CN100465815C - 定影装置、定影方法和图像形成装置 - Google Patents

定影装置、定影方法和图像形成装置 Download PDF

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Abstract

本发明的定影装置(23)具有接触调色剂图像面的定影辊(131)和接触与调色剂图像面相反一侧的面的加压辊(132),使已形成了未定影的调色剂图像的记录纸(P)通过上述定影辊(131)与加压辊(132)压接的定影隙部(Y),从而将上述调色剂图像定影在记录材纸(P)上,在该定影装置(23)中,具有对加热灯(134~136)进行控制以使得加压辊(132)的表面温度成为由定影辊(131)的低温回返发生临界温度(Thc)和/或定影辊(131)的高温回返发生临界温度(Thh)所规定的温度范围的控制电路(150)。由此,能够减少或防止向辊对的调色剂转移(从记录纸反面向加压辊的转移、从加压辊向定影辊的转移)。

Description

定影装置、定影方法和图像形成装置
技术领域
本发明涉及一种诸如干式电摄影(Electrophotography)设备的定影装置和定影方法。
背景技术
作为一种被应用于复印机、打印机等的电摄影设备中的具有代表性的加热装置,定影装置一般具有相互压接的辊对(定影辊和加压辊),其定影方式一般采用下述的热辊定影方式,即:借助于被配置在与调色剂图像侧接触的定影辊的内部的卤素加热器等的加热装置,将定影辊加热到预定的温度(定影温度),然后,使已形成了未定影调色剂图像的记录纸通过该定影辊与加压辊的压接部分(定影隙部(Nip Portion)),借助于热能和压力对调色剂图像进行定影的热辊定影方式。
在上述定影装置中,由于会发生融化后的调色剂等的一部分附着在定影辊上的现象,所以,为了清除附着在定影辊上的调色剂,通常设置有清洁辊。
但是,为了清除附着在定影辊上的调色剂,通常与定影辊直接接触地设置上述清洁辊。因此,清洁辊的表面温度将随着定影辊的表面温度的上升而上升,已从定影辊表面被清除的调色剂将在清洁辊的表面再次融化。其结果,会产生这样的问题,即:调色剂将附着在清洁辊的表面上,由于该状态的出现而不能对定影辊的表面进行充分的清洁处理。
此外,由于清洁辊直接接触定影辊,所以,在定影辊升温时,热量将从该定影辊被传递至清洁辊,从而会产生下述问题,即:要施加给定影辊的热量增加而功耗增大,或者,预热时间变长.
于是,为了降低定影辊的热负荷,达到降低功耗的目的,有人提出了下述结构的技术方案,即:使附着于定影辊上的调色剂转移到加压辊上,并通过与加压辊直接接触地设置的清洁辊来回收加压辊上的调色剂,其中,该加压辊的温度低于定影辊的温度(例如,日本专利申请公开特开2003-162171(公开日:2003年6月6日))。
但是,在上述结构中,存在这样的问题,即:由于清洁装置仅位于加压辊侧,所以,清洁装置的调色剂污染比较显著,清洁装置的使用寿命较短,而不得不频繁地更换清洁装置。基于此点来看,上述不利于进行维护.
另外,还存在这样的问题,即:未被清洁装置完全清除的调色剂将从加压辊侧再次转移到定影辊侧,从而发生记录纸图像侧的调色剂污染.
特别是在具有转印辊、转印带等的接触方式的转印装置的图像形成装置中,在连续过纸时,在记录纸之间,转印装置被感光体上的灰雾调色剂污染,其结果为,灰雾调色剂附着在记录纸的反面,从而导致转印装置下游侧的定影装置中的加压辊被显著地污染。
发明内容
本发明的目的在于,通过减少或防止不必要的调色剂转移现象(从记录纸反面向加压辊的转移、从加压辊向定影辊的转移),来提供一种在记录纸上发生调色剂污染的可能性比较低的、且便于维护的定影装置。
为了实现上述目的,本发明的定影装置是这样一种定影装置,即,具有:第1压接构件,接触调色剂图像面;以及第2压接构件,接触与调色剂图像面相反一侧的面,其中,在上述第1压接构件与第2压接构件压接的压接区域已被加热至调色剂定影温度的状态下,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过该压接区域,由此,将上述调色剂图像定影在记录材料上,该定影装置的特征在于,具有:加热装置,对上述第1压接构件和上述第2压接构件进行加热;以及控制装置,对上述加热装置进行控制,以使得上述第2压接构件的表面温度成为由上述第1压接构件的低温回返(Offset)发生临界温度(Boundary Temperature)和/或上述第1压接构件的高温回返发生临界温度所规定的温度范围。
这里,所谓第1压接构件的低温回返是指,由于第1压接构件的表面温度相对于调色剂定影温度过低,所以,记录材料正面(图像面)侧的调色剂转移(回返)至第1压接构件的现象。
另外,所谓第1压接构件的高温回返是指,由于第1压接构件的表面温度相对于调色剂定影温度过高,所以,记录材料正面(图像面)侧的调色剂转移(回返)至第1压接构件的现象。
此外,上述第1压接构件的低温回返发生临界温度是指,低温回返开始发生时的第1压接构件的表面温度。上述第1压接构件的高温回返发生临界温度是指,高温回返开始发生时的第1压接构件的表面温度.
在上述结构中,利用在过去一直成为问题的、归因于第1压接构件的表面温度而发生的从记录纸正面向第1压接构件(定影辊)的调色剂转移现象(低温回返、高温回返)的机理(发生时的调色剂温度等),来抑制第2压接构件(加压辊)的调色剂转移现象(附着在记录材料反面的调色剂向第2压接构件的转移现象)和附着在第2压接构件(加压辊)的调色剂向第1压接构件转移的现象。
具体而言,由上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得上述第2压接构件的表面温度成为由上述第1压接构件的低温回返发生临界温度和/或上述第1压接构件的高温回返发生临界温度所规定的温度范围。
由此,如上所述,能够抑制从记录材料反面向第2压接构的调色剂转移现象(来自记录材料(记录纸)反面的调色剂转移现象)和从第2压接构件向第1压接构件的调色剂转移现象(来自第2压接构件(加压辊)的调色剂转移现象)。
其结果,能够减少第1压接构件(定影辊)、第2压接构件(加压辊)的一对辊中的调色剂污染,从而能够提供一种在记录材料上发生调色剂污染的可能性比较低的、且对调色剂污染的维护频率较低的定影装置。
另外,本发明的定影方法是这样一种定影方法,即,接触调色剂图像面的第1压接构件和接触与调色剂图像面相反一侧的面的第2压接构件被压接地形成,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过处于已被加热至调色剂定影温度的状态中的压接区域,从而将上述调色剂图像定影在记录材料上,本发明的定影方法的特征在于:作为用于使上述第1压接构件和第2压接构件成为可定影状态的步骤,包括:第1步骤,使上述第1压接构件升温,在第1压接构件达到比预定的温度低的第1温度后,借助于该第1压接构件来使第2压接构件升温;以及第2步骤,在第1压接构件达到比预定的温度高的第2温度后,从外部加热上述第2压接构件,大致与此同时地开始向上述压接区域输送记录材料。
根据上述定影方法,在使第1压接构件升温至第1温度后,借助于该第1压接构件(例如,借助于来自第1压接构件的导热)来使第2压接构件升温.
进而,在第2压接构件达到第2温度后,开始向上述压接区域输送记录材料,大致与此同时地,借助于外部过热装置使第2压接构件升温。由此,第2压接构件的表面温度不会升得过高,能够比较容易地将该第2压接构件的表面温度控制为低于或等于预定的温度。
其结果,在使得成为可定影状态时(预热时),能够抑制附着在第2压接构件上的调色剂向第1压接构件的转移。
另外,本发明的定影方法是这样一种定影方法,即,接触调色剂图像面的第1压接构件和接触与调色剂图像面相反一侧的面并可由外部加热装置进行加热的第2压接构件被压接地形成,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过处于已被加热至调色剂定影温度的状态中的压接区域,从而将上述调色剂图像定影在记录材料上,本发明的定影方法的特征在于:作为清除在上述定影完成后附着在第1压接构件和第2压接构件上的调色剂的步骤,包括:第1步骤,使上述第1压接构件的温度降温;以及第2步骤,将上述外部加热装置的温度维持在比记录材料通过时的温度低的温度。
根据上述定影方法,在使得第1压接构件的温度降低了的状态下,将外部加热装置的温度维持在比记录材料通过时的温度低的温度,该外部加热装置对第2压接构件进行加热,所以,第2压接构件的表面温度不会升得过高,能够比较容易地将该第2压接构件的表面温度控制为低于或等于预定的温度。
由此,不会发生附着在第2压接构件上的调色剂向第1压接构件转移的现象,能够可靠地对第2压接构件进行清洁处理.
另外,本发明的图像形成装置是这样一种图像形成装置,即,具有:在表面形成未定影调色剂的感光体;与上述感光体接触并从感光体向记录纸转印未定影调色剂图像的转印装置;以及对由上述转印装置转印在记录材料上的未定影调色剂图像进行定影的定影装置,其特征在于,该图像形成装置的定影装置采用了上述本发明的定影装置。
在这种情况下,在上述图像形成装置中,由于附着在转印装置表面的调色剂(灰雾调色剂),容易在记录材料反面发生调色剂污染,因此,通过应用上述本发明的定影装置,能够抑制不必要的调色剂的转移现象(来自记录材料反面的调色剂转移现象、来自加压辊的调色剂转移现象),从而提高所形成的图像的品质。
本发明的其他目的、特征和优点在以下的描述中会变得十分明了。此外,以下参照附图来明确本发明的优点。
附图说明
图1是用剖面来表示实施方式的定影装置的结构的说明图。
图2(a)是表示在本实施方式的各装置中、各辊的温度(℃)与调色剂的回返状态的关系的说明图.
图2(b)是表示在本实施方式的各装置中、各辊的温度(℃)与调色剂的回返状态的关系的说明图.
图2(c)是表示在本实施方式的各装置中、各辊的温度(℃)与调色剂的回返状态的关系的说明图。
图3(a)是表示在上述各装置中、加压辊的温度(℃)与记录纸的反面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图3(b)是表示在上述各装置中、加压辊的温度(℃)与记录纸的反面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图3(c)是表示在上述各装置中、加压辊的温度(℃)与记录纸的反面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图4是表示在本实施方式中、加压辊的温度(℃)与记录纸的反面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图5(a)是表示在各装置中、加压辊及定影辊的温度(℃)与低温回返的发生的关系的说明图。
图5(b)是表示在各装置中、加压辊及定影辊的温度(℃)与低温回返的发生的关系的说明图。
图5(c)是表示在各装置中、加压辊及定影辊的温度(℃)与低温回返的发生的关系的说明图。
图6(a)是表示在上述各装置中、定影辊的温度(低温区)(℃)与记录纸的正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图6(b)是表示在上述各装置中、定影辊的温度(低温区)(℃)与记录纸的正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图.
