CN100538547C

CN100538547C - 定影装置及定影方法

Info

Publication number: CN100538547C
Application number: CN200510105374.0A
Authority: CN
Inventors: 福田善行
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2025-09-23
Also published as: CN1763647A; JP4515882B2; US7400854B2; JP2006119209A; US20060083560A1

Abstract

本发明公开了一种定影装置及定影方法，其中，围绕加压件在清洁件的下游设置有清洁刷，并且在由清洁件回收粘到加压件上的调色剂后，由清洁刷回收粘到加压件上的碳酸钙。从而，减少了粘到清洁刷表面的调色剂的量，并且可以维持清洁刷的碳酸钙回收性能。

Description

定影装置及定影方法

技术领域

本发明涉及在诸如复印机、打印机、或传真机等图像形成设备中使用的定影装置及定影方法，以将在记录介质上形成的显影图像定影。

背景技术

在使用用于诸如复印机、打印机等的电子照相图像形成设备的定影装置的情况下，通过使纸张或类似的带状物通过在由热辊和压辊构成的一对辊之间的辊隙，将调色剂图像定影在纸张或类似的带状物上。在这样的定影装置中，定影时可能会发生一部分调色剂图像粘到热辊上的现象，并且粘到热辊上的调色剂(toner，又称墨粉)被进一步转印到压辊上，使压辊恶化。为此，提供了一种装置，其中，在压辊上推动金属清洁辊，以清除粘到压辊上的调色剂，并且使调色剂沉积在清洁辊的表面上。

另一方面，在这样的定影装置中，定影时会发生作为纸张的一种成分的碳酸钙颗粒粘到压辊上的情况。由于颗粒很容易粘到调色剂上，特别是当使用包含大量碳酸钙的欧洲纸张或中国纸张等时，会发生纸张中的碳酸钙颗粒与粘到压辊表面的调色剂混合，并且混合物粘到压辊上的现象。

由于混合有碳酸钙颗粒的粘着(或附着)的调色剂形成球状并且粘附性很弱，在通过清洁辊进行清洁后，调色剂再次粘到压辊上，由此纸张可能恶化。或者清洁辊的清洁性能可能降低。而且，在使用中国纸张的情况下，通常包含不规则形状的粗糙碳酸钙。例如，存在这样的情况，检测到的长度超过20μm的碳酸钙的粗糙颗粒的数量为1,204个/cm²。

混合有这样的不规则形状的碳酸钙的粗糙颗粒的粘着调色剂很难通过清洁辊收回，并且会沉积在压辊的表面上，结果，压辊和纸张都会恶化。或者，清洁辊的清洁性能可能降低。而且，当热辊和压辊相互挤压时，由于在压辊的表面上存在包括碳酸钙和粘着的调色剂的不规则形状的粗糙颗粒，可能导致热辊的表面出现凹痕。结果，使热辊的光滑表面变粗糙。热辊的粗糙表面降低了热辊的形状分离性能。结果，在定影时从调色剂图像粘到热辊上的调色剂增加，且由于定影性能的降低和/或纸张的恶化，图像的质量会恶化。

为此，如在日本专利申请公开出版物第2001-312173号中所述的，存在这样一种设备，粘到压辊上的调色剂可以通过同时利用清洁辊和清洁刷被彻底清除，其中，清洁辊用于清除粘到压辊的表面上的调色剂，清洁刷用于将诸如碳酸钙颗粒的粘着物从压辊上清除。

但是，在使用日本专利申请公开出版物第2001-312173中公开的清洁刷的情况下，清洁刷位于清洁辊的沿压辊旋转方向的上游。在这样的情况下，当清除在压辊上的碳酸钙的颗粒时，粘到压辊上的调色剂被首先接触的清洁刷捕获。因此，当使用包含大量碳酸钙的纸张时，将清洁刷推至压辊，并且碳酸钙的颗粒主要是通过清洁刷来清除。另一方面，当使用包含少量碳酸钙的纸张时，将清洁刷与压辊分离，以防止具有粘到清洁刷上的强粘着物的调色剂转移到压辊上。在这种情况下，提供了可以改变清洁刷相对于压辊的接触位置的结构。在这样的情况下，存在一个问题，即，在使用由日本专利公开出版物第2001-312173号公开的定影装置的情况下，支撑清洁刷的机构变得复杂。

