定影装置、图像形成装置、定影装置的评价方法

专利名称：定影装置、图像形成装置、定影装置的评价方法
技术领域：
本发明涉及设置于电子照相方式的图像形成装置的定影装置。
背景技术：
电子照相方式的图像形成装置，由于再现性及操作性优异、能够廉价地形成高画 质图像，故被广泛地使用作为复印机、打印机、传真机、具有上述2种以上的功能的复合机 等。电子照相方式的图像形成装置具有感光体、带电装置、曝光装置、显影装置、转印装置、 定影装置。感光体是在其表面形成有与图像信息对应的静电潜像的部件。带电装置是使感 光体表面带电的部件。曝光装置是向处于带电状态的感光体表面照射信号光而在感光体表 面形成静电潜像的部件。显影装置是向感光体表面的静电潜像供给调色剂而在感光体表面 形成调色剂像的部件。转印装置是将感光体表面上形成的调色剂像转印到用纸(记录介 质)的部件。定影装置是使用纸上的调色剂像在用纸上定影的部件。作为定影装置，通常使用具有定影辊与加压辊的辊方式的装置。定影辊(加热辊) 在其内部具有加热器(加热部)。加压辊被设置为与定影辊压接，利用加压辊的弹性层的弹 性变形在定影辊与加压辊之间形成密合区域。热辊方式的定影装置中，形成了未定影的调 色剂像的用纸被夹入到定影辊与加压辊之间的密合区域，通过使这两辊旋转，在输送用纸 的同时，利用定影辊周面的热使得用纸上的调色剂像溶融而定影在用纸上。另外，通过加压 辊将用纸按压在定影辊上，该按压加速了调色剂像的定影。近年来，出于对环境保护的考虑，提出对定影装置的节能化的要求，关于对预热时 间的短的定影装置的研发逐渐增多。作为缩短预热时间的方法例如有使定影辊内部的加热 器的电热生成(热转换)高效率化、使定影辊的低热容量化等。通常情况下，单色用的定影 辊具有在金属制的心骨的外周包覆氟化系树脂的涂层、软管以施加调色剂脱模性的构造， 在心骨的内周侧具有卤素灯等的加热源(加热器)。另外，加压辊例如如专利文献2或3所 示，在金属制的心骨的外周形成有由壁厚较厚的耐热性的橡胶、海绵构成的弹性层，在弹性 层的表面包覆用于施加调色剂脱模性的氟化系树脂的涂层、软管。通过将该构造的加压辊 按压于定影辊，加压辊发生弹性变形，形成用于对调色剂定影的定影密合。另外，使用在心骨的外周形成硅橡胶等的弹性层，且在弹性层的外 周侧作为 表面层形成脱模层的定影辊。使用该构造的定影辊的定影器，例如作为彩色用的定影装置 被公开在专利文献1或4中。由于在彩色用的定影装置中使用弹性层的厚度为数毫米程度 的壁厚较厚的定影辊，故违反节能化，存在起动时间延迟等的问题，如果减薄该弹性层，则 降低了起动时间的延迟等的影响，同时由硅橡胶构成的弹性层还发挥断热层的作用，能够 抑制热经由定影密合部从定影辊过量地移动到加压辊上，提高了温度追随性。进而，由于能 够提高定影辊表面与用纸表面的密合性，故定影性也得到提高。专利文献专利文献1日本国公开专利公报「特开2000-75714号公报(
公开日2000年3 月14日)」
专利文献2日本国公 开专利公报「特开2000-221823号公报(
公开日2000年 8月11日)」专利文献3日本国公开专利公报「特开2002-31978号公报(
公开日2002年1 月31日)」专利文献4日本国公开专利公报「特开2002-156858号公报(
公开日2002年 5月31日)」在单色用的定影装置中，通常，设定加压辊与定影辊的规格，使得加压辊一方所产 生的弹性变形的程度大。由此，相比对于定影辊的载荷，对于加压辊的载荷会更大，加压辊 的耐久性称为决定定影装置整体的耐久性的因素。也就是，在以上的定影装置中，与定影 辊的经久恶化无关，当在加压辊的表面部分出现折痕、裂缝等时，会消耗定影装置整体的寿 命。

发明内容
本发明的目的在于针对辊对方式的定影装置，抑制加压辊的表面部分在短期内会 发生恶化。为了实现上述的目的，本发明提供一种定影装置，具有定影辊、加压辊和对上述定 影辊加热的加热源，上述定影辊及加压辊是在成为表面的脱模层与心骨之间形成有弹性层 的构造，通过上述加压辊与上述定影辊压接，从而形成两辊相互接触的压接部，上述定影辊 及加压辊通过在上述压接部夹持片材并进行输送，使上述片材上的与上述定影辊接触的一 侧的面上的未定影调色剂热溶融而定影在上述片材上，该定影装置特征在于，上述加压辊 的奥斯卡(ASKER)C硬度比上述定影辊的奥斯卡C硬度低，上述加压辊的微显橡胶(micro rubber)硬度比上述定影辊的微显橡胶硬度高。根据本发明的构成，由于使与定影辊相比奥斯卡C硬度低的加压辊与定影辊压 接，故加压辊的弹性变形所产生的形变比定影辊的大，或者在定影辊上未因弹性变形而产 生形变，仅加压辊因弹性变形而产生形变。但是，由于上述加压辊的微显橡胶硬度比上述定 影辊的微显橡胶硬度高，故就辊表面而言，加压辊的耐久性比定影辊的高。因此，起到能够 抑制只有加压辊表面在短时间内恶化的效果。如上所述，本发明的特征在于，加压辊的奥斯卡C硬度比定影辊的奥斯卡C硬度 低，加压辊的微显橡胶硬度比定影辊的微显橡胶硬度高。因此，起到能够抑制只有加压辊表 面在短时间内恶化的效果。


