專利名稱：定影裝置及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有定影膜和發(fā)熱裝置的定影裝置，所述定影膜具有彈性層，所述發(fā)熱裝置設(shè)置為作用于所述定影膜的非定影面；本發(fā)明還涉及使用所述定影裝置的復(fù)印機(jī)、激光打印機(jī)(以下簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)BP)、打印機(jī)、傳真機(jī)、縮微膠卷閱讀機(jī)、記錄機(jī)等圖像形成裝置。
更具體而言，涉及如下圖像形成方法中的定影裝置，即由電攝影、靜電記錄、磁記錄等適時(shí)圖像形成處理裝置，使用加熱熔融性樹脂等構(gòu)成的調(diào)色劑，由直接轉(zhuǎn)印方式或間接轉(zhuǎn)印方式，在轉(zhuǎn)印材料(紙、印刷紙、轉(zhuǎn)印片材、電攝影片材、靜電記錄片材、OHT片材、光面紙、光面膜等)表面上形成并承載對(duì)應(yīng)目標(biāo)圖像信息的未定影調(diào)色劑圖像，將所述未定影調(diào)色劑圖像加熱定影處理為在轉(zhuǎn)印材料表面上永久固定的圖像。
本發(fā)明特別涉及用于彩色圖像形成裝置中的成本低、起效時(shí)間(即升溫時(shí)間)短的彩色按需定影裝置。
背景技術(shù)：
近年來，打印機(jī)或復(fù)印機(jī)等圖像形成裝置的彩色化不斷地發(fā)展。作為這樣的彩色圖像形成裝置中使用的定影裝置，在定影部件方面，具有彈性層的熱輥定影已為人所熟知。圖4示出了使用具有這種彈性層的定影輥的定影裝置的一例。
定影裝置101如下構(gòu)成，在被溫度調(diào)整的定影輥102及加壓輥103二輥的接觸輥隙部104處，能夠使承載未定影調(diào)色劑圖像105的轉(zhuǎn)印材料P通過。
未定影調(diào)色劑圖像105通過輥隙部104時(shí)，由定影輥(以下簡(jiǎn)稱輥)102及加壓輥(以下簡(jiǎn)稱輥)103加熱、加壓，在轉(zhuǎn)印材料P上定影為完成圖像。
熱敏電阻106a、106b分別接觸輥102、103的表面，以由所述熱敏電阻106a、106b檢知的溫度為基礎(chǔ)，進(jìn)行各輥102、103的溫度調(diào)整。
另外，各輥102、103在中央具有鹵素加熱器(以下簡(jiǎn)稱加熱器)107a、107b，由所述加熱器107a、107b產(chǎn)生的輻射能量被各輥102、103內(nèi)側(cè)的鋁制內(nèi)芯金屬108a、108b吸收而加熱。
在鋁制內(nèi)芯金屬108a、108b的周圍，設(shè)置厚度2mm的由有機(jī)硅橡膠構(gòu)成的彈性層109a、109b，為了防止調(diào)色劑或紙粉等附著，再在其外側(cè)各輥102、103的表面設(shè)置涂布層110a、110b，所述涂布層涂布了PFA(四氟乙烯·全氟代烷基醚共聚物/四氟乙烯·全氟烷基乙烯醚共聚物樹脂)、PTFE(聚四氟乙烯/四氟乙烯樹脂)、FEP(四氟乙烯·六氟丙烯共聚物/四氟乙烯·六氟丙烯共聚物樹脂)等脫模性且耐熱性好的樹脂。
在輥隙部104，在作為未定影調(diào)色劑接觸的定影部件的定影輥側(cè)設(shè)置彈性層，其原因是為了盡可能均勻地定影調(diào)色劑圖像表面。但是，這樣的具有彈性層的熱輥方式定影裝置中，存在如下問題，即，熱輥?zhàn)泽w的熱容量變大，將定影輥102升溫至調(diào)色劑圖像定影優(yōu)選溫度所必須的時(shí)間(升溫時(shí)間)延長(zhǎng)。另外，定影部件的成本也增加。
作為升溫時(shí)間短的定影裝置，已知有黑白打印機(jī)等常用的膜定影方式定影裝置。這樣的膜定影裝置的一例如圖5所示。
定影裝置201中采用定影膜單元202作為加熱裝置，所述定影膜單元202如下構(gòu)成，即通過薄層定影膜203，將加熱器204推到轉(zhuǎn)印材料P上進(jìn)行加熱而構(gòu)成。
定影膜203是如下得到的，例如使用厚度50μm程度的耐熱性樹脂環(huán)膜，在其表面形成厚度10μm的脫模層(氟樹脂涂布層等)；加熱器204是在陶瓷基盤上形成電阻發(fā)熱體得到的。加熱器204連接溫度檢知裝置209，檢知加熱器204的溫度，由圖中未示出的控制裝置，將加熱器溫度溫調(diào)控制為所希望的溫度。另外，不在定影膜203上設(shè)置彈性層，以使定影膜203的熱容量變小。
205是通過轉(zhuǎn)印材料P，與定影膜單元202對(duì)向配置的加壓輥。轉(zhuǎn)印材料P上未定影的調(diào)色劑圖像105，在通過輥隙部206時(shí)，接受熱量和壓力，在轉(zhuǎn)印材料上定影為定影完成圖像。
這樣構(gòu)成的定影裝置201中，由于定影膜203的熱容量非常小，在加熱器204上投入電功率后，短時(shí)間內(nèi)就能將輥隙部206升溫為能夠定影調(diào)色劑圖像的溫度。
