定影装置和包含该定影装置的成像设备

摘要

本发明公开了一种定影装置和成像设备，该定影装置包括旋转定影部；加热单元，用于加热旋转定影部；旋转压力部，用于抵压旋转定影部；喷嘴，用以朝输送经过旋转定影部和旋转压力部之间的夹缝的纸张喷射压缩空气；以及分离部，用于引导纸张从旋转定影部分离。喷嘴和分离部在纸张输送方向上被布置在夹缝的下游，从而不会接触到旋转定影部和旋转压力部，并且沿着夹缝的长度方向交替排列，该方向正交于纸张输送方向。并且分离部朝夹缝延伸越过喷嘴的尖端。

权利要求

1.一种定影装置，包括：

旋转定影部；

加热单元，该加热单元加热旋转定影部；

旋转压力部，该旋转压力部抵压在旋转定影部上； 喷嘴，该喷嘴将压缩空气喷射到被输送经过旋转定影部和旋转压力部之间的夹缝的纸张上； 分离部，该分离部引导从旋转定影部分离的纸张； 基板，所述喷嘴和分离部安装在该基板上；以及 间距调节机构，用于调节从所述喷嘴到纸张输送平面的距离与从所述分离部到所述纸张输送平面的距离之间的距离差，其中： 所述喷嘴和分离部在纸张输送方向上被布置在所述夹缝的下游，从而不接触到旋转定影部和旋转压力部，并且沿着所述夹缝的长度方向彼此间隔开一定距离地交替排列，所述夹缝的长度方向正交于所述纸张输送方向；并且 所述分离部朝向所述夹缝延伸超过所述喷嘴的尖端。

2.如权利要求1所述的定影装置，其中，所述基板可围绕旋转轴旋转，从而调节压缩空气的喷射方向。

3.如权利要求1或2所述的定影装置，其中，所述分离部设置成比喷嘴更靠近纸张输送平面。

4.如权利要求3所述的定影装置，其中，从所述喷嘴到所述纸张输送平面的距离与从所述分离部到所述纸张输送平面的距离之间的所述距离差被确定为使得即便纸张接触分离部且偏离分离部，纸张也不接触所述喷嘴。

5.如权利要求1或2所述的定影装置，其中，每个喷嘴包括空气出口，该空气出口排出压缩空气；以及保护壁，该保护壁在三个侧面上围绕所述空气出口。

6.如权利要求1或2所述的定影装置，还包括：清洁单元，该清洁单元清洁所述旋转定影部。

7.如权利要求1或2所述的定影装置，还包括：油施加单元，该油施加单元将油施加到所述旋转定影部上。

8.如权利要求1或2所述的定影装置，其中：所述喷嘴的表面涂布氟塑料。

9.如权利要求1或2所述的定影装置，其中：所述喷嘴包含氟塑料 。

10.一种成像设备，该成像没备包括如权利要求1至9中任一项所述的定影装置。

说明书

定影装置和包含该定影装置的成像设备

技术领域

[0001] 本发明涉及一种图像定影装置和一种成像设备。

背景技术

[0002] 成像设备，例如复印机、打印机、传真机，或具有复印、打印及传真功能的多功能设备，通常具有定影装置，用于定影转印到记录介质(在下文中，可能称其为“纸张”，但并不局限于一张纸张)上的调色剂图像。被广泛用作定影装置的加热辊定影装置包括定影辊和抵压定影辊的压力辊，该定影辊包括如卤素加热器的热源。当被输送穿过在定影辊和压力辊之间形成的夹缝(nip)时，具有未定影调色剂图像的纸张被加热且被加压。

[0003] 还有一种类型的定影装置，叫作带定影装置。带定影装置包括加热辊、定影辊、由加热辊和定影辊拉伸的环状定影带，以及经由定影带抵压定影辊的压力辊，其中所述加热辊包括如卤素加热器的热源。当被输送穿过在定影带和压力辊之间形成的夹缝(nip)时，具有未定影调色剂图像的纸张被加热且被按压。由于定影带具有相对低的热容，因此，带定影装置使得减少预热时间成为可能，也使得节约能源成为可能。