图1是表示具有本实施方式的定影装置的图像形成装置的内部的示意图。图2是表示本实施方式的图像形成装置的电气的构成的框图。图3是表示本实施方式的定影装置的断面的示意图。图4是表示耐久实验中采用的定影辊及加压辊的规格的表。图5是表示耐久实验的结果的表。符号说明如下4定影装置、41定影辊、42加压辊、43加热源、100图像形成装置、411心骨、412弹性层、413脱模层、421心 骨、422弹性层、423脱模层
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。图1是表示具有本实施方式的 定影装置的图像形成装置的内部构成的示意图。图像形成装置100包括调色剂像形成部1、 转印装置2、片材供给部3、定影装置4、排出部5、图像读取部6。图像读取部6包括原稿台、光源与CXD (电荷耦合元件)图像传感器。在原稿台的 上面载放作为复印处理的对象的原稿。原稿台上使用由透明玻璃等透明性材料构成的板状 部件。光源照明载放于原稿台的原稿。CCD图像传感器通过对从被光源照明的原稿反射回 的反射光进行光电转换，将反射光转换成图像信息(模拟信号)。模拟信号的图像信息被后 述的控制单元7 (图2参照)进行数字信号化，进而存储。调色剂像形成部1包括感光鼓11、带电装置12、光扫描单元13、显影装置14、显影 剂补给容器15、感光鼓清理器16、感光体除电装置17。感光鼓11是被支承为由未图示的驱动马达驱动而可绕轴线做旋转的辊状部件。 感光鼓11是包括感光层且在该感光层的表面担载有静电潜像乃至调色剂像的像担载体。作为感光鼓11，例如可使用包括由铝等构成的导电性基体、和形成于该导电性基 体表面的感光层的构成。对于导电性基体可使用圆筒状、圆柱状、片材状等导电性基体，其 中优选使用圆筒状的导电性基体。作为感光层可列举有机感光层、无机感光层等。作为有机感光层，可列举作为含有电荷发生物质的树脂层的电荷发生层与作为含 有电荷输送物质的树脂层的电荷输送层的积层体、或者在1个树脂层中含有电荷发生物质 与电荷输送物质的树脂层等。作为无机感光层，可列举含有氧化锌、硒、非晶硅等中选取出 的1种或2种以上的树脂层。在导电性基体与感光层之间还可存在基底层。另外，在感光层的表面还可设置用 于保护感光层的表面层(保护层)。带电装置12是使感光鼓11表面带上规定的极性及电位的电荷的部件。带电装置 12在面向感光鼓11的位置沿感光鼓11的长度方向设置。当为接触带电方式时，带电装置 12被设置为与感光鼓11表面接触。当为非接触带电方式时，带电装置12被设置为与感光 鼓11表面分离。作为带电装置12，可使用刷型带电装置、辊型带电装置、电晕放电装置、离子发生 装置等。刷型带电装置及辊型带电装置是接触带电方式的带电装置。刷型带电装置中，存 在使用带电刷的装置和使用磁性刷的装置等。电晕放电装置及离子发生装置是非接触带电 方式的带电装置。电晕放电装置中存在使用线状的放电电极的装置、使用锯齿状的放电电 极的装置、和使用针状的放电电极的装置等。光扫描单元13向处于带电状态的感光鼓11表面照射与由数字信号构成的图像信 息对应的激光，在感光鼓11表面形成与该图像信息对应的静电潜像。作为光扫描单元13 可使用半导体激光装置等。显影装置14包括显影辊、显影槽、搅拌辊。显影辊是在显影槽中被支承为可绕轴 线做旋转的辊状部件。显影辊被设置为其一部分从显影槽的、形成于面向感光鼓11的面上 的开口部向外方突出而接近感光鼓11表面。
显影辊内置有 未图示的固定磁极，通过该固定磁极在显影辊表面担载显影剂。显 影辊以显影辊与感光鼓11的接近部(显影密合部)，将担载的显影剂供给到感光鼓11表面 的静电潜像，在感光鼓11表面形成调色剂像。显影辊被朝与感光鼓11的相反方向驱动旋 转。因此，在显影密合部，显影辊表面与感光鼓11表面朝相同方向移动。显影辊与未图示的电源连接，由此从该电源施加直流电压(显影电压)。由此，显 影辊表面的显影剂被顺利地供给到静电潜像。显影槽在面临感光鼓11的面上形成有开口部，是具有内部空间的容器状部件。显 影槽在其内部空间具备搅拌辊，并存储显影剂。作为显影剂，可采用该领域内常使用的显影 齐U。显影剂既可是仅由调色剂构成的单一成分显影剂，亦可是由调色剂与载体构成的2成 分显影剂。搅拌辊是被支承为可在显影槽的内部空间绕轴线被驱动旋转的螺旋状部件。搅拌 辊通过被驱动旋转而将显影槽内的显影剂供给到显影辊的表面周边。显影剂补给容器15是在其内部空间存留显影剂的容器状部件。显影剂补给容器 15根据显影装置14中的显影剂的消耗情况向显影槽补给显影剂。感光鼓清理器16是在感光鼓11表面的调色剂像被转印到片材上后除去并回收残 存于感光鼓11表面的显影剂的装置。