但是如果將使用這樣不設(shè)置彈性層的定影膜203的定影裝置201，作為彩色圖像形成裝置的定影裝置使用，由于作為定影部件的定影膜203上無彈性層，轉(zhuǎn)印材料P表面或調(diào)色劑層的有無導(dǎo)致的凹凸或調(diào)色劑層自體凹凸等不出現(xiàn)在定影膜203的表面，在凸部與凹部由定影部件施加的熱量產(chǎn)生差異。
與定影部件接觸良好的凸部處，所述定影部件熱傳導(dǎo)良好，凹部處與凸部處相比較，前者難以傳導(dǎo)由定影部件產(chǎn)生的熱量。彩色圖像方面，由于重疊多種顏色的調(diào)色劑層以產(chǎn)生混合顏色，與黑白圖像相比較，調(diào)色劑層的凹凸程度大，定影部件處在無彈性層的情況下，有時(shí)定影后圖像的光澤不均變大，圖像品質(zhì)降低；在轉(zhuǎn)印材料為OHP片材的情況下，投影定影后圖像時(shí)，有時(shí)透過性差，圖像品質(zhì)降低。
另外，如果為了使轉(zhuǎn)印材料或未定影調(diào)色劑圖像的凹凸部分都能夠較好地傳遞熱量，而在不具有彈性層的定影部件上涂布硅油等，就會(huì)產(chǎn)生如下問題，即成本變高，或定影后圖像及轉(zhuǎn)印材料沾上油。
因此，已知如下定影裝置，即通過將具有彈性層的定影膜用于如圖5所示那樣的膜定影裝置，而構(gòu)成低成本的彩色按需定影裝置。(例如，參見日本專利第3051085號(hào)公報(bào)等)但是，目前的定影裝置中，還存在如下的問題。
1)定影膜的彈性層中所用硅橡膠等的熱傳導(dǎo)率不太高，另外，由定影膜表面到加熱器溫度檢出元件之間安裝了較多的部件，因此應(yīng)答性惡化，難以由加熱器溫度檢出元件進(jìn)行定影膜表面的溫調(diào)控制。特別是轉(zhuǎn)印材料P經(jīng)過定影裝置，奪取定影膜表面的熱量，定影膜表面的溫度降低情況難以由加熱器溫度檢出元件檢出，應(yīng)答時(shí)間過長(zhǎng)。
2)將溫度檢出元件的配置由加熱部移動(dòng)至定影膜的表面或內(nèi)側(cè)面等，通過檢出定影膜的溫度，控制加熱器的驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行溫調(diào)，如果這樣就會(huì)存在無法檢出加熱器自身溫度的問題。
因此，在由任何異常導(dǎo)致定影膜旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下，通電加熱加熱器時(shí)，與定影膜溫度檢出元件位置的升溫梯度相比，加熱器的升溫梯度非常大，因此會(huì)發(fā)生下述不良情況，即加熱器的溫度成為過高的溫度，有時(shí)損壞加熱體自身，有時(shí)熔結(jié)保持加熱器的部件等。
3)僅通過檢出定影膜的溫度，控制加熱器的驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行溫調(diào)的情況下，特別是由室溫狀態(tài)升溫為定影溫度的情況等，有必要迅速升高定影膜溫度的情況下，定影膜為所希望的溫度時(shí)，加熱器的溫度變高，用于確保加熱器保持部件或加熱器與定影膜滑動(dòng)性的潤(rùn)滑脂劣化等，由此發(fā)生經(jīng)長(zhǎng)期使用定影裝置轉(zhuǎn)矩變大這樣的不良情況。定影裝置轉(zhuǎn)矩變大的情況下，存在供紙時(shí)定影裝置不運(yùn)送介質(zhì)，定影膜停止，堵塞這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的是提供一種定影裝置，是具有定影膜和配置在所述定影膜內(nèi)的加熱裝置的定影裝置，所述定影膜具有彈性層，所述定影膜的溫調(diào)控制良好，確保異常時(shí)的安全性；及獲得一種圖像形成裝置，所述圖像形成裝置使用本發(fā)明的定影裝置，能夠進(jìn)行高品質(zhì)的圖像形成。
為了達(dá)成上述目的，根據(jù)本發(fā)明的定影裝置特征為具有如下裝置具有彈性層的定影膜，設(shè)置為作用于所述定影膜非定影面的發(fā)熱裝置，至少一個(gè)檢出所述定影膜溫度的溫度檢出元件，至少一個(gè)檢出所述發(fā)熱裝置溫度的溫度檢出元件，以溫度檢出元件檢出的所述定影膜溫度為基礎(chǔ)進(jìn)行所述發(fā)熱裝置控制的控制裝置。
優(yōu)選的是，所述發(fā)熱裝置具有陶瓷基板和設(shè)置在所述陶瓷基板上的電阻發(fā)熱體。
