图像加热装置制造方法

图像加热装置制造方法
【专利摘要】一种图像加热装置，包括：第一和第二可旋转部件，配置成形成夹持部，用于加热记录材料上的调色剂图像；可旋转摩擦部件，配置成摩擦第一可旋转部件，以大体上刷新第一可旋转部件的表面特性；和吹风机构，配置成向可旋转摩擦部件吹风以清洁可旋转摩擦部件。
【专利说明】图像加热装置

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于加热记录材料上的图像的图像加热装置。

【背景技术】
[0002] 近年来，要求成像设备如复印机、打印机实现高速化、高画质化、彩色化、节能等 等。此外，成像设备还需要实现与各种记录纸如厚纸、粗糙纸、压纹纸和铜版纸的多媒介兼 容性和高生产率(单位时间的打印数量)。因此，对于例如高光泽度的记录纸如铜版纸，与传 统的成像设备相比，成像设备还需要形成具有更高光泽度和更高画质的图像。为了形成具 有更高光泽度和更高画质的图像，使作为加热部件的定影辊的表面特性稳定地保持在期望 状态变得比以往更重要。
[0003] 然而，在传统的成像设备中，存在的一个问题是定影辊(可旋转部件）的表面因纸 张通过导致的冲击和因污染物如纸粉或偏移调色剂而逐渐变粗糙。
[0004] 因此，会担心定影辊表面的微小不平整（凸起和凹进）表现为（缺陷）图像。也就 是说，当由于与纸张的摩擦或从定影辊外混入污染物等等在定影辊的表面产生微小不平整 时，定影辊的表面形状容易反映在调色剂层中。这种性质被称为图像清晰度。例如，通过 这种方式，图像清晰度的程度倾向于因调色剂融化性等的提高而增大，因此为了形成具有 更高光泽度和更高画质的图像，使定影辊的表面特性稳定地保持在期望状态变得比以往重 要。
[0005] 在日本特开专利申请（JP-A) 2008-40364描述的装置中，通过使用摩擦部件(刷新 辊）反复地在定影辊上产生微小磨损（损伤)，使得在图像上看不出因定影辊表面层上粗糙 化程度不同而导致的图像不均匀光泽度。此外，在JP-A2008-40364描述的装置中，用于与 摩擦部件相接触地清洁摩擦部件(刷新辊）的清洁辊与摩擦部件接触。
[0006] 然而，通过使用这种摩擦部件能够保持定影辊表面层的粗糙度，但是另一方面，摩 擦(处理）的每一次重复，污染物也会逐渐沉积在摩擦部件的表面层，从而改变了摩擦部件 的表面特性。为了防止表面特性的变化，在使用如JP-A2008-40364描述的装置中的清洁辊 的情况下，存在对清洁辊清洁能力的限制，从而需要提高清洁能力。


【发明内容】

[0007] 根据本发明的一个方面，提供一种图像加热装置，包括：第一和第二可旋转部件， 配置成形成夹持部，用于加热记录材料上的调色剂图像；可旋转摩擦部件，配置成摩擦第一 可旋转部件，以大体上刷新第一可旋转部件的表面特性；和吹风机构，配置成向可旋转摩擦 部件吹风以清洁可旋转摩擦部件。
[0008] 参考下面结合附图对本发明优选实施例的描述，本发明的这些和其他目的、特征 以及优点将变得更加明显。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1是示出了实施例1中成像设备的总体结构的示意图。
[0010] 图2是定影装置的示意性放大剖视图。
[0011] 图3是定影装置的控制系统的方框图。
[0012] 图4是用于示出了刷新辊的示意图。
[0013] 图5 (a)和（b)是用于示出微小硬度测量的示意图。
[0014] 图6是空气清洁机构的说明图。
[0015] 图7是空气清洁部件的喷嘴部的局部放大图。
[0016] 图8是示出了刷新辊和空气清洁部件之间的位置关系的示意图。.
[0017] 图9是示出了空气清洁压力和清洁能力之间的关系的曲线图。
[0018] 图10是示出了在不同压力下刷新时间和清洁能力之间的关系的曲线图。
[0019] 图11是在空气清洁过程中的操作流程图。
[0020] 图12是在空气清洁过程中的操作的时间图。
[0021] 图13和14是实施例3中定影装置的主要部分的示意图。
[0022] 图15 (a)是示出了吹风角度和沉积在网上的PFA碎片之间的关系的曲线图，（b) 是示出了吹风角度和刷新辊的表面粗糙度之间的关系的曲线图。
[0023] 图16是实施例3中定影装置的另一种结构的主要部分的示意图。
[0024] 图17是实施例4中定影装置的主要部分的示意图。

【具体实施方式】
[0025] 将参考附图描述作为根据本发明的图像加热装置的定影装置和包括有该定影装 置的成像设备。顺带地，在下面的实施例中，数值是参考数值，并不限制本发明。每个下面 的实施例是本发明优选实施例的示例，但是本发明不限于这些实施例。
[0026] [实施例1]
[0027] 〈成像设备〉
[0028] 图1是示出了本实施例中成像设备100的总体结构的示意性剖视图。成像设备 1〇〇是直列（级联）式和中间转印式电子照相全色激光打印机。也就是说，成像设备1能够 根据从主机设备200如个人计算机输入到控制电路部(控制器)101的电子图像信息而在记 录材料(记录纸）P上形成全色图像。