感光体除电装置17对被感光鼓清理器16回收显影剂后的感光鼓11的表面进行 除电。在感光体除电装置17使用灯等照明装置。转印装置2是被设置为通过未图示的驱动马达被驱动为可绕轴线旋转的辊状部 件。转印装置2与感光鼓11压接。转印装置2与感光鼓11的压接部称为转印密合部。转 印装置2是用于在转印密合部将感光鼓11上的调色剂像转印到由片材供给部3供给的片 材上的装置。此外，通过了转印密合部的片材被输送向定影装置4。对于转印装置2，例如使用包括金属制轴体和覆盖该金属制轴体的表面的导电性 层的辊状部件。金属制轴体例如由不锈钢等金属形成。导电性层由导电性的弹性体等形 成。作为导电性的弹性体，可使用该领域内常用的形态，例如列举包括炭黑等导电剂的乙 烯_丙烯_ 二烯橡胶(EPDM)、发泡EPDM、发泡聚氨酯等。转印装置2与未图示的高压电源连接。从高压电源对转印装置2施加极性与形成 于感光鼓11的表面的调色剂像的带电极性相反的高电压。由此，形成于感光鼓11表面的 调色剂像被顺利地转印到片材的表面。片材供给部3包括纸盒31a、31b、31c、搓纸辊32、输送辊34、定位辊35。纸盒31a、 31b、31c中存储有片材(记录介质)。作为片材，例如有普过纸、涂层纸、彩色复印专用用纸、 OHP用薄膜、明信片等。片材尺寸例如为A4、A3、B5、B4、明信片尺寸等。搓纸辊32是一张张地向输送辊34输送片材的部件。纸盒31a中保存的片材被搓 纸辊32输送向输送辊34。纸盒31b中保存的片材经由片材收入口 33a被输送向输送辊34。 保存于纸盒31c的片材经过片材收入口 33b或片材收入口 33c被输送向输送辊34。输送辊34是相互压接的一对部件地被设置。输送辊34向定位辊35输送片材。定位辊35是相互压接的一对部件地被设置。定位辊35与感光鼓11上的调色剂 像被输送到转印密合部的动作同步地向该转印密合部输送片材。定影装置4是使片材上的未定影调色剂像在片材上定影的装置。片材从转印装置2向定影装置4输送，在定影装 置4被加热及加压。由此，构成未定影调色剂像的调色剂受 热溶融而在片材上定影。调色剂像定影后的片材向排出部5被输送。定影装置4包括定影辊41、加压辊42、热敏电阻44、恒温器45、加热源43 (参照图 2)。定影辊41是被未图示的驱动马达驱动而旋转的部件。加压辊42是用规定的按压力按 压定影辊41的外周面的部件，随着定影辊41的旋转驱动而从动旋转。定影辊41与加压辊 42的抵接部被称为定影密合部。片材在定影密合部被两辊41、42加热及加压。加热源43 是设置在定影辊41的内部的电热装置。加热源43与未图示的电源连接，从内部加热定影 辊41。关于定影辊41、加压辊42、及加热源43，后边做详细描述。热敏电阻44是用于检测定影辊41的温度的传感器。加热源43在由热敏电阻44 检测出的温度低于设定值时加热定影辊41，在设定值以上时停止加热。恒温器45是用于检测定影辊41的异常升温的装置。当检测出异常升温时，加热 源43会立即停止定影辊41的加热。恒温器45在定影辊41的表面设置在靠近加热源43 的区域。排出部5包括输送辊51、排出辊52、存留部53a、53b、切换闸门54。输送辊51将 定影处理后的片材从定影装置4向排出辊52输送。排出辊52将从定影装置4输送来的片 材排除到存留部53a或存留部53b。存留部53a、53b保存调色剂像定影后的片材。切换闸 门54是用于确定排出辊52排出片材的排出目标为存留部53a及存留部53b中的哪一个的 部件。图2是表示图像形成装置100的电气的构成的框图。图像形成装置100如图2所 示，包括控制单元7、检测部8、电源部9、驱动部10。检测部8是配置于图像形成装置100的内部的各处的传感器。检测部8中含有上 述的热敏电阻44、恒温器45等。电源部9向构成图像形成装置100的各部件供给电力。电 源部9中包含用于对加热源43加热的电源等。驱动部10使构成图像形成装置100的各部 件驱动。驱动部10中包含驱动上述的定影辊41使之旋转的驱动马达等。控制单元7设置于图像形成装置100的内部空间的上方侧，对构成图像形成装置 100的各部件进行控制。控制单元7包括存储部71、运算部72、控制部73。存储部71存储经由配置于图像形成装置100的上部的操作面板(未图示)输入的 各种设定值、检测部8的检测结果、从外部设备接收到的图像信息等。外部设备是可形成或 取得图像信息的、且可与图像形成装置100电连接的电气、电子设备，例如是终端装置(个 人计算机)、数码照相机、电视图像接收设备、视频记录器、DVD (Digital Versatile Disc) 记录器、HDDVD(High-Definition Digital Versatile Disc)记录器、蓝光光碟记录器、传 真机装置、便携终端装置等。另外，存储部71存储执行各种处理的程序。各种处理例如是 片材判定处理、附着量控制处理、定影控制处理等。存储部71可使用公知的设备，例如有只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、 硬盘驱动器(HDD)等。运算部72取出存储部71所存储的各种数据(各种设定值、检测结果、图像信息 等)及各种处理的程序，进行各种信息处理。控制部73根据运算部72的处理结果向作为 控制的对象的装置发送控制信号，由此进行装置的动作控制。控制部73及运算部72是中 央运算处理装置(CPU=Central Processing Unit)、微处理机等计算机。
