专利名称：定影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装在成像装置如静电照相类型的复印机、打印机和 传真机上的定影装置(fixing device)。更具体地说，本发明涉及一种定影 装置，该定影装置包括热定影部件、环带和推压装置，其中所述推压装置 将所述带从带的内周表面一侧向着热定影部件推压，从而将位于带的外周 表面上的周向的部分区域推压至位于热定影部件的外周表面上的周向的部 分区域上。
背景技术：
当将定影装置安装在成像装置上时，迄今为止已经广泛使用一种结构， 其包括有热定影辊和压辊，其中所述热定影辊由热源进行加热，所述压辊 与所述热定影辊挤压接触。然而，在用于近年来已经发现其应用范围逐渐 拓宽的彩色成像装置的定影装置中，例如四色的调色剂必须以交迭方式定 影，因此，相对于用于单色成像装置的定影装置来说，其定影性能必须被 提高。用于改进这种定影性能的措施之一可以是增大位于热定影辊和/或压 辊上的弹性层的厚度，例如增大压辊的弹性层厚度或者在热定影辊的表面 上形成弹性层，以增大热定影辊与压辊之间的夹持宽度(nippingwi她)。
然而， 一种新的趋势是将热定影辊的弹性层厚度尽可能地减小，以满 足近年来全球规模的节约能量的对策以及满足用户縮短定影装置的加热时 间和节省电能消耗的需求。然而，如果热定影辊弹性层的厚度被尽可能地 减小，则热定影辊和压辊之间的夹持宽度将会随之减小，因此将会破坏定 影性能。根据以上技术背景，已经开发了一种定影装置，这种定影装置设有环 带机构，以代替压辊。这种类型的定影装置的代表性实例可能为这样一种 装置，它包括热定影辊、环带和推压装置，所述推压装置将带从带的内周 表面一侧向着定影辊推压，从而位于带的外周表面上的周向的部分区域被 推压至热定影辊的外周表面上的周向的部分区域上，其中一夹持区域形成 于彼此接触的带的部分区域和热定影辊的部分区域之间，并且当热定影辊 被驱动旋转时，带也被驱动。该推压装置包括沿旋转方向布置于热定影辊 的上游侧的上游支承辊、沿旋转方向布置于热定影辊的下游侧的下游支承 辊、以及经由带将上游支承辊和下游支承辊推压至热定影辊上的弹簧机构
(参见JP-A-2004-212844)。
根据上面这种带型定影装置，带与热定影装置之间的夹持宽度可被增 加，仍然尽可能地减小了热定影辊的弹性层厚度，并因此可获得良好的定 影性能。虽然获得了上述优点，但是相对于热定影辊过多地增加带的夹持 宽度将使得纸在延长的时间段内沿着热定影辊的弯曲部分运动，并且因此 会产生过多的热，而过多的热会带来这样的麻烦，即含于纸中的水分将过 多地挥发，从而形成具有瑕疵的图像(白点)，并且纸难于与热定影辊分 开，因此纸会发生巻曲等。通过布置剥离爪并且使该爪与热定影辊接触可 以有效地将纸分离。然而，当上述措施付诸实践时，热定影辊表面上的磨 损将会增加，将会出现划痕，定影装置的寿命也会縮短，因此在对成像装 置维护时将被迫更换该定影装置。此外，调色剂和纸上的灰尘会停留在热 定影辊和剥离爪之间，从而污染纸的表面。
发明内容
本发明的目的是提供一种新颖的定影装置，它能够在防止形成瑕疵图 像(白点)的同时，保持优良的定影性能。
本发明的另一目的在于提供一种新颖的定影装置，它能够提高纸与热 定影部件分离的性能，并可保持优良的定影性能以及防止纸发生巻曲。
本发明的又一目的在于提供一种新颖的定影装置，它能够防止在热定 影部件的外周表面上出现划痕，并在保持优良的定影性能的同时防止纸的 表面受到污染，且提高纸与热定影部件分离的性能。
4本发明的进一步的目的在于提供一种新颖的定影装置，它在保持优良 的定影性能的同时可提高纸与热定影部件分离的性能，并防止在图像上出 现干扰以及防止纸发生巻曲。
通过仔细的研究，本发明的发明人已经发现，定影性能、纸的分离性 能以及巻曲情况的发生极大地受到将在后面加以描述的以下因素的影响， 即在带和热定影部件之间的夹持区域的周向上的压力分布、在带已经发生 移动后从带的部分区域的上游端与热定影部件发生分离时开始的夹持时间
(nipping time)、分离部件与热定影部件的构造之间的关系、以及夹持时 间和分离时间之间的关系，并且本发明的发明人己发明了用于解决这些问 题的装置。
为此，本发明提出一种定影装置，其包括热定影部件、环带和推压装 置，其中所述推压装置从所述带的内周表面一侧向着所述热定影部件推压 所述带，从而使得所述带的外周表面上的周向的部分区域被推压至所述热 定影部件的表面上的部分区域上，
其中一夹持区域形成于彼此接触的所述带的所述部分区域和所述热定 影部件的所述部分区域之间，
所述带的所述部分区域由推压装置以这样的方式推压至所述热定影部 件的所述部分区域上，以在所述夹持区域的周向上建立一压力分布，
所述压力分布在所述夹持区域中沿旋转方向在所述热定影部件的上游 端区域中产生一最大压力，并在所述夹持区域中沿旋转方向在其下游端区 域中产生另一最大压力，以及在所述上游端区域和所述下游端区域之间的 所述夹持区域的中间区域中产生一压力，所述中间区域中的所述压力等于 或小于所述上游端区域中的所述最大压力，并等于或小于所述下游端区域 中的所述另一最大压力，并且
所述夹持区域中的所述上游端区域中的所述最大压力小于所述下游端 区域中的所述另一最大压力。
