定影设备和图像形成装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种定影设备和图像形成装置，所述定影设备包括：定影旋转体，该定影旋转体对记录介质和粒径为4.5μm以下且软化点为100°C以上125°C以下的色调剂进行加热和加压，以将所述色调剂定影在所述记录介质上；加热单元，该加热单元对所述定影旋转体进行加热；以及加压单元，通过由该加压单元和所述定影旋转体形成的接触部分夹持所述色调剂和所述记录介质来对所述色调剂和所述记录介质进行加压，其中所述接触部分中的最大压力为2.9×105[Pa]以上，所述接触部分沿所述记录介质的移动方向的宽度为10[mm]以上，并且所述接触部分中的所述色调剂的加热时间为20[msec]以上。
【专利说明】定影设备和图像形成装置【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及定影设备和图像形成装置。
【背景技术】
[0002]JP-A-2004-279702 (专利文献I)公开了一种定影设备，该定影设备具有按压和切换机构单元，用于在正常模式和密封模式下相对于加热辊切换第一加压辊和第二加压辊的每单位面积的压力。在密封模式下，使相对于加热辊的第一加压辊和第二加压辊的每单位面积的压力小于正常模式下的每单位面积的压力。 [0003]JP-A-2002-031921 (专利文献2)公开了一种图像形成装置，在该图像形成装置中，输出图像光泽度检测机构检测在定影设备和排出单元之间的记录介质上定影的显影剂图像的表面的光泽度。然后，CPU根据这个输出图像光泽度的检测结果在图像形成期间改变由显影剂图像形成机构形成的点的面积。
[0004]JP-A-2010-145620 (专利文献3)公开了一种定影设备，在该定影设备中，在加压辊和加热辊的后续阶段中，传送辊对设置在距离咬合区的距离等于或小于记录介质在其传送方向上的长度。驱动传送辊对，使得其外周表面的线速度变得比加压辊和加热辊外周表面的线速度快。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种定影设备和图像形成装置，其可以防止在定影粒径为
4.5 μ m以下的色调剂时定影之后的色调剂图像的光泽度对定影旋转体的温度变化的可调范围变窄。
[0006]根据本发明的第一方面，提供了一种定影设备，所述定影设备包括:定影旋转体，其对记录介质和粒径为4.5[ μπι]以下且软化点为100[° C]以上125[° C]以下的色调剂进行加热和加压，以将所述色调剂定影在所述记录介质上；加热单元，其对所述定影旋转体进行加热；以及加压单元，通过由其和所述定影旋转体形成的接触部分夹持所述色调剂和所述记录介质来对所述色调剂和所述记录介质进行加压，其中所述接触部分中的最大压力为2.9X105[Pa]以上，所述接触部分沿所述记录介质的移动方向的宽度为10[mm]以上，并且所述接触部分中的所述色调剂的加热时间为20[mSec]以上。
[0007]根据本发明的第二方面，在根据第一方面的定影设备中，所述定影旋转体可以是环形带，在所述定影旋转体内，在与所述接触部分对应的位置，设置有接收所述加压单元的压力并支承所述定影旋转体的支承构件，并且所述支承构件的位于所述记录介质的传送方向的下游侧并且供所述定影旋转体缠绕的那一部分可以具有6_以下的曲率半径。
[0008]根据本发明的第三方面，提供了一种图像形成装置，所述图像形成装置包括:图像形成部分，其利用色调剂使保持潜像的图像保持构件的潜像显影以形成色调剂图像，并且将所述色调剂图像转印到记录介质以形成图像；以及根据第一方面或第二方面所述的定影设备，其将所述图像形成部分中形成的所述色调剂图像定影到记录介质上。[0009]根据本发明的第一方面，与其中定影旋转体和加压单元之间的接触部分中的最大压力低于2.9 X IO5 [Pa]，接触部分沿记录介质的移动方向的宽度短于10 [mm]，并且接触部分中的色调剂的加热时间短于20[mSec]的情况相比，可以防止在定影粒径为4.5μπι以下的色调剂时定影之后的色调剂图像的光泽度对定影旋转体的温度变化的可调范围变窄。
[0010]根据本发明的第二方面，与其中硬度和曲率半径不满足以上条件的情况相比，可以增强记录介质脱离定影旋转体的剥离能力。
[0011]根据本发明的第三方面，与其中定影旋转体和加压单元之间的接触部分中的最大压力低于2.9 X IO5 [Pa]，接触部分沿记录介质的移动方向的宽度短于10 [mm]，并且接触部分中的色调剂的加热时间短于20[msec]的情况相比，可以容易地控制图像的光泽。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]将基于下面的附图详细地描述本发明的示例性实施方式，其中:
[0013]图1是示出涉及第一示例性实施方式的图像形成装置的整体构造的示意图；
[0014]图2是示出涉及第一示例性实施方式的图像形成部分的构造的示意图；
[0015]图3是示出涉及第一示例性实施方式的色调剂图像形成部分的构造的示意图；
[0016]图4是示出涉及第一示例性实施方式的定影设备的构造的示意图；
[0017]图5是示出通过涉及第一示例性实施方式的定影设备中的位置切换机构使加压辊与定影带接触的接触状态的示意图；
[0018]图6A是示出涉及第一示例性实施方式的记录纸上的色调剂的填充状态和色调剂高度的示意图，并且图6B是示出涉及比较例的记录纸上的色调剂的填充状态和色调剂高度的不意图；
[0019]图7是示出涉及第一示例性实施方式的定影咬合部出口侧的垫构件和定影带的曲率半径的示意图；
