定影設備和圖像形成裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種定影設備和圖像形成裝置，所述定影設備包括：定影旋轉體，該定影旋轉體對記錄介質和粒徑為4.5μm以下且軟化點為100°C以上125°C以下的色調劑進行加熱和加壓，以將所述色調劑定影在所述記錄介質上；加熱單元，該加熱單元對所述定影旋轉體進行加熱；以及加壓單元，通過由該加壓單元和所述定影旋轉體形成的接觸部分夾持所述色調劑和所述記錄介質來對所述色調劑和所述記錄介質進行加壓，其中所述接觸部分中的最大壓力為2.9×105[Pa]以上，所述接觸部分沿所述記錄介質的移動方向的寬度為10[mm]以上，并且所述接觸部分中的所述色調劑的加熱時間為20[msec]以上。
【專利說明】定影設備和圖像形成裝置【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及定影設備和圖像形成裝置。
【背景技術】
[0002]JP-A-2004-279702 (專利文獻I)公開了一種定影設備，該定影設備具有按壓和切換機構單元，用于在正常模式和密封模式下相對于加熱輥切換第一加壓輥和第二加壓輥的每單位面積的壓力。在密封模式下，使相對于加熱輥的第一加壓輥和第二加壓輥的每單位面積的壓力小于正常模式下的每單位面積的壓力。 [0003]JP-A-2002-031921 (專利文獻2)公開了一種圖像形成裝置，在該圖像形成裝置中，輸出圖像光澤度檢測機構檢測在定影設備和排出單元之間的記錄介質上定影的顯影劑圖像的表面的光澤度。然后，CPU根據這個輸出圖像光澤度的檢測結果在圖像形成期間改變由顯影劑圖像形成機構形成的點的面積。
[0004]JP-A-2010-145620 (專利文獻3)公開了一種定影設備，在該定影設備中，在加壓輥和加熱輥的后續階段中，傳送輥對設置在距離咬合區的距離等于或小于記錄介質在其傳送方向上的長度。驅動傳送輥對，使得其外周表面的線速度變得比加壓輥和加熱輥外周表面的線速度快。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種定影設備和圖像形成裝置，其可以防止在定影粒徑為
4.5 μ m以下的色調劑時定影之后的色調劑圖像的光澤度對定影旋轉體的溫度變化的可調范圍變窄。
[0006]根據本發明的第一方面，提供了一種定影設備，所述定影設備包括:定影旋轉體，其對記錄介質和粒徑為4.5[ μπι]以下且軟化點為100[° C]以上125[° C]以下的色調劑進行加熱和加壓，以將所述色調劑定影在所述記錄介質上；加熱單元，其對所述定影旋轉體進行加熱；以及加壓單元，通過由其和所述定影旋轉體形成的接觸部分夾持所述色調劑和所述記錄介質來對所述色調劑和所述記錄介質進行加壓，其中所述接觸部分中的最大壓力為2.9X105[Pa]以上，所述接觸部分沿所述記錄介質的移動方向的寬度為10[mm]以上，并且所述接觸部分中的所述色調劑的加熱時間為20[mSec]以上。
[0007]根據本發明的第二方面，在根據第一方面的定影設備中，所述定影旋轉體可以是環形帶，在所述定影旋轉體內，在與所述接觸部分對應的位置，設置有接收所述加壓單元的壓力并支承所述定影旋轉體的支承構件，并且所述支承構件的位于所述記錄介質的傳送方向的下游側并且供所述定影旋轉體纏繞的那一部分可以具有6_以下的曲率半徑。
[0008]根據本發明的第三方面，提供了一種圖像形成裝置，所述圖像形成裝置包括:圖像形成部分，其利用色調劑使保持潛像的圖像保持構件的潛像顯影以形成色調劑圖像，并且將所述色調劑圖像轉印到記錄介質以形成圖像；以及根據第一方面或第二方面所述的定影設備，其將所述圖像形成部分中形成的所述色調劑圖像定影到記錄介質上。[0009]根據本發明的第一方面，與其中定影旋轉體和加壓單元之間的接觸部分中的最大壓力低于2.9 X IO5 [Pa]，接觸部分沿記錄介質的移動方向的寬度短于10 [mm]，并且接觸部分中的色調劑的加熱時間短于20[mSec]的情況相比，可以防止在定影粒徑為4.5μπι以下的色調劑時定影之后的色調劑圖像的光澤度對定影旋轉體的溫度變化的可調范圍變窄。
[0010]根據本發明的第二方面，與其中硬度和曲率半徑不滿足以上條件的情況相比，可以增強記錄介質脫離定影旋轉體的剝離能力。
[0011]根據本發明的第三方面，與其中定影旋轉體和加壓單元之間的接觸部分中的最大壓力低于2.9 X IO5 [Pa]，接觸部分沿記錄介質的移動方向的寬度短于10 [mm]，并且接觸部分中的色調劑的加熱時間短于20[msec]的情況相比，可以容易地控制圖像的光澤。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]將基于下面的附圖詳細地描述本發明的示例性實施方式，其中:
[0013]圖1是示出涉及第一示例性實施方式的圖像形成裝置的整體構造的示意圖；
[0014]圖2是示出涉及第一示例性實施方式的圖像形成部分的構造的示意圖；
[0015]圖3是示出涉及第一示例性實施方式的色調劑圖像形成部分的構造的示意圖；
[0016]圖4是示出涉及第一示例性實施方式的定影設備的構造的示意圖；
[0017]圖5是示出通過涉及第一示例性實施方式的定影設備中的位置切換機構使加壓輥與定影帶接觸的接觸狀態的示意圖；
[0018]圖6A是示出涉及第一示例性實施方式的記錄紙上的色調劑的填充狀態和色調劑高度的示意圖，并且圖6B是示出涉及比較例的記錄紙上的色調劑的填充狀態和色調劑高度的不意圖；
[0019]圖7是示出涉及第一示例性實施方式的定影咬合部出口側的墊構件和定影帶的曲率半徑的示意圖；