控制单元7的定影控制处理例如按照如下步骤来进行。控制部73，在接收到图像 形成指示的输入时，对向加热源43供给电力的电源发送控制信号，并且向驱动定影辊41旋 转的驱动马达发送控制信号。图像形成指示，从图像形成装置100的操作面板、与图像形成 装置100连接的外部设备等输入。接收到控制信号的电源向加热源43供给电力。由此，加 热源43发热，对定影辊41加热。接收到控制信号的驱动马达使定影辊41旋转。伴随着定 影辊41的旋转驱动，加压辊42从动旋转。该状态中，热敏电阻44检测定影辊41的表面的 温度，并将该检测结果发送给控制单元7。运算部72根据热敏电阻44的温度检测结果及存 储部71中存储的设定值判断定影辊41的表面温度是否达到设定值。当判断为定影辊41 的表面温度达到设定值时，控制部73控制图像形成装置100所具备的各装置开始图像形成 处理。由此，形成了未定影调色剂像的片材被输送到定影密合部。这样控制定影装置4的 处理为定影控制处理。接着，对定影装置4的具体的构成进行说明。图3是示意性地示出定影装置4的 断面的图。具体而言，图3是表示用与定影辊41的轴线垂直的面剖切定影辊41的轴线方 向的中央部分时的断面的示意图。定影装置4具有定影辊41、加压辊42和加热源43。定影辊41是被支承为其转轴 的轴方向两端部可做旋转，且被未图示的驱动马达(驱动部)驱动旋转的辊状部件。加压 辊42是被支承为其转轴的轴方向两端部可做旋转，而从动于定影辊41的旋转驱动进行旋 转的辊状部件。加热源43是配置于定影辊41的内部而从定影辊41的内部加热定影辊41 的部件，使用卤素灯等的加热器。本实施方式的定影装置4中，如图3所示，通过将加压辊42与定影辊41压接，使 加压辊42产生弹性变形。利用该弹性变形形成了两辊相互接触的压接部(定影密合部)。 而且，定影辊41及加压辊42通过在压接部夹持并输送片材，使得片材的与定影辊41接触 一侧的面上的未定影调色剂热溶融，进而在上述片材上定影。本实施方式的定影辊41是被低热容量化的辊。定影辊41如图3所示，具有心骨 411、弹性层412和脱模层413。为使定影辊41低热容量化，使用导热率偏高的金属作为心 骨411的材料。本实施方式中，虽然使用铁制的心骨411，但亦可使用铝制的心骨。心骨411形成为圆柱状且筒状。另外，亦可在本实施方式的心骨411的轴线方向 两端部形成缩径构造。该缩径构造用于提高抗载荷弯曲的强度。此外，亦可不特意形成上 述的缩径构造。弹性层412形成在心骨411的外周面。具体而言、弹性层412形成于心骨411与 脱模层413之间。作为弹性层412的材料采用具有橡胶弹性的材料。另外，作为弹性层412 的材料，更优选使用不仅具有橡胶弹性，且耐热性能优异的材料。例如，硅橡胶、氟橡胶、或 氟硅橡胶具有高耐热性且橡胶弹性，可使用任意一种作为弹性层412。这些橡胶中尤其以橡 胶弹性更为优异的硅橡胶较为优选。本实施方式的弹性层412为硅橡胶制。另外，为了提高高速机(例如单色印刷专用机)中的对定影性影响较大的定影 辊的温度追随性，定影辊的弹性层的厚度不宜过厚。例如，当定影辊的弹性层的厚度超过 500 μ m时，定影辊的热容量会变得过大，预热时间的延迟显著，进而在根据热敏电阻等的温 度检测信息控制辊温度之际，响应速度也会发生延迟。而且，定影辊的弹性层也不宜过薄。 例如，当定影辊的弹性层的厚度低于100 μ m时，定影辊表面对于片材表面的追随性下降，结果导致存在图像不勻、定影性下降的倾向。因此，构成定影辊的弹性层的厚度的范围优选 % ΙΟΟμδΟΟμ 。脱模层(表面层)413形成于弹性层412的外周面，是成为定影辊41的表面的层。 脱模层413由耐热性及耐久性优异附着调色剂的附着力偏弱的材料构成。例如，PFA(四氟 乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)等氟化系树脂材料、氟化橡胶等 作为脱模层413的材料。另外，本实施方式中，通过在定影辊构成弹性层，提高定影辊表面相对于片材表面 的追随性，由此提高定影辊与纸的密合性，进而提高定影性。然而，在构成了弹性层的定影 辊中，当形成于弹性层的外周的脱模层(表面层)过厚，则弹性层的效果降低。