专利名称：定影装置和使用该定影装置的图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子照相图像形成设备，诸如复印机、打印机或传真机，并且更具体地涉及向在感光鼓上形成的静电潜像供应调色剂并对显影的调色剂图像进行热熔以将调色剂图像定影到记录介质的定影装置，以及设有该定影装置的图像形成设备。
背景技术：
电子照相图像形成设备(例如打印机等)设有定影装置，其将在记录介质(记录纸张或纸张)上形成的调色剂图像热熔以将调色剂图像定影到那张纸。作为定影装置的ー个示例，已知由定影辊和加压辊构成的成对辊类型的定影装置，如在专利文献I中所示。定影辊是其中在由铝等制成的空心金属芯的表面上形成弾性层且配置有卤素灯作为布置在金属芯内部的加热源的辊部件。温度控制装置依照从在定影辊的表面上提供的温度检测部分输出的信号来执行卤素灯的开/关控制，从而控制定影辊的表面的温度。加压辊是其中在金属芯上提供硅橡胶等的耐热弹性层作为涂层的辊部件。此加压辊被设置为与定影辊的外周表面进行压力接触，使得加压辊的上述弹性层弹性变形，从而在定影辊与加压辊之间形成定影咬合区(定影咬合部分)。用上述配置，在定影装置中，将在上面形成有未定影调色剂图像的纸张夹在定影辊与加压辊之间的定影咬合区域中，并在用来自定影辊的外周表面的热量使那张纸上的调色剂图像熔化并定影到那张纸的同时通过旋转这两个辊来传送上述纸张。对应于图像形成设备的更高性能，必须使定影咬合区域的宽度(咬合宽度)在记录介质的传送方向的宽度方向较宽。加宽咬合宽度的方法的示例包括增加定影辊的弹性层的厚度或増加定影辊的直径。然而，定影辊的弹性层的导热率如此高，使得在増加弹性层的厚度的情况下，在将温度増加至图像形成设备可操作的预定温度的操作中花费更长的时间来暖机。此外，在成对辊类型的定影装置中，在已在早上首先开启电源之后，定影辊和加压辊处于室温条件下，并且在开启电源之后并须将温度増加至预定温度，使得花费很长的时间来暖机。此外，在其中不执行复制操作的等待模式下，必须将辊表面保持在预定温度，因此即使当不执行复制操作时，也应始终执行加热，使得除复制操作之外，还浪费地消耗能量。此外，当增加图像形成设备的处理速度时，定影温度未能跟随定影辊的温度。另ー方面，当増加定影辊的直径时，在加热部分(诸如用于加热的卤素灯)中増加功率消耗。根据专利文献I (日本专利申请特许公开No. 1998-133505)，已提出了一种执行图像形成的技术，其中，具有小热容量的海绵用于定影辊中的橡胶层以便实现带定影中的快速热特性，并且通过保证加压辊的咬合宽度来执行定影，所述加压辊的橡胶层被加厚井软化，从而降低定影温度。然而，根据专利文献I中的定影装置的定影辊的定影，存在这样的问题，即不能为定影带充分地获得在分离纸张方面有效的橡胶层斥力而降低纸张的分离特性。因此，需要、依照加压辊的曲率来分离纸张，使得那 张纸在定影咬合部分的离开点处(沿纸传送方向定影咬合部分的端部)朝着加压辊侧排出，然而，由于那张纸的排出指向加压辊侧，所以那张纸的卷曲(翘曲)程度变大。特别地，当对其基础重量小的纸张执行定影操作时，存在这样的问题，即那张纸缠绕定影帯，从而促使发生故障或卡住(纸堵塞)。
发明内容
本发明是鉴于上述情况实现的，并g在提供定影装置和设有该定影装置的图像形成设备，其防止具有轻重量的小的纸在定影带上的缠绕，并且还防止纸堵塞和纸卷曲。根据本发明的定影装置将解决上述问题并如下构造设有该定影装置的图像形成设备