[0029] 在成像设备100的主组件100A中，在图1中从左到右，第一至第四（四个）成像部 U (UY、UM、UC、UK)以预定间隔成一列地水平设置。各个成像部U所形成的图像颜色不同， 但是均为相同的电子照相处理机构。
[0030] 也就是说，每个成像部U包括作为图像承载部件的鼓式电子照相感光部件(下文 将其称为鼓)1，其被以预定的圆周速度沿箭头指示的逆时针方向旋转地驱动。此外，成像设 备100包括充电器(充电辊）2、显影装置4、初次转印充电器(初次转印辊）5和鼓清洁器6， 它们作为作用于鼓1上的处理部件。
[0031] 充电器2使鼓1的表面均匀地充电成预定极性和预定电位。显影装置4用显影剂 (下文将其称为调色剂）对形成在鼓1上的静电潜像显影。初次转印充电器5将形成在鼓1 上的调色剂图像初次转印到后述的转印带8上。在调色剂图像转印到转印带8上之后，鼓 清洁器6清洁鼓表面。
[0032] 第一成像部UY在显影装置4中容纳黄色（Y)调色剂，并在鼓1上形成黄色调色剂 图像。第二成像部UM在显影装置4中容纳品红色(Μ)调色剂，并在鼓1上形成品红色调色 剂图像。第三成像部UC在显影装置4中容纳青色（C)调色剂，并在鼓1上形成青色调色剂 图像。第四成像部UK在显影装置4中容纳黑色（Κ)调色剂，并在鼓1上形成黑色调色剂图 像。
[0033] 在第一至第四成像部U的上方设置有激光扫描器3。激光扫描器3用相应于图像 信息的光对每个成像部U的鼓1曝光，从而在鼓1上形成静电潜像。尽管省略了图示，光源 装置和多面镜设置在激光扫描器3的内部。随着多面镜的旋转，用从光源装置发出的激光 来扫描鼓1的表面。然后，扫描光的光通量被反射镜偏转，接着被fQ透镜聚焦到每个成像 部U的鼓1的母线上，以进行主扫描(光）曝光。结果，在每个成像部U的鼓1上，形成相应 于相关图像信号的潜像。
[0034] 在第一至第四成像部U的下部设置有中间转印带单元7。该单元7包括在第一成 像部UY侧的驱动辊9、在第四成像部UK侧的张紧辊10以及相对于带旋转方向在驱动辊9 下游的二次转印对向辊11。此外，设置作为柔性环形带的中间转印带(下文将其称为带)8， 其围绕这些辊9、10和11伸展和张紧。
[0035] 每个成像部U的初次转印充电器5设置在带8的内侧，并经由带8的接触鼓1和 充电器5的上带部分而与相应鼓1的下表面对向。在每个成像部U，鼓1和带8之间的接触 部是初次转印部。通过驱动辊9使带8以大体上与鼓1的圆周速度相同的速度沿箭头指示 的顺时针方向旋转。二次转印辊12与二次转印对向辊11相向并与带8接触。带8和二次 转印辊12之间的接触部是二次转印部。
[0036] 在驱动辊9的带接触部处设置有带清洁器13。在将调色剂图像从带8二次转印 到记录纸P上之后，该清洁器13用清洁网（无纺布)清洁带表面。在中间转印带单元7的下 方，设置有容纳记录纸P的给纸盒14和记录纸给送机构15。
[0037] 全色成像操作如下。成像设备100执行成像操作，使得在第一成像部UY的鼓1上 形成相应于全色图像中黄色成分的黄色调色剂图像。在初次转印部将该调色剂图像初次转 印到带8上。在第二成像部UM的鼓1上形成相应于全色图像中品红色成分的品红色调色 剂图像。在初次转印部将该调色剂图像重叠地初次转印到已经被转印于带8上的黄色调色 剂图像上。
[0038] 在第三成像部UC的鼓1上形成相应于全色图像中青色成分的青色调色剂图像。在 初次转印部将该调色剂图像重叠地初次转印到已经被转印于带8上的黄色和品红色调色 剂图像上。在第四成像部UK的鼓1上形成相应于全色图像中黑色成分的黑色调色剂图像。 在初次转印部将该调色剂图像重叠地初次转印到已经被转印于带8上的黄色、品红色和青 色调色剂图像上。
[0039] 通过向初次转印充电器5施加与调色剂正常电荷极性相反极性的偏压，将调色剂 图像从每个成像部U的鼓1初次转印到带8上。通过这种方式，在带8上形成基于Y、M、C 和K的调色剂图像的全色(未定影)合成彩色调色剂图像。在离记录纸P的四个边缘均留出 一定空白部的同时，该合成的彩色调色剂图像形成在记录纸P上。在本实施例中，前端空白 部为大约2-3mm。
[0040] 另一方面，在预定的控制定时从给纸盒14分离和给送一张记录纸P，在使其通过 了记录纸给送机构15的纸张路径15a和15b后输送到对齐辊对16。接着，利用对齐辊对 16在预定的控制定时将记录纸P引入二次转印部。结果，在将记录纸P夹持给送通过二次 转印部的过程中，将带8上重叠的四个彩色调色剂图像依次共同地二次转印到记录纸P的 表面上。通过向二次转印辊12施加与调色剂正常电荷极性相反极性的偏压，进行该二次转 印。
[0041] 然后，二次转印有调色剂图像的记录纸P通过纸张路径15c，然后引入定影装置20 进行定影，从而作为全色成像产品经纸张路径15d、15e和排出开口 16而排出到片材排出托 盘17上。
[0042] 成像设备100不限于用于形成上述全色图像的成像设备，而是还能够形成期望的 单色彩图像如单色图像或期望的多色彩图像。在这种情况下，在第一至第四成像部中，仅用 于形成期望的单色彩或多色彩图像所需的成像部执行成像操作。控制不必要的成像部，使 得鼓1被旋转地驱动，但不执行成像操作。
