CN1119708C - 定影装置 - Google Patents

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Abstract

在定影辊和弹性压件之间用一耐热片。耐热片由玻璃纤维衬底与其上的PFA，PTFE等具有良好模具润滑性和耐热性的含氟树脂涂层或浸渍层组成，带有未定影调色剂图像的纸经过定影辊和耐热片的接触面。因此，避免了定影辊摩擦力造成的耐热片的磨损或脱离，提高了耐热片的耐用性。

Description

定影装置
本发明是一种可用于电子照相仪器的定影装置，该装置可用于电子照相复印机，电子照相传真机和电子照相打印机。
常规的电子照相仪器如电子照相复印机，电子照相传真机，电子照相打印机等用的辊式定影装置由定影辊和压靠着定影辊的压辊组成。当记录介质通过定影辊和压辊交界面时，两辊或其中一个辊加热使得影像在记录介质上定影。
在上述辊式定影设备中，一对辊必须同步旋转，而且，每个辊都安装得能转动，这就使得装置结构复杂化，设备的尺寸和生产成本提高。为解决这个问题，日本审定专利公开号36996/1980公开了一种压垫方法。进一步讲，这是用一种不转的按压元件代替压辊压在定影辊上，这样当记录介质经过定影辊和按压元件界面时，影像在记录介质上定影。日本待公开专利No.304481/1989也公开了一种压片方法。具体地说，是用一种以预定的接触角压靠着定影辊的压板代替压辊，这样当记录介质通过定影辊和压板接触界面时，影像在记录介质上定影。
图20为这种压垫式定影装置。定影辊(112)是一个外表面有硅橡胶等摩擦系数大的材料涂层(112b)的中空铝辊(112a)。压件(111)位于定影辊(112)下方，其表面正对定影辊(112)成为压面，其外表上有聚四氟乙烯等摩擦系数小的材料形成的涂层(114)，压件(111)固定在由轴(117)支撑着的压板(116)的上表面，而且被一压簧(118)以设定压力压在定影辊(111)上。当纸(101)通过定影辊(112)和压件(111)界面时，转印在纸(101)上的未定影调色剂图像(102)就在纸上被定影。
图21为一定片式定影装置的实例图。定影辊(112)由一中空铝辊(112a)构成，该中空铝辊外表面有一由硅橡胶等摩擦系数大的材料形成的涂层(112b)。一压片(121)，其一端固定于一框架(123)上，另一端由一有预定拉力的螺旋弹簧(128)朝外拉，以一预定接触角α压在定影辊(122)上。当纸(101)经过定影辊(112)和压带(121)的交界面时，转印在纸(101)上的未定影调色剂图像在纸(101)上定影。
但是，压垫式定影装置存在下列问题：
①由于涂层(114)在压件(111)上的附着力弱，当定影辊(112)在其上滑动时，涂层(114)易于磨损而从压件(111)上脱离。
②由于在预转式连续送纸间歇等，没有纸通过定影辊(112)和压件(111)的交界面时间内，定影辊(112)的旋转会产生一剪切力作用于压件(111)上，使得压件(111)变形，如图22所示。
③若将压件(111)和压盘(116)以更大的面积固定在一起以增大附着力，则由此会导致压件(111)的尺寸增大而导致生产成本提高。
④若压件(111)太硬，不能保证足够的压宽而因此在定影辊(112)的径向上调色剂图像定影不均匀，而若压件(111)太软，则易形成永久性变形。
⑤由于压件(111)是固定在压盘(116)上的，纸张是单独由定影辊(112)的传送力向前传送的，这样降低了送纸的快速性而引起经常性卡纸。
⑥若仅依靠定影辊(112)上的涂层(112b)来实现模具的润滑性和送纸过程的迅速性这些相互矛盾的要求，那么传送力需大大增加以达到一个最佳程度。
另一方面，前述的压片式定影装置还存在如下所述缺陷：
①压片(121)和定影辊(122)间的接触角d必须增大以获得足够的定影力(定影强度)，换句话说，定影后纸(101)的卷曲度比需要的大。
②由于压片(121)对定影辊的压力在纵向上分布不均匀，使得调色剂图像定影也不均匀。
另外，无论是压垫式定影装置还是压片式定影装置都存在一个共同的问题。即，在双面印制或类似情况下，当第二调色剂图像在纸上定影时，其背面已经记录了第一调色剂图像(这里，相当于用过的纸)，当用过的纸的背面滑过压件(111)或压片(121)时，第一调色剂图像可能被涂抹污损，或者由于纸背面的调色剂在压件(111)或压片(121)上熔化或粘着而引起经常性卡纸。
本发明的目的在于提供一种具有良好耐用性，定影可靠性和高送纸能力的高质量定影装置，该装置带有由玻璃纤维衬底的耐热片。
为实现上述目的，本发明所述的定影装置其特征在于该装置包括：
一个定影辊
一用弹性材料制作的压力装置，该压力装置以均匀的压力压在定影辊的圆柱外表面，和
一由玻璃纤维衬底的耐热片，该耐热片被置于上述压力装置表面并与定影辊接触；
一固定压件的压件固定台；
所述压件固定台有一较高面和一较低面，所述的较高面位于送纸方向的上游面，比较低面高出所述压件和所述耐热片的厚度之和；所述耐热片在送纸方向上的宽度比所述压件宽，而且所述耐热片宽出部分固定在所述压件固定台相对于所述压件同一方向的上游端；
一记录材料，当定影辊转动时，被运送通过定影辊和耐热片的接触面。
在上述结构中，当定影辊旋转时，记录材料被送入通过定影辊和耐热片之间。由于弹性材料制的压力装置以一预定压力均匀地压在定影圆柱外表面上，使记录材料上的未定影调色剂图像被均匀地定影。而且，由于耐热片衬底为玻璃纤维，抗拉性增强。因此，该耐热片不会由于定影辊的热或拉力而变松。另外，由于该耐热片对定影辊有出色的耐磨性，使得耐热片的耐用性得到改善。