本发明的定影装置包括；环状定影带，其用于传送记录介质；加热辊，其用于对定影带加热；定影辊，其具有在其外周表面上形成的弹性层；以及加压辊，其通过定影带与定影辊进行压力接触，其中，记录介质通过咬合部分，从而将未定影调色剂图像定影在记录介质上，在咬合部分处，加压辊和定影辊在旋转的同时相互进行压力接触，并且其中，在相对于记录介质传送方向的咬合部分离开点处，由定影辊的切线与记录介质的传送方向形成的分离角被保持在23度或以上。此外，本发明的定影装置的特征在于加压辊在其内部包括加热部分，并且加压辊的设定温度依照记录介质的数目逐步地増加。此外，其特征在于加压辊包括弹性层且弹性层的厚度在0. 5mm至I. 5mm范围内。此外，本发明的图像形成设备包括；光学扫描装置，其用于偏转并扫描激光束；感光鼓，其具有由光学扫描装置所照射的激光束在其上形成的静电潜像；显影部分，其用于将显影剂附着于在感光鼓上形成的静电潜像以显影静电潜像；以及转印部分，其用于将由显影部分附着的显影剂转印在记录介质上；以及定影装置，其中，作为定影装置，使用上述定影装置。根据本发明，本发明的定影装置包括；环状定影带，其用于传送记录介质；加热辊，其用于将定影带加热；定影辊，其具有在其外周表面上形成的弹性层；以及加压辊，其通过定影带与定影辊进行压カ接触，其中，记录介质通过咬合部分，从而将未定影调色剂图像定影在记录介质上，在咬合部分处，加压辊和定影辊在旋转的同时相互进行压力接触，并且其中，在相对于记录介质传送方向的咬合部分离开点处，由定影辊的切线与记录介质的传送方向形成的分离角被保持在23度或以上，使得本发明具有有利效果，使得记录介质被容易地从定影带分离，从而改善纸分离特性并防止记录介质的卷曲。根据本发明，加压辊在其内部包括加热部分，并且加压辊的设定温度依照记录介质的数目逐步地増加，使得本发明具有有利效果，使得可以降低定影带与加压辊之间的温度差并防止记录介质的卷曲且在同时改善分离特性。根据本发明，加压辊包括弾性层且弹性层的厚度在0. 5mm至I. 5mm范围内，使得本发明具有有利效果，使得可以改善导热率并防止记录介质上的缎面状光泽不均匀的发生。根据本发明，本发明的图像形成设备包括环状定影帯，其用于传送记录介质；加热辊，其用于对定影带加热；定影辊，其具有在其外周表面上形成的弾性层；以及加压辊，其通过定影带与定影辊进行压カ接触，其中，记录介质通过咬合部分，从而将未定影调色剂图像定影在记录介质上，在咬合部分处，加压辊和定影辊在旋转的同时相互进行压力接触，并且其中，在相对于记录介质传送方向的咬合部分离开点处，由定影辊的切线与记录介质的传送方向形成的分离角被保持在23度或以上，使得本发明具有有利效果，使得记录介质被容易地从定影带分离，从而改善纸分离特性并防止记录介质的卷曲，使得本发明具有有利效果，使得记录介质被容易地从定影带分离，从而改善纸分离特性，防止记录介质的卷曲，并在没有段面状光泽不均匀的情况下执行图像形成。
图I是示出根据本发明的实施例的设有定影装置的图像形成设备的配置的示意图； 图2是示出根据本发明的实施例的定影装置的配置的示意 图3是示出根据本发明的实施例的定影装置的定影咬合部分的分离角的示意 图4是示出根据本发明的实施例的用于找到优选条件以改善定影装置中的纸张的分离特性的实验结果的表格；
图5是示出根据本发明的实施例的定影装置中的分离角与纸基础重量之间的关系的示意 图6是示出根据本发明的实施例的定影装置中的分离角与纸卷曲量之间的关系的示意 图7是示出根据本发明的实施例的定影装置中的定影带与加压辊之间的温度差的关系的示例；
图8是示出根据本发明的实施例的定影装置中的定影带与加压辊之间的温度差的关系的示例；
图9是示出根据本发明的实施例的定影装置中的定影带和加压辊的温度差与加压辊的厚度之间的关系的不例；以及
图10是示出根据本发明的实施例的与加压辊4的每个橡胶厚度相对应的定影装置中的加压辊的中心温度下降与缎面不均匀之间的关系的表格。
具体实施例方式接下来，将针对根据本发明的实施例的设有定影装置I的图像形成设备100进行描述。请注意，本发明示出其中将图像形成设备应用于彩色多功能外围设备的情況。图I是示出根据本发明的实施例的设有定影装置I的图像形成设备100的配置。根据本实施例的图像形成设备100基于从文档读取的图像或通过网络等从外部传送的图像数据在记录部件(纸张8)上形成多色或单色图像。如图I所示，图像形成设备100设有四组可视图像形成単元10 (10K、10CU0M和10B)、定影装置I、供纸托盘14、控制部分(未示出)、曝光単元91、中间转印带50、纸传送路径S、定位辊71、手动托盘16以及出纸托盘15。可视图像形成单元10设有显影装置2(2a、2b、2c和2d)、感光鼓31 (31a、31b、31c和31d)、清洁器单元41 (41a、41b、41c和41d)、充电装置(51a、51b、51c和51d)、中间转印带61、转印辊88、感光鼓驱动部分(未示出)和显影装置驱动部分(未示出)。