[0043] 也能够进行双面打印。在这种情况下，利用挡板18把从定影装置20离开的且已经 进行了单面成像的记录纸P的路线改变到纸张路径15f，接着通过反向路径(切回路径)15g 将其引导到用于双面打印（或再给送）的纸张路径15h中。然后，记录纸P被再次引导到纸 张路径15b中，并在记录纸P被翻转的状态下输送到二次转印部。结果，将调色剂图像二次 转印到记录纸P的另一面上。之后，记录纸P通过与单面打印时相同的路径，即通过纸张路 径15c、定影装置20、纸张路径15d和15e以及排出开口 16，然后作为双面成像的产品排出 到片材排出托盘17上。
[0044] 这里，在本实施例中设置在成像设备100中的定影装置20构成为通过以无油的方 式加热、加压调色剂图像，用含有分离剂的调色剂对形成在记录材料(记录纸）上的调色剂 图像定影。
[0045] 用于成像的调色剂含有(包含)作为分离剂的蜡如石蜡或聚烯烃，或硅油。具体地， 在本实施例中，使用粉末调色剂，其中固定并分散有蜡组分和颜料。顺带地，也可以采用聚 合调色剂含有蜡组分的构成。在下面的描述中，作为分离剂，将以蜡为示例进行描述，但是 即使如上所述地使用硅油作为分离剂也是同样可以的。
[0046] <定影装置>
[0047] 图2是本实施例中定影装置20的示意性放大剖视图。图3是该定影装置20的控 制系统的方框图。定影装置20是加热辊对式和无油定影式，其包括由作为可旋转加热部件 (在本实施例中为第一可旋转部件：加热部件）的定影辊21和作为可旋转加压部件(在本实 施例中为第二可旋转部件：加压部件)的加压辊22组成的压接触辊对。利用辊对21和22， 形成用于加热记录材料(记录纸）上的调色剂图像（图像）的夹持部。
[0048] 定影棍21具有作为表面层的分离层。该分离层的厚度为10 μ m以上、60 μ m以下， 用肖氏硬度计测量的硬度为D40以上、D90以下。分离层由含氟树脂材料形成。定影辊21 是直径为60mm的中空辊，通过在铝制圆柱形芯金属21a的外周面上布置3mm厚的弹性层 21b而制成。弹性层21b具有由下层和上层组成的复合层结构，该上层作为耐热弹性层(分 离层）并将与记录纸P的图像表面接触。下层是HTV (高温硫化型）硅橡胶层。上层布置在 下层的外周面上，它是RTV (室温硫化型）硅橡胶层。
[0049] 定影辊21在其两端部由定影装置壳体23的对向侧板之间的滚珠轴承(未示出)支 撑成水平地且可旋转，从而固定布置。在定影辊21内侧的旋转中心部，以不可旋转的方式 设置用于从内侧加热定影辊21的卤素加热器21c。
[0050] 加压辊22构成为直径是60mm，通过在铝制圆柱形芯金属22a的外周面上布置1mm 厚的弹性层22b而制成。弹性层22b具有由下层和上层组成的复合层结构，该上层将与记 录纸P的背面接触。下层是HTV硅橡胶层。上层布置在下层的外周面上，它是含氟树脂层。
[0051] 加压辊22平行于定影辊21并布置在定影辊21的下侧，加压辊22两端部由定影 装置壳体23的对向侧板之间的滚珠轴承(未示出）支撑，从而可旋转地布置。在加压辊22 内侧的旋转中心部，以不可旋转的方式设置用于从内侧加热加压辊22的卤素加热器22c。
[0052] 在加压辊22两端部的滚珠轴承以一定的移动自由度布置在定影装置壳体23的对 向侧板之间，能够沿朝向定影辊21的方向可滑动地移动。加压辊22被推压部件(未示出） 推压，以朝定影辊21的方向移动。
[0053] 结果，加压辊22以预定的力抵抗弹性层21b和22b的弹性压接触定影辊21，使得 在辊21和22之间形成在记录纸(记录材料）P的给送方向具有预定宽度的定影夹持部(力口 热夹持部）N。在本实施例中，加压辊22以大约784N (大约80kgf)的总压力压接触定影辊 21。
[0054] 定影辊21和加压辊22通过使用齿轮机构使固定在各辊的一个轴端部上的齿轮啮 合而彼此连接，并接收从控制电路部101控制的驱动部102传递的驱动力。这样，定影辊21 和加压辊22分别沿箭头R21和R22的方向以预定的圆周速度被旋转地驱动，上述方向是在 夹持部N夹持给送记录纸P的方向。
[0055] 此外，在预定的控制条件下，通过控制电路部101控制的定影分离机构110来使加 压辊22抵抗上述推压部件的推压力而向下移动，因而保持在与定影辊21分离的状态(加压 辊分离操作)。也就是说，加压辊22保持成定影夹持部N的形成被消除的状态。尽管从图 示省略了定影分离机构110的具体示例，但是能够使用由控制电路部101控制的包括凸轮 和杠杆的机构等等。
[0056] 从电源部103和104 (图3)分别向定影辊21和加压辊22的卤素加热器21c和 22c提供电力，以产生热。利用该发热，从内部加热定影辊21和加压辊22,使得表面温度升 高。用于检测各个辊温度的热敏电阻(温度检测部件）21d和22d接触和布置在定影辊21 和加压辊22的表面上。此外，将热敏电阻21d和22d检测的温度信息分别输入给控制电路 部101的温度调整电路部105和106。
[0057] 温度调整电路部105调节从电源部103提供给卤素加热器21c的电力，使得热敏 电阻21d检测到的定影辊21的表面温度收敛到预定温度(在本实施例中为大约165°C)而进 行温度控制。温度调整电路部106调节从电源部104提供给卤素加热器22c的电力，使得 热敏电阻22d检测到的加压辊22的表面温度收敛到预定温度(在本实施例中为大约140°C) 而进行温度控制。