耐热片在记录材料前进的方向上应此压力装置宽，宽出的部分可固定于压力装置相同方向上游位置的固定架上。
而且，耐热片大面积地固定在压力装置上，由此可获得足够的固定力并防止磨损或从压力装置上脱离。另一方面由于耐热片固定在压力装置的记录材料前进方向的上游位置的固定架上，所以耐热片也可以兼作导向器。这样，纸可以稳定的状态前进。同时，由于耐热片固定在压力装置的固定架上，定影辊旋转产生的剪切力不会作用于压力装置。因此，压力装置不会变形而提高了耐用性。由于没有剪切力作用于压力装置。因此，对固定定位来说很重要的压力装置的固定面的大小就不必专门限定。这样，可以缩小压力装置的尺寸，从而缩小定影设备的尺寸，降低成本。
另一方面，当耐热片和压力装置不固定在一起时，调色剂定影可靠性可以在不影响压力装置的压力作用的情况下得到改善。相反，当耐热片和压力装置固定在一起时，由于压力装置的压力作用降低，压宽很窄，调色剂定影可靠性和前一种情况相比下降了。
另外，可以在耐热片和压力装置间插入金属箔片。此时，定影辊散出的热和耐热片与定影辊之间的摩擦产生的热不再积聚于耐热片上而是传给金属薄片。因此，本发明所用的耐热片的温度不会升高，图像几乎不会受到涂抹。另外，长期使用，热量反复聚积会导致耐热片退化，但由于热量传给了金属薄片，使耐热片可以获得极好的耐用性。
为了对本发明的优点和本质有一全面了解，参照附图，进行详细说明。
图1是本发明第一实施例的定影装置结构的局部剖面图
图2是采用上述定影装置的激光打印机示意图
图3(a)用白纸测试上述定影装置的定影辊送纸力的说明图
图3(b)是用100％纯黑纸测试上述定影装置上的定影辊送纸力的示意图
图4是上述送纸力测试方法透视图
图5为本发明第二实施例定影装置前视图
图6为上述定影装置的剖面图
图7(a)用常规方式制得的一片实施例二中所用耐热片的前视图
图7(b)为图7(a)的局部剖面图；
图8(a)图示一种用上述方法生产的耐热片涂布粘合剂的状态，和在耐热片上端不涂粘合剂的情形
图8(b)图示粘合剂也涂在耐热片底部的情况
图9(a)说明图8(a)中耐热片附着在一低陷框架上的情况
图9(b)为图8(b)中耐热片附着在此低陷框架上的情况
图10(a)为说明第二实施例中耐热片生产方法正视图。
图10(b)为图10(a)的剖面图
图11(a)表示涂在由上述生产的耐热片上粘合剂的情况，表示出所涂粘合剂宽度为最大时的情况
图11(b)为上述粘合剂涂层宽度最小的情况
图12(a)是图11(a)所示耐热片附着于一低陷框架的状态。
图12(b)是图11(b)所示耐热片附着于一低陷框架的状态。
图13(a)图示将耐热片和压件置于低陷框架的方法。
图13(b)为耐热片和压件完全置于低陷框架的情况
图14(a)是上述耐热片形状前视图。
图14(b)为图14(a)的剖面图
图15为本发明第三实施例中定影装置结构局部剖面图
图16是测试上述定影装置中纸的卷曲程度的方法示意图
图17为纸的卷曲度示意图
图18为本发明第四实施例中定影装置结构局部剖面图
图19(a)说明使用上述定影装置图象未受涂抹的情形
图19(b)说明图像受涂抹时的情况；
图20是常规压垫式定影装置结构局部剖面图；
图21是常规压片或定影装置结构局部剖面图；
图22是图20中的定影装置无纸空转时情形。
结合图1-4，说明本发明第一实施例定影装置。假设该定影装置是用在激光打印机上的。
如图2所示，激光打印机包括一送纸部件(10)，一成像装置(20)，一激光束扫描部件(30)以及本发明的定影装置(50)。送纸部件(10)将一张纸1送入装在打印机里的成像装置(20)，成像装置(20)将一调色剂图像转印到纸(1)上。纸(1)被继续送入定影装置(50)以将其上的调色剂图像固定到纸上，然后由送纸辊(41)和(42)从打印机中送出。简单地说，纸(1)按粗箭头(A)的指示方向被送出打印机。
送纸部件(10)包括一供纸盘(11)，送纸辊(12)，分纸磨擦片(13)，压簧(14)，一测纸促动器(15)，一测纸光传感器(16)，和控制电路(17)。
当发出一打印指令后，供纸盘(11)上的一盘纸(1)被供纸辊(12)、分纸磨擦片(13)，压簧(14)一张一张地送入打印机。当纸(1)接触到纸测试调节器(15)时，该促动器带动纸测试光传感器(16)给出一电信号指示图像打印开始。纸测试促动器(15)起动控制电路(17)将一图像信号传给激光束扫描部件(30)上的激光二极管发射元件(31)，控制发光二极管的开/关动作。
激光束扫描部件(30)包括激光二极管发射元件(31)，扫描镜(32)，扫描镜电机(33)，反射镜(35)至(37)。
激光二极管发射元件(31)发射出的激光束(34)经由反射镜(36)，(35)，(37)照射到感光元件(21)上。感光元件(21)后文将做说明。由于和激光二极管发射元件(31)装在一起的扫描镜(32)在扫描镜电机(33)带动下以一很快的定速旋转，结果激光束(34)在感光元件(21)的纵向上扫描。激光束(34)根据控制电路(17)的开关信号在感光元件(21)上选择性曝光。
成像部件(20)包括感光元件(21)，转印辊(22)充电元件(23)，显影辊(24)，显影元件(25)，和清洁器(26)。
充电元件(23)先将感光元件(21)表面充电，感光元件表面的电荷形成的静电潜像被激光束(34)选择性释放。静电潜像显影用调色剂贮存在显影部件(25)中。调色剂在显影部件(25)内充分搅拌充电，附着在显影辊(24)的表面上。在显影辊(24)和感光元件(21)表面电压形成的电场间施加的偏压作用下，静电潜像在感光元件上显影形成调色剂图像。