图6(c)是表示在上述各装置中、定影辊的温度(低温区)(℃)与记录纸的正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图.
图7是表示在本实施方式中、定影辊的温度(低温区)(℃)与记录纸的正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图8(a)是表示在上述各装置中、在附着于加压辊的调色剂T回返到定影辊的瞬间的、定影辊及加压辊的温度(℃)和在定影隙部Y的出口的调色剂温度(℃)的说明图。
图8(b)是表示在上述各装置中、在附着于加压辊的调色剂T回返到定影辊的瞬间的、定影辊及加压辊的温度(℃)和在定影隙部Y的出口的调色剂温度(℃)的说明图。
图8(c)是表示在上述各装置中、在附着于加压辊的调色剂T回返到定影辊的瞬间的、定影辊及加压辊的温度(℃)和在定影隙部Y的出口的调色剂温度(℃)的说明图。
图9(a)是表示在上述各装置中、加压辊及定影辊的温度(℃)、高温回返的发生情况、记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图9(b)是表示在上述各装置中、加压辊及定影辊的温度(℃)、高温回返的发生情况、记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图9(c)是表示在上述各装置中、加压辊及定影辊的温度(℃)、高温回返的发生情况、记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图10(a)是表示在上述各装置中、定影辊的温度(高温区)(℃)和记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图10(b)是表示在上述各装置中、定影辊的温度(高温区)(℃)和记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图10(c)是表示在上述各装置中、定影辊的温度(高温区)(℃)和记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图11是表示在本实施方式中、定影辊的温度(高温区)(℃)和记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系的说明图。
图12(a)是本实施方式中预热和休眠唤醒时的控制顺序,是表示从定影辊的驱动开始时起的经过时间与各辊温度的关系的说明图。
图12(b)是表示图12(a)所述的各顺序中的定影辊及外部加热辊的状态的说明图。
图13(a)是表示在本实施方式中、记录纸的长度方向的位置和接触该位置的各辊的温度的关系的说明图。
图13(b)是分别表示在对比例X中、记录纸的长度方向的位置和接触该位置的各辊的温度的关系的说明图。
图13(c)是分别表示在对比例Y中、记录纸的长度方向的位置和接触该位置的各辊的温度的关系的说明图。
图14是概括地表示在对比例X、对比例Y、本实施方式中的各条件和回返发生情况的说明图。
图15是表示实施方式中所用的定影装置的种类的说明图。
图16是用剖面来表示实施方式的定影装置的另一结构的说明图。
图17是具有图1所示的定影装置的图像形成装置的立体图。
图18是表示上述图像形成装置的内部结构的图.
图19是表示上述图像形成装置中的原稿图像读取装置的结构的图。
图20(a)是表示上述图像形成装置中的图像记录装置的结构的图。
图20(b)是表示图20(a)中的转印单元的放大图。
图21是表示上述图像形成装置中的记录材料供给装置的结构的图。
图22是表示上述图像形成装置中的外部记录材料供给装置的结构的图。
图23是表示上述图像形成装置中的后期处理装置的结构的图。
图24是表示上述图像形成装置中的双面打印用输送部的结构的图。
图25(a)是现有技术中预热和休眠唤醒时的控制顺序,是表示从定影辊的驱动开始时起的经过时间与各辊温度的关系的说明图.
图25(b)是表示图25(a)所述的顺序中的定影辊的和外部加热辊的状态的说明图。
具体实施方式
下面,根据图1~图25(b)来说明本发明的一个实施方式。另外,本发明不限于下述说明。
(定影装置的结构)
首先,使用图1来说明本实施方式的定影装置的结构.
图1是用剖面来表示实施方式的定影装置23的要部的结构的说明图。另外,关于应用上述定影装置23的复印机的结构、功能等,将在后面对此进行详细的说明。
如该图所示,本实施方式的定影装置23具有:定影辊(第1压接构件)131、加压辊(第2压接构件)132、外部加热辊(外部加热装置)133、加热灯134、135、136、温度传感器137、138、139、清洁辊(清洁装置)140、温度控制电路(温度控制装置)150。
在此,外部加热辊133是加压辊132的加热装置。加热灯(加热装置)134和135是用来对定影辊131进行加热的热源,加热灯136是用来对外部加热辊133进行加热的热源。另外,温度传感器137、138用于检测定影辊131的温度,温度传感器139用于检测外部加热辊133的温度。
下面,对上述各部进行详细的说明。
首先,加热灯134、135由卤素加热器构成,被配置于定影辊131的内部。加热灯136也由卤素加热器构成,被配置于外部加热辊133的内部.由温度控制电路使加热灯134~136通电,从而,加热灯134~136以预定的发热分布进行发光,发出红外线,定影辊131和外部加热辊133的内周面被加热。
定影辊131被加热灯134、135加热到预定的温度(例如,200℃),并借助于其热量对通过定影装置的定影隙部Y(压接区域)的、被形成了未定影的调色剂图像的记录纸(记录材料)P进行加热。
定影辊131具有作为其主体的芯131a、脱膜层(Release Layer)131b。脱膜层131b被形成于芯131a的外周表面,用于防止记录纸P上的调色剂T回返至定影辊131。
芯131a采用诸如铁、不锈钢、铝、铜等的金属或者这些金属的合金。在本实施方式中,芯131a采用直径为40mm的铁(STKM)芯,为了实现低热容化,而使其厚度为1.3mm.
隔离层131b优选PFA(四氟乙烯-全氟丙基乙烯基醚共聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)等的氟树脂、硅橡胶、氟橡胶等。在本实施方式中,作为脱膜层131b,是通过涂敷25μm的PFA和PTFE的混合物并进行烧制所形成的.
加压辊132被构成为下述,即,在铁、不锈钢、铝等的芯132a的外周表面上具有由硅橡胶等构成的耐热弹性材料层132b。另外,还可以在耐热弹性材料层132b的表面上形成与定影辊131的情况相同的、由氟树脂构成的脱膜层132c。
本实施方式的加压辊132的结构为,在直径为40mm的不锈钢制的芯132a上具有:厚度为6mm的由硅橡胶(橡胶硬度JIS-A50°)构成的耐热弹性材料层132b;以及被设置于该耐热弹性材料层132b的厚度为50μm的由PFA管构成的脱膜层132c。并且,该加压辊132借助于未图示的弹簧等的加压构件,以76kgf(745N)的力被压接至定影辊131。由此,在加压辊132与定影辊131之间形成宽度约为6mm的定影隙部Y。
在外部加热辊133的内部具有作为加热源的加热灯136。该外部加热辊133被设置于定影隙部Y的上游侧,并以预定的按压力与加压辊132压接。在外部加热辊133与加压辊132之间形成有加热隙部Z。
外部加热辊133的结构为,在中空的圆筒状的芯材133a上具有耐热脱膜层133b。芯材133a由铝或铁类的材料构成.另外,耐热脱膜层133b采用具有优良的耐热性和脱膜性的合成树脂材料,例如,硅橡胶、氟橡胶等的合成橡胶,或者,PFA、PTFE等的氟树脂。此外,在本实施方式中,作为构成脱膜层133b的脱膜材料,是通过涂敷25μm的PFA和PTFE的混合物并进行烧制所形成的。
清洁辊140用于清除附着在加压辊132上的调色剂和纸屑等,从而防止污染加压辊132。即,为了从动于加压辊132的旋转而进行旋转,清洁辊140被轴支承在加热隙部Z的上游侧并以预定的按压力与加压辊132压接。该清洁辊140采用由铝、铁类材料等构成的圆筒状的金属芯材。在本实施方式中,采用了导热性能更为优良的铝类材料。
在定影辊131的圆周面上设置有用于检测其温度的热敏电阻137、138,同样地,在外部加热辊133的圆周面上也设置有用于检测其温度的热敏电阻139,由此,对各辊的表面温度进行检测。温度控制电路150根据由各热敏电阻137~139检测出的温度数据来控制对加热灯134~136的通电,以使得各辊131~133的温度成为预定的温度。
另外,在本实施方式中,将加热灯134、135的总额定输出设定为950W,将加热灯136的额定输出设定为200W。
如此,借助于温度控制电路150将定影辊131和加压辊132控制为预定的温度(特别是关于加压辊132的温度控制,将在后面进行详细的说明),并在该状态下,以预定的定影速度和复印速度将已形成了未定影调色剂图像的记录纸P输送到定影隙部Y,利用热量和压力来进行未定影调色剂图像的定影.