[0058] 使加压辊22接触定影辊21 (加压辊接触操作)，驱动定影辊21和加压辊22,然后 把这两个辊各自的表面温度升高到预定温度，从而进行温度控制。在这种状态下，把形成有 (未定影的）调色剂图像(未加热的调色剂图像）的记录纸P从成像部侧引入到定影装置20 中。记录纸引导板24设置在入口侧。
[0059] 记录纸P在(未定影）调色剂图像承载表面侧与定影辊21对向的同时进入夹持部 N，然后被夹持给送通过夹持部N，使得在施加热和压力的条件下将(未定影）调色剂图像T 作为定影图像定影在记录纸Ρ的表面上。穿过夹持部Ν的记录纸Ρ与定影辊21分离，然后 沿出口侧记录纸引导板25离开定影装置20。
[0060] 通过组合具有上述层结构的定影辊21和加压辊22,进一步提高了相对于速熔 (sharp-melt)调色剂的分离性。此外，为了定影两面的图像，不仅在定影辊21的表面而且 在加压辊22的表面都使用具有高的调色剂分离效果的RTV或LTV (低温硫化型）硅橡胶。 [0061]〈由纸边缘导致的磨损（损伤）>
[0062] 将描述由纸边缘导致的磨损(损伤)，这与对定影辊21的表面改性的目的相关。在 记录纸P的边缘部，在切纸时会产生毛边。为此，记录纸P导致的侵害程度在纸边缘部对应 的定影辊区域比除纸边缘部之外的部分对应的定影辊区域大，从而定影辊21在定影辊区 域(相应于纸边缘部）的表面粗糙度Rz逐渐增大到大约1. 0-2. 0 μ m。在对大尺寸纸张的切 断步骤中切割刃磨耗到锋利度降低时，容易产生这种纸毛边。在除边缘部之外的区域中，表 面粗糙度相对于初始状态的变化量小，从而在纸边缘部和非纸边缘部之间产生表面粗糙度 差异。
[0063] 接着，将描述定影辊21的表面状态和图像的不均匀光泽度。当(未定影的)调色剂 图像定影在记录纸P上时，定影装置20向记录纸P施加热和压力。此时，定影辊21的微小 表面状态在定影后转移到调色剂图像的表面上。当定影辊21上的表面状态变化时，在调色 剂图像上相应地产生表面状态差异。结果，产生了图像的不均匀光泽度。
[0064] 因此，特别是在将图像定影在提供高画质所需的高光泽度铜版纸等上时，在定影 辊21的相应于纸边缘部的位置(变粗糙位置)产生低光泽度条纹，从而在图像上产生不均匀 的光泽度。
[0065] 因此，在本实施例的定影装置20中，设置有刷新辊51，它是具有摩擦材料的作为 摩擦部件的可旋转摩擦部件。在表面改性操作模式下实施操作(摩擦或刷新操作)，其中，使 刷新辊51与作为可旋转加热部件的定影辊21接触以摩擦定影辊21，进而大体上刷新（复 原）定影辊21的表面特性。
[0066] 顺带地，在本实施例中，通过用刷新辊51摩擦，表面特性的水平不仅可以是使定 影辊21的表面特性充分复原到未使用状态的水平，而且可以是将定影辊21的表面特性提 高(复原）到使得因纸边缘导致的上述磨损(损伤）在图像上不明显程度的水平。也就是说， "定影辊的表面特性大体上复原(刷新)"是指改善定影辊的表面特性，使得定影辊的表面特 性能够保持在上述水平的范围内。
[0067] 也就是说，刷新辊51是用于通过摩擦定影辊21的表面来复原(刷新)定影辊21的 表面特性的部件，它可向定影辊的因记录纸P的通过而变粗糙的表面以及定影辊的未因记 录纸P的通过而变粗糙的表面提供许多微小的摩擦磨损（损伤)。结果，使得在视觉上看不 出图像光泽度差异。
[0068] 在大体上不会剥落定影辊21的表面的条件下，刷新辊51使定影辊21产生磨损。 通过用刷新辊51使定影辊21的表面变粗糙为期望的水平，从而使定影辊21的表面状态一 致，进而可消除图像光泽度差异。也就是说，通过用刷新辊51摩擦而在定影辊21的表面上 重叠微小的摩擦磨损，使得在图像上几乎看不出因定影辊表面层的粗糙状态导致的不均匀 图像光泽度。
[0069] 具体地，例如，对于具有由含氟树脂材料构成的分离层(作为表面层）的定影辊21， 定影辊21的未变粗糙表面的表面粗糙度Rz为大约0. 1-0. 3 μ m，变粗糙表面(没有方向性的 凹部）的表面粗糙度Rz为大约0. 5-2. 0 μ m。
[0070] 另一方面，在本实施例中，通过用刷新辊51摩擦，沿着定影辊21的旋转方向在定 影辊21上形成摩擦磨损(有方向性的微小凹部)使得最终的表面粗糙度Rz为0. 5 μ m以上、 2. Ομπι以下。此外，利用摩擦材料51A(图4)，在旋转轴线方向上以每ΙΟΟμπι有10行以上 的量形成宽度为10 μ m以下的摩擦磨损。结果，定影辊21的表面被复原(修复)。
[0071] 此外，成像设备100在刷新辊清洁模式(清洁)中执行操作，其中，向刷新辊51上吹 风以保持刷新辊51的表面粗糙度。结果，即使在利用刷新辊51对定影辊21多次重复进行 表面改性操作模式的操作之后，也可以减少在刷新辊表面层上磨损材料的各部分之间的污 染物沉积，从而能够保持刷新辊表面层的粗糙度。
