料产生局部弹性变形。在这种定影装置中，位于加热辊表面的夹印部的输出端的记录材料可以产生局部的弹性变形，从而不需要再提供分离装置，例如分离爪或类似物，就可以在夹印部的输出端将记录材料从加热辊上分离。它利用了这样一种事实，即，位于熔融的调色剂与加热辊之间的介面的粘结力并不是仅仅由这两个表面的化学材料的物理性质所简单地确定，很大程度上它受到加热辊表面变形的影响。需要特别指出的一种现象是，当从熔融的调色剂与已经产生表面变形的加热辊接触的状态转变为加热辊的这种表面变形迅速消失的状态时，熔融的调色剂与加热辊表面之间的粘结力将会降低。
在这种定影装置中，加热辊表面的夹印部的输出端的记录材料发生了局部弹性变形，调色剂在夹印部的输出端附近被定影于记录材料上，被迫发生变形，当夹印部输出端的变形迅速消失时，由于调色剂与加热辊表面之间的粘结力急剧下降，记录材料从加热辊上分离。另外，由于压板是非转动状态，而且环带是摩擦焊接于加热辊上，因此，与用于转动状态的压力辊相比，该定影装置的热耗是很小的且具有显著优势。
然而，上述公开的带式压紧定影装置的不完善之处是，位于加热辊表面的夹印部输出端的记录材料会发生局部弹性变形，记录材料上受这种局部弹性变形影响的部分的前后表面就会发生速度的差异，从而导致图像定位不准的现象更加频繁的发生。另外，由于使用较硬的压板向加热辊施加压力从而形成在加热辊的表面生成的局部小曲面的压印形态，那么施加在记录材料上的负载，特别是纸张的损坏及发生卷边起皱的次数，这些情况都会变得更加严重。
另外，在利用了加热辊的定影装置中，使用大表面曲率的加热辊可以提高分离性能，但是这种情况带来的缺点是定影装置的尺寸加大。使用小表面曲率的加热辊的结构紧凑，但会增加图像定位不准确、纸张损坏及大范围卷边起皱的可能性。
与本发明相关的一些技术还公开于日本专利公报02-309376，2005-077786，2005-115256和2005-208321。
发明内容
如前所述，本发明的目的就是提供一种定影装置以及包括该定影装置的成像装置，它可以在不加大定影设备的情况下达到良好的记录材料分离性能，它不会在记录材料上形成较大负载，可以避免图像定位不准确，从而可用这种低热耗、带式压紧定影装置生成高质量的图像。
作为本发明的一个方面，定影装置包括带有弹性部分和加热源的加热单元；包括用于转送记录材料的可旋转环部件和将环部件压抵至加热单元的弹性部分的加压部件的加压单元。携带未定影调色剂图像的记录材料从形成于加热单元的弹性部分与加压单元的环部件之间的夹印部(nip portion)通过，从而将未定影调色剂图像定影到记录材料上。加压装置的加压部件包括一个具有平面的弹性部件，一个将弹性部件向记录材料的一侧进行偏压的偏压部件。偏压部件执行偏压时，弹性部件的变形量在夹印部的区域内接近饱和值(最大程度的变形)。
作为本发明的另一个方面，成像装置包括图像载体；用于在图像载体上形成静电潜像的静电潜像形成装置；用于在图像载体上的静电潜像上形成带有各种不同颜色的调色剂图像的多个显影装置；用于将形成于图像载体上的调色剂图像转印至中间转印部件的中间转印装置；用于将中间转印部件上的调色剂图像转印至记录材料的转印装置；和用于定影被转印到记录材料上的调色剂的定影装置。该定影装置包括带有弹性部分和加热源的加热单元；包括用于转印记录材料的可旋转环部件和将环部件压靠于加热单元的弹性部分的加压部件的加压单元。通过将携带未定影调色剂图像的记录材料从形成于加热单元的弹性部分与加压单元的环部件之间的夹印部通过，从而将未定影调色剂图像定影到记录材料上。加压单元的加压部件包括一个具有平面的弹性部件，一个将弹性部件向记录材料的一侧进行偏压的偏压部件。偏压部件执行偏压时，弹性部件的变形量在夹印部的区域内接近饱和区域(最大程度的变形)。
接下来参照附图进行详细的描述，本发明的上述或其他的目的、特征以及优势将会变得更加明显。