(温度控制电路对加压辊的温度控制)
下面,根据图1~图11、图15,说明为了防止附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132转移的现象以及附着在加压辊132表面的调色剂T向定影辊131转移的现象而进行的对加压辊132的温度控制。
首先,根据图1~图7以及图15,来说明对附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132转移的现象的预防。
如后所述,在本实施方式中,采用了将转印带用于转印单元26(参照图20(a)、图20(b))的接触方式.如此,在采用了接触方式的转印装置的情况下,在现有技术中,在连续过纸时的纸与纸之间,感光体上的灰雾调色剂T会造成转印带的污染,其结果可能导致灰雾调色剂T附着到记录纸P的反面,并因该调色剂T而造成对被配置于转印带下游侧的定影装置23的加压辊132的明显污染。
鉴于加压辊132的温度要比定影辊131的温度低很多,可以认为附着在该记录纸反面的调色剂T向加压辊132转移的现象与在定影装置23中成为普遍性问题的低温回返现象(由于定影辊131的温度过低,记录纸P的正面(图像面)侧的调色剂T回返至定影辊131的现象)属于同一种现象。
因此,首先,为了研究加压辊132的温度和附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132的转移量的关系,进行了下面的实验.图15是对该实验所用的定影装置23(装置1~装置3)的说明。
在该实验中,准备了如图15所示的三种定影装置23,即,装置1(定影速度:365mm/s;定影辊直径:φ40;定影辊芯材质:STKM;定影辊芯厚度:1.3mm;加压辊直径:φ40;加压辊橡胶层:硅树脂固体(Silicon Solid);定影隙部宽度:6mm)、装置2(定影速度:225mm/s;定影辊直径:φ35;定影辊芯材质:STKM;定影辊芯厚度:0.4mm;加压辊直径:φ35;加压辊橡胶层:硅海绵(Silicon Sponge);定影隙部宽度:4mm)、装置3(定影速度:122mm/s;定影辊直径:φ25;定影辊芯材质:铝;定影辊芯厚度:1mm;加压辊直径:φ25;加压辊橡胶层:硅海绵(Silicon Sponge);定影隙部宽度:2mm),在将定影辊131的温度恒定为200℃并且借助于外部加热辊133将加压辊132的温度控制为预定的温度的状态下,连续过纸300张记录纸P。
然后,利用胶接磁带(Mending Tape)采集在过纸后附着于加压辊132及外部加热辊133的调色剂T,并通过肉眼来进行比较。另外,当调色剂T附着在清洁辊140时,其附着力比较强,难以通过胶接磁带进行采集,所以,该实验是在拆除了清洁辊140的状态下进行的。
图2(a)~图2(c)表示上述实验的结果。图2(a)~图2(c)是分别表示装置1~3的各辊(定影辊131、外部加热辊133、加压辊132)的温度(℃)与调色剂T的转移状态的关系(用肉眼进行的比较)的图。在该实验中,定影辊131的温度恒定为200℃,加压辊132的温度被设定为下述,即:在装置1(图2(a))中为99℃~136℃,在装置2(图2(b))中为102℃~138℃,在装置3(图2(c))中为105℃~141℃。
根据图2(a)~图2(c)可知:在加压辊132的温度处于上述低温区的情况下,与定影装置23的种类无关地,随着加压辊132的温度升高,附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132的转移量减少,当加压辊132的温度高于或等于130℃时,所有的装置几乎都不再发生调色剂T的转移。
接着,着眼于在发生调色剂向加压辊132转移的现象时的记录纸反面的调色剂温度,研究了定影辊131及加压辊132的温度(℃)与刚刚通过定影隙部Y后的记录纸反面的调色剂温度(以下,称为“记录纸反面的调色剂温度”)(℃)的关系。
实际上,也可以利用红外线放射温度计通过实验来测量刚刚通过定影隙部Y后的调色剂温度。但是,在此,为了更为简单地求得该温度,进行了采用一维导热分析的模拟。
这里,关于上述3种定影装置23(装置1~3)的定影隙部Y,利用一维模型将反面具有调色剂层的记录纸P过纸后的状态模型化,并分析了定影辊131及加压辊132的温度(℃)与记录纸反面的调色剂温度(℃)的关系。
图3(a)~图3(c)表示上述分析结果。图3(a)~图3(c)分别表示在装置1~3中,在定影辊131的温度分别为190℃、200℃、210℃的情况下,使加压辊132的温度在100~140(℃)范围内变化时,该加压辊132的温度(℃)与记录纸反面的调色剂温度(℃)的关系。
如图3(a)~图3(c)所示,设加压辊132的温度为x、记录纸反面的调色剂温度为y,在装置1的情况下,x、y的关系可近似于
y=0.445x+41.3,
同样地,在装置2的情况下,x、y的关系可近似于
y=0.420x+44.6,
另外,同样地,在装置3的情况下,x、y的关系可近似于
y=0.449x+40.6。
如上所述,可知:记录纸反面的调色剂温度与加压辊132的温度呈线性关系,而几乎与定影辊131的温度无关。此外,可知:与定影装置的种类(装置1~3)无关地,近似直线几乎是一致的。
在图4中概括地表示了3种定影装置的实验结果。图4是表示在不特定装置的种类、定影辊131的温度的情况下,使加压辊132的温度在100~140(℃)范围内变化时,加压辊132的温度(℃)与记录纸反面的调色剂温度(℃)的关系(近似直线)的图。
根据图4可知,设加压辊132的温度为Tp、记录纸反面的调色剂温度为Tt1,则Tp、Tt1的关系可近似于
Tt1=0.438Tp+42.2                        (1)
如上所述,记录纸反面的调色剂温度Tt1仅能由加压辊132的温度Tp来表示。其理由为下述,即:来自加压辊132侧的热量直接传导至附着在记录纸反面上的调色剂层,而来自定影辊131侧的热量经由记录纸P传导至附着在记录纸反面上的调色剂层,因此,与加压辊132相比较而言,定影辊131对调色剂T升温的贡献率要小得多。
并且可知:如图2(a)~图2(c)所示,在加压辊132的温度Tp为130℃时,开始发生向加压辊132的回返(附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132的转移),基于此,根据公式(1),开始发生向加压辊132的回返时的调色剂温度为99.1℃。
接着,为了研究定影辊131的温度和低温回返现象(从记录纸P的正面向定影辊131回返)的关系,进行了下面的实验.
实验方法为下述,即:关断外部加热辊133用的加热灯136,使定影辊131的温度成为恒定的温度(在200℃~110℃的范围内间隔10℃的温度),在上述状态下进行空转,在加压辊132的温度稳定后的时刻,过纸定量75g的记录纸P,并检查是否发生低温回返,其中,该记录纸P是在用纸前端形成了黑带状的未定影图像的记录纸。
图5(a)~图5(c)表示上述实验的实验结果。图5(a)~图5(c)分别表示装置1~3的加压辊132及定影辊131的温度(℃)与低温回返发生的关系。在该实验中,将定影辊131的温度设定为110℃~200℃,与此对应地,将加压辊132的温度设定为100℃~185℃。
根据图5(a)~图5(c)可知,与定影装置23的种类无关地,当定影辊131的温度高于或等于130℃时,不会发生低温回返,但当其温度小于或等于120℃时就会发生低温回返。
接着,着眼于低温回返发生时的记录纸正面的调色剂温度,来研究定影辊131及加压辊132的温度与刚刚通过定影隙部Y后的记录纸正面(图像面)侧的调色剂温度(以下,称为“记录纸正面的调色剂温度”)的关系.
另外,关于上述记录纸正面(图像面)侧的调色剂温度,利用一维的导热分析进行了模拟。
图6(a)~图6(c)表示上述分析结果。图6(a)~图6(c)分别表示在装置1~3中,在加压辊132的温度分别为110℃、120℃、130℃的情况下,使定影辊131的温度在120~150(℃)范围内变化时,该定影辊131的温度(℃)与记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系。
如图6(a)~图6(c)所示,设定影辊131的温度为x、记录纸正面的调色剂温度为y,在装置1的情况下,x、y的关系可近似于
y=0.304x+63.6,
同样地,在装置2的情况下,x、y的关系可近似于
y=0.280x+67.6,
另外,在装置3的情况下,x、y的关系可近似于
y=0.293x+65.6。
如上所述,可知:记录纸正面的调色剂温度与定影辊131的温度呈线性关系,而几乎与加压辊132的温度无关。此外,可知:与定影装置23的种类无关地,近似直线几乎是一致的。
在图7中概括地表示了3种定影装置的实验结果。图7是表示在不特定装置的种类、加压辊132的温度的情况下,使定影辊131的温度在120~150(℃)范围内变化时,该定影辊131的温度(℃)与记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系(近似直线)的图。
根据图7可知,设定影辊131的温度为Th、(刚刚通过定影隙部Y后的)记录纸正面(图像面)侧的调色剂温度为Tt2,则Th、Tt2的关系可近似于
Tt2=0.293Th+65.6                    (2)。
如上所述,记录纸正面的调色剂温度Tt2仅能由定影辊131的温度Th来表示。其理由为下述,即:来自定影辊131侧的热量直接传导至记录纸图像面侧的调色剂层,而来自加压辊132侧的热量经由记录纸P传导至图像面侧的调色剂层,因此,与定影辊131相比较而言,加压辊132对调色剂T升温的贡献率要小得多。
并且可知:如图5(a)~图5(c)所示,在定影辊131的温度Th为120℃时,开始发生向定影辊131的回返,基于此,根据公式(2),上述低温回返开始发生时的记录纸正面的调色剂温度为100.8℃。
上述低温回返开始发生时的记录纸正面的调色剂温度与开始发生向加压辊132的调色剂转移时的调色剂温度(99.1℃)大致一致,因此,可以说附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132转移的现象是一种向加压辊132回返的现象。
根据上述研究结果,为了防止发生附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132转移的现象,对加压辊132的温度进行设定以使得(刚刚通过定影隙部Y后的)记录纸反面的调色剂温度高于或等于不会发生低温回返的温度即可。
即,假设开始发生低温回返时的定影辊131的温度(定影辊131的低温回返发生临界温度)为Thc,那么,根据公式(2),低温回返开始发生时的记录纸正面的调色剂温度Tt2’为
Tt2’=0.293Thc+65.6                     (3)。
这里,可以说附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132转移的现象是一种向加压辊132的低温回返现象,鉴于此,可以认为:开始向加压辊132转移时的记录纸反面的调色剂温度Tt1’与低温回返开始时的记录纸正面的调色剂温度Tt2’之间存在下述公式(4)所示的关系,即,
Tt1’=Tt2’                              (4).
进而,假设开始发生向加压辊132的调色剂转移时的加压辊132的温度为Tp’,那么,根据公式(4)、公式(1)、公式(3),
Tt1’=0.438Tp’+42.2=0.293Thc+65.6
∴Tp’=0.669Thc+53.4                     (5).
