定影单元和图像形成装置的制作方法

专利名称：定影单元和图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及定影单元和图像形成装置。
背景技术：
在打印机、复印机、传真机等图像形成装置中，将用显影剂显影并形成的未定影图 像转印到纸张等记录介质上，然后在定影单元中将经转印的未定影图像加热、加压并定影 在记录介质上，从而形成了字符、图案、图样、照片等图像。作为用于图像形成装置的定影单元，存在如下带定影单元。该带定影单元包括例 如呈辊状的加热旋转体，其由加热装置加热并旋转；环带，其沿着加热旋转体的旋转轴线方 向与加热旋转体的外周表面部分接触以进行旋转；以及加压部件，其将环带挤压在加热旋 转体的外周表面部分上以形成压接部，从而允许保持有未定影图像的记录介质通过加热旋 转体与环带之间的咬合部分(压接部)。在这类带定影单元中，导入保持有未定影图像的记录介质并允许该记录介质通过 形成于加热旋转体与环带之间的压接部，从而将未定影图像加热、加压并定影在记录介质 上。目前，作为防止在用作记录介质的信封上产生褶皱的带定影单元，已知以下这种 定影单元，该定影单元具有加热辊、挤压加热辊以形成咬合区域的加压带、以及设置在加 压带内部的用于将加压带挤压在加热辊上的加压部件(JP 2008-233133-A)。在该定影单 元中，加压部件包括设置在纸张通过方向的中游的弹性软垫和设置在纸张通过方向的下游 的硬垫。定影单元还包括用于在标准模式与特殊模式之间进行切换的加压切换机构，其 中，标准模式用于以全部压力将软垫和硬垫挤压在加热辊上从而将图像定影在具有均一 厚度的均一厚度记录介质上，而特殊模式用于朝着与挤压加热辊的方向相反的方向移动 软垫和硬垫，从而降低全部压力，于是只将软垫挤压在加热辊上，以将图像定影在具有不 同厚度部分的非均一厚度记录介质上。使用该定影单元的图像形成装置也是已知的(JP 2008-233133-A)。根据该定影单元，为了将图像定影在例如信封等记录介质上，将模式切换 为特殊模式来进行定影，从而可以防止当定影时在信封上产生褶皱等。作为同时满足图像质量更高、寿命更长、节约能耗以及速度更快的定影单元，已知 以下这种定影单元，该定影单元包括由耐热弹性层形成并旋转的加热定影辊、环带、以及 布置在环带内侧的加压部件(JP 2001-356625-A)。在定影单元中，环带以预定角度绕在加 热定影辊上，形成允许记录纸张通过的咬合部分，并且加压部件通过环带挤压加热定影辊 而使得咬合部分中的咬合压力在咬合部分的出口附近变大，从而使加热定影辊的耐热弹性 层产生扭曲。使用该定影单元的图像形成装置也是已知的(JP 2001-356625-A)。在该定影 单元中，咬合压力在咬合部分的出口附近局部变大。此外，作为能够将调色剂图像定影并同时能够防止由于在带咬合部分中产生空气 膨胀或出现水蒸气而产生调色剂图像异常的定影单元，已知以下这种定影单元，该定影单 元具有加热定影辊，其由弹性层形成并旋转；环带，其沿着加热定影辊的外周表面与加热
3定影辊接触并弯曲，并且保持有调色剂图像的记录纸张置于环带与加热定影辊之间；垫状 压力施加部件，其紧贴环带的内周表面，并用于沿着加热定影辊的表面挤压环带；以及加压 部件，沿着加热定影辊的旋转方向在压力施加部件的加压位置的下游处，该加压部件使环 带挤压加热定影辊，并且使加热定影辊的弹性层变形(JP 3829695-B)。在该定影单元中，在 压力施加部件的压接部与加压部件的压接部之间，设定环带与加热定影辊之间的接触压力 从而使得在压力施加部件中不会出现比压接范围小的部分。

发明内容
本发明的目的是提供能够在抑制出现不必要褶皱(至少为在位于记录介质的通 过方向的上游的端部中出现的端部褶皱)的同时稳定地将图像定影到以例如信封等为代 表形式的记录介质上的定影单元，并且提供能够在定影时抑制出现不必要褶皱的情况下在 袋状记录介质上形成图像的图像形成装置，其中记录介质的位于从定影单元的压接部中通 过的方向的上游的端部连接在一起。[1]根据本发明的一个方面，一种定影单元包括加热辊、环带和加压体。所述加热 辊包括弹性层并借助热源进行加热。所述环带与所述加热辊的外周表面接触并旋转。所述 加压体从所述环带的内周表面侧将所述环带挤压在所述加热辊的外周表面上以形成压接 部。所述压接部允许保持有未定影图像的记录介质从所述环带与所述加热辊之间通过。所 述加压体包括硬加压部件和软加压部件。所述硬加压部件在所述压接部处位于所述记录介 质的通过方向的下游，并且形成为硬度高于所述加热辊的弹性层的硬度。