[0072] 因此，能够执行稳定的刷新操作，使得定影辊21的表面特性能够长时间保持。能 够显著地减少刷新辊51和后述的刷新辊清洁部件(可旋转摩擦部件的清洁部件)80(图17) 的维护周期。
[0073]〈可旋转摩擦部件〉
[0074] 将描述作为可旋转摩擦部件的刷新辊51的结构。图4是刷新辊51的示意性结构 图。刷新辊51可通过在粘合层（中间层）51b的介入下在外径为12mm的SUS304 (不锈钢） 制的芯金属(基材）51a上设置摩擦层(表面层）51c而制得，该摩擦层是密集地施加(粘结） 作为摩擦材料51A的磨粒而形成的。
[0075] 作为摩擦材料51A (其构成作为刷新辊51表面层的摩擦层51c)的磨粒的尺寸(粒 径)期望地是5μπι以上、20μπι以下。磨粒51A密集地设置在表面层51c上。因此，优选的 是刷新辊51的表面层51c由粒径为5 μ m以上、20 μ m以下且厚度为3 μ m以上、20 μ m以下 的微粒构成。低于该范围，会减小刷新辊51的摩擦效果。另一方面，高于该范围，会担心定 影辊21的表面被磨损或损伤到不利地影响图像的程度。
[0076] 作为磨粒，可使用氧化铝、氢氧化铝、二氧化硅、二氧化铈、氧化钛、氧化锆、硅酸 锂、氮化硅、碳化硅、氧化铁、氧化铬、氧化锑、金刚石等微粒。也可以使用通过粘合层进行 粘结处理的这些微粒的混合物作为磨粒。在本实施例中，使用平均粒径为大约12μπι的 白刚玉（WA)作为摩擦材料51Α。氧化铝(三氧化二铝）基的材料(其也可以称为"刚玉"或 "molundam"）是最广泛使用的磨粒，其与定影辊21相比具有足够高的硬度，微粒的轮廓为 锐角形状。因此，氧化铝基材料具有极佳的切削性，并适于作为摩擦材料51A。这里，使用 扫描电子显微镜("S-4500"，日立公司制造）随机地抽取100个或更多的磨粒微粒，然后使 用成像处理分析装置("Luze X3"，Nireco公司制造）计算数量平均粒径，能够获得磨粒的粒 径。
[0077] 刷新辊51由在纵向方向（旋转轴线方向）设置于芯金属51a的两端部的支撑部件 52可旋转地支撑。此外，通过由控制电路部101控制的接触分离机构（间隔机构)53使支撑 部件52摆动，使得刷新辊51能够与定影辊21接触和分隔(分离)。此外，在本实施例中，对 于刷新辊51，在相对于定影辊21的接触和旋转操作的过程中，通过作为推压部件的加压弹 簧(未示出）以30N的总压力推压设置在每一纵向端部的支撑部件52。刷新辊51的接触压 力优选地可介于50g/cm以上、150g/cm以下的范围中。结果，把刷新棍51压靠在定影棍21 上，以便在刷新辊51和定影辊21之间形成相对于各辊的表面移动方向具有预定宽度的摩 擦夹持部(接触夹持部）N51。
[0078] 刷新辊51也可以旋转，刷新辊51和定影辊21的表面移动方向是在与定影辊21 的摩擦夹持部N51处为相同的方向或相反的方向。在优选的一个示例中，在定影辊21和刷 新辊51之间有圆周速度差。
[0079] 例如，刷新棍51以相对于定影棍21为70%的圆周速度差（圆周速度比）沿与定影 棍21相反的方向（反向)的旋转是指以下旋转。例如，在定影棍21的圆周速度为220mm/sec 的情况下，刷新棍51以66mm/sec的圆周速度旋转，从而在与定影棍21的摩擦夹持部51处 沿与定影辊21相反的方向移动。
[0080] 定影棍21的圆周速度为V(mm/sec)，刷新棍51的圆周速度为v(mm/sec)。此外， 定影辊21的圆周速度V是正值，而刷新辊51的圆周速度v在这两个辊21和51的表面移 动方向在辊21和51之间的摩擦夹持部N51处相同的情况下为正值，在辊21和51的表面 移动方向是相反方向的情况下为负值。此时，将按照（|V-v|/V)X100计算的值定义为上述 圆周速度比。
[0081] 此外，通过用平面接触压力分布测量系统("I_SCAN"，Nitta公司制造)测量平面接 触压力，然后用平面接触压力除以接触宽度(在旋转轴线方向)，能够获得刷新辊51的接触 压力（g/cm)。顺带地，在定影辊21和刷新辊51都处于静止的状态下实施测量。
[0082] 当在摩擦夹持部N51处辊21和51的表面移动方向是相反的方向时，刷新辊51相 对于定影辊21的圆周速度差（圆周速度比）优选地介于50%以上、100%以下的范围内。另 一方面，当在摩擦夹持部N51处辊21和51的表面移动方向相同时，刷新辊51相对于定影 辊21的圆周速度差优选地介于250%以上、300%以下的范围内。关于刷新辊51相对于定影 辊21的摩擦力，要考虑到的是刷新辊51和定影辊21之间的圆周速度差是重要的，当获得 期望的圆周速度差时，刷新辊51的旋转方向也可以是相同方向和相反方向中的任何一个。
[0083] 如上所述地，刷新辊51具有由至少三层组成的层结构，包括基材51a、中间层51b 和表面层51c。表面层51c包括作为摩擦材料51A的磨粒。中间层51b是弹性层。在本实 施例中，作为中间层51b的粘合层用作弹性层。
[0084] 刷新辊51不仅能够均匀地摩擦定影辊21的表面，而且能够实现以下效果。也就 是说，中间层51b是弹性层，因此即使在摩擦操作时调色剂图像包含在刷新辊51和定影辊 21之间时，也可以实现用弹性层51b覆盖污染物的效果。从而，可以获得这样一种作用，即 抑制由于纸粉、从外部混入的污染物等等在定影辊21上突然产生尖锐的磨损。