[0020]图8是示出涉及第一示例性实施方式的定影设备中当加热时间改变时最低定影温度的改变的曲线图；
[0021]图9是示出涉及第一示例性实施方式的定影设备中当定影咬合部的表面压力改变时最低定影温度的改变的曲线图；
[0022]图10是示出定影温度的可调范围和可调光泽度范围之间的关系的示意图；
[0023]图11是示出在涉及第一示例性实施方式的定影设备中当设置条件I和条件2时定影温度的可调范围和可调关泽度范围之间的关系的曲线图；
[0024]图12是示出涉及第二示例性实施方式的定影设备的构造的示意图；以及
[0025]图13是示出涉及第二示例性实施方式的定影咬合部出口侧的垫构件和定影带的曲率半径的示意图。
【具体实施方式】
[0026]第一不例性实施方式
[0027]下面，将参照附图描述本发明的第一示例性实施方式的例子。首先将描述图像形成装置的整体构造和操作，接着将描述定影设备的构造和操作，并且接着将描述本示例性实施方式的主要部分。另外，在下面的描述中，图1中由箭头H示出的方向被定义为设备高度方向，并且图1中由箭头W示出的方向被定义为设备宽度方向。另外，分别与设备高度方向和设备宽度方向正交的方向(用D示出)被定义为设备深度方向。
[0028]图像形成设备的整体构造
[0029]如图1中所示，图像形成装置10被构造为包括:图像形成部分12，图像形成部分12通过电子照相方法在作为记录介质例子的记录纸P上形成图像；介质传送部分50，介质传送部分50传送记录纸P ；以及后期处理部分60，后期处理部分60对在其上形成图像的记录纸P执行后期处理等。此外，图像形成装置10被构造为包括:控制器70，控制器70对以上各个部分执行控制；以及电源部分80，电源部分80向包括控制器70的以上各个部分提供电功率。
[0030]图像形成部分的构造
[0031]如图2中所示，图像形成部分12被构造为包括:色调剂图像形成部分20，色调剂图像形成部分20形成色调剂图像；转印设备30，转印设备30将由色调剂图像形成部分20形成的图像转印至记录纸P ;以及定影设备100，定影设备100在记录纸P上定影被转印至记录纸P的色调剂图像。色调剂形成部分20被构造为包括作为保持潜像(静电潜像)的图像保持构件例子的感光体21、充电器22、曝光设备23、显影设备24和清洁设备25。由此，图像形成部分12用色调剂显影感光体21上的潜像，并且将色调剂图像转印到记录纸P以形成图像。
[0032]另外，设置多个色调剂图像形成部分20，使得针对每种颜色形成色调剂图像。在本示例性实施方式中，提供针对第一特定颜色(V)、第二特定颜色(W)、黄色(Y)、紫红色(M)、青色(C)和黑色(K)总共6种颜色的色调剂形成部分20。图1中示出的(V)、(W)、(Y)、(M)、(C)和(K)代表以上各种颜色。转印设备30将来自转印带31的与6种颜色等同的色调剂图像转印至转印咬合部NT中的记录纸P，与6种颜色等同的色调剂图像彼此叠加并且被初步转印至所述转印带31。
[0033]感光体
[0034]感光体21被形成为圆柱形并且通过未示出的驱动单元被绕着其自身的轴旋转地驱动。在感光体21的外周表面上形成作为例子的具有负充电极性的感光层(未示出)。另夕卜，可以采用其中在感光体21的外周表面上形成保护层的构造。沿着平面图中的装置宽度方向并排线性地布置用于各种颜色的感光体21。
[0035]充电器
[0036]充电器22对感光体21的外周表面(感光层)充电,使其具有负极性。在本不例性实施方式中，电晕放电类型(非接触充电类型)的栅格电晕管充电器被用作充电器22。
[0037]曝光设备
[0038]曝光设备23在感光体21的外周表面上形成静电潜像。具体地，根据从构成控制器70的图像信号处理部分(未示出)接收的图像数据，将经调制的曝光光线L (参照图3)照射至由充电器22充电的感光体21的外周表面。通过由曝光设备23照射曝光光线L，在感光体21的外周表面上形成静电潜像。在本示例性实施方式中，曝光设备23被构造用于在包括多棱镜和F Θ透镜的光扫描单兀(光学系统)用从光源照射的光束执行扫描的同时,曝光感光体21的表面。另外，在本示例性实施方式中，针对每种颜色提供曝光设备23。
[0039]显影设备[0040]显影设备24用包含色调剂T的显影剂G显影在感光体21的外周表面上形成的静电潜像，从而在感光体21的外周表面上形成色调剂图像。尽管省略了细节，但显影设备24被构造为至少包括含有显影剂G的容器24A (参照图3)和在旋转显影剂G的同时向感光体21提供容器24A中含有的显影剂G的显影辊24B(参照图3)。用于补充显影剂G的色调剂盒27通过未示出的补充通道连接至容器24A。用于各种颜色的色调剂盒27在平面图中的装置宽度方向上并排布置在感光体21和曝光设备23之上，并且是能够单独更换的。
[0041]色调剂
[0042]色调剂的粒径为4.5[ μπι]以下。另外，本示例性实施方式中的色调剂T的粒径为下面将描述的体积平均粒径D50v。在本示例性实施方式中，举例来说，色调剂T的粒径为3.8[μπι]，并且其软化点为109[° C]。另外，色调剂T的软化点优选地为100[° C]以上125[° C]以下。这里，使用CFT500 (由岛津公司(Shimadzu Corp.)制造)流量测试计，将在骰子孔的直径为0.5 [mm]，加压负载为0.98 [MPa]并且加热速率为I [° C/min]的状况下测得的1/2下降温度(当使色调剂样本融化并流出时，等同于从流出起始点到结束点的高度的1/2)用作色调剂T的软化点。
[0043]详细地，色调剂T被构造为包括(例如)含有粘结剂树脂的色调剂颗粒、着色剂，和其它添加剂例如防粘剂(如果需要)以及外部添加剂(如果需要)。另外，在本示例性实施方式中，使用两种成份的显影剂作为例子，其中显影剂G包含色调剂T和载体(未示出)。然而，因为载体在显影步骤中被回收并且在定影步骤中不使用，所以省略了对载体的描述。