[0004] 如上所述的加热辊定影装置和带定影装置被称作热定影装置。在热定影装置中，接触被定影到纸张上的调色剂图像的定影辊或带涂有具有卓越释放性能的氟塑料，并且提供了分离爪(separating claw)用以从定影辊或带分离出纸张。该分离爪接触定影辊或带，并且因此倾向于刮伤定影辊或带的表面。这种刮擦，例如，在形成的图像上导致了不希望出现的条纹。

[0005] 在单色成像设备的情况下，定影辊典型地由Teflon(注册商标)-涂布金属辊制成，即使当分离辊接触其表面时，辊也不会轻易损坏，并且该辊具有较长的使用寿命。因此，在这种单色成像设备中，分离辊普遍地用于防止当纸张卷绕在定影辊上且卡住时出现的“纸张卷绕滞塞”。同时，在彩色成像设备中，为了提高颜色显影，定影辊或带的表面层典型地由涂氟硅橡胶辊(例如，厚度为数十μm的PFA管)或提供有油的硅橡胶辊制成。然而，由这种材料制成的表面层是柔软且容易被刮伤的。在表面层上的这种刮擦导致了错误，例如在定影图像上的不希望出现的条纹。因此，在彩色成像设备中，优选地使用非接触分离法来替代使用例如分离爪的接触分离法。

[0006] 在非接触分离法中，如果调色剂(调色剂图像)和定影辊之间的附着力很强，则具有定影调色剂图像的纸张容易卷绕在定影辊上，并且造成纸张卷绕阻塞。特别地，当形成多色图像时，因为不同颜色的多个调色剂层叠加以形成调色剂图像，调色剂图像和定影辊之间的附着力增加了，并且反过来增加了发生纸张卷绕阻塞的几率。目前，主要使用以下非接触分离方法：

[0007] (1)非接触分离板法

[0008] 在该方法中，使用在定影辊或带的长度或宽度方向上延伸的分离板。该分离板与定影辊或带平行布置，并且在分离板和定影辊或带之间提供有微小的间隙(约0.2-1mm)。

[0009] (2)非接触分离爪法

[0010] 在此方法中，使用以预定间隔排列的多个分离爪，在分离爪和定影辊或带之间提供有微小的间隙(约0.2-1mm)。

[0011] (3)自我剥离法

[0012] 在此方法中，定影装置被配置成，由于纸张的弹性和定影辊或带的曲率，从而纸张自然地或自动地从定影辊或带分离开。

[0013] 然而，上述方法具有下述的问题。在方法(1)至(3)中任何一个方法中，定影辊或带与引导纸张至定影单元出口的导板之间存在间隙。例如，薄纸、具有较小顶部边缘的纸张、或具有实心图像的纸张(例如照片)可在不从定影辊或带分离的情况下穿过该间隙，并且可能导致纸张卷绕阻塞。此外，在方法(1)和(2)中，纸张可能在分离板或分离爪处粘附，并且引起纸张阻塞。

[0014] 为了解决或减少非接触分离法中的上述问题，提出了对纸张分离位置喷射空气。例如，日本专利申请公开说明书第61-59468号、第2007-079411和第2007-240920号公开了用于对纸张分离位置喷射空气的方法。

[0015] 在JP 61-59468中公开的结构中，在靠近定影辊处提供了分离爪，并且在分离爪的尖端(tip)提供用于对粘附到定影辊的纸张前沿喷射空气的空气出口。

[0016] JP 2007-079411公开了这样的结构，其包括支承部，其具有用于允许空气穿过的孔；以及喷射部，每个喷射部具有用于将空气喷射至纸张前沿的喷射孔。喷射部由支承部支承，并且可以从彼此独立地旋转。这样的结构使得根据纸张的形状而改变喷射部的喷射方向成为可能。

[0017] 在JP 2007-240920中公开的结构中，压缩空气从空气喷嘴喷射到刚刚穿过定影装置的夹缝(nip)的纸张前沿，用以从定影辊分离纸张。此外，在已公开的结构中，当纸张连续地被输送以在纸张上定影调色剂图像时，压缩空气在被输送的纸张之间的位置处被连续地喷射到定影辊的外部表面上。这一结构防止了在定影辊的外部表面上产生温差，并且因此防止了在纸张上不匀的光泽度。