图1是本发明实施例中成像装置的结构简化图；图2是用于上述成像装置的定影装置的结构简化图；图3是显示加压弹性部件橡胶的物理属性值的图表；图4是显示各种弹性部件变形量、压力、加载方向上的变形率、加载方向上的变形率的变化速度(与初始变形量相比)的表格；图5是显示加热定影辊的压力分布的测量结果的图表；图6是显示初期及随后的图像质量、定影性能及由加压弹性部件中橡胶的永久变形的变化而形成的分离性能的表格；图7是显示加热定影辊的夹印部的形状以及从输出部分突出的纸张方向的图表；图8是显示与分离性能有关的测试结果的表格；图9是显示与分离性能有关的加热辊的规格的表格；图10是定影装置另一实施例的结构简化图，它仍用于本成像装置。
具体实施例方式
下面参考附图，详细描述本发明的成像装置的实施例。
图1示出本实施例中成像装置的结构简化图。这一成像装置包括一鼓形光导部件1作为图像载体，它以箭头A所示的方向转动。围绕光导部件1，成像装置包括电晕管充电装置2，它负责给光导部件1的表面充电；激光输出部件ROS3(激光输出端)，它射出根据图像信息调制好的光线R并将其照射至光导部件1的带电表面上，从而在光导部件1上形成静电激光图像；显影装置4，它用调色剂令光导部件1上的静电潜像显影以在光导部件1上形成调色剂图像；转印装置5，它将光导部件1上的调色剂图像转印至作为记录材料的纸张P上；清扫器8，它负责清扫光导部件1的表面；和中和装置9，它用来移除光导部件1表面上残余的电荷。成像装置还包括将转印至纸张P上的调色剂图像定影的定影装置6和装有纸张P的储纸盒7。
接下来介绍上述成像装置的成像步骤。
首先，利用读图部件(图中未示出)从原稿中读入原始的图像信号，或者由外部的计算机或其他设备(图中未示出)生成的原始图像信号，被输入至图像处理部件(图中未示出)，并执行相应的图像处理。由此生成的输入图像信号被输入至激光输出部件ROS3(图中未示出)，并调制激光R。由输入图像信号调制后的激光R在光导部件1的表面形成光栅，该表面已被电晕充电装置2均匀充电。当激光R在光导部件1的表面形成光栅时，与输入图像信号对应的静电潜像就形成于光导部件1上。形成于光导部件1上的静电潜像被显像装置4使用调色剂进行显像，从而在光导部件1上形成调色剂图像。形成于光导部件1上的调色剂图像跟随光导部件1沿箭头A方向的转动朝向转印装置5被传送，所述转印装置面向光导部件1被安置。
同时，位于储纸盒7内的纸张P被输送至位于光导部件1和转印装置5之间的夹印部，位于光导部件1上的调色剂图像通过转印装置5被转印至纸张P上。被转印于纸张P上的调色剂图像被定影装置6输送并定影成预期的图像。将调色剂图像转印至纸张P上后，附着于光导部件1表面上的残留调色剂以及其他沉积物被清扫器8清除干净，另外，光导部件1表面上的残留电荷被中和装置9移除，一个完整的成像步骤结束。
接下来将详细描述本实施例中的定影装置6。
图2显示了应用于上述实施例中的成像装置上的定影装置6的结构简化图。定影装置6包括作为加热装置的加热定影辊10；和加压装置20，它包括环部件23，该环部件23在施加压力的同时沿图示箭头方向进行输送，这样在表面上载有未定影调色剂31的记录材料32与加热定影辊10进行接触。加热定影辊10具有一个表面覆盖层12，作为弹性部件的弹性层13，心轴14以及热源16，它可以由图中未示出的驱动装置驱动而发生转动。PFA层或者类似物可以作为加热定影辊10的表面覆盖层12，以便未定影的调色剂31不再倾向粘着于加热定影辊10。另外，硅橡胶或氟橡胶通常用作弹性层13的材料。当使用硅橡胶时，氟橡胶层可以用作涂层以便提高耐溶胀性。