[0044]粘结剂树脂的例子不受具体的限制，但包括均聚物和共聚物，例如苯乙烯(例如，苯乙烯、氯苯乙烯等)、单烯烃(例如，乙烯、丙烯、丁烯、异戍二烯等)、乙烯基酯(例如，乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、甲酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等)，α-亚甲基脂肪族单羧酸酯(例如，丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸十二酯等)、乙烯基醚(例如，乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、乙烯基丁醚等)、乙烯基酮(例如，乙烯甲基酮、乙烯己基酮、乙烯异丙烯酮等)以及通过共聚二羧酸和二元醇获得的聚酯树脂。
[0045]具体地，粘结剂树脂的代表性例子包括聚苯乙烯、苯乙烯-烷基酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸烷基酯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-马莱酸酐共聚物、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂等。另外，粘结剂树脂的代表性例子还包括聚氨酯、环氧树脂、硅树脂、聚酰胺、改性松香、固体石蜡等。
[0046]着色剂的代表性例子包括磁粉(例如，磁体和铁氧体等)、炭黑、苯胺蓝、卡口油蓝(Calco Oil Blue)、铬黄、群青蓝、杜邦油红(Du Pont oil red)、喹啉黄、氯亚甲基蓝、苯二甲基蓝、草酸孔雀石绿、灯黑、玫瑰红、C.1.颜料红48: 1、C.1.颜料红122、C.1.颜料红57:1、C.1.颜料黄97、C.1.颜料黄17、C.1.颜料蓝15:1、C.1.颜料蓝15:3等。
[0047]其它添加剂的例子包括防粘剂、磁性物质、充电控制剂、无机粉末等。防粘剂的例子包括烃基蜡；天然蜡例如巴西棕榈蜡、米蜡和淡紫色嵌体蜡；合成或基于矿物/石油的蜡例如褐煤蜡；以及基于酯的蜡例如脂肪酸酯和单酸酯，但不限于这些。
[0048]接下来，将描述色调剂T (色调剂颗粒)的特性。色调剂T的平均形状因子(通过形状因子表示的形状因子的数量平均值= (ml2/a) X U/4) X100，其中，ML表示颗粒的最大长度并且A表示颗粒的投影面积)优选为100以上150以下，更优选为105以上145以下，并且最优选为110以上140以下。另外，如已描述的，优选地使色调剂T的粒径(体积平均粒径D50v)为4.0[μπι]以下。
[0049]作为测量色调剂T的体积平均粒径D50v的方法，首先将0.5 [mg]以上50 [mg]以下的测量样本加入2[ml]的水溶液中并用重量百分比为5[%]的表面活性剂(优选地，烷基苯磺酸钠)作为分散剂，并且将其加入100 [ml]以上150 [ml]以下的电解液中。通过超声分散单元在大约I分钟内对其中悬浮了这个测量样本的电解液执行分散处理，并且通过库尔特Multisizer II型(由贝克曼库尔特公司(Beckman Coulter, Inc.)制造)使用孔径为100 [μπι]的孔，测量粒径范围为2.0[ μπι]以上60 [μπι]以下的颗粒的粒度分布。将被测量的颗粒的数量为50，000个。相对于基于所获得的粒度分布而划分的粒度范围(通道)从小的粒径侧减去体积的累计分布，并将50%累计的粒径定义为体积平均粒径D50v。
[0050]外部添加剂的例子包括无机颗粒，并且无机颗粒的例子包括Si02、TiO2> A1203、CuO> ZnO、SnO2> Ce02、Fe203、MgO、BaO、CaO> K20、Na2O> ZrO2> Ca0.Si02、K20.(TiO2)n>Al2O3.2Si02、CaC03、MgC03、BaS04、MgSO4 等。
[0051]另外，在本示例性实施方式中，举例来说，在色调剂T中，重量平均分子量变成11000，数量平均分子量变成3500，并且铝交联量(色调剂T中的铝离子量)变成0.03 [kcps](千计数/秒)数量平均分子量优选在1.0X IO3以上5.0X IO4以下的范围内，并且重量平均分子量优选在7.0X103以上5.0X105以下的范围内。软化点约为109[° C]的色调剂是其中铝交联量为0.03[kcps]的低粘弹性色调剂，软化点约为115[° C]的色调剂是其中铝交联量为0.l[kcps]的中等粘弹性色调剂，软化点约为125 [° C]的色调剂是其中铝交联量为0.14 [kcps]的高粘弹性色调剂。
[0052]使用由日本理学株式会社(Rigaku Corp.)制造的X_射线荧光光谱仪(ZSXprimusll)测量铝交联量。用于测量的各个样本是通过对0.13[g]样本加压使其成型而得到的。另外，测量条件如下。
[0053]管电压:60[kV]
[0054]管电流:150[mA]
[0055]测量时间:40[sec]
[0056]这里，尽管色调剂T的粘弹性特性被描述作为在用如已经描述的软化点取代后的本示例性实施方式中的例子，但可以执行动态粘弹性温度依赖性测量并且在tan δ最大时进行管理。tan δ (tan δ:动态粘弹性的动态损耗正切)由G’ ’ /G’定义，其中，通过动态粘弹性温度依赖性测量得到存储弹性模量G’和损耗弹性模量G’’。这里，G’是相对于变形器件的失真而产生的应力的关系中弹性模量的弹性响应分量，并且存储相对于变形功的能量。弹性模量的粘弹性分量是G’’。另外，由G’’/G’定义的tan δ是相对于变形功的能量的损耗或存储的程度的标记。