[0018] 在JP 61-59468的结构中，空气出口形成在略微与分离爪的尖端分开的位置处。然而，当具有较小基重的纸张载有大量的未定影调色剂时，该纸张可能在穿过夹缝(nip)之后接触分离爪且从定影辊分离，并且调色剂粘附到分离爪上。粘附的调色剂可能阻碍纸张的平滑输送，在图像上引起了不希望出现的条纹，或堵塞了空气出口。这些粘附的调色剂不会轻易地被移除。

[0019] 在JP 2007-079411中，起到纸张分离板作用的分离部和喷射孔整体作为喷射部。在这种结构中，如果减小喷射部和定影辊之间的间隙，则阻止空气的平滑流动。在JP2007-240920中公开的结构中，布置了引导部从空气喷嘴朝夹缝(nip)伸出，并且从定影辊分离的纸张通过引导部被引导，从而不接触空气喷嘴。该空气喷嘴具有长度大于定影辊长度的水平开口，并且被配置以冷却定影辊的外部表面的整个长度。然而，由于这一结构的主要目的是防止被连续输送的纸张上光泽度不匀，并未提供用以从定影辊稳定分离纸张的另外机构。特别地，在高速彩色成像设备的情况下，随着定影辊和引导部之间的间隙减小，在从定影辊分离纸张过程中用作分离板的引导部的性能提高了。然而，如果定影辊和在定影辊的长度方向上延伸的引导部之间的间隙过分地减小，喷射到定影辊整个长度上的空气流可能被阻塞，并且空气喷嘴在从定影辊分离纸张方面的性能也会降低。

发明内容

[0020] 本发明的一个方面，提供了一种定影装置，其包括旋转定影部；加热单元，用于加热旋转定影部；旋转压力部，用于抵压旋转定影部；喷嘴，用以朝输送经过旋转定影部和旋转压力部之间的夹缝的纸张喷射压缩空气；以及分离部，用于引导从旋转定影部分离的纸张。喷嘴和分离部在纸张输送方向上被布置在夹缝(nip)的下游处，从而不会接触旋转定影部和旋转压力部，并且沿着夹缝的长度方向交替排列，所述夹缝的长度方向正交于纸张输送方向。分离部朝夹缝伸出超越喷嘴的尖端。

附图说明

[0021] 图1是成像设备的示意图；

[0022] 图2是包括空气分离机构的辊定影单元的示意图；

[0023] 图3是具有销钉的喷嘴的透视图；

[0024] 图4是具有销钉的分离部的透视图；

[0025] 图5是示出安装在支柱(stay)上的分离部和喷嘴的视图；

[0026] 图6是示出彼此连接的喷嘴和分离部的视图；

[0027] 图7是示出定影单元的出口的视图；

[0028] 图8是示出接触空气分离机构的纸张的视图；

[0029] 图9是示出在喷嘴和分离部之间的位置关系的视图；

[0030] 图10是示出空气分离机构的角度调节的视图；

[0031] 图11是示出承载调色剂的纸张的视图；以及

[0032] 图12是包括空气分离机构的带定影单元的示意图。

具体实施方式

[0033] 参考附图，对本发明的示范性实施例作以下描述。

[0034] 图1是根据本发明的一个实施例的成像设备的示意图。在这一实施例中，成像设备以采用串列间接(中间)转印法的复印机的形式而实现。在成像设备的中间提供了环状中间转印带(中间转印部)10。中间转印带10在支承辊13、14、15和16上被拉伸，并且可以在图1中顺时针旋转。

[0035] 在支承辊15的左侧提供中间转印带清洁单元17，用于在图像转印之后移除残留在中间转印带10上的调色剂。通过中间转印带清洁单元17移除的调色剂由输送部(未示出)来输送，并且导致因重力作用而落入到调色剂收集瓶(未示出)中。在调色剂收集瓶中设置用于探测已收集的调色剂量的探测单元，当调色剂收集瓶变满时，停止该成像设备，并且因此防止调色剂从调色剂收集瓶中溢出。

[0036] 对应黑色、品红色、青色和黄色的四个成像单元沿着纸张输送方向在中间转印带10的上方并排排列。四个成像单元组成了串列成像单元。在串列成像单元的上方提供了曝光单元21。