加压装置20包括压力部件，它由用来传送记录材料的从动环部件23构成；还包括用作弹性部件的加压弹性部件21；用来支撑加压弹性部件21的支撑部件22；和作为偏压装置的压力汽缸26，用于对由支撑部件22支撑的加压弹性部件21进行朝向记录材料32方向的压力偏压；低摩擦系数的摩擦部件25，用来降低环部件23和加压弹性部件21之间的摩擦；和导轨24，它可以控制环部件23的传送路线。另外，加压装置20还包括润滑油供应部件27，用于提供可以进一步减小环部件23和加压弹性部件21之间摩擦的润滑油。通常而言，所使用的润滑油既可以是有机硅油也可以是有机氟油。环部件23由PFA和聚酰亚胺制成。加压弹性部件21的在加压方向上的表面采用了一个水平的压板和由硅橡胶或氟橡胶制成的橡胶层。
在类似的定影装置6中，带有未定影调色剂图像31的记录材料32穿过形成于加热定影辊10与加压装置20的环部件23之间的加压部位，从而在记录材料32上形成定影图像33。在此，预先切好的纸张或诸如此类的纸张均可以作为记录材料32。
接下来，将详细介绍加压部件的加压弹性部件21。
图3所示的图表显示了沿作为加压弹性部件21的加压板的加载方向改变橡胶的硬度和厚度的结果，和相对于压力值沿加载方向的橡胶变形量的测量结果。在图3中，曲线60所示为硬度为8Hs(JIS-A)，厚度为2mm的橡胶在加载方向上的变形曲线，曲线61所示为硬度为20Hs(JIS-A)，厚度为4mm的橡胶在加载方向上的变形曲线，曲线62所示为硬度为30Hs(JIS-A)，厚度为4mm的橡胶在加载方向上的变形曲线。
在曲线60中，点81代表在压力值0.010Kgf/mm2附近的变形量，点82代表在压力值0.020Kgf/mm2附近的变形量，点83代表在压力值0.030Kgf/mm2附近的变形量，点84代表在压力值0.040Kgf/mm2附近的变形量，点85代表在压力值0.050Kgf/mm2附近的变形量，点86代表在压力值0.060Kgf/mm2附近的变形量，和点87代表在压力值0.070Kgf/mm2附近的变形量。由曲线60可以清晰地得知变形量逐渐趋于点81至点87的数值所示的饱和值。
在曲线61中，点88代表在压力值0.020Kgf/mm2附近的变形量，点89代表在压力值0.040Kgf/mm2附近的变形量，点90代表在压力值0.050Kgf/mm2附近的变形量，点91代表在压力值0.060Kgf/mm2附近的变形量，和点92代表在压力值0.070Kgf/mm2附近的变形量。曲线61显示了在低压区域(0-0.030Kgf/mm2)的压力值与变形量之间的线性关系以及在高压区域(0.070Kgf/mm2或者更高)变形量趋向饱和的趋势。
在曲线62中，点93代表在压力值0.040Kgf/mm2附近的变形量，和点94代表在压力值0.070Kgf/mm2附近的变形量。从曲线62中可以清晰的得知，与曲线60及61不同，压力与变形量之间一直保持线性关系至高压区域。
图4集中显示了图3中的各弹性部件21的变形量(％)、压力值(Kgf/mm2)、加载方向上的变形量(％/(Kgf/mm2))以及在低压区域(相对初始变形量)中加载方向的变形率的改变速率(％)。而且，在曲线60中，初始变形量由压力值在0.010Kgf/mm2附近的点81给出。另外，在曲线61中，初始变形量由压力值在0.020Kgf/mm2附近的点88给出。另外，在曲线62中，初始变形量由压力值在0.040Kgf/mm2附近的点93给出。尽管给出的参考压力值并不相同，由于曲线61及62在低压区域的变形率从这一参考点开始即成线性关系，因此，改变速率可以认为包含了与参考压力值范围0-0.010Kgf/mm2相同的数值。
图5显示了向图2所示的定影装置6中的加热定影辊10施加40Kgf的负载，令它与不同的加压弹性部件21进行接触，并对夹压区域内的压力分布进行测量而得的结果。由Showa Electric Wire and Cable公司制造的加热定影辊10，其外径为27mm，厚度为1.0mm的弹性橡胶层，硬度为8Hs(JIS-A)的弹性橡胶层，持久变形量为4％的弹性层。