所述软加压部件 相对于所述硬加压部件位于所述通过方向的上游。所述软加压部件形成为硬度低于所述加 热辊的弹性层的硬度并且能够弹性变形。所述硬加压部件具有所述压接部的第一压接部 分。所述软加压部件具有所述压接部的第二压接部分。所述压接部形成为处于所述第一压 接部分长于所述第二压接部分的状态。所述硬加压部件具有位于上游侧的与所述加热辊相 对的端部。所述端部具有在从上游侧向下游侧移动时接近所述加热辊的面。[2]根据项[1]所述的定影单元，所述硬加压部件的所述面由向所述加热辊侧突 出的曲面形成。[3]根据项[1]所述的定影单元，所述压接部形成为如下状态所述压接部在记录 介质的通过方向上的中心点位于所述硬加压部件的所述面的区域内。[4]根据项[1]至项[3]中任一项所述的定影单元，所述压接部允许位于所述通过 方向的上游的端部连接在一起的记录介质通过，并且所述压接部形成为使记录介质的相互 重叠的表面与背面之间的传送速度差不为零。[5]根据本发明的另一方面，一种图像形成装置包括成像装置和定影单元。所述成 像装置形成未定影图像并将所述未定影图像转印到记录介质上。所述定影单元将在所述成 像装置中转印的未定影图像定影到所述记录介质上。所述定影单元是根据项[1]至项[4] 中任一项所述的定影单元。根据项[1]的构造，与不采用本发明构造的情况相比，可以在抑制出现不必要褶 皱的同时，稳定地将图像定影到以信封等为代表形式的记录介质上。根据项[2]的构造，与不采用本发明构造的情况相比，可以更可靠地提供本发明 项[1]的上述优点。
根据项[3]的构造，与不采用本发明构造的情况相比，可以更可靠地提供本发明 项[1]的上述优点。根据项[4]的构造，与不采用本发明构造的情况相比，可以在可靠地抑制记录介 质(位于通过方向的上游的端部连接在一起)在传送方向的中心区域出现不必要褶皱的同 时，提供本发明项[1]的上述优点。根据项[5]的构造，与不采用本发明构造的情况相比，可以在定影时，在抑制不必 要的褶皱出现在以信封等为代表形式的记录介质上的情况下形成图像。


将基于附图详细描述本发明的示例性实施例，其中图1是示出根据本发明实施例的定影单元和图像形成装置的概况的示意图；图2是示出图1所示定影单元的主要部分的局部剖视图；图3是示出图2所示定影单元的加压旋转体(部分未示出)的透视图；图4是图3所示加压旋转体的分解透视图；图5是示出图2所示定影单元的主要部分的示意图；图6是图2所示定影单元中的加压体的压接部及周边的状态的示意图；图7是图6所示加压体的分解透视图；图8是图7所示加压体中的头部件的沿着线Q-Q截取的剖视透视图；图9是示出形成于头部件中的斜面的构造实例的示意图；图IOA是示出在组装图6所示加压体(已经拆卸)之前的状态的示意图；图IOB是示出已经组装加压体并且加压体通过环带挤压加热辊的状态的示意图；图11是示出图6所示压接部的状态和袋状记录介质通过压接部的状态的示意 图；图12是示出图11所示压接部、压力分布等的示意图；图13是示出形成于头部件中的斜面的另一构造实例的示意图；图14是示出评价测试1的结果的图表；图15是示出评价测试2的结果的图表；图16是示出在评价测试1中使用的信封的工作状态和测量方式的示意图；图17是示出在评价测试2中使用的信封的工作状态和测量方式的示意图；图18是示出在袋状记录介质上出现褶皱的原因的示意图；图19是示出使用没有形成斜面的头部件作为头部件形成的压接部的状态以及记 录介质通过压接部的状态的示意图；图20是示出在袋状记录介质上出现的端部褶皱的实例的示意图；以及图21是示出在袋状记录介质上出现的中心褶皱的实例的示意图。
具体实施例方式下面，将参考附图阐述实施本发明(实施例)的方式使用例如形成多色图像或单色图像(黑白图像等)的彩色打印机作为图像形成装 置1。该图像形成装置1具有包括内部空间的壳体(未示出)，如图1所示，在该内部空间中主要安装有成像装置2，其基于输入的图像数据，形成利用作为干式显影剂的调色剂(有 色细微粉末等)显影而成的调色剂图像，并且将调色剂图像转印到记录介质9上，以最终形 成图像；纸张传送单元3，其用于传送记录介质9，以允许记录介质9通过成像装置2的转印 位置；以及定影单元4，其允许已经转印有调色剂图像的记录介质9从中通过并且将调色剂 图像定影。附图中带箭头的点划线表示记录介质9的主传送路径。成像装置2例如由使用已知的电子照相记录系统等分别形成黄色(Y)、品红色 (M)、蓝绿色(青色)(C)和黑色⑷四种颜色调色剂图像的四个成像单元20Y、20M、20C和 20K组成。例如，四个成像单元20 (Y、M、C和K)设置成直线排列。