送纸部件(10)送进的纸(1)，经过感光元件(21)和转印辊(22)的夹层继续前进。感光元件上的调色剂经电吸附在转印辊(22)的转印电压形成的电场作用下转印到纸上，值得注意的是，此时感光元件(21)上的调色剂一部分转印到纸上，残余部分被清洁器(26)收集。
随后，纸(1)被送入定影装置(50)，140℃的定影辊(52)和一压件(51)提供足够的温度和压力使得调色剂熔化，在纸(1)上定影。之后送纸辊(41)和(42)将纸继续朝前送直到从激光打印机中送出。定影装置(50)将进一步详细阐述。
如图1所示，该定影装置(50)包括压件(51)，定影辊(52)，低陷框架(压件固定架)(53)。定影辊由一薄铝筒构成，铝筒外表面全部涂上一种合成树脂以保证良好模具润滑性，送纸能力和耐热性，这种合成树脂可以是耐热硅橡胶，定影辊(52)中轴上安装加热灯(55)。
定影辊(52)两端上半部各有一半圆形轴承(60)(S-轴承SS-745：Starlito公司出品)，图5所示的第二实施例更清楚地标明。轴承(60)安装在耐热材料(G-PET：Mitsubshi·petrochemical公司出品)做成的定影盖(59)上。上架(61)通过压簧(58)将1200gf压力加在定影盖(59)上。
压件(51)是2毫米厚的硅像胶海绵(Silicon Sponge RubberTL 4400，Inoak公司出品)，其硬度为30°(ASKER C)。压件(51)安装在定影辊(52)圆柱外表面和L形金属板(56)(SELL：厚t1)之间，并被压簧(58)压在定影辊(52)上。同时压件(51)通过一耐热双面胶带(双面胶带5302A：Nitto Denko公司)固定在L形金属板(56)上，压件(51)也安装在靠近L形金属板(56)纵向两端的低陷框架(53)的凸起挡板上，也就是固定在低陷框架(53)上。
插在定影辊(52)和压件(51)间的耐热片(54)通过一耐热双面胶带固定在压件(51)上。该耐热片由一玻璃纤维衬底(100μm厚)和其上的一种合成材料涂层或浸渍层(100μm厚)组成。该合成材料为具有足够的模具润滑性材料，如以PFA(聚四氟乙烯二全氟烷基乙烯醚共聚物)或PTFE(聚四氟乙烯树脂)为代表的含氟树脂。简而言之，耐热片(54)200μm厚。本实施例中耐热片为对铝摩擦系数为0.04-0.1的聚四氟乙烯片。
低陷框架(53)在对定影辊(52)来说的上游方向(纸来的方向)的部分比在下游方向上的部分高，高出的部分基本上等于压件(51)和耐热片(54)的厚度和，L形金属板(51)安装在两个平面的边界上，这样，上游面成为未定影纸导向器(57)用于将纸(1)朝前方导进，另一方面，下游面成为已定影纸导向器(62)将定影后的纸(1)朝释放方向导引放出。
根据上述结构，带有未定影调色剂图像(2)的纸(1)在送纸方向上移动(箭头B指示方向)，按未定影纸导向器(57)导引方向通过定影辊(52)和耐热片(54)之间咬接部分。此时，通过静电作用，附着于纸，上的未定影调色剂图像在定影辊(52)的热和压力作用下在纸(1)上定影，成为所要的文字和图表。然后纸(1)通过定影后纸导向器(62)，从打印机中传出。由本装置的电子照相定影过程完成。
在上述结构中，定影辊(52)必须有足够的送纸力将纸在纸前进的方向上运送。传送力分为(a)送白纸和(b)100％纯黑纸两种要求，参见图3作为简单例子加以说明。这里所说的“100％全黑纸”是指在定影辊(52)一边有未定影实心墨粉图像，在耐热片(54)一边有已定影实心墨粉图像的纸。
(a)运送白纸，需满足式(1)的关系：
u1(t1，m)·P＞μ2(t2，m)·P+Mp…(1)
其中μ1为定影辊(52)上的涂料和纸(1)间的摩擦系数，μ2为耐热片(54)和纸(1)间的摩擦系数，P为纸(1)所受压力，Mp为纸(1)的阻力和传送力。简而言之，必须满足μ1＞μ2的关系式。但是应该注意，摩擦系数μ1决定于涂料的种类和温度，同样，摩擦系数μ2决定于耐热片材的种类和温度。
换言之，通过改变耐热片(54)和纸(1)的摩擦系数μ2增加定影辊(52)和纸(1)的摩擦系数，可以使得送纸平稳，减少卡纸。
若摩擦系数μ2为0.1，所施加压力P为1400gf，送纸力MP为100gf，本例中的摩擦系数μ1必须达到0.17或更高。若所施加压力P降为1000gf，摩擦系数μ1必须达0.2或0.2以上。若μ2增大到0.15，则摩擦系数μ1必须是0.25或0.25以上。由此可见，耐热片材(54)和纸(1)间摩擦系数μ2越小，压力P越大，定影设备越好。但是应该注意，若压力高于必须的压力会加大摩擦转矩，因此提高了整个定影设备的生产成本。
(b)运送100％纯黑纸，需同时满足式(2)和式(3)要求：
μc(t1，m)·p＞μs(t2，m)·p+Mp…(2)
F2，F2′＞F3＞F1…(3)其中μc是定影辊(52)的涂料和纸(1)间的磨擦系数，μs是耐热片材(54)和纸(1)间的摩擦系数，P为纸(1)所受压力，Mp为纸(1)的送纸力和阻力，F1为涂料和调色剂间的表面张力(模具润滑阻力)，F2为纸(1)定影辊(52)一边的表面和调色剂间的表面张力(模具润滑阻力)，F2′是纸(1)的耐热片(54)一边的表面和调色剂间的表面张力(模具润滑阻力)，F3是耐热片材和调色剂间的表面张力(模具润滑阻力)。但是，和运送白纸时同样需注意，摩擦系数μc和μs，以及表面张力F1、F2、F2′、F3均决定于所用材料的种类和温度。