[0085] 从而，能够防止因将磨损传递给图像而在图像上看出的图像缺陷。此外，利用弹性 层51b，能够扩大刷新辊51和定影辊21之间的摩擦夹持部N51，使得能够保持更好的摩擦 特性。在本实施例中，刷新辊51的表面层51c的微小硬度为0. 07GPa。
[0086] 刷新辊51的表面层51c的微小硬度可以是0. 03GPa以上、1. OGPa以下。在微小 硬度介于〇. 〇3GPa至1. OGPa的范围中的情况下，磨粒51A不会在夹持部N51埋入在粘合层 51b中，因此能够获得良好的耐久能力（特性)。另一方面，在微小硬度是2. OGPa或3. OGPa 的情况下，会在定影辊21上产生由于随着这两个辊的连续旋转而混入刷新辊51和定影辊 21之间的污染物(例如纸粉、显影剂载体等等）导致的磨损。
[0087] 结果，在图像上显现出图像条纹。因此，刷新辊51表面的微小硬度（GPa)期望地 是0. 03GPa以上、1. OGPa以下。
[0088] 作为弹性层51b的材料(弹性材料橡胶或弹性体)，例如，能够使用丁基橡胶、含氟 橡胶、丙烯酸橡胶、EPDM、NBR、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁苯橡胶、 聚丁橡胶、乙丙橡胶、乙烯丙烯三元聚合物、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯橡 胶和间规1，2-丁二烯。
[0089] 此外，也可以使用氯醇橡胶、硅橡胶、含氟橡胶、聚硫橡胶、聚降冰片烯橡胶、氢化 丁腈橡胶和热塑性弹性体(例如，基于聚苯乙烯、聚烯烃、聚氯乙烯、聚氨酯、聚脲、聚酯、含 氟树脂等等的热塑性弹性体)。
[0090] 此外，可以使用选自上面材料中的一种或两种或多种橡胶或弹性体。然而，弹性层 51b的材料不限于上述材料。此外，弹性层51b优选地是厚度为20 μ m以上、60 μ m以下的 层且形成有JIS-A硬度(在lkg的负荷下)为40度以上、70度以下的弹性部件。结果，通过 覆盖在连续旋转过程中混入定影辊21和刷新辊51之间的污染物，能够防止在定影辊21的 表面上产生磨损。在本实施例中，使用JIS-A硬度为40度的硅橡胶部件作为弹性层51b。 此外，在本实施例中，弹性层51b的厚度为40 μ m。
[0091] 这里，为了测量刷新辊51的表面层的微小硬度，使用如图5 (a)所示的测量装置 ("Tribo Scope",由Hysitron公司制造)。作为测量微小硬度的测量端子，使用Berkovich 压头（142. 3度)。测量负荷为50μΝ。负荷在5秒内增大到指定负荷，然后在5秒内解除。 在图5中，（b)示出了测量负荷为50 μ Ν时的负荷曲线。以下面的方式得到此时的硬度Η。
[0092] H=Pmax/X
[0093] 这里，Pmax是施加在探针上的最大应力，A是探针的接触面积。在本实施例所用的 探针的情况下，接触面积A为A=24.5hc 2,其中，he是探针侵入刷新辊的侵入深度(量)。当 测量刷新辊51的硬度Η时，在50 μ N的负荷下得到的硬度H=0. 07GPa。
[0094] 当作用于定影辊21上的刷新辊51的负荷为P(N)时，定影辊21的圆周速度为V (mm/sec)，刷新棍51的圆周速度为v (mm/sec)，定影棍21的微小硬度为H (GPa)，磨粒的 半顶角为Θ (度)，优选地满足以下关系。
[0095] 7ΧΚΓ3 彡（P/iiHtan Θ ) X ( |V-v|/V)彡 68ΧΚΓ3
[0096] 从而，通过摩擦操作，定影辊21的表面粗糙度Rz为0.5μπι以上、2.0μπι以下，在 旋转轴线方向以每ΙΟΟμπι为10行以上的量形成因磨粒导致的宽度均为ΙΟμπι以下的各凹 部。
[0097]〈空气清洁部件〉
[0098] 将描述作为吹送机构的空气清洁部件(吹风机构)50,用于向刷新辊51吹风以清洁 刷新辊51的表面，以便保持刷新辊51的表面粗糙度。在本实施例中，空气清洁部件50是 具有喷气嘴(孔）54的风管（中空管状部件)，用于向刷新辊51吹风。
[0099] 空气清洁部件50的长度大体上相应于刷新辊51的长度，其具有以预定（一定）间 隔沿纵向方向成一直线布置的作为吹风口的喷气嘴(孔）54 (图6)。也就是说，空气清洁部 件50具有作为多个开口的喷气嘴。
[0100] 空气清洁部件50在喷气嘴54侧与刷新辊51 (处于与定影辊21接触的状态）对 向，同时布置成靠近和平行于刷新辊51。从空气清洁部件50的一端侧，向中空部供给高压 空气，使得通过各个喷气嘴54向刷新辊51吹风，进而在整个长度区域执行向刷新辊51的 吹风。在图2中，A表示从空气清洁部件50朝刷新辊51喷出的空气射流。
[0101] 需要供给高压空气以便执行吹风，气泵的类型不是问题，只要能够满足吹送压力 和操作即可。例如，也可以通过使用采用了大型压缩机的集中空气配管或者采用氮气或空 气缸来供给高压空气。在本实施例中，采用这样一种结构，其中，组合使用了受控制电路部 101控制的气泵58和电磁阀56,并采用以一定间隔开孔的喷气嘴54作为吹风口来增大空 气压力。