每个成像单元(20Y、20M、20C和20K)都包括基本上朝着箭头所指示的方向(在附 图中为逆时针方向)旋转的感光鼓21，并且各个成像单元具有位于感光鼓21周围的如下 主要装置充电装置22，其用于将感光鼓21的表面(图像保持面)充电至所需电位；曝光 装置23，其用于将基于四种颜色图像数据(信号)中的单独成分的光H照射到充电后的感 光鼓21的表面上，以形成具有电位差的(各个颜色成分的)静电潜像；显影装置24(Υ、Μ、 C和K)，其用于使用颜色(Y、M、C和K)与颜色成分相对应的调色剂将各个颜色成分的静电 潜像显影，以形成调色剂图像；转印装置25，其包括转印辊等并用于将调色剂图像转印到 由纸张传送单元3 (的纸张传送带31)传送的记录介质9上；以及其他装置。例如，感光鼓21具有接地的圆筒状基体，在该基体的圆周上形成有图像保持面， 该图像保持面具有由有机感光材料制成的感光层(光电导层)。所使用的充电装置22是接 触充电式系统的充电装置，该装置向与感光鼓21的表面接触并旋转的充电辊施加充电电 压以进行充电。使用由LED(发光二极管)记录头、半导体激光扫描器等实现的装置作为曝 光装置23。由图像处理设备(未示出)对从图像产生源的外部设备(例如，配备有或连接 (或无线连接)至图像形成装置1或计算机等的图像读取器或存储介质读取器等)输入的 图像信息进行所需处理，然后将经过处理得到的图像信号输入给曝光装置23。对于显影装置24，在显影剂被充电为具有所需极性的状态下，借助显影辊24a的 传送力将含有预定颜色调色剂的显影剂(单组分显影剂、双组分显影剂等)供应给感光鼓 21的表面。向显影辊24a与感光鼓21之间的咬合部分施加显影电压。所使用的转印装置 25是接触式系统的转印装置，该转印装置向与感光鼓21的表面接触并旋转的转印辊施加 转印电压以进行转印。纸张传送单元3主要由以下部件组成纸张传送带31，其通过成像装置2 (成像单 元20)的感光鼓21与转印装置25之间的咬合部分，并且朝着箭头所指示的方向(在附图 中为顺时针方向)转动并循环；多个支撑辊32和33，在多个支撑辊32和33上以任意期望 的状态设置纸张传送带31以支撑纸张传送带31进行转动；吸引辊35，其用于将一次一张 地从送纸单元(未示出)供应的记录介质9静电吸引到纸张传送带31的外周表面上；以及 带清洁装置36，其用于移除沉积在纸张传送带31的外周表面上的多余调色剂、纸屑等沉积 物。向吸引辊35施加如下的所需电压该电压提供能够将记录介质9静电吸引到纸张传送 带31上的电荷。例如，利用以下方式提供纸张传送带31 使用在聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等的 合成树脂中分散有预定量的碳等电阻调节剂的材料成型为具有预定厚度的环带形式。支撑 辊32用作驱动辊，并且受到从含有电动机的旋转驱动器等(未示出)传输来的旋转动力驱
6动而旋转。在吸引纸张9时，从电源单元(未示出)向吸引辊35施加纸张吸引电压。定影单元4具有壳体41，在壳体中安装有如下部件辊状的加热旋转体5，其被加 热装置加热以将其表面温度保持在预定温度并且加热旋转体5朝着箭头所指示的方向旋 转；以及带状的加压旋转体6，其几乎沿着加热旋转体5的旋转轴线方向以预定压力与加热 旋转体5的表面部分接触以形成压接部(定影处理部分)NP，并且加压旋转体6旋转。图1 中的附图标记39表示一对排出辊，该对排出辊用于排出已经由定影单元4定影了图像的记 录介质9。在定影单元4中，将记录介质9导入、使记录介质9通过压接部NP并排出的传送 路径是弯曲形路径，该路径绘出相对于加热旋转体5侧弯曲的轨迹(字母C形路径)。定影 单元4将在下文中进行详细描述。送纸单元主要由如下部件组成一个或多个存储盒，其用于以堆叠记录介质9的 方式存储待供应至成像装置2 (成像单元20)的具有预定尺寸、类型等的记录介质9 ；以及 发送单元，其用于一次一张地发送和传送存储在存储盒中的记录介质9。在送纸单元与成像 装置2之间形成用于传送记录介质9的传送路径。只要记录介质9可以在图像形成装置中 进行传送并且可以将调色剂图像转印到记录介质9上，则记录介质9不受限制；主要使用整 体为片材形式的记录介质，例如纸张(普通纸、涂层纸等)、纸板、透明片材、明信片或信封。图像形成装置1的基本图像形成(打印)操作如下。下面，将论述在记录介质9 的单面上形成由四种颜色(Y、M、C和K)调色剂图像组合形成全彩色图像的基本图像形成操 作。