在图5中，曲线63所示为夹压区域内的压力分布，加压弹性部件21采用了Showa Electric Wire and Cable公司的橡胶板，其硬度为8Hs(JIS-A)，橡胶持久变形量为4％，加载方向上的橡胶厚度为2mm，传送方向上的橡胶宽度为4mm，轴向的橡胶长度为230mm。曲线64所示为夹压区域内的压力分布，加压弹性部件21采用了Showa Electric Wire and Cable公司的橡胶板，其硬度为20Hs(JIS-A)，橡胶持久变形量为4％，加载方向上的橡胶厚度为4mm，传送方向上的橡胶宽度为6mm，轴向的橡胶长度为230mm。曲线65所示为夹压区域内的压力分布，加压弹性部件21采用了Showa Electric Wireand Cable公司的橡胶板，其硬度为30Hs(JIS-A)，橡胶持久变形量为4％，加载方向上的橡胶厚度为4mm，传送方向上的橡胶宽度为7.5mm，轴向的橡胶长度为230mm。夹压宽度在7-8mm范围内可以调整成与传送方向的橡胶宽度一致。
将夹压区域的宽度调节到7mm至8mm之间的原因是完全将调色剂定影到纸张上所需的时间内所需要的夹压区域就是7mm到8mm。夹压区域的宽度与成像装置的打印速度成正比，并可以根据打印速度的需要进行调节。从图5中可以清楚的得知曲线63中加压侧的压力最大值以及压力梯度要大于曲线65中的相应值。
另外，当加热定影辊10的弹性层13中的橡胶持久变形量较大时，加热定影辊10的表面形状就会发生局部改变，从而成为图像质量下降的诱因，例如图像的亮度不均匀。试验表明，当加热定影辊10的弹性层13中橡胶的持久变形量为5％或者更大时，图像亮度不均匀的程度是显著的，因此，最好将橡胶的持久变形量保持为不高于4％。另外，当加压弹性部件21的橡胶持久变形量较大时，夹压区域的形状将会随使用时间变长而发生变形，从而造成定影及分离性能变得不够稳定。图6显示了通过改变加压弹性部件21的橡胶持久变形量而得出的针对初始图像及随后的图像、定影性能和分离性能的研究结果。
如图6所示，当加压弹性部件21的橡胶持久变形量已经达到了5％或者更大，经过100个小时或更长时间的空运转热运行后，我们可以确信图像质量、定影效果及分离性能将会下降。由此可以清楚的得知，加压弹性部件21的橡胶持久变形量最好不要超过4％。
基于图4所示橡胶性能的测试结果，图7表示了在测量的压力分布状态下，加热定影辊10的弹性层13的变形的计算结果。进一步来说，尽管这些计算结果并没有考虑橡胶在传送方向上及轴向上的变形量，但是对于对比分析来说，它们可以被认为是合适的计算结果。
在图7中，曲线69表示当加热定影辊10的弹性层13形成与曲率对准的夹压区域的表面形状。曲线66表示橡胶硬度为8Hs(JIS-A)，加载方向的橡胶厚度为2mm的加压弹性部件21被压紧并发生变形后，加热定影辊10的弹性层13的表面形状。曲线67表示橡胶硬度为20Hs(JIS-A)，加载方向的橡胶厚度为4mm的加压弹性部件21被压紧并发生变形后，加热定影辊10的弹性层13的表面形状。曲线68表示橡胶硬度为30Hs(JIS-A)，加载方向的橡胶厚度为4mm的加压弹性部件21被压紧并发生变形后，加热定影辊10的弹性层13的表面形状。
在图7中，曲线66所示的橡胶硬度为8Hs(JIS-A)，加载方向的橡胶厚度为2mm的夹压区域的中心部位正处于图表的峰值，夹压区域的端部处于图表的最小值。也就是说，在这三条曲线中，橡胶硬度为8Hs(JIS-A)，加载方向的橡胶厚度为2mm的曲线66拥有最大的曲率，换句话说，夹压区域的曲率变小了。