根据本发明的另一方面，提供了一种定影装置，其包括热定影辊、环 带和推压装置，其中所述推压装置从带的内周表面一侧向着热定影辊推压 带，从而带的外周表面上的周向的部分区域被推压至热定影辊的外周表面 上的周向的部分区域上，其中一夹持区域形成于彼此接触的带的部分区域和热定影辊的部分区域之间，并且当热定影辊被驱动旋转时，带被驱动，其中，所述带的部分区域由推压装置以这样的方式推压至热定影辊的部分区域上，以使得在夹持区域的周向上建立一压力分布，从而在夹持区域中沿旋转方向在热定影辊的上游端区域中产生一最大压力，并在夹持区域中沿旋转方向在其下游端区域中产生另一最大压力，以及在上游端区域和下游端区域之间的夹持区域的中间区域中产生一压力，该压力等于或小于(即不高于)所述上游端区域中的最大压力，并且等于或小于(即不高于)所述下游端区域中的另一最大压力。
理想的是，该热定影辊包括由金属制成的圆筒状主体和布置于该圆筒状主体的外周表面上的弹性层，位于所述推压装置的下游端区域中的一推压部分由比所述弹性层硬的部件构成，并且所述夹持区域中的上游端区域中的最大压力小于所述下游端区域中的另 一最大压力。
理想的是，当热定影辊的直径由D (mm)表示、夹持区域的周向长度由L (mm)表示、热定影辊的转速由R (rpm)表示、并且在带已经跟随热定影辊的转动进行移动后直到当带的部分区域的上游端与热定影辊发生分离时的夹持时间S (秒)由60L/IUD表示时，夹持时间S (秒)满足以下公
式
0.04 (秒)(秒)《0.08 (秒)。
理想的是，提供有分离部件，以用于分离从热定影辊的外周表面被传输通过所述夹持区域的纸张，该分离部件由沿热定影辊的轴向延伸的一块金属板制成，并具有当沿轴向观察热定影辊时从热定影辊的径向方向的外侧向着热定影辊的外周表面和沿旋转方向从下游向着上游线性延伸的分离部分，并且分离部分的顶部被定位成相对于热定影辊的纸张经过区域上的外周表面保持0.5mm至2.0mm的间隙。
理想的是，当沿轴向观察热定影辊时，所述分离部分的外表面的倾角等于或小于(即不大于)40度，该倾角被定义为与分离部分的外表面一致的直线与热定影辊的外周表面的一切线之间的夹角，其中所述切线穿过一点，在该点处，与分离部分的外表面一致的直线与位于热定影辊的纸张经过区域的外周表面相交。理想的是，当沿轴向观察热定影辊时，并且当从热定影辊的外周表面上的一个点已经与夹持区域分离开始直到其到达某点时为止的时间被视为
分离时间T (秒)时，该分离时间T (秒)被限定在夹持时间S (秒)的60%至100%的范围内，其中在所述某点处，与分离部件的分离部分的外表面一致的直线与位于热定影辊的纸张经过区域上的外周表面相交。
理想的是，具有与所述热定影辊同心的圆形外周表面的定位装置被布置于每个纸张不经过区域上，该纸张不经过区域为所述热定影辊的轴向上的两个端部区域，且所述分离部件的轴向上的两端处的顶部与相应的定位装置的外周表面接触，以设定所述间隙。
理想的是，每一定位装置包括定位部分和轴承部件，其中所述定位部分成一体地布置于所述热定影辊上，所述轴承部件用于可旋转地支承所述热定影辊。
理想的是，多个导向肋以沿轴向保持一定距离的方式布置在所述分离部件上，该导向肋被布置成在所述分离部分的外表面上沿输送方向从纸张的下游端区域向输送方向的下游延伸，并且从所述分离部分的外表面向外延伸。
图l为示意性地示出了本发明的定影装置的一实施例的主要部分的结构的视图，并且为沿辊的轴向看去的结构示意图2为示意性地示出了图1所示定影装置的结构的视图，它在加入了其它结构的同时省去了部分结构，并且它是该结构的局部剖面示意图3为以放大比例示意性地示出了图2所示部件的结构的视图4为图2所示定影装置的透视图，它在加入其它结构的同时省去了部分结构；
图5为图2所示分离部件的透视图；图6为图1所示的盖的透视图7为在省去了部分结构的同时从下侧方向看去的图1所示定影装置的示意性透视图；图8为在省去了盖的同时从另一下侧方向看去的图7所示定影装置的示意性透视图9为以放大比例示意性地示出图8中的一部分的透视图，它为主要示
出了分离部件定位装置的一实施例的示意性透视图10为示出了分离部件定位装置的另一实施例的示意性透视图，它为与图9相对应的示意性透视图ll为示意性地示出了本发明另一实施例的定影装置的主要部分的结构的视图，并为沿辊的轴向方向看去的结构示意图12为示意性地示出了本发明又一实施例的定影装置的主要部分的结
构的视图，并为沿辊的轴向看去的结构示意图13为当从下侧方向看图12所示的定影装置时的示意性透视图；图14为在图1所示定影装置中形成于带的部分区域和热定影辊的部分
区域之间的夹持区域的周向上的压力分布的一实施例的模型图；图15为示出了由本发明的发明人进行的实验2的结果的表；.图16为示出了由本发明的发明人进行的实验3的结果的表；图17为示出了由本发明的发明人进行的实验4的结果的表；以及图18为示出了由本发明的发明人进行的实验5的结果的表。
具体实施例方式
下面将结合附图对根据本发明构造的定影装置的优选实施例进行详细说明。在图1至13中，相同的附图标记基本上表示相同的部分。