另外本發(fā)明的圖像形成裝置是具有在被轉(zhuǎn)印材料上形成未定影圖像的圖像形成單元和將所述未定影圖像定影在所述被轉(zhuǎn)印部件上的定影裝置的圖像形成裝置，所述定影裝置的特征為具有如下裝置具有彈性層的定影膜，設(shè)置為作用于所述定影膜非定影面的發(fā)熱裝置，至少一個(gè)檢出所述定影膜溫度的溫度檢出元件，至少一個(gè)檢出所述發(fā)熱裝置溫度的溫度檢出元件，以溫度檢出元件檢出的所述定影膜溫度為基礎(chǔ)進(jìn)行所述發(fā)熱裝置控制的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于在具有彈性層的定影膜內(nèi)設(shè)置了發(fā)熱裝置的定影裝置，至少具有一個(gè)所述定影膜的溫度檢出元件，且至少具有一個(gè)所述發(fā)熱裝置的溫度檢出元件，由溫度檢出元件檢出的所述定影膜溫度進(jìn)行所述發(fā)熱裝置控制的定影膜溫度控制，由此具有如下效果，即能夠應(yīng)答性良好地進(jìn)行定影膜的溫調(diào)，另外能夠確保異常時(shí)的安全性。
而且，僅在打印開始時(shí)，將以溫度檢出元件檢出的所述發(fā)熱裝置溫度為基礎(chǔ)進(jìn)行所述發(fā)熱裝置控制和由溫度檢出元件檢出的所述定影膜溫度進(jìn)行所述發(fā)熱裝置控制二者相結(jié)合，由此能夠防止定影膜溫度急劇升高時(shí)加熱器內(nèi)部過度升溫，能夠防止通常使用時(shí)產(chǎn)品的劣化或定影裝置轉(zhuǎn)矩的上升，能夠更穩(wěn)定地使用。
另外，對(duì)于具備將未定影圖像形成在被轉(zhuǎn)印部件上的圖像形成裝置與將所述未定影圖像定影在所述被轉(zhuǎn)印部件上的定影裝置的圖像形成裝置，由于使用本發(fā)明定影裝置作為所述定影裝置，所以存在如下效果，即能夠獲得進(jìn)行高品質(zhì)圖像形成的圖像形成裝置。


圖1、使用本發(fā)明定影裝置的彩色圖像形成裝置一例的簡(jiǎn)要說明圖。
圖2、本發(fā)明實(shí)施方案1定影裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。
圖3、本發(fā)明實(shí)施方案2定影裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。
圖4、作為使用具有彈性層的定影部件的定影裝置一例的常規(guī)熱輥定影裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。
圖5、使用不具有彈性層定影膜的定影裝置一例的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖。
圖6、定影膜溫度降低等的說明曲線圖。
圖7、定影膜溫度降低等的說明曲線圖。
圖8、定影膜溫度降低等的說明曲線圖。
圖9、定影膜溫度降低等的說明曲線圖。
圖10、用于說明本發(fā)明實(shí)施方案3的定影裝置控制方法的流程圖。
圖11、說明常規(guī)定影裝置打印開始時(shí)發(fā)熱體溫度分布圖及定影膜表面溫度分布圖的曲線圖。
圖12、說明本發(fā)明實(shí)施方案3中打印開始時(shí)發(fā)熱體溫度分布圖及定影膜表面溫度分布圖的曲線圖。
圖13、說明本發(fā)明實(shí)施方案3中定影裝置轉(zhuǎn)矩變化的曲線圖。
圖14、用于說明本發(fā)明實(shí)施方案4中定影裝置控制方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面，說明本發(fā)明的具體實(shí)施方案。
(實(shí)施方案1)圖1是使用本發(fā)明定影裝置的彩色圖像形成裝置一例的簡(jiǎn)要說明圖。
本實(shí)施方案中使用中間轉(zhuǎn)印體方式的內(nèi)嵌彩色圖像形成裝置。另外，定影裝置后，具有作為公知的自動(dòng)兩面運(yùn)送裝置的自動(dòng)兩面運(yùn)送機(jī)構(gòu)(圖中未示出)，能夠?qū)⒁淮味ㄓ暗霓D(zhuǎn)印材料自動(dòng)反轉(zhuǎn)為內(nèi)側(cè)面，再次供紙運(yùn)送。
圖1中，實(shí)線所示的部分是在自動(dòng)兩面成像模式時(shí)進(jìn)行第一面定影操作的轉(zhuǎn)印材料運(yùn)送路線，虛線表示的部分是由上述自動(dòng)兩面機(jī)構(gòu)使第2面定影時(shí)轉(zhuǎn)印材料的反轉(zhuǎn)運(yùn)送路線。
下面，就本實(shí)施方案彩色圖像形成裝置的構(gòu)成進(jìn)行說明。
本實(shí)施方案中使用如下裝置，即將感光鼓(本實(shí)施方案中使用OPC(有機(jī)光電導(dǎo)體)鼓)、帶電裝置(圖中未示出)、調(diào)色劑顯影器(圖中未示出)、感光鼓的清潔裝置(本實(shí)施方案中使用清潔刮板圖中未示出)等收納在一個(gè)容器內(nèi)，即所謂的一體式(all-in-one)CRG(成像處理盒的一種類型)2。使用黃色(Y)調(diào)色劑的黃色CRG 2Y、使用品紅調(diào)色劑(M)調(diào)色劑的品紅CRG 2M、使用青色(C)調(diào)色劑的青色CRG 2C、使用黑色(CK)調(diào)色劑的黑色CRG 2CK這樣4個(gè)CRG。