[0057]可以使用例如旋转板型电流计(TA仪器公司制造的ARES)测量存储弹性模量G’和损耗弹性模量G’ ’。作为测量的例子，使用电流计(由流变科学公司制造的ARES电流计)，并且使用平行板在I [Hz]频率的条件下执行升温测量。在大约120 [° C]至140[° C]的温度下，执行设置，并且冷却至室温。然后，以1[° C/min]的加热速率进行加热，并且每I [° C]测量升温期间的存储弹性模量G’、损耗弹性模量G’ ’和tan δ。
[0058]记录纸[0059]作为记录纸P,使用其中通过纸衆造纸专业日本技术协会(Japan TechnicalAssociation of the Pulp and Paper Industry)的造纸纸衆测试方法 N0.5-2:2000 (纸和纸板:光滑度和透气度测试方法)测得的光滑度[sec]为2000[SeC]以下的记录纸作为例子。
[0060]光泽度
[0061]本示例性实施方式中的光泽度是指通过记录纸P上定影色调剂图像(色调剂T)并且在JISK5600-4-7 (JIS Z8741)的60[° ]对这个色调剂图像执行测量而得到的光泽度。举例来说，使用由BYK-Gardner制造的型号4430micro-TR1-gloss作为测量仪器。
[0062]色调剂和关泽度之间的关系
[0063]如图6A和图6B中所示，本示例性实施方式的色调剂颗粒TA的粒径被设置成dl(=3.8[μ m])，并且作为比较例，粒径比本示例性实施方式的色调剂颗粒TA大的相关技术的色调剂颗粒TB的粒径被设置成d2 (举例来说，5.8 [ μ m])。在使比较例的色调剂颗粒TB小并且成为本示例性实施方式的色调剂颗粒TA的情况下，颜料的总量减小并且色域(颜色再现区)变窄。因此，必须将颜料增加5.8/3.8倍。
[0064]然而，如果色调剂T中的颜料百分比升高，则色调剂的粘弹性增加(变硬)，并且色调剂变得难以在相关技术的定影温度下融化。出于这个原因，如果在相关技术的定影条件(包括温度、压力和加热时间)下执行定影，光泽度将降低。这里，尽管提到改变色调剂T的铝交联量和分子量作为使降低的光泽度增加的手段之一，但改变色调剂T的铝交联量和分子量需要修改各种定影条件，并不简单。
[0065]另外，如果色调剂T的粒径减小，则堆积高度(层厚度)减小。然而，如果在这种状态下压力作用于色调剂T，则色调剂容易受记录纸P的基底影响，并且光泽度的敏感度将升高。出于这些原因，在本示例性实施方式中，通过指定下面将描述的定影设备100 (参照图1)的构造，防止混合之后色调剂T的光泽(光泽度)的可调范围变窄。
[0066]清洁设备
[0067]如图3中所示，清洁设备25包括刮刀25A，刮刀25A从感光体21的表面上刮掉向转印设备30转印色调剂图像之后在感光体21 (参照图2)的表面上残留的色调剂T。尽管示出有所省略，但清洁设备25被构造为还包括回收由刮刀25A刮掉的色调剂T的壳体以及将壳体内的色调剂T传送至废料色调剂盒的传送设备。
[0068]转印设备
[0069]如图2中所示，转印设备30在转印带31上叠加各种颜色的感光体21的色调剂图像，主要是转印已叠加的色调剂图像，其次是向记录纸P转印已叠加的色调剂图像。
[0070]具体地，转印带31形成环形形状，并且缠绕多个辊32，从而确定其姿态。在本示例性实施方式中，转印带31适于采用在平面图中的设备宽度方向上伸长的倒钝角三角形的姿态。在多个辊32之中，辊32D用作驱动辊，由所述驱动辊通过未示出的电机的功率使转印带31在箭头A的方向上循环运行。另外，辊32T用作向转印带31施加张力的张力施加辊。辊32B用作次传送辊34的对向辊。
[0071]此外，转印带31在以上述姿态在装置宽度方向上延伸的上侧部分变成从下面与各种颜色的感光体21接触，并且在从主转印辊33施加转印偏压的情况下转印各个感光体21的图像。另外，转印带31使次转印辊34在形成钝角的较低端侧的顶部部分与之接触，以形成转印咬合部NT，并且从次转印辊34接收所施加的转印偏压，以向经过转印咬合部NT的记录纸P转印色调剂图像。
[0072]定影设备
[0073]定影设备100在色调剂图像已在转印设备30中被转印至其的记录纸P上定影色调剂图像。在本示例性实施方式中，定影设备100被构造用于对在下面将描述的定影咬合部NF中的色调剂图像加压并加热，从而在记录纸P上定影色调剂图像。另外，下面将描述定影设备100的细节。
[0074]介质传送部分
[0075]如在图1中示出的，介质传送部分50被构造为包括向图像形成部分12提供记录纸P的介质提供部分52以及排出其上形成图像的记录纸P的介质排出部分54。另外，介质传送部分50被构造为包括当记录纸P的两面上均形成图像时使用的介质返回部分56以及将记录纸P从转印设备30传送至定影设备100的中间传输部分58。
[0076]介质提供部分52适于与转印时序一致地向图像形成部分12的转印咬合部NT —张接一张地提供记录纸P。介质排出部分54适于向装置外部排出定影设备100中色调剂图像被定影在其上的记录纸P (在其上形成图像)。当已在一个表面上定影色调剂图像的记录纸P的另一表面上形成图像时，介质返回部分56翻转记录纸P的正反，并且将记录纸返回至图像形成部分12 (介质提供部分52)。
[0077]后期处理部分