发明内容

本发明用于解决上述问题。本发明的一个目的是提供一种定影装置和一种定影方法，其不要求设置用于将诸如碳酸钙的粘着物从加压件清除的辅助清洁件的位置改变机构，其可以减少调色剂从清洁辅助件到加压件的再次粘着，并且可以维持通过应用清洁辅助件所产生的在加压件上的碳酸钙回收效率。

根据本发明的一个实施例，提供了一种定影装置，包括：定影件；加压件，用于通过给定影件加压，在预定方向上传送具有将被定影的调色剂图像的介质；清洁件，用于通过与加压件接触，回收粘到加压件表面的调色剂；以及清洁辅助件，用于在沿加压件的旋转方向的清洁件的下游，回收加压件表面上的粘着物。

而且，根据本发明的实施例，提供了一种定影装置，包括：定影单元，用于将调色剂图像定影在介质上；加压单元，用于通过给定影单元加压，在预定方向上传送具有将被定影的调色剂图像的介质；清洁单元，用于通过与加压单元接触，回收粘到加压单元的表面上的调色剂；以及清洁辅助单元，用于在沿加压单元的旋转方向的清洁单元的下游，回收在加压单元表面上的粘着物。

而且，根据本发明的实施例，提供了一种定影方法，包括：通过加压件给定影件加压，在预定方向上传送具有将被定影的调色剂图像的介质；通过使清洁件与加压件接触，回收粘到加压件表面上的调色剂；以及，通过沿加压件的转动方向布置在清洁件的下游的清洁辅助件，回收在加压件表面上的粘着物。

附图说明

图1是示出包括根据本发明的第一实施例的定影装置的复印机的前视示意图；

图2是示出根据本发明的第一实施例的定影装置的剖面图；

图3是根据本发明的第一实施例的清洁刷的透视图；

图4是根据本发明的第一实施例的图表，示出在试验1的情况下和在试验1的比较实例1的情况下，粘到清洁刷表面的墨粉量；

图5是根据本发明的第一实施例的示意图示出在试验2中压辊周围的清洁刷的位置区域；

图6是根据本发明的第一实施例的图表，示出在试验2中比较实例2与比较实例4的热辊表面的粗糙度；

图7是根据本发明的第一实施例的图表，示出在第三试验，通过改变清洁刷的刷密度和相对于压辊的咬入深度的清洁效果的测量结果；

图8是示出根据本发明的第二实施例的定影装置的剖视图；

图9是示出根据本发明的第二实施例的刷辊的透视图；

图10是示出根据本发明的第三实施例的定影装置的透视图；

图11是示出根据本发明的第三实施例的清洁刷的透视图。

具体实施方式

以下参照图1至图7描述本发明的第一实施例。图1是示出设置有根据本发明的定影装置10的复印机1的前视示意图。复印机1设置有盒式结构3、手动供纸结构4、以及纸张反转传送带通路5，盒式结构包括供纸盒3a和3b，用于将纸张供应至图像形成单元2，其中，纸张是将被定影的介质，纸张反转传送带通道用于当在纸张的两面形成图像时反转纸张P。

在使用盒式结构3或手动供纸结构4的情况下，可以提供多种类型的纸张，诸如包含少量碳酸钙的普通纸张，包含大量碳酸钙的欧洲纸张，或包含大量不规则形状的粗糙碳酸钙的中国纸张。定直辊8设置在从盒式结构3、手动供纸结构4和纸张反转传送带通路5到图像形成单元2的传送带通路7之上。

在复印机1的顶部设置读取原稿图像的扫描单元6。图像形成单元2设置有：主充电器12，主充电器根据箭头q指示的感光鼓11的旋转方向连续地给感光鼓11充电；激光曝光单元13的曝光件(在图中未示出)，基于来自扫描单元6的图像数据，在感光鼓11上形成静电潜像；显影装置14；转印充电器16；分离充电器17；清洁器18，用于回收调色剂；以及感光鼓11周围的消电LED19。