参照图l，该定影装置包括热定影辊2、环带4和推压装置6，其中所述推压装置6将带4从带4的内周表面一侧向着热定影辊2推压，从而位于带4的外周表面上的周向的部分区域被推压至热定影辊2的外周表面的周向的部分区域上。热定影辊2通过包括齿轮(未示出)的动力传动机构与一电动马达驱动相连，并且被驱动，以沿图l中的顺时针方向旋转。推压装置6包括至少一个推压件，或者在该实施例中，包括布置在热定影辊2的径向外侧的上游支承辊8和下游支承辊10，该上游支承辊8和下游支承辊10沿周向彼此保持一定距离，以及推压机构12，以用于经由环带4将上游支承辊8和下游支承辊10推压至热定影辊2上。上游支承辊8沿旋转方向布置在热定影辊2的上游，下游支承辊10沿旋转方向布置在热定影辊2的下游。带4缠绕在上游 支承辊8和下游支承辊10之间。夹持区域N形成于彼此接触的带4的部分区域 和热定影辊2的部分区域之间。当热定影辊2被驱动旋转时，环带4、上游支 承辊8和下游支承辊10也被驱动。
下游支承辊10经由带4被推压至热定影辊2上。位于带4的周向上的部分 区域、或者在该实施例中位于下游支承辊10和热定影辊2之间的夹持部分的 上游的带4的部分区域与热定影辊2的部分区域产生夹持作用。位于上游支 承辊8的周向上的缠绕着带4的区域、即面对热定影辊2的区域被定位成在带 4被缠绕的状态下相对于热定影辊2保持一间隙。纸张P通过夹持区域N从图1
的右侧向左侧被传输。
参照图l、 2和4，定影装置具有金属框架14。框架14包括一对由金属板 制成的侧板16和连接装置，该连接装置以使侧板16彼此平行面对并彼此保 持一定距离的方式将其连接在一起。该连接装置包括用于将侧板16的上部 区域连接在一起的上连接板部件18、用于连接侧板4的下部区域的上游下部 连接板部件(未示出)以及下游下部连接板部件20。上游和下游代表沿传 输方向的纸张P的上游侧和下游侧，其中在图1和2中，上游至下游代表从右 侧向左上侧的方向，在图4中，大致代表从左向右的方向。
热定影辊2包括由金属、例如铝制成的圆筒状主体22以及布置于圆筒状 主体22的外周表面上的由硅橡胶或者类似材料制成的弹性层24。热定影辊2 具有与其形成一体以沿轴向伸出圆筒状主体22的两侧的轴26。轴26通过轴 承28可旋转地支承在相应侧板16的中央区域上。作为热源的卤素加热器H位 于热定影辊2的中心部分内。卤素加热器H的两端以静止方式由侧盖(未示 出)支承，所述侧盖可拆卸地连接在侧板16的外侧。
参照图1和2，基本上具有相同构造的上游支承辊8和下游支承辊10的中 每一个设有由金属、例如SUS制成的圆筒状主体30。直径小于圆筒状主体30 的圆筒状轴32成一体地形成于圆筒状主体30的两端，从而沿轴向伸出所述 主体的两端之外。上游支承辊8和下游支承辊10的轴32由形成于侧板16中的 细长孔34 (由图2中的双点划线表示)支承，从而可旋转和沿着该细长孔34 滑动。当沿轴向观察热定影辊2时，细长孔34被形成为沿着两条假想线(未示出)延伸，所述假想线与穿过热定影辊2的轴线的一假想线(未示出)平行。
上游支承辊8和下游支承辊10的轴32由轴承部件36可旋转地支承，其中 所述轴承部件36具有半圆形的支承部分，而压縮巻簧38布置在轴承部件36 和相应的侧板16之间。压縮巻簧38将相应的轴承部件36推向热定影辊2。当 沿轴向观察热定影辊2时，压縮巻簧38的推压方向为沿着上述平行于穿过热 定影辊2的假想线的两条假想线的方向向着热定影辊2的方向。上游支承辊8 和下游支承辊10的外周表面的周向上的部分区域经由带4被推压至热定影 辊2的外周表面的周向上的部分区域上。带4的外周表面的轴向上的部分区 域被推压至热定影辊2的外周表面的周向上的部分区域上。 一旦适当地设定 了细长孔34之间的距离或者一旦适当地设定了细长孔34的延伸方向，则所 需的张力将被传递给带4。推压机构12由细长孔34、轴承部件36和压縮巻簧 38构成。带4由聚酰亚胺树脂制成。用于防止发生蜿蜒(meandering)的肋 部4A沿宽度方向形成于带4的两端(在图1和2中位于垂直于纸张的表面的方 向上的两端)，并沿着整个周边在内周表面上延伸。沿宽度方向的带4的肋 部4A的内表面被定位成处于上游支承辊8和下游支承辊10的圆筒状主体30
的轴向方向上的两端的外侧。
参照图2和4，框架14的上连接板部件18包括顶板18A、 一对侧板18B和 18C和一对端板18D (图2仅示出了它们中的一块)，其中所述顶板18A以保 持一预定宽度(沿图2中的左右方向的宽度)的方式沿热定影辊2的轴向笔 直延伸，所述侧板18B和18C悬挂在顶板18A的两侧，所述端板18D悬挂于顶 板18A的轴向上的两端处。上连接板部件18具有面对相应的侧板16的内侧表 面定位的端板18D，并通过未示出的紧固件固定，以连接侧板16的上端。上 连接板部件18的顶板18A平行于热定影辊2的轴线在热定影辊2的上方延伸。
在上连接板部件18中，沿长度方向呈细长状的多个接合孔40 (图4仅示 出了它们中的一个)形成于位于下游侧的侧板18C的长度方向(侧板16彼此 面对的方向)上的两端处。具有基本上相同的结构(换句话说，具有基本 上相同的形状和尺寸)的细长接合孔40沿长度方向延伸，并沿上下方向保 持预定宽度。接合孔42形成于一角部中，侧板18C与顶板18A在该角部处相 交，且该角部沿长度方向位于中心处。接合孔42跨过侧板18C和顶板18A延
10伸，并且在长度方向上保持预定的宽度。内螺纹孔44形成于侧板18C内，并 处于沿长度方向位于细长接合孔40内侧的位置上。接合凹槽46形成于侧板 18C的下端，并位于接合孔42的下方。接合凹槽46从下端向上延伸，并沿长 度方向保持预定的宽度，且可假定其为矩形，当沿输送方向看去时，该矩 形向下开口。未示出的上游下连接部件和下游下连接部件20的结构与本发