[0020]圖8是示出涉及第一示例性實施方式的定影設備中當加熱時間改變時最低定影溫度的改變的曲線圖；
[0021]圖9是示出涉及第一示例性實施方式的定影設備中當定影咬合部的表面壓力改變時最低定影溫度的改變的曲線圖；
[0022]圖10是示出定影溫度的可調范圍和可調光澤度范圍之間的關系的示意圖；
[0023]圖11是示出在涉及第一示例性實施方式的定影設備中當設置條件I和條件2時定影溫度的可調范圍和可調關澤度范圍之間的關系的曲線圖；
[0024]圖12是示出涉及第二示例性實施方式的定影設備的構造的示意圖；以及
[0025]圖13是示出涉及第二示例性實施方式的定影咬合部出口側的墊構件和定影帶的曲率半徑的示意圖。
【具體實施方式】
[0026]第一不例性實施方式
[0027]下面，將參照附圖描述本發明的第一示例性實施方式的例子。首先將描述圖像形成裝置的整體構造和操作，接著將描述定影設備的構造和操作，并且接著將描述本示例性實施方式的主要部分。另外，在下面的描述中，圖1中由箭頭H示出的方向被定義為設備高度方向，并且圖1中由箭頭W示出的方向被定義為設備寬度方向。另外，分別與設備高度方向和設備寬度方向正交的方向(用D示出)被定義為設備深度方向。
[0028]圖像形成設備的整體構造
[0029]如圖1中所示，圖像形成裝置10被構造為包括:圖像形成部分12，圖像形成部分12通過電子照相方法在作為記錄介質例子的記錄紙P上形成圖像；介質傳送部分50，介質傳送部分50傳送記錄紙P ；以及后期處理部分60，后期處理部分60對在其上形成圖像的記錄紙P執行后期處理等。此外，圖像形成裝置10被構造為包括:控制器70，控制器70對以上各個部分執行控制；以及電源部分80，電源部分80向包括控制器70的以上各個部分提供電功率。
[0030]圖像形成部分的構造
[0031]如圖2中所示，圖像形成部分12被構造為包括:色調劑圖像形成部分20，色調劑圖像形成部分20形成色調劑圖像；轉印設備30，轉印設備30將由色調劑圖像形成部分20形成的圖像轉印至記錄紙P ;以及定影設備100，定影設備100在記錄紙P上定影被轉印至記錄紙P的色調劑圖像。色調劑形成部分20被構造為包括作為保持潛像(靜電潛像)的圖像保持構件例子的感光體21、充電器22、曝光設備23、顯影設備24和清潔設備25。由此，圖像形成部分12用色調劑顯影感光體21上的潛像，并且將色調劑圖像轉印到記錄紙P以形成圖像。
[0032]另外，設置多個色調劑圖像形成部分20，使得針對每種顏色形成色調劑圖像。在本示例性實施方式中，提供針對第一特定顏色(V)、第二特定顏色(W)、黃色(Y)、紫紅色(M)、青色(C)和黑色(K)總共6種顏色的色調劑形成部分20。圖1中示出的(V)、(W)、(Y)、(M)、(C)和(K)代表以上各種顏色。轉印設備30將來自轉印帶31的與6種顏色等同的色調劑圖像轉印至轉印咬合部NT中的記錄紙P，與6種顏色等同的色調劑圖像彼此疊加并且被初步轉印至所述轉印帶31。
[0033]感光體
[0034]感光體21被形成為圓柱形并且通過未示出的驅動單元被繞著其自身的軸旋轉地驅動。在感光體21的外周表面上形成作為例子的具有負充電極性的感光層(未示出)。另夕卜，可以采用其中在感光體21的外周表面上形成保護層的構造。沿著平面圖中的裝置寬度方向并排線性地布置用于各種顏色的感光體21。
[0035]充電器
[0036]充電器22對感光體21的外周表面(感光層)充電,使其具有負極性。在本不例性實施方式中，電暈放電類型(非接觸充電類型)的柵格電暈管充電器被用作充電器22。
[0037]曝光設備
[0038]曝光設備23在感光體21的外周表面上形成靜電潛像。具體地，根據從構成控制器70的圖像信號處理部分(未示出)接收的圖像數據，將經調制的曝光光線L (參照圖3)照射至由充電器22充電的感光體21的外周表面。通過由曝光設備23照射曝光光線L，在感光體21的外周表面上形成靜電潛像。在本示例性實施方式中，曝光設備23被構造用于在包括多棱鏡和F Θ透鏡的光掃描單兀(光學系統)用從光源照射的光束執行掃描的同時,曝光感光體21的表面。另外，在本示例性實施方式中，針對每種顏色提供曝光設備23。
[0039]顯影設備[0040]顯影設備24用包含色調劑T的顯影劑G顯影在感光體21的外周表面上形成的靜電潛像，從而在感光體21的外周表面上形成色調劑圖像。盡管省略了細節，但顯影設備24被構造為至少包括含有顯影劑G的容器24A (參照圖3)和在旋轉顯影劑G的同時向感光體21提供容器24A中含有的顯影劑G的顯影輥24B(參照圖3)。用于補充顯影劑G的色調劑盒27通過未示出的補充通道連接至容器24A。用于各種顏色的色調劑盒27在平面圖中的裝置寬度方向上并排布置在感光體21和曝光設備23之上，并且是能夠單獨更換的。
[0041]色調劑
[0042]色調劑的粒徑為4.5[ μπι]以下。另外，本示例性實施方式中的色調劑T的粒徑為下面將描述的體積平均粒徑D50v。在本示例性實施方式中，舉例來說，色調劑T的粒徑為3.8[μπι]，并且其軟化點為109[° C]。另外，色調劑T的軟化點優選地為100[° C]以上125[° C]以下。這里，使用CFT500 (由島津公司(Shimadzu Corp.)制造)流量測試計，將在骰子孔的直徑為0.5 [mm]，加壓負載為0.98 [MPa]并且加熱速率為I [° C/min]的狀況下測得的1/2下降溫度(當使色調劑樣本融化并流出時，等同于從流出起始點到結束點的高度的1/2)用作色調劑T的軟化點。