在图像形成单元12上方，设置有定影装置10，其包括作为定影件的热辊21和压在热辊21上作为加压件或加压装置的压辊22。如图2所示，通过在中空的铝辊表面覆有PTFE(聚四氟乙烯)膜而形成热辊。热辊21包括中心加热灯21a和侧面加热灯21b。中心加热灯21a和侧面加热灯21b通过监控恒温器(thermostat)23的温度进行开/关控制，将热辊21的表面保持在大约150℃至160℃。

压辊22是硅橡胶辊，其表面覆有全氟烷基乙烯醚(perfluoroalkylvinylether)管并且形成Ascar C 50°的硬度。当定影时，压辊22利用位于两端的弹簧(在图中未示出)向热辊21施加150N的总重量。压辊22随着热辊21在箭头s的方向上旋转，其中热辊由设置在后侧的电机(在图中未示出)驱动，该电机在箭头r方向上以130mm/sec的圆周速度旋转。

由铝辊制成的清洁辊24利用在两端的弹簧(图中未示出)与压辊22接触。随着清洁辊24由压辊22驱动，以及在压辊22表面上的调色剂被沉积并被软化，清洁辊24回收粘到压辊22上的调色剂。在到达在压辊22的旋转方向上、在清洁辊24的下游与热辊21的接触点之前，清洁刷26与压辊22的最低端接触。清洁刷26作为清洁辅助件与压辊22接触，以回收在压辊22上的粘着物。

如图3所示，清洁刷26是利用双面胶带(图中未示出)固定到托架板26a上的人造纤维刷26b。使用刷密度为50,000/cm²且刷宽度为10mm、长度为310mm以及高度为6mm的刷子作为人造纤维刷26b。人造纤维刷26b压到压辊22上的咬入深度被设置为1.3mm。清洁刷的材料不限于人造纤维，可以是任何丙稀(acryl)刷，也可以使用导电纤维，例如Kuracarbo(由Kuraray公司制造)、SA-7(由Toray公司制造)或Beltron(由Kanebo Synthetic Fiber公司制造)。

在从定影装置10的纸张P转印方向的下游，设置了纸张排出辊28，用于在定影后将纸张P排出到纸张排出单元27。

下面描述功能。通过开始图像形成处理，由扫描单元6读取原稿。当感光鼓11在箭头q的方向上旋转时，由主充电器12对图像形成单元2进行均匀充电，并且当根据原稿图像由激光曝光单元13照射出激光束时，在图像形成单元2上形成静电潜像。接下来，静电潜像通过显影装置14被显影，并且在感光鼓11上形成调色剂图像。另一方面，利用定直辊8，从盒式结构3或手动供纸结构4供应的特定纸张P与感光鼓11上的调色剂图像同步被传送到转印充电器16的位置，并且将在感光鼓11上的调色剂图像转印到纸张P上。

接下来，将纸张P从感光鼓11上分离，此后通过定影装置10的热辊21和压辊22之间的辊隙，并且调色剂图像被加热、加压并且固定到纸张P上，该纸张被排出至纸张排出单元27。在调色剂图像被转印后，残留的调色剂由清洁器18从感光鼓11上清除，且残留的电荷由消电LED19清除，从而准备进行下一次的图像形成处理。

如上所述，在重复执行图像形成处理时，通过转印从纸张粘到热辊上的调色剂粘到压辊22上。粘到压辊22上的调色剂由清洁辊24回收，该清洁辊由于与在箭头s方向上旋转的压辊22接触而在箭头t方向上旋转。但是，当包含大量碳酸钙(如在使用欧洲纸张和中国纸张的情况下)时，碳酸钙颗粒会残留在从清洁辊24经过的压辊22上。在压辊22b上的这些碳酸钙颗粒在从清洁刷26经过期间由人造纤维刷26b回收并清除，然后压辊22准备用于下一次的定影处理的操作。同时，当清洁刷26上满是碳酸钙时，由维修人员更换清洁刷。

结果，不管是否使用包含大量碳酸钙的纸张(如在使用欧洲纸张或中国纸张的情况下)，压辊22都绝对不会由于粘着调色剂而恶化。而且，热辊21表面也不会由于残留在压辊22上的碳酸钙颗粒而变粗糙，并且纸张不会恶化，获得了很好的定影图像。