在可视图像形成单元10 (10K、10C、10M和10B)中，图像数据对应于使用黑色(K)、青色(C)、洋红色(M)和黄色(Y)的相应颜色的彩色图像。因此，四组显影装置2(2a至2d)、感光鼓31 (31a至31d)、清洁器单元41 (41a至41d)、电荷擦除装置(未示出)和充电装置51 (51a至51d)中的每ー个都被提供使得形成对应于相应颜色的四种类型的静电潜像。另夕卜，a、b、c和d分别对应于黑色、青色、洋红色和黄色，并且设置了四个可视图像形成単元
10。请注意，虽然在本实施例中使用四种颜色形成彩色图像，但例如使用六种颜色的多色图像形成和单色图像形成也是可适用的。曝光单元91是在激光光源中使用激光二极管的激光扫描单元(LSU)。曝光单元91对已被充电装置51依照输入图像数据均匀地充电的感光鼓31的外周表面进行曝光，从而在感光鼓31的外周表面上形成对应于上述输入图像数据的静电潜像。请注意，可以将其构造为使用其中将诸如EL (电致发光)和LED (发光二极管)的发光元件布置成阵列的写头来代替激光二极管。
显影装置2用黒色(K)、青色(C)、洋红色(M)和黄色(Y)的调色剂可视化在每个感光鼓上形成的静电潜像。清洁器单元41设有清洁刮刀(未示出)，其被布置为紧靠(滑动接触)感光鼓31的外周表面，并在静电潜像的显影和转印之后去除和收集感光鼓31的表面上的残余调色剂。感光鼓31 (31a至31d)被布置为使得外周表面的一部分与中间转印带50的表面接触，同时，沿着并接近于鼓的外周表面布置作为电场发生部分的充电装置51、显影装置
2、电荷擦除部分46和清洁器单元41。每个感光鼓31被连接到感光鼓驱动部分(未示出)并在控制部分(未示出)的控制下被旋转地驱动。例如，每个感光鼓31以感光鼓31的轴作为中心由控制部分单独且独立地控制，并由感光鼓驱动部分控制，从而减小旋转驱动的速度。感光鼓31是有机感光鼓，其设有由圆筒形铝制成的导电基底(约Iiim的厚度)、在导电基底的表面上提供的内涂层(约Iu m的厚度)、其中产生电荷和空穴的电荷发生层(约
0.5iim的厚度)以及其中产生的空穴移动至与感光鼓的表面上的电子中和的电荷传输层(约20 y m的厚度)。请注意，在本实施例中，将聚碳酸酯树脂和腙电荷传输剂用于电荷传输层。当感光鼓31的表面被充电装置51充电(例如带负电)且随后被曝光单元13曝光时，在电荷发生层中产生电子和空穴。电子从内涂层移动至由诸如铝制成的导电基底，并且空穴在电荷传输层中移动并与感光鼓表面31的表面上的电子中和，以形成静电潜像。在有机感光鼓中，诸如电荷发生层和电荷传输层的感光层的膜厚度因由于长时间的使用引起的磨损而减小，引起感光鼓的膜厚度的减小。由于膜厚度的减小，存在其中有机感光鼓的电荷保持力减小且有机感光鼓的表面电位由于长时间的使用而改变的情况。在本实施例中，単独地控制相应感光鼓31和显影装置2，単独地且独立地驱动未使用的感光鼓和显影装置2，从而防止感光鼓31的膜厚度减小、显影装置2的劣化等的发生，因此使得可以在没有由于长时间使用而引起的不均匀密度、图像雾化等的情况下形成图像。充电装置51是用于将感光鼓31的外周表面均勻地充电至预定电位的充电部分。充电装置51设有板状放电电极(未示出)以及调整感光鼓31的表面的充电电位的丝网状栅网电极(未示出)，该板状放电电极具有锯齿状配置的多个尖锐突出体。请注意，虽然在本实施例中使用蝌抖式(scorotron)充电装置作为充电装置51,但可以使用电荷式充电装置、辊式充电装置、刷式充电装置等来代替蝌蚪式充电装置。