[0043]詳細地，色調劑T被構造為包括(例如)含有粘結劑樹脂的色調劑顆粒、著色劑，和其它添加劑例如防粘劑(如果需要)以及外部添加劑(如果需要)。另外，在本示例性實施方式中，使用兩種成份的顯影劑作為例子，其中顯影劑G包含色調劑T和載體(未示出)。然而，因為載體在顯影步驟中被回收并且在定影步驟中不使用，所以省略了對載體的描述。
[0044]粘結劑樹脂的例子不受具體的限制，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)、單烯烴(例如，乙烯、丙烯、丁烯、異戍二烯等)、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-亞甲基脂肪族單羧酸酯(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、乙烯異丙烯酮等)以及通過共聚二羧酸和二元醇獲得的聚酯樹脂。
[0045]具體地，粘結劑樹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-馬萊酸酐共聚物、聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂等。另外，粘結劑樹脂的代表性例子還包括聚氨酯、環氧樹脂、硅樹脂、聚酰胺、改性松香、固體石蠟等。
[0046]著色劑的代表性例子包括磁粉(例如，磁體和鐵氧體等)、炭黑、苯胺藍、卡口油藍(Calco Oil Blue)、鉻黃、群青藍、杜邦油紅(Du Pont oil red)、喹啉黃、氯亞甲基藍、苯二甲基藍、草酸孔雀石綠、燈黑、玫瑰紅、C.1.顏料紅48: 1、C.1.顏料紅122、C.1.顏料紅57:1、C.1.顏料黃97、C.1.顏料黃17、C.1.顏料藍15:1、C.1.顏料藍15:3等。
[0047]其它添加劑的例子包括防粘劑、磁性物質、充電控制劑、無機粉末等。防粘劑的例子包括烴基蠟；天然蠟例如巴西棕櫚蠟、米蠟和淡紫色嵌體蠟；合成或基于礦物/石油的蠟例如褐煤蠟；以及基于酯的蠟例如脂肪酸酯和單酸酯，但不限于這些。
[0048]接下來，將描述色調劑T (色調劑顆粒)的特性。色調劑T的平均形狀因子(通過形狀因子表示的形狀因子的數量平均值= (ml2/a) X U/4) X100，其中，ML表示顆粒的最大長度并且A表示顆粒的投影面積)優選為100以上150以下，更優選為105以上145以下，并且最優選為110以上140以下。另外，如已描述的，優選地使色調劑T的粒徑(體積平均粒徑D50v)為4.0[μπι]以下。
[0049]作為測量色調劑T的體積平均粒徑D50v的方法，首先將0.5 [mg]以上50 [mg]以下的測量樣本加入2[ml]的水溶液中并用重量百分比為5[%]的表面活性劑(優選地，烷基苯磺酸鈉)作為分散劑，并且將其加入100 [ml]以上150 [ml]以下的電解液中。通過超聲分散單元在大約I分鐘內對其中懸浮了這個測量樣本的電解液執行分散處理，并且通過庫爾特Multisizer II型(由貝克曼庫爾特公司(Beckman Coulter, Inc.)制造)使用孔徑為100 [μπι]的孔，測量粒徑范圍為2.0[ μπι]以上60 [μπι]以下的顆粒的粒度分布。將被測量的顆粒的數量為50，000個。相對于基于所獲得的粒度分布而劃分的粒度范圍(通道)從小的粒徑側減去體積的累計分布，并將50%累計的粒徑定義為體積平均粒徑D50v。
[0050]外部添加劑的例子包括無機顆粒，并且無機顆粒的例子包括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，在本示例性實施方式中，舉例來說，在色調劑T中，重量平均分子量變成11000，數量平均分子量變成3500，并且鋁交聯量(色調劑T中的鋁離子量)變成0.03 [kcps](千計數/秒)數量平均分子量優選在1.0X IO3以上5.0X IO4以下的范圍內，并且重量平均分子量優選在7.0X103以上5.0X105以下的范圍內。軟化點約為109[° C]的色調劑是其中鋁交聯量為0.03[kcps]的低粘彈性色調劑，軟化點約為115[° C]的色調劑是其中鋁交聯量為0.l[kcps]的中等粘彈性色調劑，軟化點約為125 [° C]的色調劑是其中鋁交聯量為0.14 [kcps]的高粘彈性色調劑。
[0052]使用由日本理學株式會社(Rigaku Corp.)制造的X_射線熒光光譜儀(ZSXprimusll)測量鋁交聯量。用于測量的各個樣本是通過對0.13[g]樣本加壓使其成型而得到的。另外，測量條件如下。
[0053]管電壓:60[kV]
[0054]管電流:150[mA]
[0055]測量時間:40[sec]
[0056]這里，盡管色調劑T的粘彈性特性被描述作為在用如已經描述的軟化點取代后的本示例性實施方式中的例子，但可以執行動態粘彈性溫度依賴性測量并且在tan δ最大時進行管理。tan δ (tan δ:動態粘彈性的動態損耗正切)由G’ ’ /G’定義，其中，通過動態粘彈性溫度依賴性測量得到存儲彈性模量G’和損耗彈性模量G’’。這里，G’是相對于變形器件的失真而產生的應力的關系中彈性模量的彈性響應分量，并且存儲相對于變形功的能量。彈性模量的粘彈性分量是G’’。另外，由G’’/G’定義的tan δ是相對于變形功的能量的損耗或存儲的程度的標記。