调色剂的流动性随温度变化而改变，而温度升高，其表面张力和与其他材质间的摩擦系数增加。因此和运送白纸相比，运送100％纯黑纸时条件要求更加严格。尤其是，运送100％纯黑纸必须满足μs＞μ2的关系式，且涂料需有更大的摩擦系数，即，和运送白纸相比，送纸力需更大。
下面，评估一下采用调色剂密度为1.4(相对于定影辊52表面：未定影墨粉，相对于耐热片(54)表面：已定影墨粉)的双面墨粉纸通过上述装置的情况。采用具有模具润滑性，耐热性，送纸能力，其送纸力分别为170gf，250gf，300gf，500gf和1500gf五种定影辊(52)分别作多遍打印和一次多遍打印送纸：前者每3秒种送一张纸，无纸三秒种内温度保持在140°，后一种情况下每60秒送一张，无纸的60秒内不控制温度。送纸速度均为25mm/sec：下面表(1)为评估结果。
                   表1
送纸力(gf)     送纸情况 评估
多遍打印 一次多遍打印
    1702503005001500 ×△○○○ ××○○○     CBAAA
纸样：背面为100％纯黑
  ○：好送纸情况：△：偶尔不好
      ×：不好
      A：好评估      B：有时不好
      C：不好
从表1中可以得知：无论是多遍打印还是一次多遍打印，定影辊(52)送纸力为300gf，500gf和1500gf时，送纸情况良好。另外，140℃时定影辊(52)空转和耐热片(54)受磨擦要持续相等于定影装置50个使用期限的时间即60k。换言之，本实施例中激光打印机每分钟打印四张纸，所以定影辊要在140℃空转15000分(250小时)。结果，送纸力降低了10％。降低的原因为(1)定影辊(52)和耐热片(54)(这时是聚四氟乙烯片即PTFE)的摩擦力，(2)PTFE片(54)上的PTFE转移到定影辊(52)的涂层上。
综上，易知定影辊(52)的送纸力应达到300gf或更大。达到最小送纸力后，任何种类的纸都可以平稳地不卡纸地运送，而且当送纸力设定在最小送纸力左右时，定影辊(52)可以具有满意的调色剂模具润滑性。这里最佳送纸力约为300gf。
以下，参见图4对测定送纸力的方法进行说明。
将纸(1)，这里是白纸(128g)，插入定影辊(52)和耐热片(54)之间。温度保持140℃旋转定影辊(52)送纸。此时，拉动系于纸(1)上的弹簧秤(63)，定影辊(52)不停旋转，送纸停止。不断减小弹簧秤(63)的张力，直到纸(1)又开始传送时，记录弹簧秤(63)的值，就等于送纸力。第二实施例
图5到图14为本发明第二实施例，和第一实施例中相同的元件用相同的附图标记，为叙述方便，不再对这部分元件重复说明。
参见图5和图6对第二实施例中的定影装置进行说明。定影装置(70)包括下框架(73)，压件(51)和与第一实施例中相同的定影辊(52)。更具体地说，定影辊(52)是一外表面有硅橡胶等具有良好的润滑性，耐热性的合成树脂涂层的铝筒，其中轴上安有加热灯(55)。
定影辊(52)两端可旋转地分别支撑在两个轴承(60)上。轴承(60)通过压簧(58)分别固定在上框架(61)上。因此由压簧(58)以1800gf的定压力将定影辊(52)加在耐热片(74)和压件(51)上。此时，定影辊(52)和耐热片(74)间的压宽约为1毫米。
压件(51)位于定影辊(52)下的耐热片(74)下方。压件(51)为厚2毫米，硬度30℃(ASKER C)的硅海绵橡胶。压件(51)用双面胶带固定在下框架(73)上。
在送纸方向上(箭头B所示方向)耐热片(74)比压件(51)宽。耐热片(74)以预定宽度固定于下框架(73)，下文将详细说明。耐热片(74)由50μm厚的玻璃纤维衬底和其上的合成树脂涂层或浸渍层(50μm厚)组成，所用的合成树脂具有良好的模具润滑性和耐热性，如PFA、PTFE等含氟树脂，简言之，耐热片(74)有100μm厚。
下框架(73)有台阶。具体地说，下框架(73)相对定影辊(52)来说的上游方向一面(来纸端)此下游高约等于压件(51)的厚度。下框架(73)的上部也有不同高度，上面高度比下面高度高出约等于耐热片的厚度。由于这些台阶和不同高度，当耐热片(74)固定在下框架(73)上时，纸(1)不会挂在耐热片(74)上而顺利传送。
按上述的构造，要打印图像时，定影辊(52)按箭头C指示方向旋转，同时由加热灯加热并由一未标出的控制器保持在140℃。载有未定影调色剂图像的纸(1)被送入狭缝区间。此时定影辊(52)旋转朝前送纸(1)，同时调色剂图像在纸(1)上定影，因为纸(1)和定影辊(52)的摩擦力比与耐热片(74)间的摩擦力更大。
下面参见图13、14说明了将耐热片(74)和压件(51)装到下框架(73)的方法。如图13(a)所示，用双面胶带(51(a))将压件(51)固定在下框架(73)，然后如图14所示将粘合剂(74a)涂在耐热片(74)背面上游端宽度为L2的区间内。“背面上游端”是指纸通过固定于下框架(73)的耐热片(74)表面时来纸方向。然后如图(13(a))所示将涂有粘合剂(74(a))的耐热片(74)粘贴于下框架(73)来纸方向上游端的台阶(D)上、但是应注意，耐热片(74)不和压件(51)固定在一起。图13(b)为压件(51)和耐热片(74)都固定于下框架(73)的情形。
下面参见图7到12说明生产耐热片(74)的方法。常规定影装置用带粘合剂的片是用冲切方法生产的。若耐热片(74)也用此方法生产，那么，如图7所示的宽L1′的耐热片74′按下列步骤制得：