由此,为了防止发生附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132转移的现象,对加压辊132的温度Tp进行控制以使得其满足下述公式(6)即可,即,
∴Tp≥0.669Thc+53.4                      (6)。
另外,在图5(a)~图5(c)中,当定影辊131的温度为130℃时不会发生低温回返,当定影辊131的温度为120℃时将会发生低温回返,鉴于此点,将本实施方式中定影辊131的低温回返发生临界温度Thc设定为120℃与130℃之间的125℃即可。
接着,根据图8(a)~图11、图15,来说明对附着在加压辊132表面的调色剂T向定影辊131转移的现象的预防。
在如本实施方式那样仅在加压辊132侧设置了清洁辊140的情况下,根据现有技术,可能会导致未被清洁辊140完全清除的加压辊132表面的调色剂T从加压辊132侧再次转移到定影辊131侧,从而引起记录纸的图像面侧的调色剂污染。
关于上述附着在加压辊132表面的调色剂T向定影辊131的转移现象,由于该转移现象是在加压辊132处于和定影辊131的温度接近的高温状态时发生的,因此,可以认为该转移现象与在定影装置中成为普遍性问题的高温回返现象(由于定影辊131的温度过高,记录纸P正面(图像面)侧的调色剂回返至定影辊131的现象)属于同一种现象。
因此,首先,为了研究加压辊132及定影辊131的温度和附着在加压辊132表面的调色剂T向定影辊131的转移量的关系,进行了下面的实验。
在该实验中使用图15所示的3种定影装置23(装置1~3)。首先,在将定影辊131的温度控制为200℃并且关断外部加热辊133用的加热灯136的状态下,连续过纸300张记录纸P,使得在加压辊132及外部加热辊133的表面上强制性地发生调色剂污染。之后,在将定影辊131的温度控制为预定的温度的状态下导通外部加热辊133用的加热灯136,与此同时地使定影装置23空转,由此,使加压辊132的温度升高,测定在附着于外部加热辊133及加压辊132的调色剂T回返至定影辊131的瞬间的加压辊132的温度.另外,该实验是在拆除了清洁辊140的状态下进行的。
进而,还借助于上述的一维导热分析,计算了在附着于外部加热辊133及加压辊132的调色剂T回返至定影辊131的瞬间的定影隙部Y出口的调色剂温度。
图8(a)~图8(c)表示上述实验的结果。图8(a)~图8(c)是分别表示在装置1~3中、在附着于外部加热辊133及加压辊132的调色剂T回返至定影辊131的瞬间的、定影辊131及加压辊132的温度(℃)和定影隙部Y出口的调色剂温度(℃)的图。
根据图8(a)~图8(c)可知:与定影装置23的种类、定影辊131的温度、加压辊132的温度无关地,当定影隙部Y出口的调色剂温度约为190℃时,发生从加压辊132侧向定影辊131侧的调色剂T的转移。
另外,根据图8(a)~图8(c)可知,假设定影隙部Y出口的调色剂温度为Tt3、定影辊131的温度为Th、加压辊132的温度为Tp,则Tt3、Th、Tp的关系可近似于下述,即,
Tt3=(Th+Tp)/2                          (7)。
其理由为下述,即:由于在定影隙部Y不存在记录纸P,所以,来自定影辊131侧的热量和来自加压辊132侧的热量均直接传导至调色剂层(附着于加压辊132等的调色剂T)。
接着,研究定影辊131及加压辊132的温度与高温回返现象(从记录纸正面向定影辊131的回返)的关系。
实验方法为下述,即:关断外部加热辊用的加热灯,使定影辊131的温度成为预定的温度(在220℃~260℃的范围内间隔10℃的温度),在上述状态下进行空转,在加压辊132的温度几乎不再变化的时刻,过纸定量75g的记录纸,并检查是否发生高温回返,其中,该记录纸是在用纸前端形成了黑带状的未定影图像的记录纸.
进而,还借助于上述的一维导热分析,计算了在各实验条件下刚刚通过定影隙部Y后的记录纸正面的调色剂温度.
图9(a)~图9(c)表示上述结果.图9(a)~图9(c)是分别表示在装置1~3中、加压辊132及定影辊131的温度(℃)和高温回返的发生情况和记录纸正面的调色剂温度(℃)的关系的图。这里,如上所述,定影辊131的温度被设定为220℃~260℃。
根据图9(a)~图9(c)可知,与定影装置23的种类无关地,当定影辊131的温度低于或等于240℃时,不会发生高温低温回返,但当其温度高于或等于250℃时就会发生高温回返。
接着,根据图9(a)~图9(c)的结果,来研究定影辊131的温度Th与(刚刚通过定影隙部Y后的)记录纸正面的调色剂温度Tt4的关系。
图10(a)~图10(c)表示上述结果。图10(a)~图10(c)分别表示在装置1~3中,在使定影辊131的温度Th在220~260(℃)范围内变化时,该定影辊131的温度Th(℃)与记录纸正面的调色剂温度Tt4(℃)的关系。
如图10(a)~图10(c)所示,假设定影辊131的温度Th为x、记录纸正面的调色剂温度Tt4为y,那么,在装置1的情况下,x、y的关系可近似于
y=0.767x,
同样地,在装置2的情况下,x、y的关系可近似于
y=0.786x,
另外,在装置3的情况下,x、y的关系可近似于
y=0.777x。
如上所述,可知:记录纸正面的调色剂温度Tt4与定影辊131的温度Th呈线性关系.此外,可知:与定影装置23的种类无关地,近似直线几乎是一致的。
在图11中概括地表示了3种定影装置的实验结果。图11是表示在不特定装置的种类、加压辊132的温度的情况下,使定影辊131的温度Th在220~260(℃)范围内变化时,该定影辊131的温度Th(℃)与记录纸正面的调色剂温度Tt4(℃)的关系(近似直线)的图。
根据图11可知,定影辊131的温度Th与记录纸正面的调色剂温度Tt4的关系可近似于
Tt4=0.776Th                             (8)。
并且可知:如图9(a)~图9(c)所示,在定影辊131的温度Th为250℃时,开始发生向定影辊131的高温回返,基于此,根据公式(8),上述高温回返开始发生时的记录纸正面的调色剂温度为194℃.
上述高温回返开始发生时的记录纸正面的调色剂温度与附着在加压辊132的调色剂T回返至定影辊131时的调色剂温度(190℃,参照图8(a)~图8(c))大致一致,因此,可以说附着在加压辊132的调色剂T向定影辊131转移的现象是一种高温回返现象。
根据上述研究结果,为了防止发生附着在加压辊132的调色剂T向定影辊131转移的现象,对加压辊132的温度进行设定以使得(刚刚通过定影隙部Y后的)附着在加压辊132表面的调色剂T的温度低于或等于不会发生高温回返的温度即可。
即,假设开始发生高温回返时的定影辊131的温度(定影辊131的高温回返发生临界温度)为Thh,那么,根据公式(8),高温回返开始发生时的记录纸正面侧的调色剂温度(高温回返开始时的调色剂温度)Tt4’为
Tt4’=0.776Thh                              (9)。
这里,可以说附着在加压辊132的调色剂T向定影辊131的转移现象是一种高温回返现象。鉴于此,可以认为:开始从加压辊132向定影辊132转移时的调色剂温度Tt3’与高温回返开始时的调色剂温度Tt4’之间存在下述公式(10)所示的关系,即,
Tt3’=Tt4’                                 (10)。
进而,假设附着在加压辊132的调色剂T开始向定影辊转移时的加压辊132的温度为Tp’,那么,根据公式(10)、公式(7)、公式(9),
Tt3’=(Th+Tp’)/2=0.776Thh
∴Tp’=1.552Thh-Th                        (11)。
由此,为了防止发生附着在加压辊132表面的调色剂T向定影辊131转移的现象,对加压辊132的温度Tp进行控制以使得其满足下述公式(12)即可,即,
∴Tp≤1.552Thh-Th                          (12)。
另外,在图9(a)~图9(c)中,当定影辊131的温度为240℃时不会发生高温回返,当定影辊131的温度为250℃时将会发生高温回返,鉴于此点,将本实施方式中定影辊131的高温回返发生临界温度Thh设定为240℃与250℃之间的245℃即可。
由以上可知,为了防止附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132的转移现象,并且,为了防止附着在加压辊132表面的调色剂T向定影辊131的转移现象,根据公式(6)、公式(12),对加压辊132的温度Tp(℃)进行控制以使得满足下述公式(13)即可,即,
0.669Thc+53.4≤Tp≤1.552Thh-Th                (13),
其中,Thc表示定影辊131的低温回返发生临界温度(低温回返开始发生时的定影辊131的温度)(℃),Thh表示定影辊131的高温回返发生临界温度(高温回返开始发生时的定影辊131的温度)(℃),Th表示定影辊131的温度(℃)。
(定影装置的控制顺序)
下面,根据图12(a)、图12(b)、图25(a)、图25(b),说明用于将加压辊132的温度控制在上述预定范围内的定影装置的控制顺序。
首先,研究了在预热时和休眠唤醒时的最佳的控制顺序。
由于在预热时和从休眠模式恢复时不进行记录纸的过纸,所以,加压辊132的温度升得过高,附着在加压辊132上的调色剂T可能会转移至定影辊131,并在刚刚完成预热之后的第1张记录纸的图像面侧发生调色剂污染。
特别是,由于外部加热辊133等的外部加热装置的加热作用,加压辊132被急剧加热,导致其表面温度上升。
在现有技术中,在预热时和休眠唤醒时,为了以更短的时间来完成可定影温度的恢复,通常采用如图25(a)、图25(b)所示的控制顺序。这里,图25(a)和图25(b)表示现有技术中的控制顺序,其中,图25(a)是表示定影装置驱动开始后的经过时间与各辊(定影辊131、加压辊132、外部加热辊133)温度的关系的图,图25(b)是表示各顺序中定影辊131和外部加热辊133的状态的图。
如图25(a)和图25(b)所示,现有技术中的控制顺序为下述,即:
(1)在各辊停止的状态下,导通定影辊131的热源,进行定影辊131的升温,其中,与外部加热辊133相比,该定影辊131的热容量较大,升温较慢(A-1);
(2)在定影辊131达到预定的温度(这里,为150℃)后,开始各辊的旋转驱动,借助于来自定影辊131的导热,使加压辊132升温(A-2);
(3)在定影辊131恢复到控制温度(这里,为200℃)后,导通外部加热辊133的热源,使外部加热辊133升温(A-3);
(4)在外部加热辊133恢复到控制温度(这里,为200℃)后,开始记录纸P的过纸(B)。
但是,如果按照上述控制顺序进行预热或休眠唤醒,那么,如图25(a)和图25(b)所示,由于在外部加热辊133的热源导通后(A-3)加压辊132的升温速度过快,导致难以将加压辊132的温度Tp控制为满足公式(12)。
即,在本实施方式中,如图5(a)~图5(c)、图9(a)~图9(c)所示,低温回返发生临界温度Thc为125℃,高温回返发生临界温度Thh为145℃,所以,假设在开始过纸时的定影辊131的温度Th为200℃,那么,根据公式(13),
0.669Thc+53.4=137(加压辊132的温度Tp的下限)
0.552Thh-Th=180(加压辊132的温度Tp的上限)。
但是,根据上述现有技术中的控制顺序,开始过纸前的加压辊132的温度Tp为182℃,因此,在调色剂T附着于加压辊132的情况下,调色剂T将转移至定影辊131侧,从而对开始过纸后的第1张记录纸的图像面侧造成污染。
另一方面,为了防止发生上述问题,例如,在加压辊132上设置具有良好响应性的温度传感器,但是,这样将使得结构和控制顺序变得复杂化,从而导致成本上升。
对此,在本实施方式的定影装置23中,采用图12(a)、图12(b)所示的控制顺序.这里,图12(a)和图12(b)表示本实施方式的控制顺序,其中,图12(a)是表示定影装置23驱动开始后的经过时间与各辊(定影辊131、加压辊132、外部加热辊133)温度的关系的图,图12(b)是表示各顺序中定影辊131和外部加热辊133的状态的图。
如图12(a)和图12(b)所示,
(1)首先,在各辊停止的状态下,导通定影辊131的热源,进行定影辊131的升温,其中,与外部加热辊133相比,该定影辊131的热容量较大,升温较慢(A-1);
(2)在定影辊131达到预定的温度(这里,为150℃)后,开始定影装置23的旋转驱动,借助于来自定影辊131的导热,使加压辊132升温(A-2);
(3)在定影辊131恢复到控制温度(这里,为200℃)后,导通外部加热辊133的热源,与此同时开始记录纸P的过纸(B)。
即,在现有技术中,在预热阶段导通外部加热辊133的热源(A-3),在外部加热辊133恢复到控制温度后开始过纸,但是,在本实施方式中,在预热阶段关断外部加热辊133的热源,在导通该电源的同时开始过纸。
通过采用上述控制顺序,可以避免加压辊132在外部加热辊133导通后到过纸开始前的急剧升温,由于过纸开始前的加压辊132的温度Tp为165℃(<180℃),因此,可以防止调色剂T从加压辊132向定影辊131转移(对比参照图12(a)及图12(b)、图25(a)及图25(b)中预热开始后80~100秒的加压辊132的温度变化)。
另一方面,根据图12(a)及图12(b)可知,即使在过纸的过程中(B),加压辊132的温度也被控制在137℃~180℃的范围内,因此,能够防止下述问题的发生,即:附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132转移,或者,在记录纸之间附着在加压辊132的调色剂T向定影辊131转移。
(过纸结束后的后期旋转(Post-Rotation))
接着,研究了过纸结束后的后期旋转时的最佳的顺序。
在过纸时,即使是加压辊132被控制为最佳的温度,但是,由于环境条件、记录纸P的初始温度、湿度等的偏差、加压辊132表面的经时变化等,也有可能受到调色剂T的若干污染。
因此,优选设置下述的顺序,即:在后期旋转时,借助于被配置在加压辊132侧的清洁辊140来清除附着在加压辊132的调色剂.