[0057]可以使用例如旋轉板型電流計(TA儀器公司制造的ARES)測量存儲彈性模量G’和損耗彈性模量G’ ’。作為測量的例子，使用電流計(由流變科學公司制造的ARES電流計)，并且使用平行板在I [Hz]頻率的條件下執行升溫測量。在大約120 [° C]至140[° C]的溫度下，執行設置，并且冷卻至室溫。然后，以1[° C/min]的加熱速率進行加熱，并且每I [° C]測量升溫期間的存儲彈性模量G’、損耗彈性模量G’ ’和tan δ。
[0058]記錄紙[0059]作為記錄紙P,使用其中通過紙衆造紙專業日本技術協會(Japan TechnicalAssociation of the Pulp and Paper Industry)的造紙紙衆測試方法 N0.5-2:2000 (紙和紙板:光滑度和透氣度測試方法)測得的光滑度[sec]為2000[SeC]以下的記錄紙作為例子。
[0060]光澤度
[0061]本示例性實施方式中的光澤度是指通過記錄紙P上定影色調劑圖像(色調劑T)并且在JISK5600-4-7 (JIS Z8741)的60[° ]對這個色調劑圖像執行測量而得到的光澤度。舉例來說，使用由BYK-Gardner制造的型號4430micro-TR1-gloss作為測量儀器。
[0062]色調劑和關澤度之間的關系
[0063]如圖6A和圖6B中所示，本示例性實施方式的色調劑顆粒TA的粒徑被設置成dl(=3.8[μ m])，并且作為比較例，粒徑比本示例性實施方式的色調劑顆粒TA大的相關技術的色調劑顆粒TB的粒徑被設置成d2 (舉例來說，5.8 [ μ m])。在使比較例的色調劑顆粒TB小并且成為本示例性實施方式的色調劑顆粒TA的情況下，顏料的總量減小并且色域(顏色再現區)變窄。因此，必須將顏料增加5.8/3.8倍。
[0064]然而，如果色調劑T中的顏料百分比升高，則色調劑的粘彈性增加(變硬)，并且色調劑變得難以在相關技術的定影溫度下融化。出于這個原因，如果在相關技術的定影條件(包括溫度、壓力和加熱時間)下執行定影，光澤度將降低。這里，盡管提到改變色調劑T的鋁交聯量和分子量作為使降低的光澤度增加的手段之一，但改變色調劑T的鋁交聯量和分子量需要修改各種定影條件，并不簡單。
[0065]另外，如果色調劑T的粒徑減小，則堆積高度(層厚度)減小。然而，如果在這種狀態下壓力作用于色調劑T，則色調劑容易受記錄紙P的基底影響，并且光澤度的敏感度將升高。出于這些原因，在本示例性實施方式中，通過指定下面將描述的定影設備100 (參照圖1)的構造，防止混合之后色調劑T的光澤(光澤度)的可調范圍變窄。
[0066]清潔設備
[0067]如圖3中所示，清潔設備25包括刮刀25A，刮刀25A從感光體21的表面上刮掉向轉印設備30轉印色調劑圖像之后在感光體21 (參照圖2)的表面上殘留的色調劑T。盡管示出有所省略，但清潔設備25被構造為還包括回收由刮刀25A刮掉的色調劑T的殼體以及將殼體內的色調劑T傳送至廢料色調劑盒的傳送設備。
[0068]轉印設備
[0069]如圖2中所示，轉印設備30在轉印帶31上疊加各種顏色的感光體21的色調劑圖像，主要是轉印已疊加的色調劑圖像，其次是向記錄紙P轉印已疊加的色調劑圖像。
[0070]具體地，轉印帶31形成環形形狀，并且纏繞多個輥32，從而確定其姿態。在本示例性實施方式中，轉印帶31適于采用在平面圖中的設備寬度方向上伸長的倒鈍角三角形的姿態。在多個輥32之中，輥32D用作驅動輥，由所述驅動輥通過未示出的電機的功率使轉印帶31在箭頭A的方向上循環運行。另外，輥32T用作向轉印帶31施加張力的張力施加輥。輥32B用作次傳送輥34的對向輥。
[0071]此外，轉印帶31在以上述姿態在裝置寬度方向上延伸的上側部分變成從下面與各種顏色的感光體21接觸，并且在從主轉印輥33施加轉印偏壓的情況下轉印各個感光體21的圖像。另外，轉印帶31使次轉印輥34在形成鈍角的較低端側的頂部部分與之接觸，以形成轉印咬合部NT，并且從次轉印輥34接收所施加的轉印偏壓，以向經過轉印咬合部NT的記錄紙P轉印色調劑圖像。
[0072]定影設備
[0073]定影設備100在色調劑圖像已在轉印設備30中被轉印至其的記錄紙P上定影色調劑圖像。在本示例性實施方式中，定影設備100被構造用于對在下面將描述的定影咬合部NF中的色調劑圖像加壓并加熱，從而在記錄紙P上定影色調劑圖像。另外，下面將描述定影設備100的細節。
[0074]介質傳送部分
[0075]如在圖1中示出的，介質傳送部分50被構造為包括向圖像形成部分12提供記錄紙P的介質提供部分52以及排出其上形成圖像的記錄紙P的介質排出部分54。另外，介質傳送部分50被構造為包括當記錄紙P的兩面上均形成圖像時使用的介質返回部分56以及將記錄紙P從轉印設備30傳送至定影設備100的中間傳輸部分58。
[0076]介質提供部分52適于與轉印時序一致地向圖像形成部分12的轉印咬合部NT —張接一張地提供記錄紙P。介質排出部分54適于向裝置外部排出定影設備100中色調劑圖像被定影在其上的記錄紙P (在其上形成圖像)。當已在一個表面上定影色調劑圖像的記錄紙P的另一表面上形成圖像時，介質返回部分56翻轉記錄紙P的正反，并且將記錄紙返回至圖像形成部分12 (介質提供部分52)。
[0077]后期處理部分
[0078]后期處理部分60被構造為包括:介質冷卻部分64，介質冷卻部分64冷卻在圖像形成部分12中在其上形成圖像的記錄紙P ;校正設備64，校正設備64校正記錄紙P的彎曲；以及圖像檢查部分66，圖像檢查部分66檢查記錄紙P上形成的圖像。介質冷卻部分62、校正設備64和圖像檢查部分66在介質排出部分54中的記錄紙P的排出方向上按照從上游側開始的次序布置，并且通過介質排出部分54在排出步驟中對記錄紙P執行以上后期處理。
[0079]圖像形成操作