明不直接相关，因此这里不对其进行描述。
开口的接合凹槽48形成于上连接部件18的侧板18C的略微下游位置处 的相应侧板16的上端处。如图4清楚地示出，具有基本相同结构的接合凹槽 48彼此面对，并沿输送方向保持一定距离，且具有一对笔直延伸并平行于 上-下方向的相对内表面48a以及一大于半圆的弧形内表面48b。相对内表面 48a的上端通过倾斜表面48c开口于侧板16的上端处，其下端与弧形内表面 48b的两端相连。倾斜表面48c沿彼此分离的方向从相应的相对内表面48a的 上端向侧板16的上端延伸。
定影装置包括分离部件50和盖60。参照图2至5，用于将纸张与热定影 辊2分离的分离部件50包括支承主体部51、中间部52和分离部53，该支承主 体部51由金属板制成，或者在该实施例中，由单张假定呈薄的矩形平板状 的SUS板制成。支承主体部51以预定的宽度沿上-下方向笔直延伸。中间部 52从支承主体部51的下端向着下游向下倾斜地笔直延伸。分离部53从中间 部52的下端向着上游向下倾斜地笔直延伸。除了位于两端处的区域53A外， 沿倾斜方向的分离部53的宽度在中间区域53B中保持不变。位于两端处的区 域53A从中间区域53B的下端开始笔直延伸，并且以相等的长度向下倾斜。 在中间部分52中，形成有沿长度方向保持一定距离的多个槽口52A。槽口 52A基本上具有相同的形状和相同的尺寸，BP,基本上具有矩形形状，并且 它们的端部横跨分离部53的上端。
待接合舌片54沿支承主体部51的长度方向形成于两端处，以与上游方 向成直角地延伸，并且沿上-下方向保持预定宽度。待接合舌片54相应于形 成于上连接板部件18的侧板18C中的细长接合孔40而形成。待接合舌片55 在支承主体部51的长度方向上形成于中央部分处，以与上游方向成直角地 延伸，并且沿上-下方向保持预定宽度。待接合舌片55相应于形成于上连接 板部件18的侧板18C中的接合孔42而形成。通孔56形成于支承主体部51的两
ii端处，并比形成于长度方向上的待接合舌片54更靠近中央。通孔56相应于 形成于上连接板部件18的侧板18C中的内螺纹孔44而形成。通孔57形成于支 承主体部51中，并且处于形成待接合舌片55的位置的下方。通孔57相应于 形成于上连接板部件18的侧板18C中的接合凹槽46而形成。
由此构成的分离部件50从下游侧假安装(临时安装)在上连接板18的 下游处的侧板18C上，以便可以被分离。即，形成于分离部件50的两端处的 待接合舌片54以可分离方式插入与之对应的细长接合孔40内，并且形成于 支承主体部51的中央部分处的待接合舌片55以可分离方式插入与之对应的 接合孔42内。因此，分离部件50便在这样一种状态下被假安装，其中在所 述状态下，除非从上连接板部件18的侧板18C处沿下游方向拖动，支承主体 部51将重叠在面对下游方向的上连接板部件18的侧板18C的表面上。沿上-下方向，待接合舌片54和相应的细长接合孔40之间的尺寸这样设置，以使 得待接合舌片54可以在这种状态下相对于对应的细长接合孔40在上-下方向 上进行稍微运动，其中在所述状态下，分离部件50的待接合舌片54被插入 到对应的细长接合孔40中。支承主体部51中的通孔56基本上与侧板18C的对 应的内螺纹孔44同心布置。通孔56的直径大于相应的内螺纹孔44的直径。 位于分离部件50的分离部分53两端处的区域53A的顶部与热定影辊2的相应 轴承28的外周表面接触。分离部分53的中间区域53B以与热定影辊2的外周
表面保持一定间隙的方式布置。
接下来将对盖60进行说明。参照图l、 6和7，可通过采用适当的合成树 脂被整体模制的盖60包括主体部分61和多个导向肋62，其中所述主体部分 61以预定的宽度在上-下方向上线性延伸，而导向肋62位于主体部分61的下 端处。纸张P的导向肋62形成为多个，它们沿主体部分61的长度方向保持一 定距离，并以后面将要说明的方式由侧板16支承，且形成下导向面62a，所 述下导向面62a在被固定到位于上连接板部件18的下游的侧板18C上的状态 下从上游向下游倾斜地向上延伸。待支承销63在主体部分61的长度方向上 形成于两个上端处，从而沿长度方向向外延伸。在基本以相同的方式构造 并且布置在一共同轴线上的待支承销63的轴向端部的区域中形成有弧形外 周表面63a和平坦表面63b，该弧形外周表面63a处于一对对称位置处，其轴 线位于它们之间，并且彼此同心，该平坦表面63b位于另一对对称位置处，
12其轴线位于它们之间，并沿着该轴线彼此平行延伸。此外，在待支承销63 的轴向近端区域中形成有4个弧形外周表面63c，所述弧形外周表面63c位于 与弧形外周表面63a和平坦表面63b对应的周向位置处。各弧形外周表面63c 与弧形外周表面63a同心并具有相同的曲率半径，该曲率半径大于弧形外周 表面63a的曲率半径。
在主体部分61的长度方向上的两端处形成有圆筒形凸起64，该圆筒形 凸起64沿上游方向延伸。与凸起64同心的通孔66形成于位于凸起64的上游 端的端壁65的中心部分处。通孔66对应于形成于上连接板部件18 (图4)的 侧板18C中的内螺纹孔44和形成于分离部件50 (图5)的支承主体部51中的 通孔56而形成，并具有与通孔56几乎相同的直径。位于凸起64的端壁65的 上游处的表面位于基本上同一竖直表面上。向着上游延伸的待接合销67(图 1)形成于位于主体部分61的下端处的长度方向的中央部分处。待接合销67