對(duì)應(yīng)上述4種顏色調(diào)色劑CRG，設(shè)置4個(gè)光學(xué)體系1，由光學(xué)體系(本實(shí)施方案中使用激光掃描曝光光學(xué)體系)以圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)產(chǎn)生的掃描光，由帶電裝置(本實(shí)施方案中使用帶電輥)將同樣帶電的感光鼓曝光，由此在感光鼓表面對(duì)應(yīng)圖像形成靜電潛像。將作為顯影劑的調(diào)色劑(本實(shí)施方案中使用非磁性單成分調(diào)色劑)供給給形成靜電潛像的感光鼓表面。顯影輥上施加的顯影偏壓設(shè)定為帶電電位與潛像(曝光部)電位之間的適當(dāng)值，由此將負(fù)極性帶電的調(diào)色劑選擇性地附著在感光鼓上的靜電潛像上，進(jìn)行顯影。
顯影在感光鼓上的單色調(diào)色劑圖像在驅(qū)動(dòng)輥5、彈性輥6、2次轉(zhuǎn)印對(duì)向輥7間懸回，借助施加在一次轉(zhuǎn)印輥9上的與調(diào)色劑反極性的正極性偏壓，在與感光鼓同步基本同速旋轉(zhuǎn)的中間轉(zhuǎn)印體3(本實(shí)施方案中使用轉(zhuǎn)印帶)上進(jìn)行1次轉(zhuǎn)印。
一次轉(zhuǎn)印后，殘留在感光體上的轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑由清潔裝置4(圖中未示出本實(shí)施方案中使用清潔刮板)除去。
隨著中間轉(zhuǎn)印體3的旋轉(zhuǎn)，上述步驟按黃色(Y)、品紅(M)、青色(C)、黑色(CK)各色的CRG2Y、2M、2C、2CK的順序進(jìn)行，在中間轉(zhuǎn)印體3上順次重疊各色的1次轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像。僅形成單色圖像(單色模式)時(shí)，上述步驟僅就目的顏色(例如黑色)顯影器進(jìn)行。
另外，放置在構(gòu)成轉(zhuǎn)印材料供給部的轉(zhuǎn)印材料盒13或轉(zhuǎn)印材料托架(MP托架)14上的轉(zhuǎn)印材料P，由供給輥12、12’分別選擇性地運(yùn)送，由對(duì)抗輥8，在特定的時(shí)間點(diǎn)，運(yùn)送到作為中間轉(zhuǎn)印體3和2次轉(zhuǎn)印裝置10的2次轉(zhuǎn)印部的輥隙部。
中間轉(zhuǎn)印體3上形成的一次轉(zhuǎn)印調(diào)色劑圖像，借助施加在2次轉(zhuǎn)印裝置10(本實(shí)施方案中使用2次轉(zhuǎn)印輥)上的與調(diào)色劑反極性的正極性偏壓，一并轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印材料P上。2次轉(zhuǎn)印后，中間轉(zhuǎn)印體上殘留的2次轉(zhuǎn)印殘留調(diào)色劑，由中間轉(zhuǎn)印體的清潔裝置(本實(shí)施方案中使用清潔刮板)除去。
作為中間轉(zhuǎn)印體3使用的中間轉(zhuǎn)印帶能夠使用厚度50μm～200μm、體積電阻率108Ωcm～1016Ωcm程度的PVdF(聚偏二氟乙烯)、聚酰胺、聚酰亞胺、PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、聚碳酸酯等樹脂膜帶，或0.5mm～2mm厚程度的低電阻橡膠基層上設(shè)置了厚度數(shù)十μm脫模性良好的高電阻樹脂層的橡膠帶等。本實(shí)施方案中，從高耐久性和能夠由清潔刮板清潔方面考慮，使用厚度50～75μm的聚酰亞胺帶。
轉(zhuǎn)印材料P上2次轉(zhuǎn)印的調(diào)色劑圖像，通過構(gòu)成定影裝置的定影裝置11，熔融定影在轉(zhuǎn)印材料P上，構(gòu)成圖像形成裝置的輸出圖像。
圖2是表示圖1彩色圖像形成裝置中使用的本發(fā)明定影裝置的第1實(shí)施方案的簡(jiǎn)圖。作為定影部件的定影膜單元25，本實(shí)施方案中以長(zhǎng)度約230mm、厚度50μm、外徑24mm的耐熱性樹脂(本實(shí)施方案中使用聚酰亞胺)的圓筒狀循環(huán)膜為基層27，在其上設(shè)置厚度約200μm的彈性層(本實(shí)施方案中使用熱傳導(dǎo)率約1.0×10-3cal/sec cm℃的硅橡膠作為彈性層)，再被覆厚度約30μm的氟樹脂作為脫模表面層21。
作為定影膜的基層，也可以使用其他耐熱樹脂和金屬制品。定影膜內(nèi)，內(nèi)包作為發(fā)熱裝置的陶瓷加熱器(本實(shí)施方案中使用如下結(jié)構(gòu)，即在氧化鋁、氮化鋁等陶瓷基板28上設(shè)置電阻發(fā)熱體34，其上設(shè)置玻璃涂層)。
在陶瓷加熱器與定影膜的非接觸面?zhèn)?，連接熱敏電阻29作為發(fā)熱裝置的溫度檢出元件，由此熱敏電阻檢知發(fā)熱裝置的溫度。