关于清洁辊140的清洁效果,调色剂T的融化越充分,该清洁效果越好,如果调色剂凝集固化,则该清洁效果就会变差,因此,如图1所示,本实施方式的清洁辊140被配置在外部加热辊133的下游侧并与加压辊132的表面抵接。
通过上述,由于附着在加压辊132表面的调色剂T被外部加热辊133加热,所以,清洁辊140的清洁效果比较好。
另外,附着在加压辊132表面的调色剂T有时也会附着并堆积在外部加热辊133上,从而可能导致发生附着在该外部加热辊133的调色剂T再转移到加压辊132的情形。但是,在本实施方式中,由于清洁辊140被配置在外部加热辊133的下游侧,因此,可由清洁辊140回收上述调色剂T。所以,能够防止从外部加热辊133再转移至加压辊132的调色剂T对记录纸反面造成的污染。
此外,在现有技术中,为了在后期旋转时借助于清洁辊140来有效地清除附着在加压辊132上的调色剂T,如图25(b)的C所示,将定影辊131及外部加热辊133的温度控制为与过纸时相同的温度(这里,为200℃),从而对附着在加压辊132的表面的调色剂T进行加热,使其熔化并进行回收。
但是,根据上述现有技术中的清洁顺序,如图25(b)的C所示,后期旋转时的加压辊132的温度为183℃,其温度上升得高于或等于向定影辊131开始转移时的温度即180℃。即,在清洁辊140未能一次完全清除的情况下,残留的调色剂可能向定影辊131侧转移,并在下一任务的第2张记录纸的图像面侧发生污染。
因此,在本实施方式的后期旋转时的清洁顺序中,如12(a)及图12(b)所示,关断定影辊131的热源,将外部加热辊133切换为180℃的温度控制,用约5~10秒的时间进行借助于空转的清洁。
在上述情况下的加压辊132的温度约为171℃(参照12(a)的C),另外,定影辊131的温度也从180℃降温,因此,可有效地防止调色剂向定影辊131的转移。并且,外部加热辊133被维持在约180℃(参照12(a)的C),能够对附着在加压辊132表面的调色剂T进行充分加热并使其溶化,因此,也可充分保持清洁辊140的清洁效果。
(小尺寸记录纸过纸时)
接着,研究了在小尺寸用纸过纸时的控制方法。
在现有技术的普通定影装置中,例如,在进行A4尺寸或B5尺寸的记录纸的纵向过纸、或者连续过纸明信片、信封等宽度比定影辊131的宽度小的记录纸的情况下,与记录纸宽度相比更为外侧的定影辊131的温度和加压辊132的温度将会异常升温,该异常升温就是所谓的非过纸部分异常升温,这成为一个课题。
即使是在本实施方式的定影装置23中,在发生了因连续过纸小尺寸记录纸而导致的非过纸部分升温的情况下,定影辊131的非过纸部分和加压辊132的非过纸部分均异常地升温,也难以将加压辊132的温度控制为不会发生从记录纸反面向加压辊132的调色剂转移或从加压辊132向定影辊131的调色剂转移的温度、即公式(12)所示的范围。
于是,通过实验测定了在以40张/分钟的过纸速度连续过纸100张B5尺寸的记录纸P后的定影辊131及加压辊132的温度。即使在小尺寸记录纸中,该B5尺寸的记录纸P也是最容易导致非过纸部分升温的记录纸。
作为对比例X,采用了不具备外部加热辊133和清洁辊140的定影装置.
作为对比例Y,采用了这样的定影装置,即:具备外部加热辊133和清洁辊140,在过纸过程中,将外部加热辊133控制在200℃。
作为本实施方式,采用了这样的定影装置,即:具备外部加热辊133和清洁辊140,在过纸过程中,关断外部加热辊133的热源(加热灯)。
在该实验中,研究了上述对比例X、对比例Y和本实施方式。图13(a)~图13(c)和图14表示该实验的结果。这里,图13(a)表示在本实施方式中、记录纸P的长度方向的位置(中心线为0)和接触该位置的辊(定影辊131和加压辊132)的温度的关系。图13(b)和图13(c)分别表示对比例X和对比例Y。图14是概括地表示在对比例X、对比例Y、本实施方式中各条件和调色剂转移发生情况的说明图。
如图13(b)所示,在对比例X中,由于不存在外部加热辊133对加压辊132的加热作用,所以,在过纸部分中,加压辊温度仅升温至131.2℃,其结果,将会发生附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊转移的现象。
另外,在非过纸部分中,由于非过纸部分异常升温,加压辊温度升温至194.8℃,因此,将会发生附着在加压辊132的调色剂T向定影辊131转移的现象.
在对比例Y中,由于外部加热辊133对加压辊132的加热作用,所以,在过纸部分中,加压辊132的温度升温至153.9℃,因此,附着在记录纸反面的调色剂T不会向加压辊132转移。
另外,在非过纸部分,由于外部加热辊132和清洁辊140的热量均匀化作用(借助于导热性良好的铝制的外部加热辊132和清洁辊140,加压辊132的非过纸部分的热量经由外部加热辊133和清洁辊140移动至过纸部分,从而消除加压辊132的温度不均的作用),与对比例X相比较而言,非过纸部分的升温被抑制,但是,由于从外部加热辊133供给热量,加压辊132的非过纸部分的温度升温至181.1℃,其结果,将会发生附着在加压辊132的调色剂T向定影辊131的转移现象。
在本实施方式中,如图13(a)所示,在过纸过程中,关断外部加热辊133的热源(加热灯136),外部加热辊133停止向加压辊132供给热量,由此,将加压辊132的非过纸部分的升温抑制在166.3℃。通过上述,即使是在连续过纸小尺寸记录纸时,也能够防止附着在加压辊132的调色剂向定影辊131转移。
此外,在小尺寸记录纸的情况下,与普通尺寸记录纸相比,一般而言,其过纸速度较慢,因此,即使关断外部加热辊133的热源,如图13(a)所示,过纸部分的加压辊132的温度被维持在138.3℃,所以,也能够防止附着在记录纸反面的调色剂T向加压辊132转移。
另外,在本实施方式中,虽然完全关断了外部加热辊133的热源(加热灯136),但是,在该情况下,由于来自加压辊132的热量供给,外部加热辊133的温度被维持在150℃,加压辊132的温度为166.3℃(参照图13(b))。
因此,在过纸小尺寸记录纸时,可以为下述,即:例如,通过降低对外部加热辊133的供给功率等,在热源(加热灯136)导通的状态下,使外部加热辊133从200℃降温,对加压辊132的温度进行控制以使得其低于过纸普通尺寸记录纸时的控制温度并成为不会发生回返的温度(在此,为低于或等于175.4℃)。
另外,本实施方式的定影装置23并不限于上述的结构(参照图1)。例如,也可以是图16所示的结构。下面,将对此进行说明。
此外,定影辊131的结构和上述结构相同,所以,在此省去其说明。另外,对具有相同的功能的构件赋予相同的标号。
如图16所示,本结构的定影装置23具有:定影辊131(第1压接构件)、加压辊132(第2压接构件)、感应加热线圈(外部加热装置)141、作为定影辊用热源的加热灯134及135、检测定影辊131的温度的温度传感器137及138、检测加压辊132的温度的温度传感器139、清洁辊140、温度控制电路(未图示)、感应加热线圈驱动电路(未图示)。
加热灯134、135由卤素加热器构成,被配置于定影辊131的内部。由控制电路使加热灯通电,从而,加热灯以预定的发热分布进行发光,发出红外线。由此,定影辊131的内周面被加热。另外,加热灯134、135的总额定输出为950W。
加压辊132为下述的4层结构,即:在铁、不锈钢、铝等的芯132a的外周表面上设置有硅橡胶等的耐热弹性材料层132b,在耐热弹性材料层132b的外侧设置有发热层132d,然后,在最外层设置有脱膜层132c。
这里,在由铝、铁或不锈钢等金属构成(为了防止因感应加热所导致的发热,优选铝)的直径为40mm的芯132a上,形成有厚度为6mm的由发泡硅橡胶构成的耐热弹性材料层132b。
另外,发热层132d是受感应加热作用而发热的发热体。为了缩短其表面温度的升温时间,使其厚度薄型化,为40μm~50μm。
此外,由于发热层132d要被感应加热,所以,其材质采用铁、SUS430不锈钢等的具有磁性的导电性构件。但不限于上述,只要相对磁导率较高,也可以是硅钢板、电磁钢板、镍钢等。这里,采用通过电铸法制成的厚度为40μm的镍。
另外,即使是非磁性体,例如,SUS304不锈钢材料等的阻抗值较高的材料,由于能够进行感应加热,所以,也可以用于发热层132d。进而,即使是非磁性的基体构件(例如,陶瓷),如果是配置有相对磁导率较高的上述材料以使得具备导电性的结构,则同样能够被使用。此外,为了使发热量增加,可以使用由多种材料构成的层来构成发热层。
另外,为了防止在隙部Y被加热且黏度降低了的调色剂T附着在加压辊132上,在发热层132d上覆盖脱膜层132c。该脱膜层132c采用PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(四氟乙烯-全氟丙基乙烯基醚共聚物)等的氟树脂、或者硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶等的弹性体。此外,还可以层叠多层上述树脂或弹性体。
加压辊132借助于未图示的弹簧等的加压构件,以274N的力被压接至定影辊131,由此,在加压辊132与定影辊131之间形成宽度约为7mm的定影隙部Y。