充电装置51在向放电电极施加电压时执行电晕放电并对感光鼓31的表面充电，以及在向栅网电极施加预定栅网电极时使感光鼓31的表面的充电状态均匀并将感光鼓31的表面充电至预定电位和极性。在本实施例中，感光鼓31的表面电位被设置为-900V。中间转印带50被布置在感光鼓31上并设有中间转印带50、中间转印带驱动辊52、中间转印带从动棍53以及中间转印带清洁单元65。此外，中间转印带50跨越中间转印带驱动辊52、中间转印带从动辊53、中间转印带张紧机构54以及中间转印辊(88a、88b、88c和88d)伸展，并且被沿着图I中的箭头B的方向旋转地驱动。中间转印带50被提供为紧靠每个感光鼓31。在感光鼓31上形成的相应颜色的调色剂图像被连续地重叠并转印到中间转印带50上以在中间转印带50上形成彩色调色剂图像(多色调色剂图像)。此外，中间转印带50是使用具有约100 y m至150 u m的厚度的膜形成的环状的带部件。对于中间转印带50的材料而言，主要使用聚酰亚胺、聚碳酸酷、热塑性弾性体合金等。在感光鼓31上形成的调色剂图像由中间转印辊88转印到中间转印带上。中间转印辊88由中间转印带61的中间转印带张紧机构54的中间转印带附着部分(未示出)支撑从而能够旋转并施加用于将在感光鼓31上形成的调色剂图像转印到中间转印带50上的转印偏压。向中间转印辊88施加用于转印调色剂图像的高压转印偏压(极性(+ )与调色剂的充电极性(_)相反的高压)。每个中间转印辊88是在底座处具有金属(诸如不锈钢)轴(其具有8至IOmm的直径)且具有被诸如EPDM (こ烯-丙烯-ニ烯亚甲基)和聚氨酯形式的导电弾性材料覆盖的表面的辊。此类导电弹性材料能够均匀地向中间转印带50施加高压。请注意，在本实施例中，虽然使用辊形状的转印电极作为转印电极，但替代地，还可使用刷等。以这种方式，将在感光鼓31上可视化的相应颜色的静电潜像堆叠到中间转印带50上，从而形成对应于输入的图像数据的图像。这样堆叠的调色剂图像通过旋转中间转印带50被传送到布置有转印辊88的位置。向转印辊88施加用于将调色剂图像转印到记录部件(纸张)上的电压(极性(+ )与调色剂的充电极性(-)相反的高压)。另外，用预定咬合压カ将中间转印带50和转印辊88设置为相互进行压力接触。为了转印辊88不断地获得咬合压カ，在转印辊88或中间转印带驱动辊52中的任一由硬材料(诸如金属)制成的同时，另ー个由诸如弹性辊(弾性橡胶辊或树脂泡沫辊)的软材料制成。此外，通过与感光鼓30接触粘附于中间转印带50的调色剂或仍留在中间转印带50上而不是被转印辊88转印到纸张上的调色剂在下一个步骤中引起调色剂顔色混合，并且因此，用中间转印带清洁単元65来去除并收集调色剂。中间转印带清洁単元65设有清洁刮刀(未示出)作为紧靠中间转印带50的清洁部件，中间转印带50 (清洁刮刀抵靠它)被中间转印带从动辊62从背面支撑。在通过感光鼓31和中间转印带50的接触区域时电荷擦除装置(未示出)对纸张8执行电荷擦除处理。作为用电荷擦除装置进行的电荷擦除方法，向中间转印带51施加极性与转印电场的极性相反的电场。供纸托盘14是存储用于图像形成的记录介质(纸张)的托盘并提供在曝光単元13的下側。此外，在图像形成设备100的上部上提供的出纸托盘15是用于将已打印纸张面朝下放置的托盘。此外，图像形成设备100设有纸传送路径S，其近似垂直地延伸以经由转印辊88和定影装置I从供纸托盘14向出纸托盘15传送纸张。此外，从供纸托盘14至出纸托盘15的纸传送路径S附近布置拾取辊111 (Illa和111b)、定位辊71、转印辊88、定影装置I和传送辊 112 (112a 至 112i)。传送辊112是用于促进/帮助记录介质(纸张)的传送的小棍，并在沿着纸传送路径S的多个位置上提供。拾取辊Illa是在供纸托盘14 的端部处提供的，并且是从供纸托盘14逐个地向纸传送路径S供应纸张的拾取辊。定位辊71是临时保持在纸传送路径S中传送的纸张的辊。