另外，在图7中，直线70是一条模拟记录材料32方向的直线，该记录材料从曲线66所示的夹压形状排出；直线71是一条模拟记录材料32方向的直线，该记录材料从曲线67所示的夹压形状排出；直线72是一条模拟记录材料32方向的直线，该记录材料从曲线68所示的夹压形状排出。如图7所示，由于曲线66的曲率比曲线68的大，直线70相对于夹压区域输出端(曲线69与直线70-72的交叉点)后的加热定影辊10的表面之间的间隙比直线72(相当于图中的箭头)要大。由于直线70模拟纸张的夹压后输出方向，从夹压区域输出端排出的记录材料部分的朝向越尽可能远离加热定影辊10的方向，根据记录材料32的弹性力，记录材料32的前表面与加热定影辊10之间的分离力也会相应增大。也就是说，当离开夹压输出端后的加热定影辊10的表面与记录材料32的表面之间的间隙越大，记录材料32越容易分离。
图8示出在研究图1所示定影装置分离性能的试验结果。进行这个试验时，在与上述图5相同的条件下，将夹压区域的宽度固定在了7-8mm，而仅仅改变加压弹性部件21的构成。另外，使用的记录材料32就是普通的克重为55g/cm2的可附着全彩色图像的预切纸张。
这些结果证实在定影设备6中采用橡胶硬度为8Hs(JIS-A)，加载方向的橡胶厚度为2mm的加压弹性部件21时，其分离性能将会提高。而采用其他两种类型的加压弹性部件并不能取得合适的分离性能。可以确定的是，当加压弹性部件21采用了硬度为8Hs(JIS-A)、加载方向厚度为2mm的橡胶时，加热定影辊10的弹性层13的变形是最优的，而且分离性能也会提高，如上图7中的各种直线(模拟纸张朝向的直线)所示。
进一步，如上所述，关于加压弹性部件21的传送方向的橡胶宽度，通过采用传送方向的橡胶宽度小于最大的夹压宽度的加压弹性部件21，可以提高分离性能。这里，最大夹压宽度就是由很大的平板形成的夹压宽度，也是结构(设定橡胶硬度、厚度以及负载后)的最大夹压宽度。也就是说，它是当加压弹性部件21在传送方向上的宽度无限大时形成的夹压宽度。采用的加压弹性部件21小于最大夹压宽度时，可以令加压弹性部件21在传送方向的末端咬入加热定影辊10的弹性层13中，从而可以提高分离性能。
而且，基于图8详细的测试，可以得知，当采用加压弹性部件21的橡胶硬度为8Hs，加载方向的厚度为2mm时，夹压区域为5mm，大约为整个夹压区域的63％，该夹压区域是在不低于某一压力值(大约为0.025Kgf/mm2)下形成的，上述压力值下橡胶变形率的改变速率(参照图4)不高于-30％(1500-＞1050％/(kgf/mm2))。加热定影辊10的弹性层13的变形曲率是相当大的，只有当这个区域为50％或者更大时，才可以有效的提高分离性能。通过比较可得知，当采用橡胶硬度为20Hs，加载方向的橡胶厚度为4mm的加压弹性部件21时，夹压区域为1mm，大约为整个夹压区域的13％，该夹压区域是在不低于某一压力值(大约为0.042Kgf/mm2)下形成的，上述压力值下橡胶变形率的改变速率(参照图4)不高于-30％(650-＞455％/(kgf/mm2))。
另外还可以得知，当加压弹性部件21的橡胶硬度为30Hs、加载方向的橡胶厚度为4mm时，并不存在形成在不低于某一压力值范围内的夹压区域，这一压力值下可以保证橡胶变形率的变化率(参照图4)不高于-30％。因此，当加压弹性部件21的橡胶硬度为30Hs、厚度为4mm时，加热定影辊10的弹性层13发生的变形曲率是非常小的，以致不可能获得合适的分离性能。
此外，如图5所示的加热定影辊10的夹压区域的压力分布图所示，可以很清晰的看出曲线63相对曲线64和65而言拥有一个较尖的斜率分布。在图5所示的压力分布曲线63的中心区域，橡胶变形量已接近饱和值(变形区域的极限)，从而大大减小了橡胶弹性部分，导致其硬度增加，并且使加热定影辊10的弹性层13在这个区域内发生局部变形，从而可以优化从夹压输出部分伸出的纸张的方向。
而且，基于紧接夹压输出端之后的加热定影辊10的表面与纸张表面之间的间隙越大，纸张越容易分离的情况，可以得知加热定影辊10的外径是决定上述间隙的另一个参数。因此，发明者进行了一个试验，通过如下所述方式改变加热定影辊10的各方面的属性来研究其分离性能。其结果如图9所示。