[0080]接下來，將描述圖像形成裝置10針對記錄紙P的圖像形成步驟及其后期處理步驟的要點。
[0081]如圖1中所示，已接收圖像形成指令的控制器70操作色調劑圖像形成部分20、轉印設備30和定影設備100。因此，感光體21和顯影輥24B (參照圖3)旋轉，并且轉印帶31循環運行。另外，下面將描述的加壓輥106旋轉，并且定影帶112循環運行。此外，控制器70與此操作同步地操作介質傳送部分50等。
[0082]由此，在各種顏色的感光體21正在旋轉的同時，由充電器22對其充電。另外，控制器70向各個曝光設備23發送已在圖像信號處理部分中經過圖像處理的圖像數據。各個曝光設備23根據圖像數據發射曝光光線L，并且將各個被充電的感光體21曝光于曝光光線。然后，在各個感光體21的外周表面上形成靜電潛像。用從顯影設備24提供的顯影劑(色調劑)顯影在各個感光體21上形成的靜電潛像。由此，在各種顏色的感光體21上形成第一特定顏色(V)、第二特定顏色(W)、黃色(Y)、紫紅色(M)、青色(C)和黑色(K)之中對應顏色的色調劑圖像。
[0083]通過各種顏色的主轉印輥33施加轉印偏壓，將各種顏色的感光體21上形成的各種顏色的色調劑圖像順序轉印至循環運行的轉印帶31。由此，在轉印帶31上形成其中與6種顏色等同的色調劑圖像被疊加的疊加色調劑圖像。通過轉印帶31的循環運行，將疊加色調劑圖像轉印至轉印咬合部NT。與疊加色調劑圖像的轉印一致地，通過介質提供部分52向轉印咬合部NT提供記錄紙P。然后，隨著向轉印咬合部NT施加轉印偏壓，疊加色調劑圖像被從轉印帶31轉印至記錄紙P。
[0084]在正被負壓抽吸的同時，中間傳送部分58將色調劑圖像已被轉印至其的記錄紙P從轉印設備30的轉印咬合部NT朝向定影設備100的定影咬合部NF傳送。定影設備100向經過定影咬合部NF的記錄紙P施加熱和壓力(定影能量)。由此，轉印至記錄紙P的色調劑圖像被定影在記錄紙P上。
[0085]在正被介質排出部分54朝向裝置外部的排出介質接收部分傳輸的同時，從定影設備100排出的記錄紙P接受后期處理部分60進行的處理。具體地，首先，在介質冷卻部分62中冷卻通過定影步驟加熱的記錄紙P。接著，通過校正設備64校正記錄紙P的彎曲。此外，至于在記錄紙P上定影的色調劑圖像，由圖像檢查部分66檢測是否存在色調劑集中缺陷、圖像缺陷、圖像位置缺陷等或這些缺陷的程度。然后，記錄紙P被傳送至介質排出部分54。
[0086]另一方面，在未在其上形成圖像的記錄紙P的無圖像表面上形成圖像的情況下(在雙面印刷的情況下)，控制器70在記錄紙P經過圖像檢查部分66之后將其傳送路徑從介質排出部分54切換到介質返回部分56。由此，記錄紙P的正反被翻轉，并且其被送入介質提供部分52。用與針對以上表面的圖像形成步驟相同的步驟，在記錄紙P的后表面上形成(定影)圖像。這張記錄紙P經過與針對以上表面的形成圖像之后的后期處理步驟相同的處理，并且被介質排出部分54排出至裝置的外部。
[0087]主要部件的構造
[0088]如圖4中所示，定影設備100被構造為包括:定影帶模塊102，定影帶模塊102具有作為定影旋轉體的例子的定影帶112，定影旋轉體在對色調劑加壓的同時加熱色調劑和記錄紙P，并且將色調劑定影在記錄紙P上；鹵素燈105、108和122，鹵素燈105、108和122作為加熱定影帶112的加熱單元的例子；和加壓輥106，加壓輥106作為加壓單元的例子，其和定影帶112 —起夾住色調劑T和記錄紙P并對其加壓。在定影帶112外部設置外部輥104。
[0089]另外，在定影設備100中，定影帶112和加壓輥106彼此接觸，并且形成作為接觸部件例子的定影咬合部NF。定影咬合部NF中從入口到出口的寬度是Wl (參照圖5)。另夕卜，本示例性實施方式中的定影咬合部NF的寬度Wl是指從其中壓力為0[Pa]的入口側的位置經過其中壓力變成最大壓力的位置再到其中壓力變成O [Pa]的出口側的位置的距離。
[0090]此外，定影設備100在設備深度方向上伸長，并且被構造成，在定影帶112內，在與定影咬合部NF對應的位置包括:作為支承構件例子的墊構件114，其接收加壓輥106的壓力并且支承定影帶112 ;剝離墊機構109，其用于從定影帶112剝離已經過定影咬合部NF的記錄紙P的頂端；以及切換機構(參照圖5)，其向墊構件114施加壓力。定影帶模塊102包括定影帶112、墊構件114和多個輥116，這多個輥116的旋轉軸方向分別為裝置深度方向。
[0091]定影帶112形成環形(環狀)形狀，其朝向與記錄紙P的傳送方向正交的裝置深度方向的兩側開口。雖然省略了定影帶112的圖示，但是舉例來說，定影帶被構造為使得由硅橡膠制成的厚度為450 [ μ m]的彈性層(中間層)形成在由聚酰亞胺制成的厚度為80[ μ m]的基體材料上，并且厚度為30 [μπι]的基于氟樹脂的防粘層形成在彈性層上。因為彈性層(中間層)優選為190[μπι]以上600[μπι]以下，所以定影帶112的總厚度變成300[μπι]以上710[μπι]以下。定影帶112采取繞著墊構件114、多個輥116和外部輥104纏繞并確定的姿態，并且在保持姿態的同時，在圖4所示的箭頭R的方向上(在沿著姿態的循環軌跡上)循環運行。
[0092]墊構件114被布置在定影帶112內部，并且被構造為包括主體114Α和墊114Β，墊114Β被固定至主體114Α的下表面并且變成與定影帶112接觸。墊114Β的位于定影帶112那一側的表面構成咬合部形成表面114C，在該咬合部形成表面114C中，墊構件114接收來自加壓輥106的按壓(咬合)負載，從而形成如已描述的定影帶112和加壓輥106之間的定影咬合部NF。另外，墊構件114被固定至裝置框架130 (參照圖5)，并且不跟隨定影帶112的循環運行。