1)将粘合剂(74a′)涂在一条宽L2的箔片的背面，
2)沿虚线将片剪开
采用这种方法，如果剪得不准确，结果得到的耐热片(74)可能会象图8(a)中那样在顶端没有粘合剂，也可能会如图8(b)所示的在底端也有粘合剂。如果将图8(a)中那种耐热片固定在下框架(73)里，则如图9(a)所示，其端部被卷起，这样会造成卡纸。如将图8(b)中的耐热片74′固定于下框架(73)时，该耐热片74′和压件(51)部分粘合，则造成定影不足。
综上，本实施例中的耐热片(74)需用下述方法生产。如图(10)所示，粘合剂(74a)沿定影辊(52)轴向在箔片背面每L3宽(2×L1′)的条区内涂L4宽(2×L2′)的带。该定影辊轴向的涂了粘合剂的带中心虚线和未涂粘合剂的条区中间的虚线切成所需的片。
此时，即使片切将不严格，涂有粘合剂的部件宽度只是在最小宽度L2mm和最大宽度L2max间变化，如图11所示。这样，所得的耐热片74′上端未涂粘合剂74a′或其低端也涂有粘合剂74a′的情形会减少到几乎为零。因此，不仅耐热片74的生产成本低，而且，产品质量也更加稳定。
本实施例中，压件(51)的位置保证即使粘合剂74(a)是以最大宽度L3涂布，也不会粘在压件(51)上，见图11(a)。同样，粘合剂74(a)的条宽L3和耐热片的宽度要保证即使粘合剂74(a)是以最小涂宽L2mm涂的也有足够的粘合力，见图11(b)。
预转或连续供纸的间隔等没纸通过的空转的时候，由于耐热片(74)和定影辊(52)间的摩擦力作用，在送纸方向上，有大约120gf的推力作用于耐热片(74)。然而，即使粘合剂74(a)是以最小涂宽(2mm)涂的，耐热片(74)和下框架(73)间也有约100gf的粘合力，因此耐热片(74)不会从下框架(73)上脱离。另外，由于耐热片的玻璃纤维使抗拉力增强，因此不会因定影辊(52)的热和拉力而松驰。若用含氟树脂浸渍玻璃纤维衬底，则耐热片和常规用含氟树脂涂层时相比有更大的粘合强度，因此，具有出色的耐磨性。简单地说，耐热片(74)的耐用性提高了。
由于送纸方向上，固定在下框架(73)上的耐热片(74)比压件(51)宽，平稳送纸时，耐热片(74)也可以兼作纸导向器。并且由于耐热片固定于下框架(73)，因此(1)耐热片能够形成宽的面积固定于下框架(73)上，可以增加粘合强度，(2)定影辊旋转时不会和压件(51)间摩擦，施加到压件上的压力完全是垂直方向的，避免了常规压垫方法的问题，即剪切力使压件(51)变形。
保证足够压宽(这里压宽为4mm)的前提下，可以缩小压件尺寸。这样整体装置可以变小而降低了生产成本。并且压件(51)能够以一均匀压力在纵向上将耐热片(74)压在定影辊(52)上。因此调色剂图像定影均匀。和常规压片方法相比，缩小压宽(这里压宽为1mm)压强增加，因此，纸(1)几乎不弯曲。
另外，还测定了压簧(58)所施加的压力与调色剂定影可靠性。送纸难易情况等的关系。需注意这里所说的压力是二个压簧(58)给出的总压力，定影牢固度是指摩擦实验后调色剂的剩余率，输送已用纸难易情况是指样纸的背面为100℃纯黑时，是否卡纸。纸背图像的涂抹是看背面沿定影辊(52)前转的纵向上划好的0.2mm宽的线是否被涂抹了。评估结果见下表2。
                   表2施加压力        定影牢固性         用过的纸的送        涂抹了的图像(gf)            (剩余率％)          纸难易情况800               ×(73.2)              ○                  ○1000              ○(89.7)              ○                  ○1200              ○(88.7)              ○                  ○1400              ○(95.6)              ○                  ○1600              ○(93.1)              ×                                      ×定影牢固度：          ○：80％以上和80％
                  ×：80％以下用过的纸送纸难易情况：○：不卡纸
                  ×：卡纸涂抹了的图像：        ○：未涂抹
                  ×：涂抹了
以上结果说明增加压力可以提高定影牢固度，但同时送纸情况不好并且图像涂抹增加。这是因为压力加大，压宽变宽，纸(1)背面加热时间长，纸(1)在耐热片上粘得更牢。表2也给出了一个同时满足定影牢固度，和良好送纸状态，且不涂抹背面图像的合适的压力范围为1000到1400gf。因此若压力设定在此范围内，不仅保证了满意的定影牢固度，而且双面打印引起的问题，即卡纸和涂抹图像也避免了。本发明中，每个压簧(58)的压力为600gf，总压力为1200gf。
下面，比较一下压件(51)(此处为硅橡胶海绵)用双面胶带和耐热片(74)粘在一起和不粘在一起两种情况下，定影牢固度(就是摩擦实验后的剩余率)。比较结果见表3。
                 表3
                          定影牢固度(剩余率％)
粘上的                          72.5