[0037] 二次转印单元的二次转印辊23设置成面对设置在中间转印带10形成的回路的下中部之下的支承辊16。用于将调色剂图像定影到纸张上的定影单元25(定影装置)在纸张输送方向上被设置在二次转印单元的下游。定影单元25包括用作定影部的定影辊26和用作压力部且抵压该定影辊26的压力辊27。

[0038] 当按下启动开关(未示出)时，支承辊14、15和16中的一个辊通过驱动马达(未示出)而旋转，用以旋转中间转印带10，并且其它支承辊(包括支承辊13)通过中间转印带10的旋转而旋转。同时，在各个成像单元中的光导体40被旋转，并且黑色、品红色、青色和黄色的单色图像形成在光导体40上。该单色图像被连续转印且叠加在旋转的中间转印带
10上以在中间转印带10上形成多色图像。

[0039] 此外，当按下启动开关时，纸张供给单元的供纸辊42中的一个辊被旋转，用以从纸库(paper bank)中的供纸盒44中的相应一个盒中输入纸张。纸张通过分离辊45被分离，并且一张接一张被输入到供纸路径中。之后，纸张通过输送辊47被输送到主单元(包括串列成像单元)中的供纸路径内，并且在阻挡辊(resist roller)48处停止。阻挡辊48与中间转印带10上的多色调色剂图像的移动同步地旋转，用以将纸张供给到中间转印带10和二次转印辊23之间的间隙中，并且因此将多色调色剂图像转印到纸张上。

[0040] 具有被转印的多色调色剂图像的纸张通过二次转印单元的带24被输送到定影单元25内。在调色剂图像通过定影装置25施加的热和压力而定影在纸张上之后，纸张通过弹出辊49(ejection roller)被弹出到纸张捕获盘上。同时，在多色调色剂图像从中间转印带10被转印之后，残留在中间转印带10上的调色剂通过中间转印带清洁单元17被移除，用以为通过串列成像单元的下一次成像处理做准备。

[0041] 接下来，参考图2，对定影单元25作更为详细地描述。在定影辊26内提供定影加热器(热源)28用以加热定影辊26。该定影辊26通过驱动机构(未示出)被旋转，并且压力辊27通过定影辊26的旋转而旋转。可替代地，压力辊27也可以通过驱动机构而旋转。温度传感器(未示出)探测定影辊26的表面温度，并且温度控制单元(未示出)基于来自温度传感器的输出信号来控制定影加热器28，用以将定影辊26的表面温度保持在预定的温度。具有未被定影调色剂图像的纸张被输送到定影单元25内。在定影单元25中，纸张穿过压力辊27和保持在预定温度下的定影辊26之间的夹缝(nip)，并且作为结果，调色剂图像被定影在纸张上。此后，纸张被输送出定影单元25。

[0042] 定影单元25还包括喷嘴7；卷筒纸状(web)清洁单元30，用于清洁定影辊26；油施加单元31，用于向定影辊26施加油；以及分离部32。在该实施例中，卷筒纸状清洁单元30和油施加单元31仅仅提供给定影辊26。然而，卷筒纸状清洁单元和油施加单元也可以提供给压力辊27。更进一步地，在定影单元25的进口处提供了进口导向装置4，在定影单元25的出口处提供了出口导向装置5和6，并且分离板3设置成面向压力辊27。

[0043] 图3示出喷嘴7的结构。喷嘴7包括空气出口55；以及在三个面上围绕空气出口55的右保护壁56、左保护壁57和底部保护壁58。该喷嘴7可由全氟-烷氧基氟(PFA)制成，或者该喷嘴7的表面可能涂有PFA。此外，任何其它的氟塑料，例如聚四氟乙烯(PFTE)可用于喷嘴7。该喷嘴7还包括水平销钉59。图4示出了分离部32的结构。分离部32也包括水平销钉60。