(实验1)在本实施例中，当交换清洁辊24的位置和清洁刷的位置时，比较粘到清洁刷26表面的调色剂的量，获得如图4所示的结果。如在本实施例的情况下，当围绕压辊22，将清洁辊24布置在沿旋转方向的上游，而将清洁刷26布置在沿旋转方向的下游时(实验1)，如实线α所示，即便当通过200,000张纸时，粘到清洁刷26表面的调色剂的量仍少于25mg/cm²。而且，调色剂从清洁刷26到压辊22的再次粘着绝对不会发生，并且可以成功地回收和清除碳酸钙。

另一方面，当围绕压辊22，将清洁刷26布置在沿旋转方向的压辊22的上游，而将清洁辊24布置在沿旋转方向的压辊22的下游时(比较实例1)，如实线β所示，当通过60,000张纸时，粘到清洁刷26表面上的调色剂量已经达到100mg/cm²。而且，发生调色剂从清洁刷26到压辊22的再次粘着。此后，粘着的调色剂量增加，结果碳酸钙的回收和清除变得不可能。

(实验2)接下来，在本实施例中，如图5所示，压辊22的区域被划分成区域1至区域4，改变清洁刷26的位置，并根据清洁刷26的不同位置测量清洁效果。图6是示出清洁刷26的效果的图表，该效果被换算成热辊表面的粗糙度。清洁性能越好，热辊21的表面粗糙度Ra的增加越少。

由实线γ表示清洁刷26位于区域1中(比较实例2)的情况。由实线δ表示清洁刷26位于区域2中(比较实例3)的情况。由实线ε表示清洁刷26位于区域3中(实验2)的情况。由实线η表示清洁刷26位于区域4中(比较实例4)的情况。而且，当不设置清洁刷时，热辊21的表面粗糙度由实线θ表示(比较实例5)。结果，发现当清洁刷26位于比通过压辊22中心22a的水平线22b低的区域3或区域4中时，热辊21的表面粗糙度Ra增加很少，且表面粗糙度保持在低值。当清洁刷26位于比水平线22b高的区域1或区域2时，由清洁刷26回收的碳酸钙颗粒最终落到位于下面的压辊22上并再次粘着，可以想象，热辊21的表面粗糙度Ra会增加。

(实验3)接下来，在本实施例中，根据清洁刷相对于(靠在)压辊22上的咬入深度，利用刷密度分别为10,000/cm²、20,000cm²、30,000cm²、50,000/cm²、70,000/cm²和100,000/cm²的清洁刷26测量清洁效果。结果，如图7所示，发现当刷密度为30,000/cm²或50,000/cm²且清洁刷26的咬入深度为0.5mm至2mm时，清洁刷26具有较好的清洁性能。

另一方面，发现当刷密度为100,000/cm²时，不管清洁刷压到相对于压辊22的咬入深度如何，都会损害压辊22的表面。还发现在清洁刷的刷密度为70,000cm²的情况下，当清洁刷26相对于压辊22的咬入深度超过1.5mm时，会损害压辊22的表面。

而且，在刷密度为10,000/cm²的情况下，发现不管清洁刷26压辊22的咬入深度如何，都会出现较差的清洁结果。而且，发现在刷密度为20,000/cm²的情况下，当清洁刷26相对于压辊22的咬入深度小于1.0mm时，会出现较差的清洁结果。

在如上所述构成的本实施例中，围绕压辊22，清洁刷26沿压辊22的旋转方向设置在压辊22的下游，压辊22周围，并且在通过清洁辊24回收粘到压辊22上的调色剂后，通过清洁刷26回收在压辊22上的碳酸钙。通过这样，减少粘到清洁刷24的表面的调色剂的量，并且可以利用清洁刷26维持碳酸钙回收性能。从而，不管是否使用包含大量碳酸钙的纸张P(如使用欧洲纸张或中国纸张的情况下)，都可以防止由于调色剂混合有碳酸钙而使压辊22恶化，因而防止了纸张P的恶化。