不粘上                          88.7
表3说明耐热片(74)和压件(51)不互相粘叠时，定影牢固度更高。这是因为，当用双面胶带将二者粘叠、由于胶带的硬度、厚度和叠层的约束，硅橡胶海绵的弹性下降，因此和不粘叠时相比压宽变窄。若耐热片(74)和压件(51)相互不粘叠，不会影响压件(51)的弹性，因此定影牢固度提高。
下面，改变压件(51)种类和硬度，对压件(51)永久变形程度和定影牢固度变化进行评价。记录压件(51)在受高温度和湿度(温度35°，湿度90％)时发生的变形做为永久变形。评估结果见表4。
                 表4
    硅橡胶海绵     实心硅橡胶
硬度定影牢固度 永久变形(ASKER C) 硬度定影牢固度 永久变形(JISA)
20°           ○                 ×30°           ○                 ○40°           ○                 ○ 15°            ×              ○25°            ×              ○35°            ×              ○
定影牢固度：○剩余率为80％或更高
        ×剩余率低于80％永久变形：  ○少于5％
        ×5％或更多。
若压件(51)用实心硅橡胶，不会出现永久性变形。但由于它比硅橡胶海绵硬，不能够保证压件(51)均匀压宽，因此在定影辊(52)送纸的纵向上，调色剂图像定影不均匀。采用硬度为30°(ASKER C)或更高的硅橡胶海绵既可以避免出现永久性变形又可以确保定影牢固度。而硬度为20°(ASKER C)或更低的硅橡胶海绵尽管可以保证定影牢固度，但由于太软会产生永久性变形。
综上，压件(51)为硬度大于20°(ASKER C)的弹性泡沫材料制成，即可以避免永久变形又保证了满意的定影牢固度。本实施例中压件(51)是硬度为30°(ASKER C)的硅橡胶海绵。第三实施例
参照图15到17对本发明第三实施例说明如下。为方便起见，和前述实施例中相同的部件采用同样的附图标记，不再重复说明。
如图15所示，本实施例的定影装置(80)包括一下框架(83)，一压件(51)，一定影辊(52)和第二实施例中相同的耐热片(74)。
具体地说，定影辊(52)由一薄铝筒(14mm，厚0.5mm)构成，该铝筒圆柱外表面全部涂上一种合成树脂。该树脂具有良好的模具润滑性，送纸能力和耐热性，如成分为PTFE、PEA等具有良好模具润滑性的一种含氟树脂的氟化橡胶或硅橡胶。加热灯(55)安在定影辊(52)的轴的中心。
压件(51)为2mm厚硅橡胶海绵，通过L形金属板(86)粘在下框架(83)上。压件(51)硬度约为30°(ASKER C)。耐热片(74)在送纸方向上比压件(51)宽，安在压件(51)顶上。耐热片(74)由一玻璃纤维基底(100μm厚)及其上的PFA，PTEF等具有良好模具润滑性和耐热性含氟树脂涂层或浸渍层(100μm厚)组成。即耐热片(74)有200μm厚。通过一耐热树脂将耐热片(74)粘在下框架(83)送纸方向的上游一边。
下框架(83)和第二实施例中的下框架(73)相比，耐热片所固着的台阶高度有很大差别(这里为2.5mm)，换句话说，当耐热片(74)固定在下框架(83)上后，下框架(83)上游面的台阶此耐热片(74)的尾端高。定影辊(52)上面的结构和第一实施例相同。
下框架(83)有台阶，送纸向上到比压件(51)宽的耐热片(74)固定于同样方向下的框架的上游一边台阶面上。因此耐热片兼作未定影纸导向器，改进了送纸情况。和第二实施例相比，由于本实施例中台阶的高度差加大，送纸更加平稳。
下面，测定定影装置(80)的纸张弯曲量。如图16所示，L为从通过定影辊(52)的中心的垂线到耐热片(74)层端或压件送纸向下游面的最短距离，改变L，测定弯曲量。如图17所示，弯曲度计算如下：
①将送出的纸(1)置于一平面上。
②计算平面到纸(1)四个角即1a，1b，1c，1d的高度总和的平均值。
③对十张纸的平均高度之和进行平均。
最佳弯曲量为18mm或更低。测定结果列于表5中。
                      表5距离L(mm)               弯曲量(mm)                 评价0.5                      4.1                        ○
                     4.8                        ○2                        7.2                        ○2.5或更高                15或更高                   ×0：小于8mm               ×：8mm或更高
可见距离L越短，弯曲量越低。但是若L为零，定影辊(52)和耐热片(74)间压宽没有保证。当每个压簧(58)加压耐热片(74)上的力均为600gf(总压力1200gf)时，形成的压宽为1mm。综上，距离L的最小值0.5mm是通过压宽除2得出的。若距离L大于2mm，弯曲量将超出参比值即8mm或更少，因此只有当L满足0.5≤L≤2时，定影装置(80)才能既有满意的定影牢固度又有低的弯曲量。
如图16所示，设θ为耐热片(74)或压件尾端到定影辊(52)中心的连线与耐热片(74)或压件(51)的法线的夹角，则上述情况中的L≤2也可写作θ＜20°。