控制部分通过使沿着纸传送路径S传送的纸张在预定位置处暂停来再次使定位辊71旋转至刚好下一次传送的时刻。纸张被传送至具有转印辊88的转印部分，使得纸张的前缘的位置与在感光鼓31的外周上形成的图像的前缘位置重合。主要在手动地设置不规则尺寸的纸张以便执行打印时使用手动托盘16，其布置在图像形成设备100的侧表面上。控制部分(未示出)控制图像形成设备100的操作。此外，控制部分包括微计算机、存储表示由微计算机执行的处理过程的控制程序的ROM (只读存储器)、提供用于工作的エ作区的RAM (随机存取存储器)、临时存储计算的累积调色剂补充时间的EEPROM (电可擦可编程ROM)非易失性存储器、作为用于从开关(未示出)输入信号的电路并包括输入缓冲器和A/D转换电路的输入电路、包括用于驱动螺线管和灯等的电动机和驱动器的输出电路等。请注意，这些存储装置被共同地称为存储部分(未示出)。在图像形成设备100中，通过调整各种处理的条件以便在随着时间推移不受感光鼓和显影剂的时间变化影响的情况下获得恒定的调色剂密度和图像输出来执行操作。此调整称为过程控制，更具体地，调整充电电位、曝光量、调色剂密度的修正量、显影偏压值、转印电压值、定影温度等。请注意，由过程控制部分(未示出)来执行过程控制。接下来，将參考图2和3针对根据本发明的实施例的定影装置I详细地给出说明。图2是根据本发明的实施例的定影装置I的示意图。图3是示出根据本发明的第一实施例的定影装置I的定影咬合部分12中的分离角20的示意图。如图2所示，根据本发明的定影装置I通过加热将在记录介质(纸张8)的表面上形成的未定影调色剂图像9定影到记录介质。根据本发明的定影装置I设有定影棍3、加压棍4、定影带5、加热棍6、加热器灯7a和7b以及第一热敏电阻Ila和第二热敏电阻lib。定影辊3具有基本上圆筒形状并具有从基本上圆筒形中心轴至外周形成的金属芯和弹性层的双层结构。对于金属芯而言，使用诸如铁、不锈钢、铝或铜、其合金等的金属。对于弹性层而言，使用诸如硅橡胶或氟橡胶的耐热橡胶材料。在本实施例中，定影辊具有约30mm的直径。具有20mm的直径的不锈钢被用于金属芯且具有5mm的厚度的娃海绵橡胶被用于弹性层。定影辊3被提供为可绕着基本上圆筒形的中心轴旋转，并由加压辊4的旋转而被驱动旋转。当通过定影带5将定影辊3置干与加压辊4压カ接触吋，形成定影咬合部分12，其中，定影辊3和加压辊4通过定影带5相互抵靠。定影辊3沿着图2和3所示的箭头R2的方向旋转，其与加压辊4的方向相反。加压辊4具有基本上圆筒形状并具有从基本上圆筒形中心轴至外周形成的金属芯、弹性层和释放层的三层结构。对于金属芯而言，使用诸如铁、不锈钢、铝或铜或其合金的金属。对于弹性层而言，使用诸如硅橡胶或氟橡胶的耐热橡胶材料。对于释放层而言，使用诸如PFA (四氟こ烯和全氟代烷基こ烯基醚的共聚物)的氟树脂或PTFE (聚四氟こ烯)的氟树脂。具体地，加压辊4具有30mm的直径。此外，具有26mm的直径和Imm的厚度的铁(STKM)被用于金属芯。具有1_的厚度的固体硅橡胶被用于弹性层。具有50 ii m的厚度的PFA管被用于释放层。此外，加压辊4被提供为可绕着基本上圆筒形的中心轴旋转。加压辊4是辊状部件，其被作为未示出的驱动部分的驱动电动机旋转地驱动。加热器灯7a被布置在加压辊4的内部并将加压辊4加热。由热敏电阻来检测加压辊4的温度，并且控制部分(未示出)从电源电路(未示出)向加热器灯供应功率，从而加热器灯7a进行发射以辐射红外射线。在加压辊4中，加压辊4的内周表面吸收从加热器灯7a辐射的红外射线，使得整个加压辊4被加热。在本实施例中，使用具有500W的额定功率的加热器灯7a。同样地，加热器灯7b被布置在加热辊6的内部并将加热辊6加热。由控制部分来控制加热器灯7b。下面将描述加热器灯7b。定影带5是环状带且是用由诸如聚酰亚胺的耐热树脂和诸如不锈钢或镍的金属材料制成的圆筒形空心基底形成的。定影带5在未被安装时具有50_的直径。