另外，作為定影膜溫度檢出元件的熱敏電阻291設(shè)置為接觸定影輥隙部出口附近的定影膜內(nèi)表面。由熱敏電阻291檢出定影膜的溫度，控制對(duì)發(fā)熱裝置的通電以得到所希望的溫度，進(jìn)行定影膜的溫調(diào)操作。另外，發(fā)熱裝置自體的溫度由熱敏電阻29檢出，在為過高溫的情況下，緊急停止對(duì)發(fā)熱裝置的通電等，由檢出溫度結(jié)果進(jìn)行必要的操作。
例如，由比較電路301將熱敏電阻291的檢出值與基準(zhǔn)值相比較，由此比較電路301的輸出值控制通電量控制裝置302，進(jìn)行由交流電源303向作為發(fā)熱裝置的電阻發(fā)熱體34供給的交流電功率的位相控制，將定影膜的溫度保持為適當(dāng)溫度。另一方面，由比較電路304將熱敏電阻29的檢出值與標(biāo)準(zhǔn)值比較，由任何原因?qū)е逻^高溫的情況下，由比較電路304的輸出，關(guān)閉開關(guān)電路305，緊急停止對(duì)電阻發(fā)熱體34的供電。
定影膜由膜導(dǎo)軌30可旋轉(zhuǎn)地支撐。另外，膜導(dǎo)軌30上一體設(shè)置的陶瓷加熱器由圖中未示出的加壓機(jī)構(gòu)壓向加壓部件(使用加壓輥26)，在本實(shí)施方案中采用總壓約196N(約20kgf)的壓力，由此將旋轉(zhuǎn)自由地支撐在膜導(dǎo)軌30上的定影膜壓接在加壓輥26上。
另外，在陶瓷加熱器與定影膜滑動(dòng)的面上，涂布用于確?；瑒?dòng)性的潤(rùn)滑脂。
加壓輥26中，在外徑13mm的鐵制內(nèi)芯金屬31上，順次形成厚度3.5mm的硅橡膠層32、及作為脫模表面層33的厚度40μm的PFA(四氟乙烯·全氟代烷基醚共聚物)或FEP(四氟乙烯·六氟丙烯共聚物/四氟乙烯·六氟丙烯共聚物樹脂)等氟樹脂管層。
加壓輥26的外徑約20mm。此加壓輥26的產(chǎn)品硬度約60度(使用高分子計(jì)器株式會(huì)社制硬度計(jì)ASCKER-C，總荷重約9.8N(約1kgf)下的硬度值)。定影輥隙寬約5.5～6.5mm。
本實(shí)施方案中，由圖中未示出的驅(qū)動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)加壓輥26，從動(dòng)旋轉(zhuǎn)定影膜單元25。
作為本實(shí)施方案中使用的調(diào)色劑由聚合法制造，包含5～30重量％低軟化點(diǎn)物質(zhì)，使用形狀系數(shù)SF-1為100～110的實(shí)質(zhì)球形調(diào)色劑(以下簡(jiǎn)稱聚合調(diào)色劑)。
作為低軟化點(diǎn)物質(zhì)為以ASTMD3418-8為基準(zhǔn)測(cè)定的主體極大峰值為40～90℃的化合物。聚合調(diào)色劑的極大峰值溫度測(cè)定，例如使用Perkin Elmer公司制DSC-7。裝置檢出部的溫度校正使用銦和鋅的熔點(diǎn)，使用銦的熔解熱作為熱量校正。
樣品如下測(cè)定，即，使用鋁制盤，設(shè)置對(duì)照用的空白盤，按升溫速度10℃/min進(jìn)行測(cè)定。具體而言，能夠利用石蠟、聚烯烴、費(fèi)-托合成蠟、酰胺蠟、高級(jí)脂肪酸、酯蠟及這些物質(zhì)的衍生物或接枝/嵌段化合物。優(yōu)選下述通式所示的具有1個(gè)或1個(gè)以上碳原子數(shù)10或10以上的長(zhǎng)鏈酯部分的酯蠟。具體的酯蠟代表性化合物通式如下述通式①、②及③所示。
a-C-[(CH2)m-OCO-R2]b①其中a、b為0-4的整數(shù)，且a+b＝4；R1、R2為碳原子數(shù)為0-40的有機(jī)基團(tuán)，且R1與R2的碳原子數(shù)相差10或更多；n、m為0-15的整數(shù)，且n和m不能同時(shí)為0。
a-C-[(CH2)m-OH]b②其中a、b為0-4的整數(shù)，且a+b＝4；R1為碳原子數(shù)為0-40的有機(jī)基團(tuán)；n、m為0-15的整數(shù)，且n和m不能同時(shí)為0。
a-C(-R3)-[(CH2)m-OCO-R2]b③其中a、b為0-3的整數(shù)，且a+b≤3；
R1、R2為碳原子數(shù)為0-40的有機(jī)基團(tuán)，且R1與R2的碳原子數(shù)相差10或更多；R3為碳原子數(shù)為1或更多的有機(jī)基團(tuán)；n、m為0-15的整數(shù)，且n和m不能同時(shí)為0。
本發(fā)明中優(yōu)選使用的酯蠟為硬度0.5～5.0的物質(zhì)。酯蠟的硬度是如下測(cè)定的維氏硬度值，即，制成直徑20mm、厚度5mm的圓筒狀樣品后，使用島津制作所制動(dòng)力學(xué)微小硬度計(jì)(DUH-200)，測(cè)定維氏硬度。測(cè)定條件為，0.5g荷重下負(fù)荷速度為9.67mm/sec的條件下，使之10μm變位后，保持15秒，測(cè)定得到的打痕形狀，求出維氏硬度。