[0078]后期处理部分60被构造为包括:介质冷却部分64，介质冷却部分64冷却在图像形成部分12中在其上形成图像的记录纸P ;校正设备64，校正设备64校正记录纸P的弯曲；以及图像检查部分66，图像检查部分66检查记录纸P上形成的图像。介质冷却部分62、校正设备64和图像检查部分66在介质排出部分54中的记录纸P的排出方向上按照从上游侧开始的次序布置，并且通过介质排出部分54在排出步骤中对记录纸P执行以上后期处理。
[0079]图像形成操作
[0080]接下来，将描述图像形成装置10针对记录纸P的图像形成步骤及其后期处理步骤的要点。
[0081]如图1中所示，已接收图像形成指令的控制器70操作色调剂图像形成部分20、转印设备30和定影设备100。因此，感光体21和显影辊24B (参照图3)旋转，并且转印带31循环运行。另外，下面将描述的加压辊106旋转，并且定影带112循环运行。此外，控制器70与此操作同步地操作介质传送部分50等。
[0082]由此，在各种颜色的感光体21正在旋转的同时，由充电器22对其充电。另外，控制器70向各个曝光设备23发送已在图像信号处理部分中经过图像处理的图像数据。各个曝光设备23根据图像数据发射曝光光线L，并且将各个被充电的感光体21曝光于曝光光线。然后，在各个感光体21的外周表面上形成静电潜像。用从显影设备24提供的显影剂(色调剂)显影在各个感光体21上形成的静电潜像。由此，在各种颜色的感光体21上形成第一特定颜色(V)、第二特定颜色(W)、黄色(Y)、紫红色(M)、青色(C)和黑色(K)之中对应颜色的色调剂图像。
[0083]通过各种颜色的主转印辊33施加转印偏压，将各种颜色的感光体21上形成的各种颜色的色调剂图像顺序转印至循环运行的转印带31。由此，在转印带31上形成其中与6种颜色等同的色调剂图像被叠加的叠加色调剂图像。通过转印带31的循环运行，将叠加色调剂图像转印至转印咬合部NT。与叠加色调剂图像的转印一致地，通过介质提供部分52向转印咬合部NT提供记录纸P。然后，随着向转印咬合部NT施加转印偏压，叠加色调剂图像被从转印带31转印至记录纸P。
[0084]在正被负压抽吸的同时，中间传送部分58将色调剂图像已被转印至其的记录纸P从转印设备30的转印咬合部NT朝向定影设备100的定影咬合部NF传送。定影设备100向经过定影咬合部NF的记录纸P施加热和压力(定影能量)。由此，转印至记录纸P的色调剂图像被定影在记录纸P上。
[0085]在正被介质排出部分54朝向装置外部的排出介质接收部分传输的同时，从定影设备100排出的记录纸P接受后期处理部分60进行的处理。具体地，首先，在介质冷却部分62中冷却通过定影步骤加热的记录纸P。接着，通过校正设备64校正记录纸P的弯曲。此外，至于在记录纸P上定影的色调剂图像，由图像检查部分66检测是否存在色调剂集中缺陷、图像缺陷、图像位置缺陷等或这些缺陷的程度。然后，记录纸P被传送至介质排出部分54。
[0086]另一方面，在未在其上形成图像的记录纸P的无图像表面上形成图像的情况下(在双面印刷的情况下)，控制器70在记录纸P经过图像检查部分66之后将其传送路径从介质排出部分54切换到介质返回部分56。由此，记录纸P的正反被翻转，并且其被送入介质提供部分52。用与针对以上表面的图像形成步骤相同的步骤，在记录纸P的后表面上形成(定影)图像。这张记录纸P经过与针对以上表面的形成图像之后的后期处理步骤相同的处理，并且被介质排出部分54排出至装置的外部。
[0087]主要部件的构造
[0088]如图4中所示，定影设备100被构造为包括:定影带模块102，定影带模块102具有作为定影旋转体的例子的定影带112，定影旋转体在对色调剂加压的同时加热色调剂和记录纸P，并且将色调剂定影在记录纸P上；卤素灯105、108和122，卤素灯105、108和122作为加热定影带112的加热单元的例子；和加压辊106，加压辊106作为加压单元的例子，其和定影带112 —起夹住色调剂T和记录纸P并对其加压。在定影带112外部设置外部辊104。
[0089]另外，在定影设备100中，定影带112和加压辊106彼此接触，并且形成作为接触部件例子的定影咬合部NF。定影咬合部NF中从入口到出口的宽度是Wl (参照图5)。另夕卜，本示例性实施方式中的定影咬合部NF的宽度Wl是指从其中压力为0[Pa]的入口侧的位置经过其中压力变成最大压力的位置再到其中压力变成O [Pa]的出口侧的位置的距离。
[0090]此外，定影设备100在设备深度方向上伸长，并且被构造成，在定影带112内，在与定影咬合部NF对应的位置包括:作为支承构件例子的垫构件114，其接收加压辊106的压力并且支承定影带112 ;剥离垫机构109，其用于从定影带112剥离已经过定影咬合部NF的记录纸P的顶端；以及切换机构(参照图5)，其向垫构件114施加压力。定影带模块102包括定影带112、垫构件114和多个辊116，这多个辊116的旋转轴方向分别为装置深度方向。
[0091]定影带112形成环形(环状)形状，其朝向与记录纸P的传送方向正交的装置深度方向的两侧开口。虽然省略了定影带112的图示，但是举例来说，定影带被构造为使得由硅橡胶制成的厚度为450 [ μ m]的弹性层(中间层)形成在由聚酰亚胺制成的厚度为80[ μ m]的基体材料上，并且厚度为30 [μπι]的基于氟树脂的防粘层形成在弹性层上。因为弹性层(中间层)优选为190[μπι]以上600[μπι]以下，所以定影带112的总厚度变成300[μπι]以上710[μπι]以下。定影带112采取绕着垫构件114、多个辊116和外部辊104缠绕并确定的姿态，并且在保持姿态的同时，在图4所示的箭头R的方向上(在沿着姿态的循环轨迹上)循环运行。