此外,在加压辊132的外周部的至少一部分上,作为加压辊132的感应加热装置而设置有感应线圈141。
感应线圈141是以曲率配置并包围加压辊132的外周部的感应线圈,由此,磁束集中于感应线圈141的中心侧,涡电流的发生量变多。其结果,能够迅速地提高加压辊132的表面温度。
作为感应线圈141的材质,这里,考虑到耐热性而使用在其表面具有绝缘层(例如,氧化膜)的铝单芯线,但也可以使用铜线或铜基的复合材料线,还可以使用李兹线(对漆包线进行绞合所得到的线)。无论使用哪一种线材,为了抑制线圈中的焦尔损失,感应线圈141的总阻抗值优选小于或等于0.5Ω(更为优选小于或等于0.1Ω)。另外,根据记录纸P的尺寸,可以配置多个感应线圈141。
高频电流从励磁电路(未图示)流入感应线圈141,借助于由此产生的交变磁场对加压辊132进行感应加热。
在定影辊131的圆周面上设置有作为温度检测装置的的热敏电阻137、138,同样地,在加压辊132的圆周面上设置有作为温度检测装置的热敏电阻139,由此,对各辊的表面温度进行检测。
温度控制装置(未图示)根据由各热敏电阻137~139检测出的温度数据来控制对加热灯134、135以及感应加热线圈14的通电,以使得各辊的温度成为预定的温度。
根据本结构,能够有效地对加热辊132的更大的面积进行加热,因此,较之于采用外部加热辊133的结构,能够更快地加热加压辊132的表面.借此,能够进一步提高加压辊132的温度控制的精度。进而,因为能够非接触地配置加压辊132和感应线圈141,所以,无需担心感应线圈141会被调色剂T或纸屑污染。
(图像形成装置的结构)
下面,根据图17~图24,对使用上述定影装置23的图像形成装置(复印机)的结构、功能等进行说明。
图17是表示图像形成装置的从外侧观察的结构的立体图。图18是表示图像形成装置的内部的结构的图。图20(a)是表示图像形成装置的从外侧观察的结构的立体图。
如图17、图18所示,图像形成装置具有:原稿图像读取装置11、图像记录装置12、记录材料供给装置13、后期处理(Post-Processing)装置14、外部记录材料供给装置15。另外,如后所述,在图像记录装置12中具有上述定影装置23(参照图20(a))。
由作为图像形成部的图像记录装置12和作为记录材料供给部的记录材料供给装置13构成数字打印机等的图像形成装置本体。如图18所示,在图像形成装置本体中设置有从记录材料供给装置13经由图像记录装置12向记录材料排出部16输送记录材料的输送部17。另外,在图像形成装置本体中还具有作为图像读取装置的原稿图像读取装置11,由此,可构成数字复印机、传真装置等。
以下,说明图像形成装置的动作。这里,图19表示原稿图像读取装置11的结构。
首先,原稿图像读取装置11读取原稿并获得图像数据,并将该图像数据输出到图像记录装置12。图像记录装置12对所输入的图像数据进行适当的图像处理。
另一方面,打印用纸和OHP(投影仪)胶片等的片状的记录材料(记录纸)被从记录材料供给装置13一张一张地分离并运出,并被输送部17输送到图像记录装置12。
然后,由图像记录装置12将基于图像数据的图像形成(打印)在记录材料上。已被打印了图像的记录材料被输送部17输送到记录材料排出部16,然后被排出到装置外部。
另外,如图19所示,在原稿图像读取装置11中,安装有作为原稿供给部或原稿回收部的原稿盘18。
当上述原稿盘18作为原稿供给部发生作用时,在原稿盘18上载置由多页构成的连续的原稿.在该情况下,原稿盘18能够一张一张地分离所载置的原稿并将其连续地供给到读取部。
另一方面,在原稿盘18作为原稿回收部发生作用的情况下,由原稿盘18接受并保持被连续排出的读取完毕的原稿。
此外,在对已经读取的连续的原稿进行多份打印的情况下,如果将已打印的记录材料排出到记录材料排出部16,那么,就会因打印了相同页的记录材料被连续排出而造成混杂,所以,在打印后,用户不得不对记录材料进行区分。
因此,如图18所示,通过在图像形成装置本体中安装后期处理装置14,例如,就可以分别将记录纸排出到多个排出盘,从而不使记录材料发生混杂。另外,图像形成装置本体和后期处理装置14是以预定的间隔距离来设置的,从而在图像形成装置本体与后期处理装置14之间形成空间。
另外,通过外部输送部19来连接图像形成装置本体和后期处理装置14。已被打印了图像的记录材料从输送部17经由外部输送部19被输送到后期处理装置14。
此外,基于节省能源和降低成本的考虑,要求具有在打印用纸等的记录材料的双面进行图像打印的功能。上述功能可以借助于双面打印用输送部21来实现,其中,该双面打印用输送部21使已经在单面被打印了图像的记录材料的正反两面反转,并将该记录材料再次输送到图像记录装置12。
在双面打印用输送部21中使已经进行了单面打印的记录材料的正反两面反转并将其再次输送到图像记录装置12的后述的电摄影处理部,而并不是将该该记录材料输送到记录材料排出部16和后期处理装置14。图像记录装置12在尚未被打印图像的面上进行图像打印,由此,能够实现双面打印。
进而,在要供给超过了记录材料供给装置13所能保持的种类或数量的记录材料的情况下,作为功能扩张用的外围装置而将外部记录材料供给装置15安装在图像形成装置本体上,并将所需种类及数量的记录材料收容在外部记录材料供给装置15中,由此,可实现上述供给。
接着,详细地说明构成图像形成装置的各装置及部位。
图20(a)是表示图像记录装置12的结构的图。如该图所示,在图像记录装置12的大致中央左侧,配置有以感光鼓22为中心的电摄影处理部.
在电摄影处理部中,以感光鼓22为中心并在该感光鼓22的周围依次配置有:使感光鼓22的表面均匀带电的带电单元31;对已经均匀带电的感光鼓22进行光像扫描并写入静电潜像的光扫描单元24;利用显影剂来显影由光扫描单元24写入的静电潜像的显影单元25;在记录材料上转印已被记录显影在感光鼓22的表面的图像的转印单元26;除去残留于感光鼓22的表面的显影剂从而使得能够在感光鼓22上记录新的图像的清洁单元27等。
定影装置23,被配置在电摄影处理部(图像转印装置)的上方,接受已被转印单元26转印了图像的记录材料,并对已被转印在记录材料上的显影剂(调色剂T)进行加热、定影。
已经进行了图像打印的记录材料以打印面朝下的状态(FaceDown)被从图像记录装置12上部的记录材料排出部16排出。另外,由上述清洁单元27除去的残留显影剂被回收并返送到显影单元25的显影剂供给部25a以进行再利用。
在图像记录装置12的下部,收容记录材料的记录材料供给部20被内置于装置内。记录材料供给部20,将记录材料一张一张地分离并供给至电摄影处理部。
输送部17由多个辊和导向器构成.记录材料从记录材料供给部20,在辊间、导向器间、以及感光鼓22与转印单元26之间等,通过所规定的第1输送路径,在被打印了图像后,在辊间、导向器间、以及定影装置23的辊间,通过第2输送路径,被排出到记录材料排出部16。
另外,在上述记录材料供给部20中放置记录材料时,在与图像记录装置12的输送方向垂直的方向上,即,在前面侧方向上拉出记录材料收容盘并进行记录材料的补充或者进行记录材料的更换等。
记录材料接受部32,被设置于图像记录装置12的下面,接受从增设单元的记录材料供给装置13送来的记录材料,并向感光鼓22与转印单元26之间依次供给该记录材料。
进而,在光扫描单元24周边的空隙部分配置有:控制电摄影处理部的处理控制单元基板(PCU);接受来自装置外部的图像数据的接口基板;对从接口基板接受的图像数据和原稿图像读取装置11读取的图像数据进行预定的图像处理,并借助于光扫描单元对图像进行扫描记录的图像控制单元(ICU)基板;对上述各种基板和单元进行供电的电源单元等。
另外,图像记录装置12的单体也可以经由接口基板连接至个人电脑等的外部设备,并作为将来自外部设备的图像数据形成在记录材料上的打印机而进行动作。
关于被内置于图像记录装置12内的记录材料供给部20,在上述的说明中以1个为例进行了说明,但是,其并不限于1个,例如,可以将1个或多于1个的记录材料供给部内置于装置内。
图21是表示增设单元的记录材料供给装置13的结构的剖面图。在仅由记录材料供给部20进行供给而导致记录材料的数量不足等的情况下,可以增设记录材料供给装置13作为图像记录装置12的一部分。
记录材料供给装置13能够收容尺寸比记录材料供给部20所收容的记录材料大的记录材料。记录材料供给装置13将所收容的记录材料一张一张地分离并向被设置在记录材料供给装置13上面的记录材料排出部33送出该记录材料。
在记录材料供给装置13中,盘由记录材料收容盘34a~34c的3层构成,PCU等选择性地控制被层叠的记录材料收容盘34a~34c中的、收容了所要的记录材料的记录材料收容盘并使其进行动作,分离并送出所收容的记录材料。
被送出的记录材料从记录材料排出部33通过被设置于图像记录装置12的下部的记录材料接受部32,然后到达电摄影处理部。另外,在记录材料供给装置13中放置记录材料时,在记录材料供给装置13的前面侧方向上拉出记录材料收容盘34a~34c中的任意一者并进行记录材料的补充或者进行记录材料的更换等。
在上述说明中,对层叠了3个记录材料收容盘34a~34c的情况进行了说明。但是,层叠的盘的数量例如可以是至少1个,或者是大于或等于3个.