[0102] 图6是空气清洁部件50和气泵58之间的连通系统图。首先，用气泵58产生高压 空气，然后将其从空气配管57引入电磁阀56中。电磁阀56是用于进行将高压空气从气泵 58供给到空气清洁部件50的开关控制的开关，其能够对从空气清洁部件50的喷嘴54喷出 的空气射流进行开关控制。
[0103] 空气通过空气配管55从电磁阀56引入定影装置20中，使得压力均匀地施加在空 气清洁部件50的内部。然后，通过喷气嘴54喷出空气。如图7的示意图所示，每个喷气嘴 54的孔的直径m设定为1mm，孔之间的间隔η设定为5mm。气泵58设定成使得在刷新棍51 的330mm的纵向宽度(长度）上以均匀间隔成一直线布置的喷气嘴54的数量为67个，以及 使得空气压力的峰值为大约〇· 15MPa。
[0104] 气泵58的峰值流量为大约4001/m，在电磁阀56刚关闭之后的状态下的待机压力 为大约0. 3MPa。当喷气嘴54的数量多时，喷气嘴54能够在纵向方向均匀地清洁刷新辊51， 但是峰值压力降低。在这种情况下，采取的对策是，增大气泵58的初始压力或者减小一次 喷出空气的喷气嘴54的数量。根据图7示出的直径m和间隔（间距）η与图8所示间隙1 之间的位置关系，在距离刷新辊51最远的喷气嘴54的位置测量空气压力。
[0105] 〈刷新操作〉
[0106] 在刷新操作(表面改性操作模式）中，在定影辊21被旋转地驱动的状态下，通过接 触分离机构53使刷新辊51执行接触操作。结果，刷新辊51压接触定影辊21，形成摩擦夹 持部Ν51。此外，以相对于定影辊21的圆周速度差旋转地驱动刷新辊51。
[0107] 在本实施例中，在摩擦夹持部Ν51沿着与定影辊21相同的方向以圆周速度差旋 转地驱动刷新棍51。具体地，定影棍21的圆周速度为100mm/s，刷新棍51的圆周速度为 400mm/s。以300mm/s的圆周速度差用刷新棍51摩擦定影棍21的表面，使得定影棍21的 表面被改性。
[0108] 刷新辊51执行表面改性操作，使得定影辊21的表面层被磨损非常小的量，因此污 染物如PFA碎屑、残留调色剂或纸粉沉积在磨粒51A之间。为此，磨粒51A的粗糙度逐渐减 小，使得刷新辊51对定影辊21的表面改性操作的能力降低。
[0109] 因此，如上所述地通过从空气清洁部件51的喷气嘴54向刷新辊51的空气喷射 (刷新清洁模式）去除磨粒之间的污染物，保持刷新辊51的表面粗糙度。为此，能够保持对 定影棍21的表面改性能力。
[0110] 然而，对于利用吹风导致的对刷新辊51的清洁能力，不能去除堵塞在磨粒之间的 污染物，除非向刷新辊51施加达到一定程度的空气压力。在实验时的测量结果中，如图9 所示，在0. IMPa以上的空气压力下，可以实现清洁能力，使得能够消除在定影辊21的纸边 缘对应部产生的因纸边缘导致的磨损粗糙度。也就是说，向刷新辊51施加的最大空气压力 优选超过0. IMPa。实现这种效果需要的表面粗糙度Rz为大约6-7 μ m以上。
[0111] 图10是用于示出在改变空气压力时刷新辊51的表面粗糙度的推移如何变化的表 面粗糙度Rz的坐标图。在该试验中，在以恒定压力吹风的同时在定影辊21上连续执行表 面改性操作的情况下，测量刷新辊51的表面粗糙度Rz的推移。在该试验中，为了保持在指 示条件下消除纸边缘导致的定影辊21的磨损所需的刷新辊51的表面粗糙度，可以理解空 气压力也需要为〇· IMPa以上。
[0112] 顺带地，在打印过程中，即在记录纸P出现在定影夹持部N时，在执行刷新操作的 情况下，应该考虑的是偏移到定影辊表面层的调色剂会有沉积在刷新辊51的表面层51c上 的风险。为此，当调色剂逐渐沉积在刷新辊51上时，调色剂的粘度会达到难以执行空气清 洁的程度，因此堵塞在磨粒之间，在一些情况下会减小表面粗糙度。
[0113] 为此，在成像设备的打印(成像操作)过程中，刷新辊51可以期望地与定影辊51分 隔(分离)。也就是说，在记录纸P出现在夹持部N时，期望的是不执行表面改性操作模式和 刷新清洁模式中的操作。
[0114] 在本实施例中，在打印作业结束时，即当通过夹持部N的记录纸的累积计数(打印 数量）为预定数量以上时，执行对定影辊21的刷新操作。此外，在刷新操作过程中，同时执 行对刷新辊51的空气清洁。也就是说，控制电路部101并行地执行用刷新辊51摩擦定影 辊21以及用空气清洁部件50清洁刷新辊51。
[0115] 这是因为，如上所述，因纸边缘导致的磨损（损伤）是由于多个记录纸（片材）的纸 边缘部对定影辊21的表面层的连续冲击产生的问题。当记录纸是相同类型时，图像的光泽 度差异在打印数量超过一定数量时会超出允许水平。为此，在打印作业结束时，判断打印数 量的累积计数，在计数超过阈值的情况下，即在本实施例中计数为500时，开始刷新操作。
[0116] 将描述图11的控制流程图。每当打印作业结束时（S1)，控制电路部(控制器）101 判断打印数量的累积计数是否为500张以上（S2)。在计数不到500张时，控制器101使成 像设备100在打印作业结束时执行普通操作(后旋转操作）（S3)，然后停止成像设备100的 操作，以将成像设备100置于待机状态（S4)，直到输入下一个打印作业信号为止。对于定影 装置20,控制器停止辊驱动，执行加压辊22的分隔操作，然后程序前进到辊21和22的待机 温度控制。