在基底的表面上，形成由具有优良耐热性和弹性的弾性体材料(诸如硅橡胶)形成的弾性层。在弾性层的表面上，形成具有优良耐热性和释放特性的充当氟树脂的合成树脂材料(诸如PFA或PTFE )形成的释放层。定影带5由三层的基底、弾性层和释放层组成。在本实施例中，将具有50pm的厚度的聚酰亚胺用于基底，将具有150 u m的厚度的硅橡胶用于弹性层，并将具有10至15 y m的厚度的FPA涂层用于释放层。加热辊6具有基本上圆筒形形状并具有三层结构，其中，从基本上圆筒形中心轴至外周形成红外射线吸收层、金属芯和保护层。当向金属芯的内部施加耐热的含碳涂层材料并进行焙制时形成红外射线吸收层。对于金属芯而言，例如，使用诸如铁、不锈钢、铝或铜或其合金的金属。对于保护层而言，诸如PFA (四氟こ烯和全氟代烷基こ烯基醚的共聚物)或PTFE (聚四氟こ烯)的氟树脂是适当的。保护层防止加热辊6和定影带5的聚酰亚胺层由于定影带5和加热棍6的接触而被磨损。在本实施例中，加热棍6具有28mm的直径,并且将具有100 的厚度的炭黑涂层材料用于红外射线吸收层。此外，将具有28_的直径和Imm的厚度的空心铝用于金属芯。对于保护层而言，使用具有50 y m的厚度的PTFE涂层。另外，在加热辊6的内部布置用于将加热辊6加热的加热器灯7b。控制部分(未示出)促使从电源电路(未示出)向加热器灯7b供应功率，由此，加热器灯7b发射光，并且从加热器灯7b辐射红外射线。在加热辊6中，加热辊6的内周表面吸收从加热器灯7b辐射的红外射线，使得整个加热辊6被加热。在本实施例中，使用具有900W的额定功率的加热器灯7b。从加热棍6侧沿着与布置定影棍3的方向相反的方向向加热棍6施加例如50N 的预定负荷。向定影带5施加张カ使得加热辊6随着定影带5的旋转而旋转。当上面形成有未定影调色剂图像的纸张8通过定影咬合部分12时，被加热辊6加热至预定温度的定影带5将纸张8加热。定影带5绕加热棍5和定影棍3支撑。定影带5由加压棍4的旋转驱动并沿着图2中所示的箭头R2所示的方向旋转。当加压棍4沿着箭头Rl的方向旋转且定影带5沿着箭头R2的方向旋转时，纸张8通过定影咬合部分12。接下来，将參考图3针对根据本发明的定影装置I中的用于改善纸张8的分离特性的设定条件和防止纸张8的卷曲的设定条件详细地给出说明。如图3所示，当定影辊3和加压辊4被置于相互的压カ接触时，形成定影咬合部分
12。在本实施例中，定影咬合部分12的纸传送方向的宽度(在下文中称为“咬合宽度”)是7_。上面承载有未定影调色剂图像9的作为将被定影的部件的纸张8被馈送到定影咬合部分12。纸张8通过定影咬合部分12，使得调色剂图像被定影到纸张8。当纸张8通过定 影咬合部分12吋，定影带5紧靠纸张8的调色剂图像形成表面，并且加压辊4紧靠与调色剂图像形成表面相対的纸张8的表面。定影辊3和加压辊3以例如400N的预定负荷置于相互的压カ接触。图3显示在定影咬合部分12的纸离开点30处(在传送纸张侧的定影咬合部分的端部)形成定影辊3的切线LI，在咬合部分处，定影辊3和加压辊4被置于相互的压カ接触。分离角20是由纸张8的传送方向与定影咬合部分的离开点处(沿纸传送方向的定影咬合部分的端部)的定影辊3的切线LI形成的角。在本实施例中，使分离角20的角度最优化以改善纸张的分离特性以及防止纸张的卷曲(翅曲)。分离角20根据定影辊3和加压辊的直径和重量以及在定影辊3和加压辊4的外周部分上形成的弹性层的硬度而不同。因此，通过将各种类型的定影辊3和加压辊4组合，可以设置最佳分离角。纸张的分离特性取决于分离角20、纸基础重量29、处理速度(相对于过程控制的速度)以及调色剂量。图4是示出为了找到优选条件以改善纸张的分离特性而执行的实验的结果的表格。在实验中，当定影辊3、加压辊4和咬合重量32改变时，指示了分离角20、纸基础重量29以及纸张的分离特性的确定(分离特性确定31)。此外，以三个參数(外径33a和33b、橡胶厚度34a和34b以及硬度35a和35b)为指标使用不同类型的定影辊3和加压辊4通过实验来进行比较检验。