的顶部的直径向着端部逐渐减小。
参照图1和4至7，如上述构造的盖60通过待支承销63由接合凹槽48可旋 转地支承。接合凹槽48中的成对的相对内表面48a之间的距离稍微比相对应 的待支承销63的平坦表面63b之间的距离大，并且接合凹槽48b中的弧形内 表面48b的曲率半径稍微大于相对应的待支承销63的圆弧内周表面63a的曲 率半径。盖60以待接合销67 (图l)被向下导引的方式下降，导向肋62位于 下游侧，并且待支承销63面对相应的接合凹槽48的上方。然后，待支承销 63的一对平坦表面63b穿过相应的接合凹槽48的成对的相对内表面48a被插 入到弧形内表面48b中(未示出)。
接下来，沿逆时针方向将图1中的盖60旋转90度，由此，待支承销63的 成对弧形外周表面63a被装配到相应的接合凹槽48的弧形内表面48b上(未 示出)。然后，盖60的待接合销67 (图l)被装配到假安装在上连接板部件 18的侧板18C上的分离部件50的支承主体部51中的通孔57内，并且以可与之 分离的方式(未示出)安装到上连接板部件18的侧板18C内的接合凹槽46 中。此外，位于盖60中的凸起64的端壁65的上游处的表面重叠在分离部件 50的支承主体部51的下游处的表面上(图l)。凸起64的通孔66、位于分离 部件50的支承主体部51中的相应通孔56以及位于上连接板部件18的侧板18C中的相应内螺纹孔44基本上彼此对齐，并且采用紧固件、例如螺钉将它
们可拆卸地固定在一起(未示出)。
盖60以这样的方式安装到上连接板部件18的侧板18C上，以使得在从下 游侧将分离部件50的支承主体部51覆盖的同时其可以被分离。分离部件50 从其假安装状态被完全安装到上连接板部件18的侧板18C上。在这种状态 下，盖60的导向肋62的下端的上游区域位于分离部件50中的相应槽口52A 内。这种状态可被看作是分离部件50允许多个导向肋62在热定影辊2的轴向 上保持一定距离地布置。导向肋62被布置成从在分离部件50的分离部分53 的中间区域53A的外表面上的传送方向上的纸张P的下游端处的区域向着传 输方向的下游延伸，并且向着中间区域53A的外表面的外部延伸。根据另一 实施例，导向肋62可以与分离部件50形成一体。
参照图l，当热定影辊2由电动马达驱动以沿图1中的顺时针方向旋转 时，上游支承辊8和下游支承辊10与带4一起被驱动，以沿逆时针方向旋转。 当卤素加热器H被通电以开始产生热量时，热定影辊2的温度开始上升。传 导至热定影辊2的热量进一步传导至带4，然后又经由带4传导至下游支承辊 8和上游支承辊10。在热定影辊2的表面温度已经从常温开始达到预定温度 后，纸张P从图1的右侧向左侧进行输送，并且通过位于热定影辊2和带4之 间的夹持区域N，其中调色剂已经传递到纸张P的一个表面上，由此，由于 热定影辊2的作用，被传递到纸张P的表面上的未定影的调色剂被熔化-固定 到纸张P的所述表面上。
下面将参照图1至3对本发明的定影装置进行更详细的说明。在本发明 的定影装置中，重要的是，带的部分区域被推压装置6以这样的方式推压至 热定影辊2的部分区域上，以在夹持区域N的周向上建立压力分布，其中在 夹持区域N中沿旋转方向的热定影辊2的上游端区域中产生一最大压力，并 在夹持区域N中沿旋转方向的热定影辊2的下游端区域中产生另一最大压 力，以及在上游端区域和下游端区域之间的夹持区域N的中间区域中产生一 压力，其中该压力等于或小于上游端区域中的最大压力，并且等于或小于 下游端区域中的另一最大压力。
根据本发明的上述结构，首先在夹持区域N的上游端区域的一部分最大
压力处产生预定影，然后，纸张P通过具有等于或小于该最大压力的压力的中间区域，从而防止已经加入调色剂的纸张P在其一面上过分受热。因此， 防止了包含于纸张P内的水分被过多地蒸发，图像也不会具有瑕疵(防止产
生白点)。通过在夹持区域N的下游端区域设置最大压力，调色剂将被熔化 -粘附到纸张P上，从而可获得非常优异的定影性能。
为了确保本发明的上述效果，本发明的发明人通过使用上述定影装置 进行了实验(实验l)。在该实验中，如图14中示意性示出的那样，在夹持 区域N的周向上建立一压力分布。用于测量压力分布的仪器为"压力分布测 量系统，PINCHA4-40系统"(由Nitta公司制造)，并且采用宽度为220mm 的片状传感器测量该压力分布。在图14中，曲线F表示宽度为220mm的片状 传感器的宽度方向的端部区域(从上游侧看去沿传输方向的纸张P的左侧 图l中的前侧)中的压力分布，曲线R表示片状传感器的宽度方向的另一端 部区域(从上游侧看去沿传输方向的纸张P的右侧图l中的后侧)中的压 力分布，曲线C表示片状传感器的宽度方向的中部区域中的压力分布。当然， 在热定影辊2保持静止的状态下测量压力分布。通过采用配备有上述定影装 置的成像装置持续打印100K页(即持续定影)，其中所述定影装置具有在 夹持区域N的周向上的压力分布。在打印完100K页后，对具有瑕疵(白点) 的图像的出现进行检查。作为实验结果，没有检测到具有瑕疵(白点)的 图像，从而确信获得了优异的定影性能。