[0117] 在计数为500 (张）以上时，开始刷新（S5)。首先，停止定影辊21的驱动（S6)，使 加压辊22与定影辊21分隔（S7)。接着，执行刷新辊51与定影辊21的接触操作（S8)，然 后开始从空气清洁部件50的喷气嘴54喷射空气（S9)。接着，开始驱动定影辊21和刷新辊 51 (S10)。
[0118] 从而，同时地执行对定影辊21的表面改性操作模式和对刷新辊51的刷新清洁模 式中的操作。也就是说，控制器101并行地执行用刷新辊51摩擦定影辊21以及用空气清 洁部件50清洁刷新辊51。
[0119] 在刷新20秒之后（S11)，按以下顺序执行操作：分隔刷新辊51的分隔操作（S12)、 停止驱动定影辊21和刷新辊51 (S13)以及停止空气喷射（S14)，使得刷新操作停止。接 着，清除打印数量计数（S15)，结束刷新操作（S16)。之后，执行成像设备100的普通打印结 束操作(后旋转操作）（S3)，然后停止成像设备100的操作并将其置于待机状态（S4)，直到 输入下一个打印作业信号为止，对于定影装置20,程序前进到辊21和22的待机温度控制。
[0120] 此外，为了解决压力降低的问题，根据所用气泵58的特性，当连续吹送空气时，间 歇地执行吹风操作，使得能够以高压喷射(吹送)空气。间歇的吹风操作由电磁阀56的开和 关来控制。在本实施例中，如图12的时间图所示地，以吹风大约2秒并停止吹风大约2秒 的重复循环执行吹风操作。
[0121] 也就是说，空气清洁部件(吹风机构）50的特征在于，在执行刷新清洁模式的操作 过程中间歇地向刷新辊51吹风。
[0122] 表1是实施例1 ("EMB. 1"）和包括传统示例的各个比较例（"C. E. "）的效果的对 比表。使用Hammermill LTR尺寸的纸张（75gsm，由International Paper制造）作为记 录纸P。使多张这种记录纸P连续通过定影装置，之后在记录纸打印数量的每个时点，使 形成有黑色单色图像的高光泽度记录纸（例如"OK topcoat", 157gsm，尺寸：330X483_ (13X19inch)通过定影装置。此时，通过肉眼观察来评价LTR尺寸的纸宽度中光泽带（因纸 边缘导致的磨损）的图像水平。根据以下三种水平的指标评价所述水平。
[0123] 〇:光泽带在纯黑色部分几乎无法识别的水平。
[0124] Λ :注意时可以识别光泽带但在图像是自然图像时没有问题的水平。
[0125] X:光泽带在图像上可识别的水平。
[0126] 表 1

【权利要求】
1. 一种图像加热装置，包括： 第一和第二可旋转部件，配置成形成夹持部，用于加热记录材料上的调色剂图像； 可旋转摩擦部件，配置成摩擦第一可旋转部件，以大体上刷新所述第一可旋转部件的 表面特性；和 吹风机构，配置成向所述可旋转摩擦部件吹风以清洁可旋转摩擦部件。
2. 根据权利要求1所述的图像加热装置，还包括控制器，其配置成在夹持部没有记录 材料时执行所述可旋转摩擦部件的摩擦和所述吹风机构的清洁。
3. 根据权利要求2所述的图像加热装置，其中，所述控制器并行地执行摩擦和清洁。
4. 根据权利要求3所述的图像加热装置，其中，所述吹风机构通过向所述可旋转摩擦 部件间歇地吹风来进行清洁。
5. 根据权利要求1所述的图像加热装置，其中，所述吹风机构包括喷气嘴，其配置成向 所述可旋转摩擦部件吹风。
6. 根据权利要求5所述的图像加热装置，还包括清洁机构，其配置成与所述第一可旋 转部件相接触地清洁所述第一可旋转部件， 其中，从所述喷气嘴朝所述可旋转摩擦部件的空气方向相对于朝向所述可旋转摩擦部 件的中心的方向朝所述清洁机构倾斜。
7. 根据权利要求6所述的图像加热装置，其中，所述清洁机构包括清洁网，其配置成通 过以预定量给送清洁表面而被刷新， 其中，所述清洁网具有在其给送方向下游侧的表面，来自所述喷气嘴的空气被吹送到 该表面。
8. 根据权利要求7所述的图像加热装置，其中，所述清洁部件包括可旋转收集部件，其 配置成与所述第一可旋转部件相接触地收集调色剂， 其中，所述清洁网接触所述可旋转收集部件以清洁所述可旋转收集部件。
9. 根据权利要求1所述的图像加热装置，还包括清洁部件，其配置成与所述可旋转摩 擦部件相接触地清洁所述可旋转摩擦部件， 其中，所述可旋转摩擦部件对调色剂的亲和性比所述第一可旋转部件对调色剂的亲和 性高，所述清洁部件对调色剂的亲和性比所述可旋转摩擦部件对调色剂的亲和性高。
10. 根据权利要求9所述的图像加热装置，其中，所述清洁部件在其表面包括弹性层。
11. 根据权利要求1所述的图像加热装置，其中，所述第一可旋转部件设置在与记录材 料上的调色剂图像相接触的一侧。
【文档编号】G03G15/20GK104049507SQ201410088657
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2013年3月12日
【发明者】千代田保晴, 畑崎计成 申请人:佳能株式会社