在收到打印操作开始命令之后，在图像形成装置(实际上为控制器)1中，成像单 元20 (Y、M、C和K)的感光鼓21和纸张传送单元3的纸张传送带31开始旋转，并且成像单 元20中的各个充电装置22将各个感光鼓21的图像保持面带充电为所需极性和电位。此 后，曝光装置23基于从图像处理装置(未示出)传输来的图像信号对感光鼓21的经充电 的图像保持面进行曝光，从而在各个感光鼓21的图像保持面上形成由所需电位差所产生 的各个颜色成分的静电潜像。然后，显影装置24利用显影辊24a来供应被充电为所需极性 的调色剂，并且沉积调色剂以将静电潜像显影，从而形成调色剂图像。显影装置24执行反 转显影。这样，分别在成像单元20 (Y、M、C和K)的感光鼓21上形成各种颜色成分(Y、M、C 和K)的调色剂图像。另一方面，在进行调色剂图像形成操作时，在受到吸引辊35的静电作用之后，具 有所需尺寸、类型等的记录介质9从送纸单元(未示出)供应至纸张传送单元3，并且被吸 引到转动的纸张传送带31的外周表面上。然后，当经由纸张传送带31传送的记录介质9通 过成像单元20 (Y、M、C和K)的转印位置时，在受到转印装置25所形成的电场的作用之后， 成像单元20的感光鼓21上的各种颜色(Y、M、C和K)调色剂图像按照(Y、M、C和K)的顺 序重叠地转印到记录介质9上。此后，将已经转印有调色剂图像的记录介质9从纸张传送带31上剥离，然后将记 录介质9传送并导入到定影单元4中。当已经转印有调色剂图像的记录介质9被允许通过 加热旋转体5与加压旋转体6之间的压接部NP时，定影单元4对记录介质9加热和加压， 从而使调色剂图像的调色剂熔化并且将调色剂(调色剂图像)定影到记录介质9上。为了 只在记录介质9的一面形成图像，将定影有图像的记录介质9排出并存储到排纸部分(未 示出)中。
这样，完成了对一张记录介质9的基本打印操作。如果存在两张或更多张纸张的 连续打印命令，则按照与所指定的纸张数量相同的次数重复执行上述操作顺序。接下来，将详细阐述定影单元4。如图2所示，定影单元4具有安装在壳体41中的辊状的加热旋转体5和带状的加 压旋转体6。在图2中，附图标记42表示传送导入板，该传送导入板用于将保持有待定影调 色剂图像的记录介质9导入压接部NP中。附图标记43a和43b表示用于形成排出路径的 传送引导肋。附图标记44表示传送辅助辊，当正被传送通过纸张排出路径的记录介质9与 该传送辅助辊接触时，该传送辅助辊以随动的方式朝有助于传送性能的方向旋转。辊状的加热旋转体5主要由加热辊51、对加热辊51加热的热源52、以及用于支撑 加热辊51的两个端部以使加热辊51旋转的固定支撑架(未示出)组成。在金属圆筒形辊基材51a的表面上顺序地形成由硅橡胶等材料制成的弹性层51b 和由碳氟树脂等材料制成的防粘层(未示出)，其中金属圆筒形辊基材的长度大于导入到 压接部NP中的记录介质9的最大传送宽度。将来自位于图像形成装置1的主体中的旋转 驱动部分的旋转动力传输给与加热辊51的一个端部连接的齿轮，从而使加热辊51以预定 速度旋转。热源52由例如安装在加热辊51的筒体中的卤素灯形成，并且卤素灯的两个端部 被支撑在定影单元4的壳体41上。此外，加热辊51的表面温度由温度探测器(未示出) 来探测，基于探测信息控制热源52的加热操作，从而将辊表面保持在加热到所需温度的状 态下。如图2至图5等所示，带状的加压旋转体6主要由环带61、加压体62和保持体63 组成。环带61沿着加热辊51的旋转轴线方向A(参见图3等)与加热辊的外周表面部分 接触并旋转。加压体62从环带61的内周表面侧将环带61挤压在加热辊51的外周表面部 分上，以形成压接部NP。位于环带61的内部空间中的保持体63对加压体62进行支撑，并 且还保持环带61以使其能够旋转。在图3中未示出例如环带61等一些部件。环带61是宽度与加热辊51的长度具有几乎相等的尺寸的圆筒形带。所使用的环 带61是在使用聚酰亚胺合成树脂等形成为薄圆筒状的带基材的外周表面上形成有由碳氟 树脂等制成的防粘层的带。如图2至图5等所示，加压体62由头部件64和垫部件65组成，头部件和垫部件 都具有长度与环带61的宽度几乎相等的细长形状。头部件64是由合成树脂、金属等材料制成的硬加压部件，并且在记录介质9的通 过方向B上布置在压接部NP的下游位置(记录介质的排出侧)。在本实施例中，头部件64 形成为具有突出部64a和保持部64b的形状。突出部64a在记录介质9的通过方向B上位 于下游，用于使环带61与加热辊51的外周表面挤压接触。保持部64b在记录介质9的通 过方向B上位于上游，用于将垫部件65保持在相邻状态。