本發(fā)明優(yōu)選使用的酯蠟硬度顯示為0.5～5.0的值。具體的化合物例如下述(1)、(2)、(3)、(4)所示。
此處所說的形狀系數(shù)SF-1是指球狀物質(zhì)球狀的圓形比例，將球狀物質(zhì)投影在2維平面上，得到的橢圓狀圖形的最大長(zhǎng)度MAXLNG的2次方被圖形面積AREA除，乘以100π/4時(shí)得到的值?？傊?，形狀系數(shù)SF-1如下式所定義。
=π×(MAXLNG2)2AREA×100]]>=(MAXLNG)2AREA×(100π4)]]>使用日立制作所FE-SEM(S-800)，任意選擇100個(gè)樣品，通過顯示面，將此圖像信息導(dǎo)入Nireco社圖像解析裝置(Luzex3)，進(jìn)行解析，由上式算出。
青色調(diào)色劑如下調(diào)整。在具有高速攪拌裝置的21升(L)四口燒瓶中，添加離子交換水710重量份和0.1摩爾/L的Na3PO4水溶液450重量份，調(diào)整轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)，加溫至65℃。在其中緩慢添加1.0摩爾/L的CaCL2水溶液68重量份，調(diào)制含有微量難溶于水的分散劑Ca3(PO4)2的水分散體系。另一方面，調(diào)制如下分散質(zhì)體系苯乙烯單體 165重量份丙烯酸正丁酯 35重量份1.顏料藍(lán)15:30 14重量份飽和聚酯[對(duì)苯二甲酸-環(huán)氧丙烷改性雙酚A；酸10重量份值15，峰值分子量6000]水楊酸金屬化合物 2重量份下述化合物(極大峰值59.4℃) 60重量份
使用粘土干式粉碎機(jī)，將上述混合物分散3小時(shí)后，將添加了作為聚合引發(fā)劑的2，2’-偶氮雙(2，4-二甲基戊腈)10重量份的分散物投入前述水分散體系中，繼續(xù)維持轉(zhuǎn)速，進(jìn)行15分鐘的造粒。然后，將高速攪拌器改為使用槳式攪拌葉的攪拌器，將內(nèi)溫升溫至80℃，在50轉(zhuǎn)下繼續(xù)10小時(shí)。聚合結(jié)束后，將淤漿冷卻，添加稀鹽酸，除去分散溶劑。再進(jìn)行洗滌，干燥，得到青色調(diào)色劑，用粒子計(jì)數(shù)器測(cè)定此青色調(diào)色劑的重量平均粒徑為6.2μm，個(gè)數(shù)變動(dòng)系數(shù)為27％，SF-1為104。同樣地制造SF-1為104的黃色調(diào)色劑、品紅調(diào)色劑及黑色調(diào)色劑。
作為著色劑，黃色調(diào)色劑方面，使用C.I.顏料黃17；品紅調(diào)色劑方面，使用C.I.顏料紅122；在黑色調(diào)色劑方面，使用炭黑。
定影裝置11中，加壓輥26按約100mm/sec程度的圓周速度被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)調(diào)整對(duì)陶瓷加熱器的通電，使定影輥隙部為適于調(diào)色劑圖像定影的溫度(本實(shí)施方案中定影膜表面的溫度為180℃的程度)。
2次轉(zhuǎn)印處理結(jié)束后，將其上承載了未定影調(diào)色劑圖像35的轉(zhuǎn)印材料P導(dǎo)入輥隙部，由施加在此輥隙部處的壓力和通過定影膜從陶瓷加熱器傳導(dǎo)來的熱量，加熱熔融未定影調(diào)色劑圖像35，在轉(zhuǎn)印材料P上定影為定影圖像。
本實(shí)施方案的定影裝置11，由于定影膜的彈性層約200μm較薄，外徑為24mm較小，定影膜的熱容量較小，因而作為發(fā)熱裝置進(jìn)行約900W電功率的輸入時(shí)，能夠?qū)⑸郎貢r(shí)間縮短至約10～12秒的程度，即能夠進(jìn)行按需定影。
本實(shí)施方案的定影裝置11中，將轉(zhuǎn)印材料P供紙時(shí)定影膜等溫度的變化如下進(jìn)行說明。
圖6所示的曲線圖1是圖5所示的膜定影裝置中，使用定影膜203上無彈性層的定影膜情況的曲線圖。曲線圖中，實(shí)線表示定影膜203的溫度，虛線表示發(fā)熱體的溫度。表示使用Xerox社的高級(jí)多用途4024紙(單位面積重量105g/m2，信紙大小)作為記錄材料P供紙時(shí)溫度變化的部分。此時(shí)，由于定影膜203上無彈性層，定影膜與發(fā)熱體的溫度差小。
圖7中示出的曲線圖2，如背景技術(shù)那樣，在定影膜方面使用具有彈性層的膜，由連接發(fā)熱體的溫度檢出元件進(jìn)行溫調(diào)控制的情況下，將轉(zhuǎn)印材料P供紙時(shí)的曲線圖。此時(shí)，由于在定影膜203上附著彈性層，由轉(zhuǎn)印材料P奪取定影膜203的熱量，降低了定影膜的溫度，定影膜達(dá)到發(fā)熱體的溫度需要消耗時(shí)間。