定影辊(52)的直径从14增到32，重复上面的实验，结果列于表6中：
                      表6距离L(mm)              弯曲量(mm)                    评价
1                     3.6                         ○
2                     5.6                         ○
4                     5.3                         ○
5                     9.5                         ×
8                     9.8                         ×
0：小于8mm，×：8mm或更高
可见，当L≤4，弯曲量达到参考值，即8mm或更小，注意L≤4可写作θ＜20°。所以若满足0＜θ＜20°，则不仅弯曲量降低，而且图像特性也令人满意。本实施例在送纸方向的下游端将耐热片(74)和压件(51)的底部对齐。但是，在此方向上若耐热片(74)比压件(51)长，也可以得到同样的效果。第四实施例
参见图18到19，对本发明第四实施例作如下说明，为说明方便，和前面实施例相类似的部件同相同的附图标记，不再重复说明。
如图18所示，本实施例中定影装置(90)包括下框架(83)，压件(51)和第三实施例中同样的定影辊(52)，金属薄片(94)和耐热片(74)依次置于压件(51)顶上。
压件(51)为硬度约为30°(ASKFR C)的硅橡胶海绵。压件(51)通过L形金属板(56)固定于下框架(83)上。耐热片(74)由一玻璃纤维基底(100μm厚)和其上的合成树脂涂层或浸渍层(100μm厚)组成。所用的合成树脂具有良好的模具润滑性和耐热性，如PTA，PTFE等含氟树脂。即，耐热片厚200μm。耐热片(74)下面的金属薄片(94)为硬铝薄片(40μm厚)，和耐热片一样在送纸方向的上游端叠起固定于下框架(83)上。耐热片(74)由30μm厚的耐热树脂粘在金属薄片(94)上，金属簿片(94)由耐热树脂粘在下框架(83)上。上述定影装置(90)中定影辊(52)的结构与实施例(1)中相同。
测试上述定影装置(90)的定影牢固性和图像的涂抹情况。分别用厚为40μm的硬质铝、铜、不锈钢做成金属薄片(94)。送纸速度为25mm/sec。判定背面图像的涂抹是看纸(1)背面划好的从纸顶端开始在送纸的纵向上5mm长的宽0.5mm的线是否被涂抹了。图19标明了涂抹和未涂抹两种情况，测得的结果列于表7中。
                       表7
金属片材质(40μm) 定影牢固度(剩余率％) 涂抹情况 耐热片温度(℃) 评价
硬铝片铜片不锈钢片 ◎(90.3)○(89.9)○(87.5) ○○△     115113120  AAAB
定影牢固度：◎：剩余率达90％或更高
        ○：剩余率达80％或更高涂抹情况：  ○：不涂抹
        △：有时涂抹评价：      AA  极好
        A   好
        B   偶尔不好
可见，不象不锈钢的热导性不佳，铝片和铜片都有良好导热性而因此图像不会发生涂抹。送纸后，金属薄片为铝、铜、不锈钢时，耐热片的温度分别为115℃，113℃和120℃。温度的不同是由PTFE片上聚积的热对其下的金属薄片(94)传导情况不同引起的。因此，将具有良好导热性的金属薄片如铝片、铜片插入耐热片(74)和压件(51)之间，在进行双面打印时，可以避免卡纸、图像抹污等问题，保证了满意的定影牢固度。考虑到装置的成本和操作，本实施例中采用硬质铝箔片。
定影牢固度等性能随金属箔片(94)即铝箔片厚度变化情况见表8。
                       表8
铝箔片厚度(μm) 定影牢固度(剩余率％) 涂抹情况 耐热片温度(℃)   评价
    无4070100150 ◎(91.0)◎(90.3)○(85.3)△(78.2)×(69.5) ×○○○◎     123115113109104     BAAABC
定影牢固度：◎剩余率达90％或更高
        ○剩余率达80％或更高
        △剩余率达70％或更高
        ×剩余率低于70％涂抹情况：  ○不涂抹
        △基本上不涂抹
        ×涂抹评价：      AA极好
        A 好
        B 有时不好
        C 不好
不用铝箔片，图像涂抹严重且PTFE片温度高达123℃。铝箔片厚为150μm时，虽然无图像涂抹但是定影牢固度降到69.5％。可见耐热片(74)的金属箔片(94)的合适厚度为100μm或更小，更优选的厚度为40-70μm。
本实施例中的耐热片(74)是一种具有良好模具润滑性、平滑、耐热的合成树脂材料，即是一带有100μm厚玻璃纤维基底的PTFE片。但是由于PTFE的导热率低达0.2kcal/m·h·℃，在耐热片(74)下插入金属箔片(94)以降低耐热片(74)温度避免图像涂抹。不同金属箔片而用一些导热性好的(比PTFE提高700倍)材料和耐热片(74)的PTFE混合，做同样试验，结果列于表9。所述的导热性好的材料包括石墨、铜、碳、氮化硼等。
                       表9