在使用包含大量碳酸钙的纸张的情况下，由于碳酸钙不残留在压辊22上，因而可以防止热辊21的表面由于碳酸钙颗粒而变粗糙，并且可以维持热辊21的表面光滑度。因此，可以减少定影时从纸张P粘到热辊21上的调色剂的量，并且可以改善定影图像的质量。

接下来，参照图8和图9描述第二实施例。在该第二实施例中，使用刷辊来代替在第一实施例中使用的清洁刷。其他与第一实施例中相同，相同的标号指示在第一实施例中描述的相同部件，并且省略了对相同部件的详细描述。图8示出了定影装置30。在区域3中，在到达与热辊21的接触点(该接触点围绕压辊22，沿压辊22的旋转方向位于清洁辊24的下游)之前，刷辊31与压辊22接触。刷辊31是回收在压辊22上的粘着物的清洁辅助件。刷辊31使在辊上形成的人造纤维刷31b在与压辊22接触的位置上沿与压辊22的旋转方向相反的箭头u方向旋转，其中，刷密度为50,000/cm²，通过托架板31a支撑。换句话说，通过在图中未示出的驱动单元使刷辊22旋转。

通过这样，定影时粘到压辊22表面上的残留调色剂被清洁辊24回收。而且，在使用包含大量碳酸钙的纸张P(如欧洲纸张或中国纸张)的情况下，通过在箭头u方向上旋转的人造纤维刷31b高速清除从清洁辊24经过后残留在压辊22上的碳酸钙颗粒，从而压辊22准备用于下一次的定影处理。

在如此构成的本实施例中，通过清洁辊24回收粘到压辊22上的调色剂后，通过刷辊31高速回收在压辊22上的碳酸钙。通过这样，与第一实施例的情况相同，减少粘到刷辊31表面的调色剂量，并且利用刷辊31碳酸钙回收性能得以维持。然后，不管是否使用包含大量碳酸钙的纸张P，都可以防止由于粘着的调色剂导致的压辊22的恶化，因而防止了纸张P的恶化。

而且，以与第一实施例中相同的方式，在使用包含大量碳酸钙的纸张的情况下，防止了热辊21的表面由于碳酸钙颗粒而变粗糙。而且，可以减少定影时从纸张P粘到热辊21上的调色剂的量，并且可以改善定影图像的质量。而且，当刷辊31在与压辊22接触的位置上在与压辊22的旋转方向相反的方向上被驱动时，比起第一实施例的情况，碳酸钙颗粒可以更快地被回收，从而可以将其应用到高速图像形成装置上。

接下来，参照图10和图11描述本发明的第三实施例。在第三实施例中，清洁刷及其形状与第一实施例中的不同。其他与第一实施例中的相同，相同的标号用于与第一实施例中相同的部件，并且省略对相同部件的详细描述。图10示出定影装置40。在到达压辊22周围清洁辊24的下游的与热辊21的接触点之前，清洁刷41在压辊22的最低点与压辊22接触。清洁刷41是回收在压辊22上的粘着物的清洁辅助件。如图11所示，清洁刷41包括刷密度为50,000/cm²的人造纤维刷，该人造纤维刷通过双面胶带(在图中未示出)固定到托架板41a上。人造纤维刷41b在宽度为10mm的截面刷的中心设置有槽41c，该槽与纵向平行，宽度约为3mm，该截面是凹形的。

通过这样，定影时粘到压辊22上的调色剂由清洁辊24回收，并且在从清洁辊24通过后残留在压辊22上的碳酸钙颗粒由清洁刷41回收，且压辊22准备用于下一次的定影处理。由清洁刷41回收的碳酸钙不沉积在与压辊22的接触缝隙中，而是通过槽41c将其接纳在纤维刷41b中。

在如上所述构成的本实施例中，通过清洁辊24回收粘到压辊22上的调色剂后，通过清洁刷41回收在压辊22上的碳酸钙。以与第一实施例的情况相同的方式，减少了粘到清洁刷41的表面上的调色剂量，并且利用清洁刷回收碳酸钙的性能可以得以维持。从而，不管是否使用包含大量碳酸钙的纸张，都可以防止由于粘着的调色剂而导致的压辊22恶化。结果，可以防止纸张P的恶化。