[0044] 如图5所示，喷嘴7和分离部32在基板(支柱)62上沿着其长度方向交替排列。喷嘴7、分离部32和基板62组成了空气分离机构。如图6中所示，当喷嘴7和分离板32安装在基板62上时，喷嘴7和分离板32通过接合销钉59和销钉60而彼此连接。图7示出了从侧面(在基板62的长度方向上，该方向正交于纸张输送方向)观察时的一对喷嘴7和分离板32。如图7所示，分离板32设置成比喷嘴7低。换句话说，当纸张在其上从夹缝朝定影单元25的出口输送的虚拟的平面称为纸张输送平面时，分离板32被布置在较喷嘴7更靠近纸张输送平面的位置。在这一结构中，即便纸张如图8所示接触到分离板32并且分离板32轻微地偏移，纸张也不会接触到喷嘴7。为了这个目的，如图9所示，在喷嘴7和分离部32设定距离差L1。该距离差L1表示从喷嘴7到纸张输送平面之间距离和从分离板32到纸张输送平面之间距离的差。距离差L1可替代定义为喷嘴7和分离部32的高度之间的差。此外，分离部32朝夹缝伸出越过喷嘴7的尖端(即，喷嘴7的一端，压缩空气从这一端中喷出)。喷嘴7和分离部32不必通过销钉59和60彼此连接。可代替的，可为每个喷嘴
7和分离部32提供间距调节机构，以保持距离差L1。例如，间距调节机构可靠近分离部32或喷嘴7的铰接支架(或旋转轴)而提供，并且可以作为旋转位置调节机构而实现，该旋转位置调节机构包括例如弹簧的弹性部件和用于压缩或拉伸弹性部件的螺钉。旋转位置调节机构通过螺钉能够调节喷嘴7的尖端或分离部的旋转位置，并且因此使得保持距离差L1成为可能，在该距离差L1，即便纸张接触或偏离分离部32，纸张也不会接触喷嘴7。

[0045] 当压缩空气未从喷嘴7喷射时，分离部32起分离板的作用。如上所述的空气分离机构适于从定影辊26分离具有较小基重且承载大量未被定影的调色剂的纸张。当从定影辊26分离具有较大基重的纸张时，压缩空气可能不会从喷嘴7喷出，并且纸张仅仅使用分离部32从定影辊26分离。为了提供压缩空气，可使用任何在商业上可获得的压缩机或泵。

[0046] 定影辊26和分离部32之间的间隙例如被设定为大约0.1mm到大约0.6mm。同时，定影辊26和喷嘴7之间的间隙例如被设定为大约0.6mm到大约1.0mm。由于定影辊26和分离部32之间的间隙减小了，分离部32在从定影辊26分离纸张方面的性能提升了。同时，流动模拟和实验的结果显示，如果喷嘴7设置在过于靠近定影辊26的位置，则定影辊26作用为阻碍被喷射的压缩空气，并且使得向纸张提供足量的压缩空气以及从定影辊26有效分离纸张变得困难。因此，优选地，在定影辊26和喷嘴7之间提供大约0.6mm到大约1.0mm的间隙。在这一实施例中，为了在定影辊26和分离部32之间且在定影辊26和喷嘴7之间设定不同的间隙，喷嘴7和分离部32沿着定影辊26的长度方向交替排列，该方向正交于纸张输送方向。

[0047] 如图10所示，基板(支柱)62被配置成围绕定位销64旋转。基板62的旋转角被调节成压缩空气以最佳角度被喷射，用以从定影辊26最有效地分离纸张。压缩空气优选地从喷嘴7的空气出口55被喷射，从而当纸张被输送到夹缝的出口且将要从定影辊26被分离时，被喷射的压缩空气在精确的时刻到达纸张前沿。在实践中，压缩空气在纸张离开夹缝之前被喷射。

[0048] 使用如上所述的空气分离机构进行实验。在实验中，大量未定影的调色剂被转印到具有较小基重的纸张上(例如45kg)，并且纸张的顶部边距如图11所示设定为2mm。空气分离机构能够稳定地从定影辊分离纸张。与使用现有技术中的那些仅能分离具有4至5mm或更大的顶部边距的纸张的非接触分离板或分离爪的分离机构相比，这一实施例的空气分离机构具有将纸张从定影辊分离的卓越性能。