下面将对用于本实验的定影装置中的主要构成部件的尺寸进行说明。 热定影辊2的直径36mm(由铝制成的圆筒状主体22) 覆盖热定影辊2的弹性材料的硅橡胶的厚度l.Omm 上游支承辊8的直径16mm (由SUS制成的圆筒状主体) 下游支承辊10的直径16mm (由SUS制成的圆筒状主体) 带4的直径30誰
带4的材料聚酰亚胺(厚度50〃m) 热定影辊2的转速83rpm 沿周向的夹持区域N的长度12mm
在本发明的定影装置中，理想的是，热定影辊2包括由金属制成的圆筒 状主体22和布置在圆筒状主体22的外周表面上的弹性层24，位于推压装置 12的下游端区域中的推压部分(在该实施例中为下游支承辊IO)由比弹性
15层24硬的部件构成(在该实施例中，圆筒状主体30由金属制成)，并且夹 持区域N内的上游端区域中的最大压力小于下游端区域中的最大压力。由于 这种结构，推力使得在上游端区域的热定影辊2的弹性层24的外周表面上产 生压痕。因此，纸张P被导向，以在沿径向方向与热定影辊2的弹性层24的 外周表面向外分离。这样，更有利于纸张P与热定影辊2的弹性层24的外周 表面发生分离。
在本发明的定影装置中，理想的是，如果热定影辊2的直径由D (mm) 表示，沿周向的夹持区域N的长度由L (mm)表示，热定影辊2的转速由R (rpm)表示，并且在带4已经跟随热定影辊2的转动进行移动后直到当带4 的部分区域的上游端与热定影辊2发生分离时的夹持时间S(秒)由60L/R;rD 表示，则夹持时间S (秒)被限定为满足以下公式
0.04 (秒)(秒)^0.08 (秒)。
通过将注意力放到夹持时间S (秒)、定影性能、纸张P的分离和纸张 的巻曲之间的关系上，本发明的发明人进行了实验(实验2)。通过设定沿 周向的夹持区域N的长度L、热定影辊2的直径D、以及热定影辊2的转数R， 可以获得夹持时间S。通过预先确定沿周向的夹持区域N的长度以及热定影 辊2的直径D并改变热定影辊2的转速R，在与实验1相同的条件下进行实验2。 图15示出了实验结果。通过摩擦和折叠纸张P的成像区域以确定是否图像已 经从平坦部分和折叠部分上剥离来评估定影性能。在定影性能的评估中， 标记O表示图像尚未剥离，标记X表示图像已经剥离。通过确定是否出现了 卡纸现象(纸张P的卡住)或者虽然没有发生卡纸但是是否纸张出现了不良 进给(纸张P在角部出现折叠、端部受损等情况下进给)来评估分离性能。 在分离性能的评估中，标记O表示没有发生卡纸，标记X表示发生了卡纸， 标记A表示纸张出现了不良进给。通过在将刚刚被排出的纸张P放置于平板 上的状态下从平板的表面开始测量纸张P的最大高度来评估巻曲程度。在巻 曲程度的评估中，标记O表示最大高度小于基准高度，标记X表示最大高度 超过基准高度，标记A表示最大高度等于基准高度。根据图15所示的实验 结果，可以确定，通过将夹持时间S (秒)设置在0.04 (秒)至0.08 (秒) 的范围内，可以完全消除涉及定影、纸张P的分离和纸张P的巻曲的问题。本发明的定影装置设有用于分离纸张P的分离部件50，其中所述纸张P 从热定影辊2的外周表面处通过夹持区域N进行传输(参见图1和2)。分离 部件50由沿热定影辊2的轴向延伸的一块金属板制成，并且具有当沿轴向观 察热定影辊2时在热定影辊2的径向方向上从外侧向着热定影辊2的外周表 面并沿旋转方向从下游向着上游线性延伸的分离部分53 (53B)。分离部件 53 (53B)的顶部被定位成相对于位于热定影辊2的纸张经过区域F (参见图 8)上的外周表面保持0.5mm至2.0mm的间隙C (参见图3)。从图3中可以清 楚地看出，该间隙C代表分离部分53 (53B)的顶部与热定影辊2之间的间隙 中的最小间隙。
通过将注意力放到分离部件50与热定影辊2的外周表面之间的间隙C、 纸张P的分离、热定影辊2的外周表面上的划痕以及纸张表面的污染之间的 关系，本发明的发明人进行了实验(实验3)。在实验3中，通过采用配备 有与实验1相同的定影装置的成像装置持续打印100K页(即持续地定影)。 在已经打印了100K页后，对纸张P的分离、热定影辊2的外周表面上的划痕 以及纸张表面的污染进行评估。图16示出了实验结果。对分离的评估与实 验1中相同，这里不再进行说明。通过确定划痕图案是否已经出现在图像上 来评估热定影辊2的外表面上的划痕。在对热定影辊2的外周表面上的划痕 进行评估的过程中，标记O表示划痕图案并未出现在图像上，标记X表示划 痕图案已经出现在图像上。通过确定非用于图像的调色剂是否已经粘附到 纸张P上来对纸张表面的污染进行评估。在对纸张表面的污染进行评估的过 程中，标记O表示非用于图像的调色剂已经出现在纸张P上，标记X表示非 用于图像的调色剂未出现在纸张P上。根据图16示出的实验结果，可以确信， 在将间隙C设置在0.5mm至2.0时，可以保持纸张P的优异分离性能，且没有 划痕形成于热定影辊2的外周表面上，同时纸张表面也未受到污染。在实验 3中，当将间隙C设置为等于或小于0.3mm时，由于热定影辊2的热膨胀，热 定影辊2的外周表面将会与分离部分53B的顶部接触，并将会产生诸多不便， 从而使得热定影辊2的外周表面出现划痕以及纸张表面由于调色剂的附着 而被污染。当上述间隙C被设置为2.5mm时，可以确定，在分离纸张P时将 出现例如卡纸的问题。在本发明的定影装置中，理想的是，当沿轴向观察热定影辊时，分离