另一方面，当 定影辊的脱模层过薄，则定影辊的耐久性降低。因此，为有效利用在定影辊构成弹性层的效 果、并满足定影辊的耐久性，优选将定影辊41的脱模层413的厚度设定为20 μ m 50 μ m。加压辊42以被未图示的加压机构按压于定影辊41的状态被设置为可自如旋转。 加压机构是可在将加压辊42按压于定影辊41的第1状态、和使加压辊42与定影辊41分 离的第2状态间切换的机构。加压机构在执行图像形成处理时切换成第1状态，在执行图 像形成处理以外的情况下切换成第2状态。由此，能够抑制定影辊41在加压辊42的按压 力的作用下发生塑性变形。另外，当加压辊42与定影辊41以相互压接的状态长时间放置 时，担心加压辊的弹性层发生永久压缩形变，但由于具备以上的加压机构，由此能够抑制上 述的永久压缩形变。其中，加压机构不是特别必须的构成。在不设置加压机构时，加压辊始 终与定影辊压接。本实施方式的加压辊42如图3所示，具有心骨421、弹性层422与脱模层423。作 为心骨421的材料，可使用与定影辊41的心骨411的材料相同的材料。心骨421形成为圆 柱状且筒状。另外，为了提高抗载荷弯曲的强度，也可以在心骨421的轴线方向两端部形成 缩径的构造。弹性层422形成于心骨421的外周面。具体而言，弹性层412形成在心骨411与 脱模层413之间。作为弹性层422的材料，可使用与定影辊41的弹性层412的材料相同的 材料。另外，加压辊42的弹性层422的厚度设定为2mm 10mm。脱模层(表面层)423是形成于弹性层422的外周面而成为加压辊42的表面的 层。作为脱模层423的材料，可使用与定影辊41的脱模层413相同的材料。另外，加压辊 42的脱模层423的厚度设定为20 μ m 150 μ m。也就是，本实施方式中，加压辊42的脱模 层423比定影辊41的脱模层413厚。另外，直径8mm的圆柱状的凸台被压装在加压辊42的轴方向的两端部，通过向该 部分插嵌滚珠轴承，使得加压辊42伴随着定影辊的旋转做从动旋转。进而，本实施方式中， 上述的加压机构沿轴线方向以一样的按压力(总载荷为600N)将加压辊42按压接触于定 影辊41。另外，作为用于评鉴定影辊41及加压辊42的硬度的指标、有奥斯卡C硬度(奥斯 卡-C硬度)与微显橡胶硬度。对于微显橡胶硬度而言，其对于辊的表面附近的硬度的相关 性比对于辊整体的硬度的相关性更高。对于奥斯卡C硬度而言，其对于辊整体的硬度的相 关性比对于辊表面附近的硬度的相关性更高。也就是，微显橡胶硬度为辊的表面附近的硬 度的指标，奥斯卡C硬度为辊整体的硬度的指标。例如，假设存在在弹性层的外周形成脱模层(表面层)的第1辊及第2辊。于是，如果仅比较脱模层的硬度则第1辊比第2辊高，而 若比较脱模层与弹性层合起来后的层的硬度则第2辊比第1辊高，在此情况下，第2辊的奥 斯卡C硬度比第1辊的奥斯卡C硬度高，而第1辊的微显橡胶硬度比第2辊的微显橡胶硬度尚。此外，在本实施方式中，以定影辊的奥斯卡C硬度比加压辊的奥斯卡C硬度高且加 压辊42的微显橡胶硬度比定影辊41的微显橡胶硬度高的方式进行定影辊41及加压辊42 的设计、选定，并将设计、选定后的两辊41、42设置在定影装置4。辊的奥斯卡C硬度及微显橡胶硬度依存于弹性层的厚度、弹性层的硬度、脱模层 的厚度等的因素。由此，对于定影辊及加压辊，通过适当设定弹性层的硬度、弹性层的厚度、 脱模层的厚度，能够使定影辊41的奥斯卡C硬度高于加压辊42的奥斯卡C硬度，并使加压 辊42的微显橡胶硬度高于定影辊41的微显橡胶硬度。具体而言，如图4所示，如果将定影辊41的弹性层的厚度、弹性层的硬度、脱模层 的厚度如定影辊A那样地设定，将加压辊42的弹性层的厚度、弹性层的硬度、脱模层的厚度 如加压辊E、F中的任意一个那样地设定，则能够使定影辊41的奥斯卡C硬度高于加压辊42 的奥斯卡C硬度，加压辊42的微显橡胶硬度高于定影辊41的微显橡胶硬度。此外，定影辊 A表示本实施方式的定影辊41的一实施例，具有与本实施方式的定影辊41相同的构成要 素，将弹性层的厚度、弹性层的硬度、脱模层的厚度设定为图4所示的值。另外，图4的加压 辊E、F分别是本实施方式的加压辊42的一实施例，将弹性层的厚度、弹性层的硬度、脱模层 的厚度设定为图4所示的值。在以上说明的定影装置4中，加压辊42的奥斯卡C硬度比定影辊41的奥斯卡C 硬度低。因此，如图3所示，与定影辊41相比，加压辊42因弹性变形产生的形变大，与定影 辊41相比，加压辊42受到更大的载荷(应力)。但是，由于加压辊42的微显橡胶硬度比 定影辊41的微显橡胶硬度高，故仅就辊表面而言，加压辊42的耐久性比定影辊41高。因 此，即便加压辊42上受到比定影辊41更大的载荷(应力)，也能够抑制只有加压辊表面在 短时间发生恶化的事态。