由于到由發(fā)熱體的溫度檢出元件檢出溫度降低為止，定影膜203的熱量被轉(zhuǎn)印材料P奪取，所以不能防止定影膜的溫度降低。從而，定影膜203的溫度降低約20℃的較大程度。因此，有時(shí)可定影性的范圍減小，有時(shí)發(fā)生光澤差這樣的不良情況。
圖8所示的曲線圖3是實(shí)施方案1情況下的曲線圖。使用有彈性層的定影膜作為定影膜，由連接定影膜表面的溫度檢出元件291的檢出溫度進(jìn)行發(fā)熱體控制，進(jìn)行溫調(diào)。這種情況下，由于轉(zhuǎn)印材料P供紙時(shí)定影膜溫度降低能夠比曲線圖2的情況更早地檢出，所以針對(duì)定影膜的溫度降低，不延遲那么多，能夠應(yīng)答性良好的進(jìn)行發(fā)熱體控制，因此能夠?qū)⒍ㄓ澳囟冉档鸵种圃谧畹统潭?。本?shí)施方案中能夠抑制在約10℃以內(nèi)。
另外，本實(shí)施方案中，就發(fā)熱體溫度檢出元件291的檢出溫度，異常高溫檢出溫度設(shè)定為約250℃程度。異常時(shí)，即在定影膜單元25停止的狀態(tài)下，仍然對(duì)發(fā)熱體進(jìn)行通電時(shí)，如果象現(xiàn)有技術(shù)那樣，由進(jìn)行溫調(diào)的溫度檢出元件(相當(dāng)于本實(shí)施方案中的定影膜溫度檢出元件)的檢出溫度，進(jìn)行異常高溫檢測(cè)，由于定影膜已停止旋轉(zhuǎn)，因此由于定影膜的溫度檢出元件位置的溫度升高梯度不大，所以發(fā)生發(fā)熱體過高溫，加熱器損壞，加熱器支撐體熔解等不良情況。
本實(shí)施方案中，以定影膜溫度檢出元件的檢出溫度為基礎(chǔ)進(jìn)行溫調(diào)，由于使用發(fā)熱體的溫度檢出元件的檢出溫度，進(jìn)行發(fā)熱體的異常高溫檢測(cè)，因而即使在這樣的定影膜旋轉(zhuǎn)停止的狀態(tài)下，對(duì)發(fā)熱體通電的情況下，由發(fā)熱體的溫度檢出元件，在發(fā)熱體發(fā)生過高溫前，能夠檢出異常高溫，進(jìn)行停止對(duì)發(fā)熱體通電等處置，因此能夠確保安全性。
另外，作為彩色圖像形成裝置，雖然就內(nèi)嵌彩色(串列式)方式進(jìn)行說明，但對(duì)于其他的彩色圖像形成裝置，也能夠獲得同樣的效果。
(實(shí)施方案2)下面說明本發(fā)明實(shí)施方案2。本發(fā)明實(shí)施方案2定影裝置的簡(jiǎn)要構(gòu)成圖如圖3所示。省略與實(shí)施方案1同樣部分的說明。本實(shí)施方案中，與實(shí)施方案1不同，定影膜的溫度檢出元件29 1連接所述定影膜的外表面。
圖9中所示的曲線圖4表示實(shí)施方案2中定影膜等的溫度降低。本實(shí)施方案中，由于定影膜的溫度檢出元件連接在定影膜表面，能夠比實(shí)施方案1應(yīng)答性良好地檢出轉(zhuǎn)印材料P導(dǎo)致的定影膜溫度降低。因此，能夠?qū)⒍ㄓ澳さ臏囟冉档涂刂圃诩s5℃內(nèi)。
(實(shí)施方案3)下面就本發(fā)明實(shí)施方案3進(jìn)行說明。本發(fā)明相關(guān)的定影裝置由于使用與實(shí)施方案1同樣的裝置，省略說明。
本實(shí)施方案中，在下述方面是不同的，即僅在打印開始時(shí)，以連接陶瓷加熱器的溫度檢出元件的檢出溫度為基礎(chǔ)，將陶瓷加熱器控制為不超過預(yù)定的溫度的溫調(diào)控制，與常規(guī)的溫調(diào)控制組合作為防止陶瓷加熱器過升溫的構(gòu)成。
圖10示出說明本實(shí)施方案中定影裝置控制方法的流程圖。本控制中，以定影膜溫度檢出元件的檢測(cè)結(jié)果為基礎(chǔ)，由反饋控制驅(qū)動(dòng)陶瓷加熱器。
本實(shí)施方案中，控制定影膜溫度為180℃。
本實(shí)施方案的控制中，打印開始時(shí)，定影膜檢測(cè)溫度為170℃或170℃以下的情況下，陶瓷加熱器溫度超過225℃時(shí)，停止對(duì)陶瓷加熱器的通電，陶瓷加熱器檢測(cè)溫度低于220℃時(shí)，再開始對(duì)陶瓷加熱器的通電控制。
圖11所示的曲線圖5表示，對(duì)于常規(guī)定影裝置，打印開始時(shí)，監(jiān)控陶瓷加熱器的內(nèi)表面和定影膜內(nèi)表面溫度升高曲線的結(jié)果。實(shí)線表示陶瓷加熱器溫度，虛線表示定影膜溫度。
由此，在打印開始時(shí)，定影膜內(nèi)表面的檢知溫度與陶瓷加熱器的檢知溫度同時(shí)急劇升高，陶瓷加熱器溫度升高至最大250℃。
圖12所示的曲線圖6表示，對(duì)于本實(shí)施方案的定影裝置，打印開始時(shí)，監(jiān)控陶瓷加熱器的內(nèi)表面和定影膜內(nèi)表面溫度升高曲線的結(jié)果。實(shí)線表示陶瓷加熱器溫度，虛線表示定影膜溫度。