[0092]垫构件114被布置在定影带112内部，并且被构造为包括主体114Α和垫114Β，垫114Β被固定至主体114Α的下表面并且变成与定影带112接触。垫114Β的位于定影带112那一侧的表面构成咬合部形成表面114C，在该咬合部形成表面114C中，垫构件114接收来自加压辊106的按压(咬合)负载，从而形成如已描述的定影带112和加压辊106之间的定影咬合部NF。另外，垫构件114被固定至装置框架130 (参照图5)，并且不跟随定影带112的循环运行。
[0093]当从装置深度方向观看时，垫构件114的咬合部形成表面114C被形成为弯曲表面，该弯曲表面在加压辊106那一侧凹陷成圆拱形。凭借这种形状，垫构件114形成定影咬合部NF，与其中支承咬合负载的辊被设置在定影带112和加压辊106 (而非垫构件114)之间相比，定影咬合部NF在记录纸P的传送方向上伸长。
[0094]尽管垫构件114的垫114Β可以由金属或树脂制成，如本示例性实施方式中的例子一样，垫114Β由金属制成。另外，像液晶聚合物之类的高硬度合成树脂可以用作这种树脂的例子。
[0095]滑动片材118被插入定影带112和垫构件114的咬合部形成表面114C之间。滑动片材118的至少与定影带112接触的那个表面由(例如)低摩擦材料制成，例如，由氟树脂制成。这提供了其中定影带112周围的摩擦阻力减小的构造。
[0096]如图7中所示，垫构件114的位于记录纸P的传送方向的下游侧的供定影带112缠绕的那一部分(接触定影带112的那一部分)的曲率半径Rl被设置为6[mm]以下，并且例如变成6[mm]。曲率半径Rl的尺寸容差被设置为±500[μπι]。举例来说，定影咬合部NF的下游端部的定影带112的曲率半径R2被设置为7[mm]以下。曲率半径R2的尺寸容差被设置为±500 [μπι]。另外，滑动片材118的厚度被设置为100 [μπι]以上300 [μπι]以下，并且定影带112的厚度被设置为400 [ μ m]以上450 [μπι]以下。
[0097]如图4中所示，卤素灯122被设置在垫构件114的主体114Α内。垫构件114还用作热传送构件，它借助咬合部形成表面114C将已从卤素灯122辐射的热传送给定影带112。
[0098]在多个辊116之中，相对于垫构件114来说，位于定影带112的循环方向的上游侧和下游侧的辊116Α和116Β被用作姿态校正辊。具体地，各个辊116Α和116Β适于在定影咬合部NF之前和之后抑制定影带112在循环方向的变化(使定影咬合部NF两端的定影带112的弯曲角度为钝角)。
[0099]在多个辊116之中，与垫构件114相隔最远的辊116C内设置有卤素灯108，并且用作内部加热辊，从内周侧加热定影带112。在本示例性实施方式中，辊116C还用作转向辊，它可以在装置深度方向上倾斜其轴，从而在宽度方向(装置深度方向)上调节定影带112的位置。
[0100]举例来说，加压辊106被构造为使得由硅橡胶制成的弹性体层106Β涂布在由铝制成的筒形辊体106Α的外周上。另外，尽管示出有所省略，但是在弹性体层106Β的外周上形成防粘层，所述防粘层的外周表面由膜厚度为IOOym的氟树脂等制成。加压辊106在未示出的驱动源的作用下旋转，从而向定影带112施加用于循环的驱动力。
[0101]在定影带112的循环方向上，外部辊104被布置在垫构件114下游侧的辊116Β和辊116C之间。外部辊104用作外部加热辊，它从外周侧加热定影带112。具体地，外部辊104向定影带112发送已从外部辊内设置的卤素灯105辐射的热。另外，外部辊104在未示出的驱动源作用下旋转，从而向定影带112施加用于循环的驱动力。在本示例性实施方式中，加压辊106被用作主要向定影带112施加驱动力的主驱动辊，并且外部辊104被视为辅助驱动辊。
[0102]另外，定影带模块102包括加压辊125，它从内周侧对着外部辊104按压定影带112。加压辊125利用弹簧127偏置产生的负载对着外部辊104按压定影带112。另外，定影带模块102与装置框架130 (参照图5)可一体地附连和分离，作为由定影带112、垫构件114、各个辊116等构成的模块。
[0103]剥离垫机构109具有剥离垫128，沿记录纸P的传送方向，剥离垫128被布置在定影咬合部NF的下游，并且剥离垫128的顶端接近定影咬合部NF。
[0104]加压辊的位置切换机构
[0105]如图5中所示，定影设备100被构造为，使得通过下面将描述的切换机构140使加压辊106与定影带模块102接触或与定影带模块102分离。具体地，尽管示出有所省略，但加压辊106被构造成能够在加压辊与定影带112接触以形成定影咬合部NF的接触位置以及加压辊与定影带112分离的分离位置之间切换。
[0106]定影设备100包括装置框架130。装置框架130被构造为包括固定框架132和相对于固定框架132移位的可移动框架134。在本示例性实施方式中，使可移动框架134能绕着轴线方向是装置深度方向的枢轴136相对于固定框架132旋转。
[0107]固定框架132固定地支承垫构件114，并且支承各个辊116，以便它们能绕着各自的轴旋转。由此，定影带模块102被构造为，除了定影带112的运转以及各个辊116的旋转运转之外，不相对于固定框架132移位。
[0108]另一方面，由可移动框架134可旋转地支承加压辊106。加压辊106被调整使得随着可移动框架134相对于固定框架132绕着枢轴136旋转，其位置被切换至图5中示出的接触位置和分离位置(未示出)中的任一个。
[0109]更具体地，可移动框架134具有负载输入部件138,该负载输入部件138被布置成在装置纵向方向上隔着加压辊106与枢轴136对置。加压辊106适于通过施加至负载输入部件138的向上负载而保持在接触位置。借助垫构件114由静止框架132支承这个保持负载。另外，如果去除负载输入部件138的向上负载，则加压辊106在其自身重量的作用下与可移动框架134—起绕着枢轴136向下旋转，并且移动至分离位置侧。另外，加压辊106可以被构造成通过未示出的弹性构件的恢复力移动至分离位置侧。