如图7至图9所示，突出部64a 形成有平面部分64a-l和弯曲斜面64a-2。平面部分64a_l保持位于保持部64b侧的压接 部NP的光滑性。弯曲斜面64a-2弯曲并倾斜成如下的状态即，在平面部分64a_l的与保 持部64b相对的一侧，随着沿记录介质9的通过方向B向下游移动而远离加热辊51。垫部件65是由橡胶材料等弹性材料制成的软加压部件，并且在记录介质9的通过 方向B上布置在压接部NP的上游位置(记录介质的导入侧)。在本实施例中，垫部件65利用硅橡胶形成为细长板形状。作为硬加压部件的头部件64形成为硬度比加热辊51的弹性层51b的硬度更高。 作为软加压部件的垫部件65形成为硬度比加热辊51的弹性层51b的硬度更低并且还可以 弹性变形。硬度表述为当在相同条件下以一定压力挤压受压部位时，该受压部位的变形量之差。如图2至图4等所示，保持体63包括内部保持件63A、一对端部保持件63B和 63C、以及支撑板63D。内部保持件63A具有用于安装加压体62 (实际上为头部件64)的安 装平面部分和用于保持环带61的内周表面以使环带61旋转的带保持件。一对端部保持件 63B和63C保持环带61的两个端部的内周表面部分。支撑板63D支撑内部保持件63A和端 部保持件63B和63C。支撑板63D被保持在以下状态形成为从支撑板63D的两个端部突 出来的一对安装端部63e插入到形成于加压旋转体6的摆动支撑架71中的安装孔中(将 在下文中进行描述)。图4等中的附图标记68表示安装在支撑板63D等的后部从而与环带61的内周表 面接触的供油部件。供油部件68例如由被防粘剂油浸渍的毡部件实现，并且将防粘剂油供 应至环带41的内周表面。附图标记69表示置于环带61的内周表面与加压体62之间的由 合成树脂制成的薄膜部件，用于减小环带61与加压体62之间的摩擦。如图5所示，加压旋转体6借助保持体63的支撑板63D作为整体保持在以支撑轴 72为支撑点摆动的摆动支撑架71 (的几乎中心部分)上，其中支撑轴72位于记录介质的 导入侧的位置。借助与摆动支撑架71的自由端部71a连接的加压弹簧73的所需压力F， 将加压旋转体6挤压成朝接近加热旋转体5侧的方向移动。因此，借助保持体63将加压体 62挤压在环带61的内周表面上，并且将所需压力施加给压接部NP。如图2和图5所示，在定影单元4中，加压体62将环带61挤压在加热辊51的外 周表面上，从而在加热辊51与环带61 (加压体62)之间形成具有所需宽度(加热辊在旋转 方向上的长度或记录介质在通过方向B上的长度)的定影压接部NP，在定影压接部中环带 61与加热辊51的外周表面接触。此时，压接部NP在以下状态下形成加压体62的头部件 64和垫部件65均经由环带61与加热辊51的外周表面接触。如图2所示，当加热辊51旋转时，环带61随着加热辊51的旋转而朝着箭头所指 示的方向转动。如图5所示，当环带61转动时，防粘剂油一点一点地从毡部件68施加在环 带61的内周表面上。压接部NP中的定影步骤以如下方式进行如图5所示，首先，当保持有待定影的未定影调色剂图像T的记录介质9被导入压 接部NP时，位于压接部NP的记录介质导入侧的作为软加压部件的垫部件65 (经由环带61) 将记录介质9挤压在加热辊51上。此后，位于压接部NP的记录介质排出侧的作为硬加压 部件的头部件64 (的接触部64a)(经由环带61)强有力地将记录介质9挤压在加热辊51 的外周表面上。此时保持有未定影调色剂图像的记录介质9在以下状态下受热S卩，记录介质在 压接部NP中被加压旋转体6的加压体62的垫部件65和头部件64挤压在加热旋转体5的 加热辊51的外周表面上；并且记录介质随着加热辊51的旋转而被传送通过压接部NP。这 样，当记录介质9通过压接部NP时，转印并保持在记录介质9上的未定影调色剂图像受热和受压，从而调色剂图像被定影到记录介质9上。顺便提及，在图像形成装置1中，使用由信封等所代表的记录介质9A(在下文中简 称为“袋状记录介质”)作为记录介质9，该记录介质9A的在通过方向B上位于定影单元4 的压接部NP的上游的端部9b连接在一起；并且也可以对袋状记录介质9A执行上述图像形 成操作以形成图像。然而，为了在袋状记录介质9A上形成图像，在记录介质通过定影单元4的压接部 NP之后，会在位于记录介质9A的通过方向的上游的后端部9b中出现不必要褶皱(以下将 称为“端部褶皱”)101 (参见图20)。褶皱的出现如下。例如，如图18所示，袋状记录介质9A导入并通过位于加热旋转 体5的加热辊51与带状的加压旋转体6之间的压接部NP，然后排出。