部分53 (53B)的外表面的倾角0 (参见图2和3)等于或小于40度，该倾角 被定义为与分离部分53 (53B)的外表面一致的直线L1与热定影辊2的外周 表面的一切线L2之间的夹角，其中所述切线L2穿过一点D，在该点D处，与 分离部分53 (53B)的外表面一致的直线L1与位于热定影辊的纸张经过区域 F (参见图8)上的外周表面相交。
通过将注意力放到分离部件50的分离部分53 (53B)的倾角S、纸张P
的分离以及图像的干扰之间的关系上，本发明的发明人进行了实验(实验 4)。在实验4中，通过采用配备有与实验3相同的定影装置的成像装置持续 打印100K页(即持续定影)。在已经打印了100K页后，对纸张P的分离和 图像的干扰进行评估。图17中示出了实验结果。对分离的评估与实验l中的 相同，因此这里不再对其进行说明。通过确定当调色剂已经定影到其上的 纸张P的表面被分离部分53 (53B)的外表面摩擦时是否形成了摩擦划痕来 对图像的干扰进行评估。在对图像的干扰进行评估时，标记O表示无摩擦 划痕形成，标记X表示形成了摩擦划痕。根据图17示出的实验结果，可以确 定，当倾角P超过45度时，将会产生涉及纸张P的分离和图像的干扰等问题 的诸多不便。结果是，可以确定，如果分离部件50的分离部分53 (53B)的 倾角M皮设定为等于或小于40度，则纸张P可以被很好地分离，并不会对图 像产生干扰。
在本发明的定影装置中，理想的是，当沿轴向观察热定影辊2时，并且 当从热定影辊2的外周表面上的一个点已经与夹持区域N分离开始直到其到 达某点D时为止的时间被视为分离时间T (秒)时，该分离时间T (秒)被 限定在夹持时间S (秒)的60%至」100%之内，其中在所述某点D处，与分离 部件50的分离部分53 (53B)的外表面一致的直线与位于热定影辊2的纸张 经过区域F上的外周表面相交。
通过将注意力放到夹持时间S (秒)与分离时间T (秒)之间的关系以 及纸张P的分离与纸张P出现巻曲之间的关系上，本发明的发明人进行了实 验(实验5)。在实验5中，通过采用配备有与实验3中相同的定影装置的成 像装置持续打印100K页(即持续定影)。在已经打印了100K页后，对纸张 P的分离和纸张P的巻曲进行评估。将夹持时间S固定为0.077 (秒)。图18示出了实验结果。对分离和巻曲的评估与实验l中的相同，因此这里不再对
其进行说明。根据图18所示的实验结果，当分离时间T (秒)相对于夹持时 间S (秒)的比例变小(小于50%)时，分离变得困难。当分离时间T (秒) 相对于夹持时间S (秒)的比例变高时(不小于10%)，受到热定影辊2的 曲率的影响，产生了巻曲。因此，如果将分离时间T (秒)设定为夹持时间 S (秒)的60%至100%，将确信纸张P可有利地分离，且不会产生巻曲。
在本发明的定影装置中，具有与热定影辊2同心的圆形外周表面的定位 装置被布置于每一纸张不经过区域上(沿轴向在纸张经过区域F的两外侧处 的区域)，该纸张不经过区域为热定影辊2的轴向上的两个端部区域。理想 的是，沿轴向的分离部件50的两个端部处的顶部与向对应的定位装置的外 周表面接触，以设定间隙C。在图2、 3和7至9所示的实施例中，定位装置由 支承热定影辊2的轴承28构成。在分离部件50和盖60以如前所述的方式完全 安装到上连接板部件18的侧板18C上的状态下，分离部件50的分离部分53 的两个端部区域53A的顶部与相应的轴承28的外周表面接触，从而在分离部 分53的中间区域53B和热定影辊2的外周表面之间限定出间隙C，从而可以容 易并可靠地提高间隙C的精度。
通过将定位部分整体地布置于热定影辊2上，该定位装置可很容易地构 成。如图所示，例如，在图10中，热定影辊2的圆筒状主体22的两端沿轴向 向外延伸，从而圆筒状主体22的外周表面22a在没有弹性层24的情况下暴露 于热定影辊2的两端。圆筒状主体22的外周表面22a可很容易地作为定位部 分。
在本发明的定影装置中，多个导向肋62 (参见图1和7)以沿轴向保持 一定距离的方式布置在分离部件50上。该导向肋62被布置成在分离部分53 (53B)的外表面上沿输送方向从纸张P的下游端区域向输送方向的下游延 伸，并且从分离部分53 (53B)的外表面向外延伸。纸张P首先由分离部分 53 (53B)的外表面进行导引，并且与热定影辊2分离，然后被导向肋62的 下部导引表面62a向着下游导引，从而提高了分离效果。
图ll示出了本发明的定影装置的另一实施例。除了上游支承辊8和下游 支承辊10沿着与图1中示出的定影装置中的方向不同的方向被压縮巻簧38
推压外，图ll中示出的定影装置基本上与图l中示出的定影装置相同。在图ll示出的定影装置中，当沿轴向观察热定影辊2时， 一压縮巻簧38 (图ll中 的右侧)的推压方向为沿着一假想线向着热定影辊2的方向，其中所述假想 线相对于穿过热定影辊2的轴线的假想线倾斜。此外，当沿轴向观察热定影 辊2时，另一压縮巻簧38 (图ll中的左侧)的推压方向为沿着一假想线与热 定影辊2相切的方向，其中所述假想线平行于与压縮巻簧38的推压方向一致 的假想线。通过采用包括上述结构的推压装置12，甚至可获得图14中所示 的夹持区域N的周向上的压力分布。