[0093]當從裝置深度方向觀看時，墊構件114的咬合部形成表面114C被形成為彎曲表面，該彎曲表面在加壓輥106那一側凹陷成圓拱形。憑借這種形狀，墊構件114形成定影咬合部NF，與其中支承咬合負載的輥被設置在定影帶112和加壓輥106 (而非墊構件114)之間相比，定影咬合部NF在記錄紙P的傳送方向上伸長。
[0094]盡管墊構件114的墊114Β可以由金屬或樹脂制成，如本示例性實施方式中的例子一樣，墊114Β由金屬制成。另外，像液晶聚合物之類的高硬度合成樹脂可以用作這種樹脂的例子。
[0095]滑動片材118被插入定影帶112和墊構件114的咬合部形成表面114C之間。滑動片材118的至少與定影帶112接觸的那個表面由(例如)低摩擦材料制成，例如，由氟樹脂制成。這提供了其中定影帶112周圍的摩擦阻力減小的構造。
[0096]如圖7中所示，墊構件114的位于記錄紙P的傳送方向的下游側的供定影帶112纏繞的那一部分(接觸定影帶112的那一部分)的曲率半徑Rl被設置為6[mm]以下，并且例如變成6[mm]。曲率半徑Rl的尺寸容差被設置為±500[μπι]。舉例來說，定影咬合部NF的下游端部的定影帶112的曲率半徑R2被設置為7[mm]以下。曲率半徑R2的尺寸容差被設置為±500 [μπι]。另外，滑動片材118的厚度被設置為100 [μπι]以上300 [μπι]以下，并且定影帶112的厚度被設置為400 [ μ m]以上450 [μπι]以下。
[0097]如圖4中所示，鹵素燈122被設置在墊構件114的主體114Α內。墊構件114還用作熱傳送構件，它借助咬合部形成表面114C將已從鹵素燈122輻射的熱傳送給定影帶112。
[0098]在多個輥116之中，相對于墊構件114來說，位于定影帶112的循環方向的上游側和下游側的輥116Α和116Β被用作姿態校正輥。具體地，各個輥116Α和116Β適于在定影咬合部NF之前和之后抑制定影帶112在循環方向的變化(使定影咬合部NF兩端的定影帶112的彎曲角度為鈍角)。
[0099]在多個輥116之中，與墊構件114相隔最遠的輥116C內設置有鹵素燈108，并且用作內部加熱輥，從內周側加熱定影帶112。在本示例性實施方式中，輥116C還用作轉向輥，它可以在裝置深度方向上傾斜其軸，從而在寬度方向(裝置深度方向)上調節定影帶112的位置。
[0100]舉例來說，加壓輥106被構造為使得由硅橡膠制成的彈性體層106Β涂布在由鋁制成的筒形輥體106Α的外周上。另外，盡管示出有所省略，但是在彈性體層106Β的外周上形成防粘層，所述防粘層的外周表面由膜厚度為IOOym的氟樹脂等制成。加壓輥106在未示出的驅動源的作用下旋轉，從而向定影帶112施加用于循環的驅動力。
[0101]在定影帶112的循環方向上，外部輥104被布置在墊構件114下游側的輥116Β和輥116C之間。外部輥104用作外部加熱輥，它從外周側加熱定影帶112。具體地，外部輥104向定影帶112發送已從外部輥內設置的鹵素燈105輻射的熱。另外，外部輥104在未示出的驅動源作用下旋轉，從而向定影帶112施加用于循環的驅動力。在本示例性實施方式中，加壓輥106被用作主要向定影帶112施加驅動力的主驅動輥，并且外部輥104被視為輔助驅動輥。
[0102]另外，定影帶模塊102包括加壓輥125，它從內周側對著外部輥104按壓定影帶112。加壓輥125利用彈簧127偏置產生的負載對著外部輥104按壓定影帶112。另外，定影帶模塊102與裝置框架130 (參照圖5)可一體地附連和分離，作為由定影帶112、墊構件114、各個輥116等構成的模塊。
[0103]剝離墊機構109具有剝離墊128，沿記錄紙P的傳送方向，剝離墊128被布置在定影咬合部NF的下游，并且剝離墊128的頂端接近定影咬合部NF。
[0104]加壓輥的位置切換機構
[0105]如圖5中所示，定影設備100被構造為，使得通過下面將描述的切換機構140使加壓輥106與定影帶模塊102接觸或與定影帶模塊102分離。具體地，盡管示出有所省略，但加壓輥106被構造成能夠在加壓輥與定影帶112接觸以形成定影咬合部NF的接觸位置以及加壓輥與定影帶112分離的分離位置之間切換。
[0106]定影設備100包括裝置框架130。裝置框架130被構造為包括固定框架132和相對于固定框架132移位的可移動框架134。在本示例性實施方式中，使可移動框架134能繞著軸線方向是裝置深度方向的樞軸136相對于固定框架132旋轉。
[0107]固定框架132固定地支承墊構件114，并且支承各個輥116，以便它們能繞著各自的軸旋轉。由此，定影帶模塊102被構造為，除了定影帶112的運轉以及各個輥116的旋轉運轉之外，不相對于固定框架132移位。
[0108]另一方面，由可移動框架134可旋轉地支承加壓輥106。加壓輥106被調整使得隨著可移動框架134相對于固定框架132繞著樞軸136旋轉，其位置被切換至圖5中示出的接觸位置和分離位置(未示出)中的任一個。
[0109]更具體地，可移動框架134具有負載輸入部件138,該負載輸入部件138被布置成在裝置縱向方向上隔著加壓輥106與樞軸136對置。加壓輥106適于通過施加至負載輸入部件138的向上負載而保持在接觸位置。借助墊構件114由靜止框架132支承這個保持負載。另外，如果去除負載輸入部件138的向上負載，則加壓輥106在其自身重量的作用下與可移動框架134—起繞著樞軸136向下旋轉，并且移動至分離位置側。另外，加壓輥106可以被構造成通過未示出的彈性構件的恢復力移動至分離位置側。