另外，制造定影装置的生产商还可执行测量步骤和判定步骤，上述测量步骤是对 定影辊41及加压辊42分别测量奥斯卡C硬度及微显橡胶硬度的步骤，上述判定步骤是判 定加压辊42的奥斯卡C硬度比定影辊41的奥斯卡C硬度低、而加压辊42的微显橡胶硬度 比定影辊41的微显橡胶硬度高的定影装置合格，之外的定影装置不合格的步骤。通过执行 上述步骤，能够从商品中筛选出只有加压辊在短时间恶化的定影装置。[实验例]本申请发明者为了对定影辊41的奥斯卡C硬度比加压辊42的高、加压辊42的微 显橡胶硬度比定影辊41的高的定影装置的性能进行确认，对辊的耐久性进行了实验(耐久 实验)。以下对该耐久实验进行说明。首先，准备图4所示的定影辊A，加压辊B F。此外，如上所述，定影辊A具有与 本实施方式的定影辊41相同的构成要素，将弹性层的厚度、弹性层的硬度、脱模层的厚度 设定为图4所示的值。另外，图4的加压辊B，C，D，E，F分别具有与本实施方式的加压辊42 相同的构成要素，且弹性层的厚度、弹性层的硬度、脱模层的厚度被设定为图4所示的值。 以下首先对耐久实验中使用的各辊的规格进行说明。
(定影辊A)作为心骨，使用外径39. 6mm、内径38. 3mm、壁厚0. 65mm的铁制的心骨。另外，在心 骨的轴线方向两端部形成缩径构造。作为形成于心骨的外周的弹性层的材料，使用以JIS-A 硬度表示为10度的低硬度的硅橡胶。作为形成于弹性层的外周的脱模层(表面层)的材 料，使用PFA(四氟乙烯与全氟代烷基乙烯基醚共聚物)软管。设定弹性层的层厚(辊的直 径方向的长度)为200 μ m、脱模层的层厚为30 μ m。将辊的外径设计为40. 06mm、辊的辊体 部的轴方向的长度设计为314mm。在心骨的内周侧设置3个卤素灯作为加热源。具体而言， 将用于加热片材中央的额定电力700W的主灯、用于加热片材两端部的额定电力250W的副 灯、仅在预热动作时点亮的额定电力250W的辅助灯设置在心骨的内周侧。另外，在预热时 1200W的电力被接入加热源，在过纸时950W的电力被接入加热源。(加压辊B)作为心骨，使用外径29. 76mm、内径23. 76mm、壁厚3mm的无缩径构造的铁制心骨。 作为形成于心骨的外周面上的弹性层的材料，使用以JIS-A硬度表示为10度的硅橡胶。作 为形成于弹性层的外周的脱模层的材料使用PFA软管。设定弹性层的层厚为5mm、脱模层 的层厚为50μπι。另外，将辊的外径设计为40. 00mm。进而，将心骨的轴线方向长度设计为 313mm、弹性层的轴线方向长度设计为312mm。(加压辊C)使用与加压辊B的心骨相同的心骨，作为形成于心骨的外周面上的弹性层的材 料，使用以JIS-A硬度表示为40度的硅橡胶。作为形成于弹性层的外周的脱模层的材料， 使用PFA软管。另外，将弹性层的层厚、弹性层的轴线方向长度、脱模层的层厚、辊外径设计 为与加压辊B相同的值。(加压辊D)使用与加压辊B的心骨相同的心骨，作为形成于心骨的外周面上的弹性层的材 料，使用以JIS-A硬度表示为40度的硅橡胶。作为形成于弹性层的外周的脱模层的材料， 使用PFA软管。另外，将弹性层的层厚、弹性层的轴线方向长度、辊外径设计为与加压辊B 相同的值。此外，脱模层的层厚设计为70 μ m。(加压辊Ε)使用与加压辊B的心骨相同的心骨，作为形成于心骨的外周面上的弹性层的材 料，使用以JIS-A硬度表示为30度的硅橡胶。另外，弹性层的层厚、弹性层的轴线方向长度、 辊外径设计为与加压辊B相同的值。脱模层的层厚设计为120 μ m。(加压辊F)使用与加压辊B的心骨相同的心骨，作为形成于心骨的外周面上的弹性层的材 料，使用以JIS-A硬度表示为40度的硅橡胶。另外，弹性层的层厚、弹性层的轴线方向长度、 辊外径设计为与加压辊B相同的值。脱模层的层厚设计为120 μ m。(关于硬度)本申请发明者在使用以上说明的各辊进行耐久实验前，测量各辊的奥斯卡C硬度 与微显橡胶硬度。在图4中示出测量结果。在测量奥斯卡C硬度时，使用高分子测器(株) 制奥斯卡C型硬度计，在测量微显橡胶硬度时，使用高分子测器(株)制的MD-I型微显橡 胶硬度计。此外，在测量奥斯卡C硬度时，以Ikgf的载荷条件将测器的压针按压于辊的外周的表面(脱模层表面)，得到测量值。另外，在测量微显橡胶硬度时，在Ikgf的载荷条件， 使用类型A的压针形状将押针按压于辊的外周的表面，得到测量值。(关于耐久实验)构成将定影辊A与各个加压辊B F组合而成的定影装置，对各定影装置辊的耐 久性进行评价。具体而言如图5所示，将具备定影辊A与加压辊E的定影装置设为实施例 1、具备定影辊A与加压辊F的定影装置设为实施例2、具备定影辊A与加压辊B的定影装置 设为比较例1、具备定影辊A与加压辊C的定影装置设为比较例2、具备定影辊A与加压辊 D的定影装置设为比较例3。之后，分别对实施例1 2、比较例1 3进行连续过纸，评价辊的耐久性。按照处 理速度395mm/sec、过纸速度75张/分的条件进行上述的连续过纸。另外，将A4尺寸纸的 重量64g/m2的普过纸用于连续过纸。