[0110]切换机构140被构造用于切换其中向可移动框架134的负载输入部件138施加向上负载的状态和其中去除此负载的状态。在下文中，将对其进行具体描述。
[0111]切换机构140包括推臂142。与可移动框架134 —起相对于固定框架132绕着枢轴136可旋转地支承推臂142。推臂142的另一端部142Α被布置在可移动框架134的负载输入部件138下面，并且压缩卷簧144被插入另一端部和负载输入部件138之间。[0112]另外，用作凸轮从动件的轴承146的内环被固定在推臂142中，位于枢轴136和压缩卷簧144之间。切换机构140包括凸轮148，凸轮148在变成接触轴承146的外环的同时，从下面支承推臂142。凸轮148由固定框架132可旋转地支承，并且由未示出的电机旋转。
[0113]这里，在凸轮148的主轴部分变成接触轴承146的外环的状态下，如图5中所示，推臂142基本呈水平姿态，并且加压辊106被定位在接触位置。在这种状态下，根据压缩卷簧144的压缩量而定的向上负载被施加至可移动框架134的负载输入部件138。也就是说，加压辊106适于以预定范围内的咬合压力与定影带112接触。
[0114]另一方面，尽管示出有所省略，但在其中凸轮148的次轴部分变成与轴承146的外环接触的状态下，推臂142呈在另一端部142A下降的方向上倾斜的姿态，并且压缩卷簧144的扩展受到未示出的阻挡器限制。出于这个原因，加压辊106在其自身重量的作用下与定影带112分离，并且从可移动框架134的负载输入部件138去除向上负载。在这种状态下，加压辊106和可移动框架134适于借助推臂142和凸轮148保持在分离位置(下移动限制)。
[0115]如果对以上进行总结，在定影设备100中，根据切换机构140的凸轮148的旋转位置，将加压辊106相对于定影带112的位置选择性地切换至接触位置和分离位置中的任一个。另外，在本示例性实施方式中，在图像成形装置10停止时，在预热定影设备100时等，通过控制器70的控制，将加压辊106定位在分离位置。另外，在定影设备100中，随着可移动框架134的负载输入部件138侧绕着枢轴136向上旋转，加压辊106变成与定影带112接触。
[0116]在两个辊116A和116B之中，位于定影咬合部NF处的定影带112的循环方向上游侧的辊116A被布置在定影带112内，靠近记录纸P至定影咬合部NF的传送方向上游侧的垫构件114。绕着辊116A缠绕的定影带112被用作轨道，其中，通往定影咬合部NF的循环轨迹沿着记录纸P的传送路径行进(接近平行)。出于这个原因，使定影咬合部NF之前和之后的定影带112的弯曲角度(轨道)成为钝角。
[0117]定影设备的各个参数的设置
[0118]在图4中示出的定影设备100中，考虑到记录纸P的传送速度V[mm/msec (毫秒)]和加热时间t [msec (毫秒)],将定影咬合部NF的宽度Wl (=V.t)设置成10 [mm]。然后，在改变加热时间t (传送速度V)的同时执行定影，并且检查每种条件下的最低定影温度[。C]。
[0119]另外，在没有剥离色调剂的状态下，如果用人的指甲擦去的定影色调剂图像被视为“定影不差”的判定标准，最低定影温度是变成“定影不差”的定影带112的温度之中的最低温度的值。另外，将使用的记录纸P的类型是四种纸型A、B、C和D。基本重量(纸的厚度)是纸型A〈纸型B〈纸型C〈纸型D，纸型A最薄并且纸型D最厚。
[0120]如图8中所示，因为加热时间较短，所以最低定影温度升高。在最薄的纸型A中，在45[msec]的加热时间，最低定影温度是大约145[° C],并且在23[msec]的加热时间，最低定影温度升高至接近160 [° C]。另外，在最厚的纸型D中，在45[mSec]的加热时间，最低定影温度是大约163[° C]，并且在23[msec]的加热时间，最低定影温度升高至接近180 [。C]。
[0121]接着，如图5和图9中所示，在定影设备100中，在定影咬合部NF的宽度被设置为Wl=IO [mm]且加热时间被设置为20 [msec]时,确认当定影咬合部NF内的表面压力(最大压力)改变时最低定影温度的改变。另外，用实线示出的曲线图GA (偏菱形图线的逼近曲线)是其中记录纸P是纸型A的情况，并且用双点划线示出的曲线图GB是其中记录纸P是纸型D的情况。这里，如曲线图GA上所示，随着表面压力变低，最低定影温度升高。在表面压力为6X IO5[Pa]时，最低定影温度为大约135 [° C]，并且在表面压力为3X IO5[Pa]时，最低定影温度为大约142 [° C]。
[0122]参照图8和图9中示出的结果，在定影设备100 (参照图5)中，定影咬合部NF中的最大压力被设置为2.9X105[Pa]以上。在本示例性实施方式中，举例来说，最大压力被设置为3.0 X IO5 [Pa]。另外，使用由Nitta公司制造的触觉传感器系统，测量最大压力。
[0123]另外，在定影设备100中，定影咬合部NF沿记录纸P的移动方向的宽度Wl被设置为10[mm]以上。在本示例性实施方式中，举例来说，宽度Wl被设置为10[mm]。此外，在定影设备100中，定影咬合部NF中的色调剂T的加热时间被设置为20[msec]以上。在本示例性实施方式中，举例来说，如已描述的，加热时间被设置为20[mSec]。
[0124]操作
[0125]接着，将描述第一示例性实施方式的操作。
[0126]定影设备的基本操作