[0110]切換機構140被構造用于切換其中向可移動框架134的負載輸入部件138施加向上負載的狀態和其中去除此負載的狀態。在下文中，將對其進行具體描述。
[0111]切換機構140包括推臂142。與可移動框架134 —起相對于固定框架132繞著樞軸136可旋轉地支承推臂142。推臂142的另一端部142Α被布置在可移動框架134的負載輸入部件138下面，并且壓縮卷簧144被插入另一端部和負載輸入部件138之間。[0112]另外，用作凸輪從動件的軸承146的內環被固定在推臂142中，位于樞軸136和壓縮卷簧144之間。切換機構140包括凸輪148，凸輪148在變成接觸軸承146的外環的同時，從下面支承推臂142。凸輪148由固定框架132可旋轉地支承，并且由未示出的電機旋轉。
[0113]這里，在凸輪148的主軸部分變成接觸軸承146的外環的狀態下，如圖5中所示，推臂142基本呈水平姿態，并且加壓輥106被定位在接觸位置。在這種狀態下，根據壓縮卷簧144的壓縮量而定的向上負載被施加至可移動框架134的負載輸入部件138。也就是說，加壓輥106適于以預定范圍內的咬合壓力與定影帶112接觸。
[0114]另一方面，盡管示出有所省略，但在其中凸輪148的次軸部分變成與軸承146的外環接觸的狀態下，推臂142呈在另一端部142A下降的方向上傾斜的姿態，并且壓縮卷簧144的擴展受到未示出的阻擋器限制。出于這個原因，加壓輥106在其自身重量的作用下與定影帶112分離，并且從可移動框架134的負載輸入部件138去除向上負載。在這種狀態下，加壓輥106和可移動框架134適于借助推臂142和凸輪148保持在分離位置(下移動限制)。
[0115]如果對以上進行總結，在定影設備100中，根據切換機構140的凸輪148的旋轉位置，將加壓輥106相對于定影帶112的位置選擇性地切換至接觸位置和分離位置中的任一個。另外，在本示例性實施方式中，在圖像成形裝置10停止時，在預熱定影設備100時等，通過控制器70的控制，將加壓輥106定位在分離位置。另外，在定影設備100中，隨著可移動框架134的負載輸入部件138側繞著樞軸136向上旋轉，加壓輥106變成與定影帶112接觸。
[0116]在兩個輥116A和116B之中，位于定影咬合部NF處的定影帶112的循環方向上游側的輥116A被布置在定影帶112內，靠近記錄紙P至定影咬合部NF的傳送方向上游側的墊構件114。繞著輥116A纏繞的定影帶112被用作軌道，其中，通往定影咬合部NF的循環軌跡沿著記錄紙P的傳送路徑行進(接近平行)。出于這個原因，使定影咬合部NF之前和之后的定影帶112的彎曲角度(軌道)成為鈍角。
[0117]定影設備的各個參數的設置
[0118]在圖4中示出的定影設備100中，考慮到記錄紙P的傳送速度V[mm/msec (毫秒)]和加熱時間t [msec (毫秒)],將定影咬合部NF的寬度Wl (=V.t)設置成10 [mm]。然后，在改變加熱時間t (傳送速度V)的同時執行定影，并且檢查每種條件下的最低定影溫度[。C]。
[0119]另外，在沒有剝離色調劑的狀態下，如果用人的指甲擦去的定影色調劑圖像被視為“定影不差”的判定標準，最低定影溫度是變成“定影不差”的定影帶112的溫度之中的最低溫度的值。另外，將使用的記錄紙P的類型是四種紙型A、B、C和D。基本重量(紙的厚度)是紙型A〈紙型B〈紙型C〈紙型D，紙型A最薄并且紙型D最厚。
[0120]如圖8中所示，因為加熱時間較短，所以最低定影溫度升高。在最薄的紙型A中，在45[msec]的加熱時間，最低定影溫度是大約145[° C],并且在23[msec]的加熱時間，最低定影溫度升高至接近160 [° C]。另外，在最厚的紙型D中，在45[mSec]的加熱時間，最低定影溫度是大約163[° C]，并且在23[msec]的加熱時間，最低定影溫度升高至接近180 [。C]。
[0121]接著，如圖5和圖9中所示，在定影設備100中，在定影咬合部NF的寬度被設置為Wl=IO [mm]且加熱時間被設置為20 [msec]時,確認當定影咬合部NF內的表面壓力(最大壓力)改變時最低定影溫度的改變。另外，用實線示出的曲線圖GA (偏菱形圖線的逼近曲線)是其中記錄紙P是紙型A的情況，并且用雙點劃線示出的曲線圖GB是其中記錄紙P是紙型D的情況。這里，如曲線圖GA上所示，隨著表面壓力變低，最低定影溫度升高。在表面壓力為6X IO5[Pa]時，最低定影溫度為大約135 [° C]，并且在表面壓力為3X IO5[Pa]時，最低定影溫度為大約142 [° C]。
[0122]參照圖8和圖9中示出的結果，在定影設備100 (參照圖5)中，定影咬合部NF中的最大壓力被設置為2.9X105[Pa]以上。在本示例性實施方式中，舉例來說，最大壓力被設置為3.0 X IO5 [Pa]。另外，使用由Nitta公司制造的觸覺傳感器系統，測量最大壓力。
[0123]另外，在定影設備100中，定影咬合部NF沿記錄紙P的移動方向的寬度Wl被設置為10[mm]以上。在本示例性實施方式中，舉例來說，寬度Wl被設置為10[mm]。此外，在定影設備100中，定影咬合部NF中的色調劑T的加熱時間被設置為20[msec]以上。在本示例性實施方式中，舉例來說，如已描述的，加熱時間被設置為20[mSec]。
[0124]操作
[0125]接著，將描述第一示例性實施方式的操作。
[0126]定影設備的基本操作