具体而言，分别对实施例及比较例，用目视评价结束30万张的连续过纸时的定影 辊及加压辊的耐久性和结束了 50万张的连续过纸时的定影辊及加压辊的耐久性。图5中 示出该评价结果。图5的「〇」表示无问题(折痕，裂缝，无损)。「Δ」表示虽无折痕及裂 缝但略带轻伤。「X」表示产生若干的折痕。「XX」表示发生明显的折痕。「_」表示由于在 结束30万张时即发生折痕或裂缝而中断了 50万张的评价。当结束30万张的连续过纸时，所有的比较例及实施例中均未在定影辊的脱模层 (软管层)上发现产生折痕、裂缝。但是，在结束30万张的连续过纸时，比较例1中确认在 加压辊的脱模层上出现明显的折痕。当结束30万张的连续过纸时，比较例2中确认到虽然 不如比较例1那样严重但在加压辊的脱模层上产生了折痕。另外，比较例3中，当结束30 万张的连续过纸时，确认为虽出现轻伤程度的受损，但在结束50万张的连续过纸时，确认 到在加压辊的脱模层上产生了折痕。然而，在将加压辊的脱模层的厚度设定为120 μ m、加压 辊的微显橡胶硬度比定影辊的微显橡胶硬度高的实施例1及实施例2中，当结束了 30万张 时，确认在加压辊的脱模层上完全未产生折痕、裂缝等。另外，当结束50万张的连续印刷时，在所有的比较例及实施例中，确认出定影辊 的脱模层发生若干的受损。另外，当结束50万张的连续印刷时，在比较例1及比较例2中， 确认加压辊的脱模层上产生了折痕及裂缝，比较例3中确认了加压辊的脱模层上出现折 痕，而实施例1及实施例2中，为确认出现若干的损伤的程度。以上的耐久实验中，在微显橡胶硬度方面加压辊高于定影辊的实施例1、2中，结 果为加压辊的耐久性与定影辊的耐久性近乎相等，而在微显橡胶硬度方面加压辊低于定影 辊的比较例1 3中，结果为加压辊与定影辊相比明显在短时间内恶化。接着，考察耐久实验的结果。如图4及图5所示，在所有的实施例及比较例中，定 影辊的奥斯卡C硬度比加压辊的奥斯卡C硬度高。也就是，在所有的实施例及比较例中，关 于弹性层的形变量，加压辊比定影辊大，与定影辊相比，加压辊更能在弹性层及脱模层上承 受较大的应力。与此相对，在微显橡胶硬度方面加压辊高于定影辊的实施例1及2中，加压辊的脱 模层的耐久性比定影辊的脱模层的耐久性高。因此，认为在实施例1及2中，即便加压辊相 比定影辊在弹性层及脱模层上承受更大的应力，加压辊的耐久性与定影辊的耐久性仍然近 乎相等。
但是，在微显橡胶硬度方面加压辊低于定影辊的比较例1 3中，与定影辊相比， 加压辊在弹性层及脱模层上承受了更大的应力，而且由于加压辊的脱模层的耐久性比定影 辊的脱模层的耐久性低，故认为与定影辊相比，加压辊明显会在短时间内发生恶化。此外，最近，在使具备弹性层的定影辊及加压辊压接的定影装置中，在将定影辊的 温度(定影温度)设定得很高的同时，尝试通过尽量地减小定影密合宽度，而尽量抑制对于 用纸的热移动，并确保定影性。但是，当减小定影密合宽度时，由于定影密合部的面压极大 地上升，故对于加压辊的载荷增大。与此相对，根据本申请发明，由于能够提高加压辊的耐 久性，故即便减小定影密合宽度，也能够抑制加压辊在短期内恶化。另外，本实施方式的定影装置被应用到加压辊的弹性变形的程度大于定影辊的图 像形成装置中，而由于单色印刷专用的图像形成装置通常被设计为加压辊的弹性变形的程 度大于定影辊，故本实施方式的定影装置也能恰好利用到该单色印刷专用的图像形成装置 中。另外，即便是可进行全彩色印刷的图像形成装置，只要是设计为加压辊的弹性变形的程 度大于定影辊的图像形成装置，即产生本申请发明的课题，因此当然能够应用本实施方式 的定影装置。接着，对专利文献1 4与本实施方式的不同进行说明。专利文献1是以提高对 于OHP片材的定影性为目的来规定定影辊的微显橡胶硬度的。专利文献2是为了抑制加压 辊表面的结垢而规定加压辊的微显橡胶硬度及奥斯卡C硬度的。专利文献3是以提高加压 辊的耐久性为目的而规定构成加压辊的弹性层的物性的。专利文献4是以抑制两面打印时 的画质恶化为目的而规定加压辊与定影辊的硬度的。但是，像本实施方式那样，关于使加压 辊的微显橡胶硬度高于定影辊的微显橡胶硬度方面，在专利文献1 4中未予公开。另外，专利文献1、2中，虽然有关于定影辊或加压辊的微显橡胶硬度的记载，但该 记载未涉及耐久性。专利文献3中虽然有关于加压辊的耐久性的记载，但未就与定影辊侧 间的关系有任何的描述。专利文献4中，虽然关于使加压旋转体的微显橡胶硬度小于加热 旋转体(定影辊)的问题进行了记载，但没有与耐久性相关的记载。如上所述，本实施方式的定影装置，具有定影辊、加压辊和对上述定影辊加热的加 热源，上述定影辊及加压辊是在成为表面的脱模层与心骨之间形成有弹性层的构造，通过 上述加压辊与上述定影辊压接，从而形成两辊相互接触的压接部，上述定影辊及加压辊通 过在上述压接部夹持片材并进行输送，使上述片材上的与上述定影辊接触的一侧的面上的 未定影调色剂热溶融而定影在上述片材上。