此时，袋状记录介质 9A在与加热辊51的外周表面部分的圆筒周面的曲率相符合的弯曲状态下被传送通过压接 部NP，因此在呈袋状而处于重叠状态的表面部分(表面介质部分定影面)91与背面部分 (背面介质部分)92之间出现微小的移动(传送)速度差。这意味着，远离加热辊51的重 叠部分(背面部分92)的移动速度高于接近加热辊51的部分(表面部分91)的移动速度。 因此，在记录介质9A中在信封的稍晚导入压接部NP的后端部9b侧在移动速度相对较低的 一面(例如，表面部分91)上会出现松弛，并且该松弛部分在记录介质9A等中不会消失，在 通过压接部NP时被最终压皱而形成褶皱。在常规定影单元1中，如图19所示，在加压体62的头部件64和垫部件65 (经由 环带61)进行挤压时形成压接部NP，但是形成于垫部件65上的压接部分NPb在记录介质的 通过方向B上的长度(宽度)大于形成于头部件64上的压接部分NPa在记录介质的通过 方向B上的长度(宽度)。在形成于垫部件65上的压接部分NPb中，垫部件65的硬度低于 加热辊51的弹性层51b的硬度，因而垫部件65的(经由环带61)与加热辊51的外周表面 接触的部分弹性变形为几乎符合加热辊的外周表面的圆筒周面的形状。另一方面，在形成 于头部件64上的压接部分NPa中，头部件64的硬度高于加热辊51的弹性层51b的硬度， 因而加热辊51的弹性层51b的(经由环带61)与头部件64接触的部分弹性变形为几乎符 合头部件64的接触部分的形状。在定影时，袋状记录介质9A较多地通过如下区域部分即，在压接部NP中占据较 大长度百分比的形成于垫部件65上的压接部分NPb的发生弹性变形而与加热辊51的外周 表面的圆筒周面的形状几乎相符合的区域部分。就此而论，当压接部NP中的记录介质所通 过的部分的形状具有与加热辊51的外周表面对应的较大曲率时，袋状记录介质9A的移动 速度差趋于变大。于是，在图像形成装置1的定影单元4中，作为抑制在使用袋状记录介质9A时出 现褶皱的方法，如下构造压接部NP 如图6等所示，定影单元4的压接部NP形成为对于在记录介质9的通过方向B 上的长度S，形成于头部件64上的压接部分NPa的长度(Si)大于形成于垫部件65上的压 接部分NPb的长度(S2)。如图6至图9等所示，在形成压接部NP的加压体62的头部件64 中，与加热辊51相对并且位于记录介质9的通过方向B的上游的端部形成有斜面67，在向 通过方向B的下游移动时该斜面接近加热辊51。在定影单元4中，不仅仅是压接部NP的在加热辊51的旋转轴线方向A上的定影
10设定区E的允许袋状记录介质9A通过的特定区域部分(特定定影区)El采用了上述构造， 而是定影设定区E的所有区域(包括下文将描述的定影区E2和E3在内)都采用了上述构 造。特定定影区El对应于压接部NP中的在定影时袋状记录介质9A所通过的通过区(的 宽度)。如果在定影单元4中采用中心对准系统，即，在传送时以压接部NP的定影设定区E 的中心位置作为基准位置来调整记录介质9的传送位置的传送系统，除非袋状记录介质9A 的供应宽度为可用记录介质9的最大尺寸，否则在特定定影区El的两侧存在普通定影区E2 和E3(见图7)。关于这一点，如果在定影单元4中采用边对准系统，即，在传送时以压接部 NP的定影设定区E的一个端部的位置作为基准位置来调整记录介质9的传送位置的传送系 统，还将特定定影区El的一个端部限定为基准位置，并且在与基准位置相对的端部侧可以 存在普通定影区(E2或E3)。在该实施例中，可以使压接部分NPa的长度(Si)长于压接部分NPb的长度(S2)。 然而，如果NPb长度S2与NPa长度Sl之比太大，则不能抑制不必要褶皱和缺陷的出现，从 而使得加热辊51对整个压接部NP的压力太大，并且旋转时的驱动扭矩过大。为了形成使压接部分NPa和NPb的长度具有上述“Si > S2”关系的压接部NP，可 以调节例如，加压体62与加热辊51的对置位置、对置姿态(角度)等。此外，可以用例如 3D测量仪来测量压接部NP中的压接部分NPa的长度Sl和压接部分NPb的长度S2。另一方面，形成于头部件64上的斜面67的表面形状不受限制，只要在向记录介 质9的通过方向B的下游移动时该表面接近加热辊51即可；该表面就可以采用任何表面形 状，例如平面、曲面或多边形面。然而，从可以减小袋状记录介质9A的表面部分91与背面 部分92 (参见图16)的移动速度差等的角度看，斜面67的表面形状优选为向加热辊51侧 突出的曲面。斜面67的尺寸可以根据诸如压接部NP的整体长度S和加热辊51的外径等其他 部件的条件而稍微改变。