混合在耐热片中的材料 定影牢固度 图像涂抹情况   耐热片温度(℃)   评价
    无C2％C5％BN2％BN5％MO2％Gf2％ ○○○○○○○ ×○○○○○○     123116114117116116113     BAAAAAA
定影牢固度：  ○：80％或更高图像涂抹情况：○：不涂抹
          ×：偶尔涂抹评价：        A： 好
          B： 有时不好
可见，将耐热片中掺入有良好导热性的材料后，耐热片的温度降低了，不仅图像的涂抹得以避免，而且打印的质量也好了。因此掺入具有良好导热性的材料，不仅保证了良好的定影牢固性而且避免了双面打印时容易出现的卡纸，图像涂抹等问题。
通过上述的说明，可见本发明中可以通过不同的解决方式解决同一问题。方式不同不是对发明范畴和实质的偏离。对本领域的技术人员来说显而易见的各种限定包括在下面的权利要求书中。

Claims (25)

1.一种将记录介质上的未定影调色剂图像定影的定影装置，包括：
一定影辊
一弹性材料制得的压件，所述的压件被一均匀压力压在所述定影辊圆柱外表面上，和
一带玻璃纤维制的衬底的耐热片，所述的耐热片位于所述的压件上并与所述定影辊相接触；
一固定压件的压件固定台；
所述压件固定台有一较高面和一较低面，所述的较高面位于送纸方向的上游面，比较低面高出所述压件和所述耐热片的厚度之和；所述耐热片在送纸方向上的宽度比所述压件宽，而且所述耐热片宽出部分固定在所述压件固定台相对于所述压件同一方向的上游端；
一记录介质，所述的定影辊旋转时，该记录介质通过所述的定影辊和所述的耐热片的交界面。
2.权利要求1所述的定影装置，其中所述耐热片的玻璃纤维衬底有一具有良好模具润滑性和耐热性能的含氟树脂涂层。
3.权利要求2所述的定影装置，其中所述的含氟树脂是聚四氟乙烯一含氟代烷基乙烯醚共聚物和聚四氟乙烯树脂中的一种。
4.权利要求1所述的定影装置，其中所述耐热片的玻璃纤维衬底被一种具有良好模具润滑性和耐热性的含氟树脂浸渍。
5.权利要求4所述的定影装置，其中所述的含氟树脂为聚四氟乙烯一氟代烷基乙烯醚共聚物和聚四氟乙烯树脂中的一种。
6.权利要求1所述的定影装置，其中记录介质和所述的定影辊间的摩擦系数比和所述的耐热片的摩擦系数大。
7.权利要求6所述的定影装置，其中所述的耐热片需满足下式所定关系：
          F2，F2′＞F3＞F1其中F1为所述定影辊和调色剂间的表面张力，F2为记录材料朝向定影辊一面和调色剂间的表面张力，F2′为记录材料朝向耐热片一面和调色剂间的表面张力，F3为所述耐热片和调色剂间的表面张力。
8.权利要求7所述的定影装置，其中所述定影辊的送纸力不大于300gf，送纸力是指所述定影辊旋转时使送纸动作停止而加的力，减少该力，直至送纸动作恢复时测得的值。
9.权利要求1所述的定影装置，其中所述的耐热片在送纸方向上与所述压件一样宽。
10.权利要求9所述的定影装置还包括一个有较高面和较低面的压件固定台，所述的较高面是指送纸方向的上游面，比较低面高所述的压件和耐热片的厚度和
压件的表面固定于较低的面靠近较低面和较高面边界附近，相对于压件贴住耐热片的一面来说是成层的。
11.权利要求1所述的定影装置，其中所述的耐热片与所述的压件不固定在一起。
12.权利要求1所述的定影装置，其中所述压件固定台的所述的较高面上形成耐热片厚度的台阶，其中所述的耐热片平滑地固定于所述的水平部分上；
所述压件的表面相对于所述压件贴住所述耐热片一面来说是成层的，固定在较低面上靠近所述较低面和较高面的边界。
13.权利要求1所述的定影装置，其中所述定影辊压在所述压件上的压力在1000-1400gf之间。
14.权利要求1所述的定影装置，其中所述的压件是用硬度超过20°(ASKER C)的弹性泡沫材料制成。
15.权利要求14中的定影装置，其中所述的弹性材料是硅橡胶海绵。
16.权利要求1所述的定影装置，其中所述压件固定台的所述的较高面以下述方式水平调整，当所述的耐热片固定于较平部分后，较平部分的上游端比所述耐热片上游侧尾端高；
压件的表面相对于所述压件贴在所述耐热片一面来说成层，且固定于较低面靠近所述的较高面和较低面边界。
17.权利要求1所述的定影装置，其中所述的压件相对于所术定影辊位置设定应满足下式所示关系：
          0°＜θ＜20°其中θ为所述定影辊中心到所述压件法线和所述定影辊中心到压件的送纸方向尾端的连线的夹角。
18.权利要求17所述的定影装置，其中以所述的法线到所述压件送纸方向下游尾端的最短距离不小于0.5mm。
19.权利要求1所述的定影装置还包括一插入所述耐热片和压件之间的金属箔片。
20.权利要求19所述的定影装置，其中所述的金属箔片为铝片或铜片。
21.权利要求20所述的定影装置，其中所述的铝片厚度不大于100μm。
22.权利要求20所述的定影装置，其中所述铝片的厚度为40-70μm。
23.权利要求1所述的定影装置，其中所述的耐热片包括一些比玻璃纤维导热性好的材料。
24.权利要求23所述的定影装置，其中所述的具有良好导热性的材料为碳、铜、石墨、氮化硼中的一种。
25.制造带粘合剂的、以玻璃纤维为基材的耐热片的方法，包括：
第一步，在一箔片的一面上将粘合剂涂在送纸方向二倍于耐热片宽度的条区内两倍于固定耐热片的粘合剂宽度的带状区内；
第二步，在与带区宽成直角的方向上裁开箔片使得每张的一半设有粘合剂。
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