另外,在记录材料供给装置13的下面设置有多个轮35,在进行增设时等可比较容易地移动包括记录材料供给装置13在内的图像形成装置本体。此外,还可以借助于止动器36将其固定于所设置的位置。
图22是表示外部记录材料供给装置15的结构的图。外部记录材料供给装置15,能够收容超出图像记录装置12所具备的记录材料供给装置13的可收容种类及数量的记录材料,而且,将所收容的记录材料一张一张地分离,并向被设置于装置右侧面上部的记录材料排出部37送出该记录材料。
从记录材料排出部37送出的记录材料被送往在图像记录装置12的左侧面下部所设置的外部记录材料接受部38(参照图20(a))。
在外部记录材料供给装置15中放置记录材料时,从形成于外部记录材料供给装置15的上部的图17所示的补充口151进行记录材料的补充或者进行记录材料的更换等.此外,可以构成为下述,即,在补充口151上设置有可开合的盖152,除补充或更换等的情况以外,关闭补充口.
另外,在外部记录材料供给装置15的下面设置有多个轮39,在进行增设时等可比较容易地移动包括记录材料供给装置13在内的图像形成装置本体。此外,还可以借助于止动器将其固定于所设置的位置。
图23是表示后期处理装置14的结构的图。如该图所示,后期处理装置14与图像形成装置本体间隔着预定距离地设置。借助于外部输送部19连接后期处理装置14与图像形成装置本体。被图像形成装置本体进行了图像打印的记录材料经由外部输送部19而被输送到后期处理装置14。
此外,如图18所示,外部输送部19的一端与图像记录装置12的外部排出部212连接,其另一端与后期处理装置14的记录材料接受部41连接。
如图23所示,后期处理装置14具有可将所输送的记录材料选择性地排出到排出盘42或排出盘43的分类输送部44。分类输送部44由多个辊45、导向器、输送方向切换导向器46构成,通过控制输送方向切换导向器46,能够切换排出目的地。用户可以选择排出盘42、43中的任意一者作为记录材料的排出目的地,由此,能够有区别地排出已进行了图像打印的记录材料.
另外,作为后期处理,除了上述分类处理之外,还可以进行下述的后期处理,即:对预定张数的记录材料进行分拣处理,或者,对B4、A3尺寸等的打印用纸进行折页,或者,在记录材料上打出编档用的孔.
此外,在后期处理装置14的下面设置有轮48,可使之较容易地进行移动.
另外,作为外部输送部19的结构,并不对其进行特别的限定。可以构成为在后期处理装置14中设置外部输送部19,外部输送部19与图像记录装置12可拆装,还可以构成为外部输送部19、后期处理装置14及图像形成装置本体20可拆装。
图19是表示原稿图像读取装置11的图。原稿图像读取装置11能够以下述的两种模式进行动作,即:自动读取模式,由自动原稿供给装置(ADF)自动地供给片状的原稿,一张一张地依次曝光扫描并读取原稿;以及手动读取模式,借助于手动操作来放置书状的原稿或者不能由ADF进行自动供纸的片状的原稿,并读取原稿。
对借助于自动或手动而被放置于作为读取部的透明的原稿读取台49上的原稿的图像进行曝光扫描,使其在光电转换元件上成像,并在转换为电信号后取得图像数据。所取得的图像数据经由与图像记录装置12的连接部而被输出。
另外,在读取双面原稿时,可以在沿着原稿输送路径输送原稿的过程中从原稿的双面同时扫描并读取原稿图像。
关于原稿的下面的读取,构成为下述,即,移动扫描曝光光学系统在停止于原稿输送路径的预定的位置的状态下将光像导至CCD并读取原稿图像,其中,该移动扫描曝光光学系统对原稿台的下面进行扫描。此外,关于原稿的上面的读取,配置有位于原稿输送路径的上方的接触式传感器(CIS),该接触式传感器(CIS)由对原稿进行曝光的光源、将光像导至光电转换元件的光学透镜、将光像转换为图像数据的光电转换元件等一体地构成。
当选择了双面原稿的读取时,在原稿供给部111中放置的原稿被依次输送,随着原稿的输送,原稿的双面的图像几乎被同时读取。
在原稿图像读取装置11中安装有原稿盘18。在供给读取前的原稿时,或者,在接受已读取完毕的原稿时,使用原稿盘18。在供给原稿的情况下,当将原稿载置于原稿盘18时,ADF的取入部取入原稿,并输送到原稿读取台49。借助于原稿排出部,将所读取的原稿排出到原稿盘18。
图24是表示双面打印用输送装置21的结构的图。双面打印用输送装置21具有双面打印用输送部,其被安装在图20(a)所示的图像记录装置12的左侧面.
双面打印用输送部具有多个辊210,利用图像记录装置上部的排出部16对从定影装置23排出的记录材料进行回转(Switch Back)输送。即,能够使记录材料的正反两面反转并再次向图像记录装置12的电摄影处理部的感光鼓22与转印装置26之间供给记录材料。
另外,在图像形成装置12中,通过在向装置上部的排出部排出记录材料的输送路径中回转输送已经进行了打印的记录材料,能够将记录材料输送至图23所示的后期处理装置14或图24所示的双面打印用装置21.
此外,在上述定影装置23中,清洁装置(清洁辊140)优选设置在由外部加热装置(外部加热辊133)进行加热的区域的下游侧。
根据上述结构,加压辊132的表面在由外部加热辊133加热后要被进行清洁处理,所以,在进行清洁时,附着在加压辊132上的调色剂的温度较高,可提高清洁辊140的清洁效果。此外,即使出现了附着在定影辊131上的调色剂T再次转移到加压辊132的表面的情形,由于要借助于下游侧的清洁辊140进行清洁,所以,也不会对记录纸P造成污染。
另外,预热时或从休眠模式恢复至可定影状态时的顺序也可以由下述步骤构成,即:
(1)第1步骤,导通定影辊131的热源,使定影辊131升温;
(2)第2步骤,在定影辊131达到预定的温度后,开始定影装置23的旋转驱动,借助于来自定影辊131的导热来使加压辊132升温;以及
(3)第3步骤,在定影辊131恢复至控制温度后,导通加压辊132的热源,大致与此同时地开始过纸记录纸P。
此外,过纸结束后的后期旋转顺序也可以由下述步骤构成,即:
(1)第1步骤,关断定影辊131的热源,使定影辊131的温度降温;
(2)第2步骤,在将加压辊132控制在预定的温度的状态下,使其以预定的时间进行空转;以及
(3)第3步骤,在上述预定的空转后,关断加压辊132的热源,并停止空转.
如上所述,本发明的定影装置是这样一种定影装置,即,具有:第1压接构件,接触调色剂图像面;以及第2压接构件,接触与调色剂图像面相反一侧的面,其中,在上述第1压接构件与第2压接构件压接的压接区域已被加热至调色剂定影温度的状态下,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过该压接区域,由此,将上述调色剂图像定影在记录材料上,该定影装置的特征在于,具有:加热装置,对上述第1压接构件和上述第2压接构件进行加热;以及控制装置,对上述加热装置进行控制,以使得上述第2压接构件的表面温度成为由上述第1压接构件的低温回返发生临界温度和/或上述第1压接构件的高温回返发生临界温度所规定的温度范围。
另外,在本发明的定影装置中,优选的是,上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的低温回返发生临界温度为Thc(℃)时,上述Tp满足Tp≥0.669Thc+53.4。
另外,在本发明的定影装置中,优选的是,上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的表面温度为Th(℃)、上述第1压接构件的高温回返发生临界温度为Thh(℃)时,上述Tp满足Tp≤1.552Thh-Th。
另外,本发明的定影装置的特征在于:上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的表面温度为Th(℃)、上述第1压接构件的低温回返发生临界温度为Thc(℃)、上述第1压接构件的高温回返发生临界温度为Thh(℃)时,上述Tp满足0.669Thc+53.4≤Tp≤1.552Thh-Th。
另外,在本发明的定影装置中,优选的是,设置有对上述第2压接构件的表面进行清洁处理的清洁装置。
另外,在本发明的定影装置中,优选的是,上述加热装置包括对上述第2压接构件的表面附近进行直接加热的外部加热装置。
另外,在本发明的定影装置中,优选的是,上述外部加热装置是与第2压接构件的表面抵接的外部加热辊。
另外,在本发明的定影装置中,优选的是,上述控制装置根据记录材料的尺寸来控制上述外部加热辊的温度。
另外,在本发明的定影装置中,优选的是,上述外部加热装置是对上述第2压接构件的表面附近进行感应加热的感应加热装置。
如上所述,本发明的定影装置具有:加热装置,对上述第1压接构件和上述第2压接构件进行加热;以及控制装置,对上述加热装置进行控制,以使得上述第2压接构件的表面温度成为由上述第1压接构件的低温回返发生临界温度和/或上述第1压接构件的高温回返发生临界温度所规定的温度范围。
另外,如上所述,在上述定影装置中,优选的是,上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的低温回返发生临界温度为Thc(℃)时,上述Tp满足Tp≥0.669Thc+53.4。
根据上述结构,将第2压接构件的表面温度控制为高于或等于由上述第1压接构件的低温回返发生临界温度所决定的上述温度(0.669Thc+53.4),由此,能够抑制附着在记录材料反面的调色剂向第2压接构件转移的现象(来自记录材料反面的调色剂转移现象)。
另外,如上所述,在上述定影装置中,优选的是,上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的表面温度为Th(℃)、上述第1压接构件的高温回返发生临界温度为Thh(℃)时,上述Tp满足Tp≤1.552Thh-Th。
根据上述结构,将第2压接构件的表面温度控制为低于或等于由高温回返发生临界温度及第1压接构件的表面温度所决定的上述温度(1.552Thh-Th),由此,能够抑制附着在第2压接构件的表面上的调色剂向第1压接构件转移的现象(来自第2压接构件的调色剂转移现象)。
另外,如上所述,在上述定影装置中,优选的是,上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的表面温度为Th(℃)、上述第1压接构件的低温回返发生临界温度为Thc(℃)、上述第1压接构件的高温回返发生临界温度为Thh(℃)时,上述Tp满足0.669Thc+53.4≤Tp≤1.552Thh-Th。
根据上述结构,将第2压接构件的表面温度控制在由低温及高温回返发生临界温度和第1压接构件的表面温度所决定的上述范围内,能够抑制上述来自记录材料反面的调色剂转移现象和上述来自第2压接构件的调色剂转移现象的双方。
另外,如上所述,在上述定影装置中,优选的是,设置有对上述第2压接构件的表面进行清洁处理的清洁装置。