根据图9所示的试验结果，可以确信，当加热定影辊10的外径大于27mm时，其分离性能将会下降。因此，可以预期加热定影辊10的外径部大于27mm。另外，还可得知加热定影辊10的弹性层13的厚度也是决定加热定影辊10的表面与纸张表面之间的间隙的参数之一。
试验显示，当橡胶的厚度小于0.8mm时，分离性能将会下降。这是因为随着加热定影辊10的弹性层13的厚度逐渐变薄，其变形量也将相应减小，从而不可能起到优化由夹压输出端伸出的纸张方向的作用。因此，最理想的情况就是加热定影辊10的弹性层13的厚度不得低于0.8mm。另外还可以得知，加热定影辊10的弹性层13的橡胶硬度也是决定间隙的参数之一。
试验显示，当橡胶的硬度大于8Hs(JIS-A)时，其分离性能降低。这是因为当加热定影辊10的弹性层13的硬度增加时其变形量也会降低，从而也不可能起到优化由夹压输出端伸出的纸张方向的作用。因此，理想的情况是加热定影辊10的弹性层13的橡胶硬度不得高于8Hs(JIS-A)。
接下来，将详细讲述上述成像装置所采用的另外一种定影装置。
图10展示了这种定影装置简要构成图。在这种定影装置中，加热装置采用了环加热部件15而不是加热定影辊10，定影装置包括作为弹性部分的加压弹性部件18，支撑加压弹性部件18的加压支撑部件19，热源16，可以同时对环加热部件15进行加热和加压的加热辊17，和在转动的同时向无内部热源的环加热部件15施加压力的从动辊72。理想的情况是加压弹性部件18包含一个低摩擦层用来降低环加热部件15的表面摩擦。进一步，当热量不充足时，还有一种可以从外部加热环加热部件15的方法，即将其与加热辊71和73进行接触。加热辊17是驱动环加热部件15的驱动源，这种驱动源也可以设置在从动辊72中。而且，加压装置的结构与图2所示的定影装置的结构相同，这里不再涉及。在这种定影装置中，向弹性部件18施压的加热装置通过环部件形成了调整表面曲率的夹压部分，这依靠于将加压装置20的表面推入平坦的加压弹性部件21。夹压部分内的区域通过施加偏压使其硬化，从而加压弹性部件21的变形量接近至饱和值(最大变形量)，从而引起变形使沿表面曲率形成的夹压区域内的曲率增加。
而且，这种定影装置与图2中采用加热辊10的定影装置相比，具备更大的优势。原因在于，采用环加热部件15后，在缩小设备整体尺寸影响的同时，令调整夹压宽度以及夹压输出部分的变形形状成为可能。而且，加压装置20的加压弹性部件21的宽度必须小于或等于加热装置的加压弹性部件18的宽度。
进一步，上述图1中的成像设备可以形成单色图像，但上述定影装置可以通过层叠各种各样色彩的调色剂而在成像装置中形成真彩图像。为了定影大量的层叠了很多颜色的调色剂，对记录材料而言，它要求在定影时在夹压区域内施加充足的热量和压力，并适当的溶融和混合调色剂的各种色彩。为此，夹压区域内溶融的调色剂与加热定影辊的表面之间的粘着力是相当大的，相比单色成像装置而言，其分离就更加困难。当在类似的彩色成像装置中采用上述定影装置时，其提高分离性能的效果是非常明显的。
在本实施例所涉及的成像装置中，当夹压区域内加压装置20的加压弹性部件21的变形量接近饱和区域(变形区域的极限)时，橡胶的弹性部分大大减少，其硬度逐渐变大。加压弹性部件21的硬化导致了夹压区域的曲率变大，该曲率沿加热定影辊10的弹性层13的表面曲率而形成。随之而来的是，设备的尺寸不会增加，而记录材料的损坏程度也有所缓和，由于夹压区域的局部弹性变形而导致的图像错位也被避免。另外，增加弹性层13的夹压区域的曲率可以通过优化夹压输出端伸出的记录材料的方向而提高分离性能。
进一步，加压装置20的加压弹性部件21的记录材料传送方向的宽度可以小于或等于夹压宽度，此宽度是使用较大的平板将加压弹性部件21压在加热定影辊10的弹性层13时形成的。接下来，加压弹性部件21传送方向上的末端咬入加热定影辊10的弹性层13中，从而可以提高其分离性能。