图12和13示出了本发明的定影装置的另一实施例。在图1示出的定影装 置中，构成从带4的内周表面一侧向着热定影辊2推压带4的推压装置6的推 压部件包括上游支承辊8和下游支承辊10。另一方面，在图12和13示出的定 影装置中，该推压部件由一个包括主要部件72和辅助部件74的推压单元70 构成。
该主要部件72包括矩形底板72A和一对侧壁72B，该底板72A笔直而细 长地延伸，并保持预定的宽度和厚度，该侧壁72B沿宽度方向从底板72A的 两侧竖立。侧壁72B从底板72A开始算起基本上具有相同的高度。在底板72A 的长度方向上的两端处形成有与其成一体的凸缘72C，该凸缘在宽度方向上 向两侧延伸。在底板72A的长度方向上的两端处的下表面上形成有一对凸起 72D，所述凸起以在宽度上保持一定距离的方式向下突出到底部表面之外。 凸起72D用于将压縮巻簧38的上端定位。当从长度方向上观察主要部件72 时，侧壁72B的上端表面72b形成突出的弧形表面或曲面。主要部件72具有 比带4的宽度大的长度。如上所述构成的主要部件72通过采用适当的材料一 体形成。然而，在该实施例中，主要部件72由铝一体形成。
辅助部件74具有细长且接近长方体形的形状，其尺寸被设置为几乎可 将一通道状的空间填满，所述通道状的空间由沿长度方向从主要部件72的 一端一直通到另一端处的底板72A和侧壁72B限定。辅助部分74的上端表面 为凹入的弧形表面或曲面。由此构成的辅助部件74可通过采用适当的材料 一体形成。然而，在该实施例中，辅助部件74由硅橡胶材料一体形成。通 过适当的固定方法例如压紧插入、粘接或者烘烤将辅助部件74固定在主要 部件72的空间内。
20在将推压单元70插入环带4中的状态下，推压单元70被定位为使得其位 于长度方向上的包括凸缘72C和凸起72D在内的两端沿宽度方向从带4的两 侧向外突出。由于压縮巻簧38的作用，推压单元70从带4的内周表面一侧将 带4向着热定影辊2推压。推压单元70中的主要部件72的侧壁72B的上端表面 72b和辅助部件74的上端表面74a经由带4被推压至热定影辊2的外周表面 上，从而形成夹持区域N。带4由被驱动旋转的热定影辊2驱动。为了限制带 4在宽度方向上的运动，理想的是，在推压单元70的长度方向上的两端处以 及凸缘72C的内部形成环状凸缘(未示出)。通过包括上述结构的推压机构 12甚至可获得图14中示出的周向上的夹持区域N的压力分布。图12和13中示 出的定影装置的在其它方面的构造与图l中示出的定影装置的构造基本相 同，这里不再对其进行说明。
正如前面所述，图14为夹持区域N中的压力分布图，以在夹持区域N中 沿旋转方向在热定影辊的上游区域中产生一最大压力，并在夹持区域N中沿
旋转方向在热定影辊的下游端区域中产生另一最大压力，以及在上游端区 域和下游端区域之间的夹持区域N的中间区域中产生一压力，该压力等于或 小于上游端区域中的最大压力，并且等于或小于下游端区域中的另一最大 压力。该压力分布是实验的结果，并且不言而喻，在不偏离本发明的范围 的情况下可能存在不同形式。用于建立上述压力分布的推压装置6的结构也 不仅限于图中的实施例，而是还可以通过任何其它实施例实现。
本发明的定影装置这样构成，以使得下游支承辊10与上游支承辊8经由 带4与热定影辊2挤压接触。然而，在另一实施例中，仅仅下游支承辊10经 由带4与热定影辊2挤压接触。该实施例同样也可实现本发明的上述效果。
权利要求
1.一种定影装置，其包括热定影部件、环带和推压装置，其中所述推压装置从所述带的内周表面一侧向着所述热定影部件推压所述带，从而使得所述带的外周表面上的周向的部分区域被推压至所述热定影部件的表面上的部分区域上，其中一夹持区域形成于彼此接触的所述带的所述部分区域和所述热定影部件的所述部分区域之间，所述带的所述部分区域由推压装置以这样的方式推压至所述热定影部件的所述部分区域上，以在所述夹持区域的周向上建立一压力分布，所述压力分布在所述夹持区域中沿旋转方向在所述热定影部件的上游端区域中产生一最大压力，并在所述夹持区域中沿旋转方向在其下游端区域中产生另一最大压力，以及在所述上游端区域和所述下游端区域之间的所述夹持区域的中间区域中产生一压力，所述中间区域中的所述压力等于或小于所述上游端区域中的所述最大压力，并等于或小于所述下游端区域中的所述另一最大压力，并且所述夹持区域中的所述上游端区域中的所述最大压力小于所述下游端区域中的所述另一最大压力。
全文摘要
一种定影装置，它包括热定影部件、环带和推压装置，其中所述推压装置向着所述热定影部件推压所述带。一夹持区域形成于所述带和所述热定影部件之间。在所述夹持区域中沿旋转方向在所述热定影部件的上游端区域中产生一最大压力，并在所述夹持区域中沿旋转方向在其下游端区域中产生另一最大压力，以及在一中间区域中产生一压力，该压力等于或小于所述上游端区域中的所述最大压力，并等于或小于所述下游端区域中的所述另一最大压力，所述夹持区域中的所述上游端区域中的所述最大压力小于所述下游端区域中的所述另一最大压力。
文档编号G03G15/20GK101515150SQ200910001318
公开日2009年8月26日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年7月29日
发明者井藤浩志, 伊藤纯子, 别纸孝生, 大庭忠志, 小山治男, 柏城信之, 武内利充 申请人:京瓷美达株式会社