例如，如图9所示，斜面67是半径r的范围在0. 5mm至1. Omm之 间的四分之一圆(圆柱)的圆柱面67A，或者如图13所示，斜面67是一条边长k的范围在 0. 5mm至1. Omm之间的四边形的对角线(面)67B。加压体62利用以下方式来完成在用粘合剂等固定装置来固定垫部件65的状态 下，将垫部件65安装在形成有斜面67的头部件64的安装面64b-l上。如图7和图10等所示，在本实施例中，为了将垫部件65固定到头部件64上，将垫 部件65以固定状态安装在硬度比垫部件65的硬度高的支撑板75上，并且将固定有垫部件 65的支撑板75安装在头部件64的保持部64b的安装面64b_l上并固定。可以使用由合成 树脂、金属板等制成的硬板作为支撑板75。对于垫部件65，如图IOA所示，例如，在组装加压旋转体6之前或者在拆卸加压旋 转体6之后或其它时刻，当加压体62使环带61远离加热辊51的外周表面并且不形成压接 部NP时，形成压接部NP—部分的压接面部分65a朝着接近加热辊51的方向(箭头Cl的 方向)突出来，而不是头部件64的在形成压接部NP时最接近加热辊51的表面部分(突出 部64a的平面部分64a_l)突出来。也就是说，垫部件65形成为具有使其处于如下状态下的厚度(高度距安装面 64b-l的尺寸)即，压接面部分65a从头部件64的突出部64a的平面部分64a-l突出所需 突出量α的状态。图IOA中的附图标记h表示头部件64的突出部64a的平面部分64a_l距安装面64b_l的高度。因此，垫部件65是形成为具有如下尺寸的部件其至少在压接面 部分65a的非挤压状态下的厚度大于头部件64的突出部64a的平面部分64a_l的高度h。此外，如图IOB所示，在组装加压旋转体6之后或其它时刻，当加压体62将环带61 挤压在加热辊51上而形成压接部NP时，垫部件65弹性变形并且被压缩，从而存在于从头 部件64的表面部分(突出部64a的平面部分64a-l)远离加热辊51的方向上(箭头C2的 方向)。具体地说，如上文所述，垫部件65由硬度低于加热辊51的弹性层51b的硬度并且 可以弹性变形的软部件形成。因此，当加压体62将环带61挤压在加热辊51上而形成压接 部NP时，垫部件65受到来自弹性层51b的反作用力，发生弹性变形，并且被压缩。此时，头 部件64的突出部64a形成有斜面67并且呈渐缩的，因而突出部64a的平面部分64a_l大 量地咬入弹性层51b中。因此，垫部件65的压接面部分65a存在于从头部件64的表面部 分的平面部分64a-l远离加热辊51的方向上。如图6、图10和图11所示，在定影单元4中，在加压旋转体6被组装并安装成在加 热辊51与加压旋转体6之间形成压接部的阶段，加压体62的头部件64的突出部64a大量 地咬入加热辊51的弹性层51b。另一方面，在受到加热辊51的弹性层51b的反作用力时，垫部件65弹性变形并被 压缩；因为头部件64的突出部64a形成有斜面67，所以位于记录介质9的通过方向B的下 游的端部65e在变形的情况下进入存在于斜面67与加热辊51之间的空间中。相应地，垫 部件65在压接部分NPb处变形为几乎与加热辊51的外周表面的形状相符合的形状。因此，对于加热辊51的弹性层51b在记录介质通过压接部NP时的形状，头部件64 的突出部64a的平面部分64a-l在形成于头部件64上的压接部分NPa处大量地咬入弹性 层51b，并且形状变为曲率与加热辊51的外周表面的曲率相反的凹入形状。因此，当例如信封等袋状记录介质9A通过压接部NP时，表面与背面的移动速度差 被抵消和减小。因此，在正通过压接部NP的袋状记录介质9A中，存在由表面部分91与背 面部分92之间的移动速度差引起的位移的袋状记录介质9A的百分比减小了，因而抑制褶 皱的出现。图12示出压接部NP中的压力分布状态。在压接部NP中，形成于头部件64上的 压接部分NPa中的压力相对而言大于形成于垫部件65上的压接部分NPb中的压力。然而， 同样地在压接部分NPa中，位于记录介质的通过方向B的上游并形成头部件64的斜面67 的端部的压力趋于迅速变小。附图中的双点划线表示在头部件64的位于记录介质的通过 方向B的上游的端部中不形成斜面(67)时的压力分布。因此，根据定影单元4，还可以在抑制褶皱的情况下将图像良好地定影在例如信封 等袋状记录介质9A上。使用定影单元4的图像形成装置1可以形成良好的图像，同时不会 因出现褶皱或定影性能劣化而造成定影不良。图14和图15示出与使用定影单元4引导的袋状记录介质(信封)的移动(传 送)速度差有关的评价测试1和2的结果。