进一步，在不低于某一压力值下形成的夹压区域应当不低于整个夹压区域的50％，在上述压力值下，相对加压装置20的加压弹性部件21在低压区(0～0.010kgf/mm2)沿加载方向的变形率(变形/压力的量)而言，此变化速度不会高于-30％。类似的规定可以优化加热定影辊10的弹性层13的变形形状的曲率，令它显著增大，并有效地提高分离性能。
进一步，加压装置20的加压弹性部件21的橡胶硬度设置成不高于8Hs(JIS-A)，加载方向的橡胶厚度设置成不大于2mm。因此，优化加压弹性部件21的橡胶的硬度以及在加载方向的厚度可以令加压弹性部件21的变形量很容易地接近饱和值(变形值的极限)，而不需要增加太大压力。
进一步，加压装置20的加压弹性部件21的持久变形设置成不高于4％。当加压弹性部件21的橡胶的持久变形很大时，夹压区域形状的变化就会随时间而发生，导致定影性能及分离性能变得不稳定。可以确信的是，当橡胶的持久变形等于或高于5％时，分离性能会随着时间而逐渐下降。
进一步，当加热装置使用了在弹性层13的内部带有热源16的可转动加热定影辊10时，上述定影装置就可以用较低成本实现。
进一步，加热定影辊10的外径可设置成不高于27mm，弹性层13的橡胶硬度设置成不高于8Hs(JIS-A)，橡胶厚度设置成不低于0.8mm。可以肯定的是，当外径大于27mm时，如同曲率一样，分离性能将会降低。同样可以确定的是，随弹性层13的硬度增加，变形量将会下降，使得当硬度大于8Hs(JIS-A)时不能优化从夹压区域输出端伸出的纸张的方向，从而导致分离性能的下降。另外，可以确定的是，随弹性层13的厚度变薄，变形量也会降低，使得当橡胶的厚度低于0.8mm时不能优化从夹压区域输出端伸出的纸张的方向，从而导致分离性能的下降。
进一步，加热定影辊10的弹性层13的持久变形不得高于4％，这一点可以通过事实进行验证，即当加压弹性部件21的橡胶持久变形不低于5％的情况下，经历超过100小时的空载加热后，分离性能也显著降低。
进一步，加热装置包括弹性层18、热源16、环加热部件15、和多个可转动辊17、72，它向环加热部件15施加压力。由于环加热部件15被用作加热装置，因而可以在最小化地影响设备整体尺寸的情况下，适当地调整夹压宽度及夹压输出端部分的变形形状，因此，相比使用加热定影装置1而言，它具有更大的优势。
进一步，上述定影装置可以被应用在成像装置中，这种成像装置包括定影装置，它可将具备多种色彩的调色剂图像形成在光电导部件上，并将该图像转印至中间转印部件上，然后将中间转印部件上的调色剂图像转印至记录材料上，然后将被转印的调色剂定影在记录材料上。在通过层叠包含多种色彩的调色剂而形成彩色图像的成像装置中，定影步骤包括在夹压区域的内部施加充分的热量及压力，适当地溶化和混合调色剂的色彩，以致于夹压区域内溶融的调色剂及加热定影辊表面之间的介面的粘着力变大，相对单色成像装置而言，其分离变得将更加困难。当在类似的彩色成像装置中使用上述定影装置时，其提高分离性能的效果是非常明显的。
本发明具有突出的效果，这种低热损耗带状夹压定影装置，可以在不增加设备尺寸的前提下达到良好的记录材料的分离性能，也可以不在记录材料上设置额外负载，即可避免图像错位，并形成高质量图像。
在得到本发明公开内容的启示后，本领域技术人员可以针对本发明进行多种形式的修改，上述改进均落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种定影装置，它包括具有弹性部分及加热源的加热装置；和加压装置，它包括用于传送记录材料的可转动环部件，将环部件压在加热装置的弹性部分上的加压部件，携带未定影调色剂图像的记录材料穿过形成于加热装置的弹性部分与加压装置的环部件之间的夹压区域，从而将未定影调色剂图像定影在记录材料上，所述加压装置的加压部件包括带有平坦表面的弹性部件，和用于将弹性部件偏压至记录材料侧的偏压部件，且在使用偏压部件时，进行偏压使得弹性部件在所述夹压区域内的变形量接近饱和区域(最大变形量)。