[0127]如图1和图4中所示，在图像形成部分12中针对记录纸P进行图像形成(转印)的操作之前，通过来自控制器70的指令使定影设备100准备好进行操作。具体地，定影带112通过加压辊106和外部辊104的驱动沿着预定轨迹循环运行。另外，由于卤素灯105、108和122产生热，定影带112的温度上升至预定温度范围，并且被保持在此温度范围。定影带112在循环运行的同时被加热，从而使其各部件的温度为预定范围。
[0128]随后，如果通过中间传送部分58将在转印设备30中转印了色调剂图像的记录纸P引入定影咬合部NF，则在传送记录纸P的同时，定影设备100向记录纸P加压并加热(定影能量)。由此，色调剂图像被定影在记录纸P上。
[0129]随后，已经过定影咬合部NF的记录纸P的顶端进入剥离垫机构109的剥离垫128和加压棍106之间。具体地，定影带112沿着垫构件114的咬合部形成表面114C在记录纸P的传送方向的下游端部处形成的R形(以及由下游辊116B形成的循环轨迹)循环运行，以便与记录纸P的传送路径分离。出于这个原因，记录纸P的顶端由于其刚性(恢复能力)而与定影带112分离(未跟随定影带112的轨迹)，并且进入剥离垫机构109的剥离垫128和加压辊106之间。然后，记录纸P在被传送时被从定影带112剥离。以此方式从定影设备100送出记录纸。
[0130]色调剂图像的光泽度的可调范围
[0131]在图10中示意性示出定影设备100 (参照图5)中的对于定影温度[° C]的光泽度[%]改变的曲线图Gl和G2。定影温度是定影咬合部NF内的定影带112的温度。在曲线图Gl中，定影咬合部NF (参照图5)的表面压力被设置得低，并且垫构件114的曲率半径Rl (参照图7)变成7[mm]以上。另一方面，在曲线图G2中，定影咬合部NF的表面压力被设置成高于曲线图Gl中的表面压力，并且垫构件114的曲率半径Rl变成6 [mm]。另外，图10示出定影温度被设置为T1<T2<T3<T4并且光泽度被设置为K1〈K2〈K3。定影后的色调剂图像中所需的最小光泽度被定义为Ki。[0132]如图10中所示，在定影咬合部NF的表面压力低的曲线图Gl中，得到光泽度Kl所需的定影温度变成T2，T2高于曲线图G2中的定影温度。另外，在曲线图Gl中，曲率半径Rl变成7[mm]以上。因此，记录纸P的可剥离性差，并且可以不将温度只上升至定影温度T3(等同于大约光泽度K2)。也就是说，因为在定影咬合部NF的表面压力低并且垫构件114的曲率半径Rl大的曲线图Gl的条件下，可调温度范围ΔΤ2(=Τ3-Τ2)变窄，可调光泽度范围ΔΚ2 (=Κ2-Κ1)也变窄。
[0133]另一方面，在表面压力高的曲线图G2中，得到光泽度Kl所需的定影温度变成Tl，Tl低于曲线图Gl中的定影温度。出于这个原因，可调温度范围ΔΤ1(=Τ3-Τ1)变成比曲线图Gl中的可调温度范围宽，并且可调光泽度范围ΔΚ1(=Κ3-Κ1)也变宽。此外，因为在曲线图G2的设置条件下曲率半径Rl是6 [mm]，所以记录纸P的可剥离性优异，并且允许温度上升至定影温度T4 (等同于大约光泽度K4)。也就是说，可以看到，因为定影温度的上限变高并且下限下降，所以在定影咬合部NF的表面压力高并且垫构件114的曲率半径Rl被设置为6 [mm]的曲线图G2的条件下，可调温度范围Δ Tl+Δ T3 (=T4_T2)变宽并且可调光泽度范围 ΔΚ1+ΔΚ3 (=Κ4-Κ1)变宽。
[0134]各个定影参数的设置
[0135]在当六种方式条件下改变加热时间(记录纸张P需要经过的时间)、最大表面压力(下文中被称为最大压力)和定影咬合部NF中的定影咬合部宽度Wl时评价最低定影温度的情况下的结果在表1中示出。另外，最低定影温度是其中如果最低定影温度变成低于其自身的温度则出现差定影(色调剂T的一部分不再定影在记录纸P的状态)的温度。另外，在表1中示出的评价结果中，O表示最低定影温度变成160[° C]以下，并且X表示最低定影温度超过160 [° C]。
[0136][表 I]
[0137]
【权利要求】
1.一种定影设备，该定影设备包括: 定影旋转体，该定影旋转体对记录介质和粒径为4.5 μ m以下且软化点为100° C以上125° C以下的色调剂进行加热和加压，以将所述色调剂定影在所述记录介质上； 加热单元，该加热单元对所述定影旋转体进行加热；以及 加压单元，通过由所述加压单元与所述定影旋转体形成的接触部分夹持所述色调剂和所述记录介质来对所述色调剂和所述记录介质进行加压，其中所述接触部分中的最大压力为2.9X IO5Pa以上， 所述接触部分沿所述记录介质的移动方向的宽度为IOmm以上，并且 所述接触部分中的所述色调剂的加热时间为20msec以上。
2.根据权利要求1所述的定影设备，其中 所述定影旋转体是环形带， 在所述定影旋转体内，在与所述接触部分对应的位置，设置有接收所述加压单元的压力并支承所述定影旋转体的支承构件，并且 所述支承构件的位于所述记录介质的传送方向的下游侧并且供所述定影旋转体缠绕的那一部分具有6_以下的曲率半径。
3.一种图像形成装置，包括: 图像形成部分，该图像形成部分利用色调剂使保持潜像的图像保持构件的潜像显影以形成色调剂图像，并将所述色调剂图像转印到记录介质以形成图像；以及 根据权利要求1或2的定影设备，该定影设备将所述图像形成部分中形成的所述色调剂图像定影到记录介质上。
【文档编号】G03G15/20GK103676570SQ201310225185
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2012年9月4日
【发明者】冈林康人, 小西正孝, 栗田笃实, 饭塚章洋 申请人:富士施乐株式会社