[0049] 图12是包括空气分离机构的带定影单元(带定影装置)的示意图。该带定影单元包括用作定影部的定影带34。定影带34通过作为驱动辊的定影辊26和作为从动辊的加热辊36被旋转地拉伸。压力辊27设置成经由定影带34面向压力辊26；并且通过按压机构(未示出)经由定影带34抵压在压力辊26上。用作热源的定影加热器28被提供在加热辊36的内部。加热辊36通过定影加热器28被加热，并且定影带34通过加热辊36被加热。提供了张力辊38以增加定影带34与加热辊36的接触区域，并且因此增加从加热辊36到定影带34的热转移量。定影辊26通过驱动机构(未示出)而旋转，定影带34通过定影辊26的旋转而旋转，并且压力辊27通过定影带34而旋转。压力辊27也可以通过驱动机构而旋转。温度传感器(未示出)探测定影带34的表面温度，且温度控制单元(未示出)基于来自温度传感器的输出信号控制定影加热器28，用以将定影带34的表面温度保持在预定温度。具有未定影调色剂图像的纸张被输送到带定影单元中。在带定影单元中，纸张穿过压力辊27和保持在预定温度的定影带34之间的夹缝，并且作为结果，调色剂图像被定影到纸张上。此后，纸张被输送到带定影单元之外。带定影单元可替换使用上述实施例中的成像设备的辊定影单元25。

[0050] 本发明的一个方面使得提供一种具有分离机构的定影装置成为可能，该分离机构包括不损失彼此性能的喷嘴和分离部，并且因此使得从定影辊或带有效地分离纸张成为可能。

[0051] 根据本发明的一个实施例，定影装置包括旋转定影部；加热单元，用于加热旋转定影部；旋转压力部，用于抵压在旋转定影部上；喷嘴，用以朝输送经过旋转定影部和旋转压力部之间的夹缝的纸张喷射压缩空气；以及分离部，用于引导从旋转定影部分离的纸张。喷嘴和分离部在纸张输送方向上被布置在夹缝的下游，从而不会接触到旋转定影部和旋转压力部，并且沿着夹缝的长度方向交替排列，该方向正交于纸张输送方向。分离部朝夹缝延伸越过喷嘴的尖端。在这种结构中，即便纸张接触分离部，纸张也不会接触到喷嘴。因此，这一结构使得防止调色剂粘附到喷嘴上成为可能。这一结构也使得减少施加到喷嘴和分离部的应力成为可能，从而提高了喷嘴和分离部的耐用性。此外，由于彼此分离地提供喷嘴和分离部，使得改变喷嘴和分离部的形状是容易的，并且在喷嘴和分离部的表面涂布也是容易的。

[0052] 定影装置还可以包括基板，喷嘴和分离部安装在该基板上。基板可围绕旋转轴旋转，从而调节压缩空气的喷射方向。这一结构使得以最佳角度喷射压缩空气以最有效地从旋转定影部分离纸张成为可能，并且因此使得减少纸张阻塞的频率和稳定地输送纸张成为可能。减少纸张阻塞的频率反过来又使得减小施加到喷嘴和分离部的应力成为可能。分离部可布置在较喷嘴更靠近纸张输送平面的位置。这一结构使得防止纸张接触喷嘴成为可能，即便纸张接触分离部且偏离分离部。为了这个目的，将从喷嘴到纸张输送平面的距离与从分离部到纸张输送平面的距离之间的距离差确定成即便纸张接触分离部且偏离分离部，纸张也不接触喷嘴。

[0053] 每一个喷嘴包括空气出口，用于喷出压缩空气；以及保护壁，用于在三个侧面上围绕空气出口。该保护壁防止被压缩空气分散的调色剂粘附到空气出口上，并且因此使得稳定地喷射压缩空气成为可能。定影装置还可以包括清洁单元，用于清洁旋转定影部；或者油施加单元，用于将油施加到旋转定影部上。这一结构使得通过对纸张喷射压缩空气而从旋转定影部分离纸张变得更加容易，并且因此使得防止调色剂粘附到分离部上且更加稳定地输送纸张成为可能。喷嘴的表面可以涂布氟塑料，或者喷嘴可以包括氟塑料。这一结构提高了喷嘴的调色剂释放特性，并使得即便发生纸张阻塞时也可防止调色剂粘附到喷嘴上成为可能。这又反过来使得减少清洁喷嘴的需求成为可能。

[0054] 本发明不限于已公开的特定的实施例，并且可在不背离本发明的范围内作出各种变化和修改。

[0055] 本发明基于2010年1月7日提交的日本优先权申请第JP2010-001897号，由此通过引用结合于此。