2.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述加压部件的弹性部件在记录材料传送方向的宽度等于或小于所述加热装置的弹性部分被较大的平板按压时所形成的夹压区域的宽度。
3.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，夹压区域是在不低于某一压力值的压力下形成的，在上述压力值下，变化的速度与所述加压装置的弹性部件在低压区域(0～0.010kgf/mm2)内加载方向上的变形率(％(kgf/mm2))相比，不高于-30％；并且夹压区域不小于整个夹压区域的50％。
4.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述加压装置的弹性部件的橡胶硬度不高于8Hs(JIS-A)，在加载方向的橡胶厚度不高于2mm。
5.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述加压装置的弹性部件的持久变形不高于4％。
6.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述加热装置包括位于所述弹性部分内部的带有所述加热源的可转动加热定影辊。
7.如权利要求6所述的定影装置，其特征在于，所述加热定影辊的外径不大于27mm，加热定影辊的弹性部分的橡胶硬度不高于8Hs(JIS-A)，橡胶厚度不低于0.8mm。
8.如权利要求6所述的定影装置，其特征在于，所述加热定影辊的弹性部分的持久变形不高于4％。
9.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述加热装置包括所述弹性部分、所述加热源、环加热部件以及用于张紧环加热部件的多个的可转动辊。
10.一种成像装置，包括图像载体；用来在图像载体上形成静电潜像的静电潜像形成装置；用来在图像载体的静电潜像上形成不同色彩的调色剂图像的多个显影装置；用于将形成在图像载体上的调色剂图像转印到中间转印部件上的中间转印装置；用于将中间转印部件上的调色剂图像转印至记录材料的转印装置；和用于定影转印至记录材料上的调色剂的定影装置，该定影装置包括具有弹性部分及加热源的加热装置；和加压装置，它包括用于传送记录材料的可转动环部件，和将环部件压在加热装置弹性部分上的加压部件，携带未定影调色剂图像的记录材料穿过形成于加热装置的弹性部分与加压装置的环部件之间的夹压区域，从而将未定影调色剂图像定影在记录材料上，所述加压装置的加压部件包括带有平坦表面的弹性部件，和用于将弹性部件偏压至记录材料侧的偏压部件，且当使用偏压部件时，进行偏压使得弹性部件在所述夹压区域内的变形量接近饱和区域(最大变形量)。
全文摘要
本发明涉及一种低热耗带状加压形定影装置，它可以在不增加设备尺寸的情况下，获得良好的记录材料分离性能，并可以避免图像错位；它可在不向记录材料施加额外负载的情况下，获得高质量的图像。这一定影装置包括带有弹性层和加热源的加热定影辊，和带有弹性部件的加压单元，弹性部件具有向环部件施压的平面。环部件可以传送记录材料抵住弹性层。加压弹簧可以朝向记录材料侧偏压弹性部件。这种偏压是由加压弹簧来执行的，以便弹性部件的变形量可以在夹压区域接近饱和区域(最大变形量)，上述夹压区域形成于加热定影辊的弹性层和加压单元的环部件之间，携带未定影调色剂图像的记录材料穿过该夹压区域。
文档编号G03G15/00GK101042565SQ200710100608
公开日2007年9月26日 申请日期2007年3月26日 优先权日2006年3月24日
发明者八木雅广, 福畑好博, 小幡茂 申请人:株式会社理光