[0127]如圖1和圖4中所示，在圖像形成部分12中針對記錄紙P進行圖像形成(轉印)的操作之前，通過來自控制器70的指令使定影設備100準備好進行操作。具體地，定影帶112通過加壓輥106和外部輥104的驅動沿著預定軌跡循環運行。另外，由于鹵素燈105、108和122產生熱，定影帶112的溫度上升至預定溫度范圍，并且被保持在此溫度范圍。定影帶112在循環運行的同時被加熱，從而使其各部件的溫度為預定范圍。
[0128]隨后，如果通過中間傳送部分58將在轉印設備30中轉印了色調劑圖像的記錄紙P引入定影咬合部NF，則在傳送記錄紙P的同時，定影設備100向記錄紙P加壓并加熱(定影能量)。由此，色調劑圖像被定影在記錄紙P上。
[0129]隨后，已經過定影咬合部NF的記錄紙P的頂端進入剝離墊機構109的剝離墊128和加壓棍106之間。具體地，定影帶112沿著墊構件114的咬合部形成表面114C在記錄紙P的傳送方向的下游端部處形成的R形(以及由下游輥116B形成的循環軌跡)循環運行，以便與記錄紙P的傳送路徑分離。出于這個原因，記錄紙P的頂端由于其剛性(恢復能力)而與定影帶112分離(未跟隨定影帶112的軌跡)，并且進入剝離墊機構109的剝離墊128和加壓輥106之間。然后，記錄紙P在被傳送時被從定影帶112剝離。以此方式從定影設備100送出記錄紙。
[0130]色調劑圖像的光澤度的可調范圍
[0131]在圖10中示意性示出定影設備100 (參照圖5)中的對于定影溫度[° C]的光澤度[%]改變的曲線圖Gl和G2。定影溫度是定影咬合部NF內的定影帶112的溫度。在曲線圖Gl中，定影咬合部NF (參照圖5)的表面壓力被設置得低，并且墊構件114的曲率半徑Rl (參照圖7)變成7[mm]以上。另一方面，在曲線圖G2中，定影咬合部NF的表面壓力被設置成高于曲線圖Gl中的表面壓力，并且墊構件114的曲率半徑Rl變成6 [mm]。另外，圖10示出定影溫度被設置為T1<T2<T3<T4并且光澤度被設置為K1〈K2〈K3。定影后的色調劑圖像中所需的最小光澤度被定義為Ki。[0132]如圖10中所示，在定影咬合部NF的表面壓力低的曲線圖Gl中，得到光澤度Kl所需的定影溫度變成T2，T2高于曲線圖G2中的定影溫度。另外，在曲線圖Gl中，曲率半徑Rl變成7[mm]以上。因此，記錄紙P的可剝離性差，并且可以不將溫度只上升至定影溫度T3(等同于大約光澤度K2)。也就是說，因為在定影咬合部NF的表面壓力低并且墊構件114的曲率半徑Rl大的曲線圖Gl的條件下，可調溫度范圍ΔΤ2(=Τ3-Τ2)變窄，可調光澤度范圍ΔΚ2 (=Κ2-Κ1)也變窄。
[0133]另一方面，在表面壓力高的曲線圖G2中，得到光澤度Kl所需的定影溫度變成Tl，Tl低于曲線圖Gl中的定影溫度。出于這個原因，可調溫度范圍ΔΤ1(=Τ3-Τ1)變成比曲線圖Gl中的可調溫度范圍寬，并且可調光澤度范圍ΔΚ1(=Κ3-Κ1)也變寬。此外，因為在曲線圖G2的設置條件下曲率半徑Rl是6 [mm]，所以記錄紙P的可剝離性優異，并且允許溫度上升至定影溫度T4 (等同于大約光澤度K4)。也就是說，可以看到，因為定影溫度的上限變高并且下限下降，所以在定影咬合部NF的表面壓力高并且墊構件114的曲率半徑Rl被設置為6 [mm]的曲線圖G2的條件下，可調溫度范圍Δ Tl+Δ T3 (=T4_T2)變寬并且可調光澤度范圍 ΔΚ1+ΔΚ3 (=Κ4-Κ1)變寬。
[0134]各個定影參數的設置
[0135]在當六種方式條件下改變加熱時間(記錄紙張P需要經過的時間)、最大表面壓力(下文中被稱為最大壓力)和定影咬合部NF中的定影咬合部寬度Wl時評價最低定影溫度的情況下的結果在表1中示出。另外，最低定影溫度是其中如果最低定影溫度變成低于其自身的溫度則出現差定影(色調劑T的一部分不再定影在記錄紙P的狀態)的溫度。另外，在表1中示出的評價結果中，O表示最低定影溫度變成160[° C]以下，并且X表示最低定影溫度超過160 [° C]。
[0136][表 I]
[0137]
【權利要求】
1.一種定影設備，該定影設備包括: 定影旋轉體，該定影旋轉體對記錄介質和粒徑為4.5 μ m以下且軟化點為100° C以上125° C以下的色調劑進行加熱和加壓，以將所述色調劑定影在所述記錄介質上； 加熱單元，該加熱單元對所述定影旋轉體進行加熱；以及 加壓單元，通過由所述加壓單元與所述定影旋轉體形成的接觸部分夾持所述色調劑和所述記錄介質來對所述色調劑和所述記錄介質進行加壓，其中所述接觸部分中的最大壓力為2.9X IO5Pa以上， 所述接觸部分沿所述記錄介質的移動方向的寬度為IOmm以上，并且 所述接觸部分中的所述色調劑的加熱時間為20msec以上。
2.根據權利要求1所述的定影設備，其中 所述定影旋轉體是環形帶， 在所述定影旋轉體內，在與所述接觸部分對應的位置，設置有接收所述加壓單元的壓力并支承所述定影旋轉體的支承構件，并且 所述支承構件的位于所述記錄介質的傳送方向的下游側并且供所述定影旋轉體纏繞的那一部分具有6_以下的曲率半徑。
3.一種圖像形成裝置，包括: 圖像形成部分，該圖像形成部分利用色調劑使保持潛像的圖像保持構件的潛像顯影以形成色調劑圖像，并將所述色調劑圖像轉印到記錄介質以形成圖像；以及 根據權利要求1或2的定影設備，該定影設備將所述圖像形成部分中形成的所述色調劑圖像定影到記錄介質上。
【文檔編號】G03G15/20GK103676570SQ201310225185
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年6月7日 優先權日:2012年9月4日
【發明者】岡林康人, 小西正孝, 栗田篤實, 飯塚章洋 申請人:富士施樂株式會社