而且，上述加压辊的奥斯卡C硬度比上述定影 辊的奥斯卡C硬度低，上述加压辊的微显橡胶硬度比上述定影辊的微显橡胶硬度高。根据 以上的构成，由于使与定影辊相比奥斯卡C硬度更低的加压辊与定影辊压接，故加压辊的 弹性变形所产生的形变比定影辊的更大，或者在定影辊上未因弹性变形而产生形变，仅加 压辊因弹性变形而产生形变。但是，由于上述加压辊的微显橡胶硬度比上述定影辊的微显 橡胶硬度更高，故仅就辊表面而言，加压辊的耐久性比定影辊的高。因此，起到能够抑制只 有加压辊表面在短时间内发生恶化的事态产生的效果。另外，优选使上述加压辊的脱模层比上述定影辊的脱模层厚。由此，由于可使加压 辊的表面硬度较高，故起到进一步提高了加压辊的表面的耐久性的效果。进而，上述加热源设置于定影辊的内部，上述定影辊的弹性层的厚度优选为 ΙΟΟμπι 500μπι。由此，具有预热时间短且温度追随性优良的效果。另外，根据在定影辊具备弹性层的构成，具有定影辊表面可充分地追随片材面的优点，而将定影辊的弹性层的 厚度设定为100 μ m 500 μ m则不会损害该优点，能够维持良好的定影性。另外，本实施方式的定影装置被设置于图像形成装置中。作为该图像形成装置可 列举复合机、复印机、打印机、传真机装置等。进而，本实施方式的定影装置的评价方法，其中该定影装置具有定影辊、加压辊和 对上述定影辊加热的加热源，上述定影辊及加压辊是在成为表面的脱模层与心骨之间形成 有弹性层的构造，通过上述加压辊与上述定影辊压接，从而形成两辊相互接触的压接部，上 述定影辊及加压辊通过在上述压接部夹持片材并进行输送，使上述片材上的与上述定影辊 接触的一侧的面上的未定影调色剂热溶融而定影在上述片材上，该定影装置的评价方法的 特征在于，分别对上述定影辊及上述加压辊测量奥斯卡C硬度及微显橡胶硬度，判定上述 加压辊的奥斯卡C硬度比上述定影辊的奥斯卡C硬度低，上述加压辊的微显橡胶硬度比上 述定影辊的微显橡胶硬度高的定影装置合格。由此，具有能够筛选出只有加压辊在短时间 发生恶化的定影装置的效果。本发明并不局限于上述的各实施方式，可在权利要求所示的范围内做各种变更， 对于适当组合不同实施方式各自公开的技术的手段所获得的实施方式也包含在本发明的 技术范围中。产业上的可利用性本发明可应用在设置于电子照相方式的图像形成装置的定影装置中。此外，作为 上述的图像形成装置，可列举复合机、复印机、打印机、传真机。
权利要求
1.一种定影装置，具有定影辊、加压辊和对上述定影辊加热的加热源，上述定影辊及加 压辊是在成为表面的脱模层与心骨之间形成有弹性层的构造，通过上述加压辊与上述定影 辊压接，从而形成两辊相互接触的压接部，上述定影辊及加压辊通过在上述压接部夹持片 材并进行输送，使上述片材上的与上述定影辊接触的一侧的面上的未定影调色剂热溶融而 定影在上述片材上，该定影装置特征在于，上述加压辊的奥斯卡C硬度比上述定影辊的奥斯卡C硬度低，上述加压辊的微显橡胶 硬度比上述定影辊的微显橡胶硬度高。
2.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，上述加压辊的脱模层比上述定影辊 的脱模层厚。
3.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，上述加热源设置于定影辊的内部，上述定影辊的弹性层的厚度为100 μ m 500 μ m。
4.一种图像形成装置，其特征在于，具备权利要求1 3中任意一项所述的定影装置。
5.一种定影装置的评价方法，其中该定影装置具有定影辊、加压辊和对上述定影辊加 热的加热源，上述定影辊及加压辊是在成为表面的脱模层与心骨之间形成有弹性层的构 造，通过上述加压辊与上述定影辊压接，从而形成两辊相互接触的压接部，上述定影辊及加 压辊通过在上述压接部夹持片材并进行输送，使上述片材上的与上述定影辊接触的一侧的 面上的未定影调色剂热溶融而定影在上述片材上，该定影装置的评价方法的特征在于，分别对上述定影辊及上述加压辊测量奥斯卡C硬度及微显橡胶硬度，判定上述加压辊的奥斯卡C硬度比上述定影辊的奥斯卡C硬度低，上述加压辊的微显 橡胶硬度比上述定影辊的微显橡胶硬度高的定影为装置合格。
全文摘要
本发明提供一种定影装置、图像形成装置、定影装置的评价方法。定影装置具有定影辊与加压辊。定影辊及加压辊分别具有在成为表面的脱模层与心骨之间形成有弹性层的构造。加压辊的奥斯卡C硬度比定影辊的奥斯卡C硬度低，加压辊的微显橡胶硬度比定影辊的微显橡胶硬度高。由此，能够抑制加压辊的表面部分在短期内发生恶化。
文档编号G03G15/20GK102096361SQ201010585079
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月8日 优先权日2009年12月10日
发明者山地博之 申请人:夏普株式会社