由此，在打印開始時(shí)，定影膜內(nèi)表面的檢知溫度雖然與陶瓷加熱器的檢知溫度同時(shí)急劇升高，但是由于在陶瓷加熱器溫度超過225°的時(shí)間點(diǎn)，停止對(duì)陶瓷加熱器的通電，陶瓷加熱器的溫度最大到230℃為止。
定影膜溫度，即使在停止對(duì)陶瓷加熱器供電時(shí)，也不急劇降低，在12秒內(nèi)達(dá)到作為目標(biāo)溫度的180℃。
圖13所示的曲線圖7表示，由常規(guī)定影裝置與本實(shí)施方案的定影裝置分別輸出圖像，進(jìn)行耐久試驗(yàn)的情況下，定影裝置轉(zhuǎn)矩的升高速度。
由此，常規(guī)定影裝置，按10000～20000張程度供紙，轉(zhuǎn)矩升高為初期的2倍程度，本實(shí)施方案的定影裝置中，幾乎不發(fā)生轉(zhuǎn)矩升高。其原因是由于將陶瓷加熱器溫度抑制在230℃或230℃以下，陶瓷加熱器表面的潤(rùn)滑脂劣化程度，與常規(guī)定影裝置相比較小，轉(zhuǎn)矩的升高速度慢。
(實(shí)施方案4)
本發(fā)明實(shí)施方案4如下說明。本發(fā)明的定影裝置由于使用與實(shí)施方案1同樣的裝置而省略說明。
圖14示出用于說明本實(shí)施方案定影裝置控制方法的流程圖。本實(shí)施方案中，從打印開始后，到定影膜溫度檢出元件的檢知溫度超過160℃的期間內(nèi)，以陶瓷加熱器溫度檢知裝置的檢知溫度為基礎(chǔ)控制陶瓷加熱器。此時(shí)陶瓷加熱器控制在225℃或更低。
定影膜溫度檢出元件的檢知溫度超過160℃時(shí)，對(duì)陶瓷加熱器的溫調(diào)控制變換為以定影膜溫度為基礎(chǔ)的常規(guī)控制。
與實(shí)施方案3的定影裝置同樣，在本實(shí)施方案中也不發(fā)生陶瓷加熱器溫度超過230℃的情況，幾乎不出現(xiàn)耐久試驗(yàn)中轉(zhuǎn)矩升高的情況。
權(quán)利要求
1.一種定影裝置，是具有定影膜和發(fā)熱元件的定影裝置，所述定影膜具有彈性層，所述發(fā)熱元件設(shè)置為作用在所述定影膜的非定影面；其特征為所述定影裝置具有至少一個(gè)檢出所述定影膜溫度的第1溫度檢出元件，至少一個(gè)檢出所述發(fā)熱元件溫度的第2溫度檢出元件，以第1溫度檢出元件檢出的所述定影膜溫度為基礎(chǔ)控制所述發(fā)熱元件的第1控制部。
2.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征為，還具有在打印開始時(shí)，以由所述第2溫度檢出元件的檢出溫度為基礎(chǔ)，控制所述發(fā)熱元件的第2控制部。
3.如權(quán)利要求1所述定影裝置，其特征為，還具有在打印開始時(shí)，以由所述第1溫度檢出元件的檢出溫度和所述第2溫度檢出元件的檢出溫度為基礎(chǔ)，控制所述發(fā)熱元件的第3控制部。
4.如權(quán)利要求1所述的定影裝置，其特征為，所述發(fā)熱元件具有陶瓷基板和設(shè)置在陶瓷基板上的電阻發(fā)熱體。
5.一種圖像形成裝置，是具有圖像形成單元和定影裝置的圖像形成裝置，所述圖像形成單元在被轉(zhuǎn)印材料上形成未定影圖像，所述定影裝置將所述未定影圖像定影在所述被轉(zhuǎn)印材料上；其特征為，所述定影裝置具有具有彈性層的定影膜，設(shè)置了作用于所述定影膜的未定影面上的發(fā)熱元件，至少1個(gè)檢出所述定影膜溫度的第1溫度檢出元件，至少1個(gè)檢出所述發(fā)熱裝置溫度的第2溫度檢出元件，以所述第1溫度檢出元件的檢出溫度為基礎(chǔ)，控制所述發(fā)熱元件的第1控制部。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像形成裝置，其特征為，還具有在打印開始時(shí)，以由所述第2溫度檢出元件的檢出溫度為基礎(chǔ)，控制所述發(fā)熱元件的第2控制部。
7.如權(quán)利要求5所述圖像形成裝置，其特征為，還具有在打印開始時(shí)，以由所述第1溫度檢出元件的檢出溫度和所述第2溫度檢出元件的檢出溫度為基礎(chǔ)，控制所述發(fā)熱元件的第3控制部。
全文摘要
公開了一種定影裝置及使用此定影裝置的圖像形成裝置，所述定影裝置具有至少一個(gè)檢出定影膜溫度的溫度檢出元件，至少一個(gè)檢出所述發(fā)熱元件溫度的溫度檢出元件，由溫度檢出元件檢出的所述定影膜溫度進(jìn)行所述發(fā)熱元件的控制，進(jìn)行所述定影膜的溫度控制。
文檔編號(hào)H05B3/00GK1497390SQ03134739
公開日2004年5月19日 申請(qǐng)日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月1日
發(fā)明者齋藤亨, 安藤溫敏, 鈴木健彥, 秋月智雄, 彥, 敏, 雄 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社