另外，当纸张8缠绕定影带5时，減少了形成纸张8的表面的调色剂图像的光泽，或者发生热偏移时，进行针对故障的分离特性判断39，并如图4所示地示出指示故障的NG代码。另ー方面，当纸张8的调色剂图像形成表面的光泽未減少或未发生热偏移，使得图像是适当时，进行针对适当操作的判断，并示出指示适当操作的OK代码。具体地，使用具有I. Omg/cm2的调色剂量且具有200mm/s的处理速度的黑色实像来执行实验。图5是示出分离角20与纸基础重量29之间的关系的示意图。在图5中，竖轴示出分离角20且横轴示出纸基础重量29。另外，用“不好”来表示分离特性判断39中的指示任何故障的NG代码，用“良好”来表示指示适当操作的OK代码，并示出分离角20与纸基础重量29之间的关系。在上述实验中，已经发现存在分离角20的临界值，其依照纸基础重量29示出纸张8的分离特性。在纸张8具有60g的基础重量的情况下，分离角20需要是20° (度)或以上。此外，实验已经发现在纸张8具有56g的基础重量的情况下，分离角20需要是23°或以上。考虑到常常使用薄纸张作为减少纸张消耗的方式，优选的是以使用具有56g的基础重量的纸张将分离角20保持在23°的方式来设置定影辊、加压辊和咬合负荷。
请注意，在如图5所示的分离角20与纸基础重量29之间的关系可适用的操作条件的范围内，处理速度是170至230mm/s,并且调色剂量是I. lmg/cm2或以下。当调色剂量增加时或当处理速度增加时，即使使用相同的分离角，也降低分离特性。然而，通过单独地提供分离角的临界值，能够对应于纸张的分离特性方面的降低。图6是示出分离角20与纸卷曲量40之间的关系是示意图。在图6中，竖轴示出纸卷曲量40且横轴示出分离角20以示出分离角20与纸卷曲量40之间的关系。如图6所示，发现随着分离角20的增加，纸卷曲量40也增加。在这种情况下，纸卷曲量40是通过对具有68g的五张白纸被叠加时的前缘与后缘之间的浮动程度平均所获得的值。当纸卷曲量40大时，能够存储在供纸托盘14上的纸张的数目受到限制，并且存在不期望地引起纸张的传送失败的风险。因此，作为用于减小纸卷曲量40的方法，减小定影带5与加压辊4之间的温度差A T是有效的。然而，如图7所示，在用于将调色剂图像定影到纸张的操作(JOB)期间，降低了由第二热敏电阻Ilb实现的加压辊4的检测温度Tl (具体地，加压辊4的中心部分中的中心温度)。定影辊5与加压辊4之间的温度差A I随着用于将调色剂图像定影到纸张的操作的继续而变大。请注意，在图7至9中，横轴示出时间T，竖轴示出温度C，并且定影带的温度设定值P1、加压辊的温度设定值P2、偏移项WUP、定影带5的温度T2、加压辊4的中心部分的中心温度T3 (T3a和T3b)、第二热敏电阻Ib的检测温度Tl以及定影带5与加压辊4之间的温度差A T (A Tl和A T2)是共同的。如图7所示，与在将调色剂图像定影到纸张的操作开始(JS)的时间定影带5与加压辊4之间的温度差A Tl相比，已经发现在经历用于将调色剂图像定影到纸张的操作的预定时间之后定影带5与加压辊4之间的温度差A T2变大。第二热敏电阻Ilb通过接触来检测加压辊4的温度，其中，检测加压辊的端部的非纸通过部分的温度，使得防止此接触引起加压辊的接触表面上的刮痕等，并使得不影响要定影的调色剂图像。然而，检测加压辊4的边缘处的非纸通过部分的温度。因此，存在其中当纸张通过定影咬合部分12时发生不能被正确检测的加压辊4的温度下降的情況。因此，如图8所示，加压辊4的温度逐步地増加并最终维持定影咬合部分的纸通过部分(定影咬合部分的中心)的温度。具体地，基于预先记录在存储部分中的预定修正值，控制部分(未示出)控制加热灯7a将加压辊4加热。通过加压辊4的温度控制，可以抑制将调色剂图像定影到纸张的操作期间的加压辊的温度降低并减少纸卷曲量。此外，当加压辊4的温度逐步地增加时，温度可以依照所使用的纸张的数目逐步地増加。根据此设置，可以对应于相对于定影操作的加压辊的温度降低。当控制部分通过控制加热灯7a来调整加压辊4的温度时，来自在加压辊4的内部提供的加热灯7a的热量需要快速地到达加压辊4的表面。热量到达加压辊4时的热传导速度根据加压辊4的厚度而不同。如图9所示，已发现加压辊的中心部分的温度(中心温度)根据加压辊4的厚度差而不同。