根据上述结构,如上所述,从记录材料反面向第2压接构件的调色剂转移或者从第2压接构件向第1压接构件的调色剂转移减少,通过被设置于第2压接构件的清洁装置,能够取得充分的清洁效果。由此,无需在第1压接构件侧设置清洁装置。所以,无需象现有技术那样接触温度必须高于第2压接构件(加压辊)的温度的第1压接构件(定影辊)地设置清洁装置,因此,能够缩短预热时间、降低电耗。
另外,如上所述,在上述定影装置中,优选的是,上述加热装置包括对上述第2压接构件的表面附近进行直接加热的外部加热装置。
根据上述结构,与在第2压接构件的内部设置热源的结构相比较而言,能够使第2压接构件的表面迅速地升温,能够对第2压接构件进行准确的表面温度控制。
另外,如上所述,在上述定影装置中,优选的是,上述外部加热装置是与第2压接构件的表面抵接的外部加热辊。
根据上述结构,第2压接构件的记录材料未抵接的部分的热量经由上述外部加热辊移动至记录材料抵接的部分(热均匀化效果)。
由此,能够防止第2压接构件的记录材料未抵接的部分的温度变得过高,易于将第2压接构件的温度控制为低于或等于预定的温度。
另外,如上所述,在上述定影装置中,优选的是,上述控制装置根据记录材料的尺寸来控制上述外部加热辊的温度。
根据上述结构,特别是在记录材料的尺寸较小时,可取得热量均匀化的效果,能够防止第2压接构件的记录材料未抵接的部分的温度变得过高,易于将第2压接构件的温度控制为低于或等于预定的温度。
另外,如上所述,在上述定影装置中,优选的是,上述外部加热装置是对上述第2压接构件的表面附近进行感应加热的感应加热装置。
根据上述结构,能够使第2压接构件的表面有效地更快地升温,并进一步提高第2压接构件的表面温度控制的精度。
另外,关于本发明的调色剂定影方法,如上所述,作为用于使上述第1压接构件和第2压接构件成为可定影状态的步骤,包括:第1步骤,使上述第1压接构件升温,在第1压接构件达到比预定的温度低的第1温度后,借助于该第1压接构件来使第2压接构件升温;以及第2步骤,在第1压接构件达到比预定的温度高的第2温度后,从外部加热上述第2压接构件,大致与此同时地,开始向上述压接区域输送记录材料。
此外,关于本发明的调色剂定影方法,如上所述,作为清除在上述定影完成后附着在第1压接构件和第2压接构件上的调色剂的步骤,包括:第1步骤,使上述第1压接构件的温度降温;以及第2步骤,将上述外部加热装置的温度维持在比记录材料通过时的温度低的温度。
另外,本发明的图像形成装置是这样一种图像形成装置,即,具有:在表面形成未定影调色剂的感光体;与上述感光体接触并从感光体向记录纸转印未定影调色剂图像的转印装置;以及对由上述转印装置转印在记录材料上的未定影调色剂图像进行定影的定影装置,其特征在于,该图像形成装置的定影装置采用了上述本发明的定影装置。
以上,对本发明进行了详细的说明,上述具体实施方式或实施例仅仅是揭示本发明的技术内容的示例,本发明并不限于上述具体示例,不应对本发明进行狭义的解释,可在本发明的精神和权利要求的范围内进行各种变更来实施之。
工业可利用性
本发明作为在复印机、打印机等的电摄影设备中使用的、作为加热装置的一种的定影装置,能够得到广泛的应用。

Claims (21)

1.一种定影装置,具有:第1压接构件,接触记录材料的调色剂图像面;以及第2压接构件,接触与上述记录材料的调色剂图像面相反一侧的面,其中,在上述第1压接构件与第2压接构件压接的压接区域已被加热至调色剂定影温度的状态下,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过该压接区域,由此,将上述调色剂图像定影在记录材料上,该定影装置的特征在于,具有:
加热装置,对上述第1压接构件和上述第2压接构件进行加热;以及
控制装置,对上述加热装置进行控制,以使得上述第2压接构件的表面温度处于由上述第1压接构件的低温回返发生临界温度和/或上述第1压接构件的高温回返发生临界温度所规定的温度范围,
上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的低温回返发生临界温度为Thc(℃)时,上述Tp满足Tp≥0.669Thc+53.4。
2.根据权利要求1所述的定影装置,其特征在于:
上述低温回返发生临界温度处于120℃与130℃之间。
3.根据权利要求2所述的定影装置,其特征在于:
上述低温回返发生临界温度为125℃。
4.一种定影装置,具有:第1压接构件,接触记录材料的调色剂图像面;以及第2压接构件,接触与上述记录材料的调色剂图像面相反一侧的面,其中,在上述第1压接构件与第2压接构件压接的压接区域已被加热至调色剂定影温度的状态下,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过该压接区域,由此,将上述调色剂图像定影在记录材料上,该定影装置的特征在于,具有:
加热装置,对上述第1压接构件和上述第2压接构件进行加热;以及
控制装置,对上述加热装置进行控制,以使得上述第2压接构件的表面温度处于由上述第1压接构件的低温回返发生临界温度和/或上述第1压接构件的高温回返发生临界温度所规定的温度范围,
上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的表面温度为Th(℃)、上述第1压接构件的高温回返发生临界温度为Thh(℃)时,上述Tp满足Tp≤1.552Thh-Th。
5.根据权利要求4所述的定影装置,其特征在于:
上述高温回返发生临界温度处于240℃与250℃之间。
6.根据权利要求5所述的定影装置,其特征在于:
上述高温回返发生临界温度为245℃。
7.一种定影装置,具有:第1压接构件,接触记录材料的调色剂图像面;以及第2压接构件,接触与上述记录材料的调色剂图像面相反一侧的面,其中,在上述第1压接构件与第2压接构件压接的压接区域已被加热至调色剂定影温度的状态下,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过该压接区域,由此,将上述调色剂图像定影在记录材料上,该定影装置的特征在于,具有:
加热装置,对上述第1压接构件和上述第2压接构件进行加热;以及
控制装置,对上述加热装置进行控制,以使得上述第2压接构件的表面温度处于由上述第1压接构件的低温回返发生临界温度和/或上述第1压接构件的高温回返发生临界温度所规定的温度范围,
上述控制装置对上述加热装置进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的表面温度为Th(℃)、上述第1压接构件的低温回返发生临界温度为Thc(℃)、上述第1压接构件的高温回返发生临界温度为Thh(℃)时,上述Tp满足0.669Thc+53.4≤Tp≤1.552Thh-Th。
8.根据权利要求1、4、7的任一项所述的定影装置,其特征在于:
设置有对上述第2压接构件的表面进行清洁处理的清洁装置。
9.根据权利要求1、4、7的任一项所述的定影装置,其特征在于:
上述加热装置包括对上述第2压接构件的表面附近进行直接加热的外部加热装置。
10.根据权利要求9所述的定影装置,其特征在于:
上述外部加热装置是与第2压接构件的表面抵接的外部加热辊。
11.根据权利要求10所述的定影装置,其特征在于:
上述外部加热辊是铝制辊。
12.根据权利要求9所述的定影装置,其特征在于:
上述控制装置根据记录材料的尺寸来控制上述外部加热辊的温度。
13.根据权利要求9所述的定影装置,其特征在于:
上述外部加热装置是对上述第2压接构件的表面附近进行感应加热的感应加热装置。
14.根据权利要求13所述的定影装置,其特征在于:
上述感应加热装置是以曲率进行配置的包围上述第2压接构件的感应线圈.
15.根据权利要求13所述的定影装置,其特征在于:
在上述第2压接构件的表面形成有因感应加热作用而发热的发热层。
16.根据权利要求15所述的定影装置,其特征在于:
上述发热层的厚度为40μm~50μm。
17.根据权利要求15所述的定影装置,其特征在于:
在上述发热层的表面形成有由树脂或弹性体构成的脱膜层。
18.一种定影装置的控制方法,进行控制以使得在接触记录材料的调色剂图像面的第1压接构件和接触与上述记录材料的调色剂图像面相反一侧的面的第2压接构件之间的压接区域被加热至调色剂定影温度的状态下,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过上述压接区域,从而将上述调色剂图像定影在记录材料上,该控制方法的特征在于:
为了防止附着在上述记录材料的调色剂图像面相反一侧的面的调色剂向第2压接构件的转移现象而进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的低温回返发生临界温度为Thc(℃)时,上述Tp满足Tp≥0.669Thc+53.4。
19.一种定影装置的控制方法,进行控制以使得在接触记录材料的调色剂图像面的第1压接构件和接触与上述记录材料的调色剂图像面相反一侧的面的第2压接构件之间的压接区域被加热至调色剂定影温度的状态下,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过上述压接区域,从而将上述调色剂图像定影在记录材料上,该控制方法的特征在于:
为了防止附着在上述第2压接构件上的调色剂向第1压接构件的转移现象而进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的表面温度为Th(℃)、上述第1压接构件的高温回返发生临界温度为Thh(℃)时,上述Tp满足Tp≤1.552Thh-Th。
20.一种定影装置的控制方法,进行控制以使得在接触记录材料的调色剂图像面的第1压接构件和接触与上述记录材料的调色剂图像面相反一侧的面的第2压接构件之间的压接区域被加热至调色剂定影温度的状态下,使已形成了未定影的调色剂图像的记录材料通过上述压接区域,从而将上述调色剂图像定影在记录材料上,该控制方法的特征在于:
为了防止附着在上述记录材料的调色剂图像面相反一侧的面的调色剂向第2压接构件的转移现象和附着在第2压接构件上的调色剂向第1压接构件的转移现象而进行控制,以使得在设上述第2压接构件的表面温度为Tp(℃)、上述第1压接构件的表面温度为Th(℃)、上述第1压接构件的低温回返发生临界温度为Thc(℃)、上述第1压接构件的高温回返发生临界温度为Thh(℃)时,上述Tp满足0.669Thc+53.4≤Tp≤1.552Thh-Th。
21.一种图像形成装置,具有:在表面形成未定影调色剂的感光体;与上述感光体接触并从感光体向记录纸转印未定影调色剂图像的转印装置;以及对由上述转印装置转印在记录材料上的未定影调色剂图像进行定影的定影装置,该图像形成装置的特征在于:
上述定影装置采用了权利要求1、4、7任一项所述的定影装置。
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