而且，以与第一实施例相同的方式，当使用包含大量碳酸钙的纸张时，防止了热辊21的表面由于碳酸钙颗粒而变粗糙，减少了定影时从纸张P粘到热辊21上的调色剂的量，并且改善了定影图像的质量。而且，由于在清洁刷41的中心形成槽41c用于消除在与压辊22的接触缝隙中心周围沉积的碳酸钙，因而可以防止压辊22由于沉积的碳酸钙而被损害(如被刮擦)。

同时，本发明不限于上述实施例，可以作出修改而不脱离本发明的精神和范围。例如，当清洁辅助件位于下游时，不限制清洁辅助件的位置。但是，为了防止从清洁辅助件到压辊的再次粘着，清洁辅助件优选位于通过压辊中心的水平线以下。而且，如果在压辊上的粘着物可以通过与压辊接触被回收，那么清洁辅助件还可以为毡制品(felt)等，并且它们的品质不受限制。而且，将被定影的件的特征也不受限制。而且，可以使用带状物形式的加压带代替压辊作为加压件或加压装置。

而且，当清洁辅助件形成为刷时，如果刷密度在可以成功地回收粘着物并且不损害压辊的范围内，任何这样的刷密度都是可接受的。同时，定影装置不限于安装在复印机中，还可以安装在诸如打印机、传真机等的多种图像形成装置中。而且，定影装置的定影件或压辊的质量和结构不受限制，且在压辊的侧面还可以设置加热器。

根据本发明，在通过沿压辊的旋转方向围绕该加压件在上游设置的清洁辊回收粘到该加压件上的调色剂后，通过在下游的清洁辅助件回收在该加压件上的粘着物(如碳酸钙)。从而，减少了粘到清洁件上的调色剂的量，并且可以维持通过利用清洁辅助件所产生的回收粘着物(如碳酸钙)的性能。通过这样，不管是否使用包括大量碳酸钙的纸张，都可以防止加压件的恶化。结果，可以防止纸张的恶化。而且，通过防止加压件的恶化，防止了定影件的表面变粗糙。结果，定影件的表面可以保持平滑，从而可以减少定影时粘到加压件上的调色剂，并且不管是否使用包含大量碳酸钙的纸张，都可以改善定影图像的质量。

Claims

1.一种定影装置，包括：

定影件；

加压件，用于通过给所述定影件加压，在预定方向上传送具有将被定影的调色剂图像的介质；

清洁件，用于通过与所述加压件接触，回收粘到所述加压件的表面上的调色剂；以及

清洁辅助件，用于在沿所述加压件的旋转方向的所述清洁件的下游回收在所述加压件的表面上的粘着物，所述清洁辅助件的纤维以30,000/cm²至50,000/cm²的刷密度设置。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，通过所述清洁辅助件从所述加压件的表面回收所述粘着物的位置位于通过所述加压件中心的水平线以下。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述清洁辅助件相对于所述加压件的咬入深度为0.5mm至2.0mm。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述清洁辅助件形成辊状，并且在所述清洁辅助件与所述加压件接触的位置逆着所述加压件的旋转方向旋转。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述清洁辅助件是具有矩形且中凹的截面的刷，所述刷的表面上设置有与纵向平行的槽。

6.一种定影方法，包括：

通过将加压件压到定影件上，在预定方向上传送具有将被定影的调色剂图像的介质；

通过使清洁件与所述加压件接触，回收粘到所述加压件的表面上的所述调色剂；以及

通过沿所述加压件的所述旋转方向布置在所述清洁件下游的清洁辅助件，回收在所述加压件的所述表面上的粘着物，所述清洁辅助件的纤维以30,000/cm²至50,000/cm²的刷密度设置。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，由所述清洁辅助件从所述加压件的所述表面回收所述粘着物的位置位于通过所述加压件中心的水平线以下。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述清洁辅助件相对于所述加压件的咬入深度为0.5mm至2.0mm。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述清洁辅助件形成辊状，并且在所述清洁辅助件与所述加压件接触的位置逆着所述加压件的旋转方向旋转。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述清洁辅助件是具有矩形且中凹的截面的刷，所述刷的表面上设置有与所述纵向平行的槽。