这是因为当加压辊4的橡胶厚度增加时，来自加热灯7a的热传导延迟。为了恢复加压辊4的表面的温度下降，要求更长的时间和更大的电功率。如图9所示，已发现当Imm的橡胶厚度比2mm的橡胶厚度薄吋，具有Imm的橡胶厚度的加压辊4的中心温度T3a比具有2mm的橡胶厚度的加压辊4的中心温度T3b引起更少的温度降低。在本实施例中，为了抑制纸张8的卷曲量，在将调色剂图像定影到纸张的操作(JOB)期间将定影带5与加压辊4之间的温度差A T的上限限定为50°或以下。此外，考虑当纸张的双面被打印时的第一面的热偏移的防止，将定影带5与加压辊4之间的温度差A T的下限限定为20°。因此，温度差A T受到限制并被控制在从20°至50°的范围内。图10是示出与加压辊4的每个橡胶厚度34b (0. 3至2. Omm)相对应的缎面不均匀37与加压辊4的中心温度的下降36之间的关系的表格。如图10所示，加压辊4的中心温度的下降36受到加压辊4的橡胶厚度的影响。当加压辊4的橡胶厚度是I. 5mm或以下时，可以允许有30°的加压辊4的中心温度的下降36并防止由于定影带5与加压辊4之间的温度差A T的扩大而引起的纸张的卷曲(纸卷曲)。此外，当加压辊4的每个橡胶厚度34b是0. 5或以上时，可以防止图像表面上的不规则和缎面不均匀(其为光泽不均匀)的发生。因此，加压辊4的每个橡胶厚度34b优选地为0.5mm或以上。图10所示的确定结果38指示结果，其中，在考虑加压辊4的中心温度的下降36和缎面不均匀37的情况下做出确定，并用“良好”来表示“适合”的确定结果且用“不好”来表示“失败”的确定結果。通过基于本实施例所示的加压辊4的厚度和分离角20来设置加压辊4的厚度和分离角20，容易地将纸张8从定影带5分离，使得能够改善纸分离特性且能够防止纸张8的卷曲。权利要求
1.一种定影装置，包括 环状定影带，其用于传送记录介质； 加热辊，其用于将定影带加热； 定影辊，其具有在其外周表面上形成的弹性层；以及 加压辊，其通过定影带与定影辊进行压カ接触， 其中，记录介质通过咬合部分，从而将未定影调色剂图像定影在记录介质上，在咬合部分处，加压辊和定影辊在旋转的同时相互进行压力接触，以及 其中，在相对于记录介质传送方向的咬合部分离开点处，由定影辊的切线与记录介质的传送方向形成的分离角被保持在23度或以上。
2.根据权利要求I所述的定影装置，其中， 所述加压辊在其内部包括加热部分，以及 所述加压辊的设定温度依照记录介质的数目而逐步地増加。
3.根据权利要求I所述的定影装置，其中， 所述加压辊包括弾性层且弹性层的厚度在从0. 5mm至I. 5mm的范围内。
4.一种图像形成设备，包括 光学扫描装置，其用于偏转并扫描激光束； 感光鼓，其具有由所述光学扫描装置所照射的激光束在其上形成的静电潜像； 显影部分，其用于将显影剂附着于在感光鼓上形成的静电潜像以显影静电潜像； 转印部分，其用于将由显影部分附着的显影剂转印在记录介质上；以及 定影装置， 其中，作为定影装置，使用根据权利要求I所述的定影装置。
全文摘要
提供了定影装置和使用该定影装置的图像形成设备，其防止具有轻重量的小纸在定影带上的缠绕，并且还防止纸堵塞和纸卷曲。由定影辊的切线和定影辊与加压辊相互进行压力接触的纸传送方向限定的分离角被保持在23度或以上，并且纸张通过定影咬合部分且加压辊的设定温度通过在加压辊的内部提供的加热器灯依照纸张的数目逐步地增加。
文档编号G03G15/00GK102645880SQ20121003627
公开日2012年8月22日 申请日期2012年2月17日 优先权日2011年2月18日
发明者山名真司 申请人:夏普株式会社