评价测试1和2所使用的定影单元4的条件如下。使用如下的加热辊作为加热辊 5 该加热辊具有外径为21mm的金属圆筒形辊基材1，该金属圆筒形辊基材1形成有由硅橡 胶(JIS-A橡胶硬度40度)制成的弹性层51b (厚度为0. 6mm)。使用外径为30mm的聚酰亚胺带(厚度为60 μ m)作为环带61。使用整体上由液晶聚合物制成的成型件所形成的如 下部件作为头部件64 其中，突出部64a的平面部分64a-l的宽度为Imm至2mm并且突出部 64a距保持部64b的安装面64b-l的高度h为3mm。使用由硅橡胶(askar C (9. 8N)硬度 24度)制成的如下部件作为垫部件64 其形状如宽度(沿着通过方向B的长度)为5mm并 且厚度范围为3. 5mm至4. 2mm的长方条。在定影单元4中，由头部件64和垫部件65组成的加压体62在170N的负荷下将 环带61挤压在加热辊51上以形成压接部NP。加热辊51以普通转速大约一半的速度(10 张/分钟)旋转，并且在表面温度保持在190°C的情况下进行加热。因为定影单元4采用中心对准系统，所以在定影设定区E(总宽度为220mm)的中 心部分保留120mm的区域部分作为压接部NP的特定定影区E1。使用在位于通过方向B的 下游的端部处形成有如图14所示斜面67等的部件作为头部件64来形成各个压接部NP。 斜面67形成在定影设定区E(E1+E2+E3)的所有区域中。如图9中的67A所示，与附图中的 斜面有关的“R1.0”和“R0. 5”表示曲率为1.0mm和0.5mm的曲面。如图13中的67B所示， "CO. 5”表示与各个边长为0. 5mm的正方形的对角线相对应的平面。为了进行对比，提供如 下定影单元(比较例)使用边缘部分几乎以直角相交而没有形成斜面的头部件64来形成 压接部NP。压接部NP在如下范围内即，从垫部件65开始通过环带61与加热辊51的外周 表面接触的点至头部件64不通过环带61与加热辊51的外周表面接触的点。在测试中，各 个压接部分NPa和NPb的宽度(长度Sl和S2)以如下方式获得在预先形成有紧密图像 (solidimage)的记录介质9(普通纸张)导入定影单元4的压接部NP并停止在通路中点 时，测量紧密图像的定影不均勻部分的宽度(沿通过方向B上的长度)。在评价测试1和2中，将信封用作袋状记录介质9A并允许信封通过压接部NP。测 量信封的表面纸张和背面纸张的位于通过方向B的上游的后端部的(后端)位移量。测量 信封的表面纸张和背面纸张在加热辊51的轴线方向A(几乎与通过方向B垂直的方向)上 的中心部分处的位移量。在温度为22°C并且湿度为31%的环境下进行评价测试。使用带盖部的信封(由Columbia制造，形状Com-10，型号C0 131)作为信封(用 作袋状记录介质9A)。在信封通过压接部NP时的供应宽度为105mm。在评价测试1中，如图 16的上部所示，对于该信封，将信封9A的在通过(传送)方向B上的上游端部9b和左右端 部9c和9d的折叠部分切断，以使后端部成为自由端。在评价测试2中，如图17的上部所 示，对于该信封，将信封9A的在通过(传送)方向B上的上游端部9b切割成自由端，并且 从端部9b的中心部分到位于通过方向B的下游的中心部分形成刻痕。各个附图中的双点 划线C指示被切割的端部，并且各个附图中的双点划线D指示刻痕。粘住盖部(口盖)9e， 使信封在各种情况下封闭。在评价测试1中，在被切割信封(图16)的表面纸张91上形成地址的调色剂图像， 信封在连接端部位于前端的状态下通过定影单元4的压接部NP并且被排出。此时，在下面 两种情况下单独传送信封在盖部部分(口盖)9e位于加热辊51的驱动齿轮所连接的端部 侧(驱动侧)的状态下传送信封(传送状态D)，以及在盖部部分(口盖)9e位于驱动侧的 相对侧的状态下传送信封(传送状态AD)。如图16的下部所示，对在各个传送状态下通过 的信封测量表面纸张91与背面纸张92之间的位移量(δ )。
图14示出评价测试1的结果。图14中的位移量的“负”标记是指早于信封9A的 表面纸张的后端部传输背面纸张的后端部并且发生位移的情况。评价测试1进行两次。指 示每次获得的位移量(S)的较大测量值。人们认为位移量的数值(绝对值)越小，信封的 表面纸张与背面纸张之间的传送速度差越小。在评价测试2中，在被切割信封(图17)的表面纸张91上形成地址的调色剂图像， 信封在连接端部位于前端的状态下通过定影单元4的压接部NP并且被排出。此时，在与评 价测试1的条件相似的条件下传送信封。如图17的下部所示，对在各个传送状态下通过的 信封测量刻痕表面纸张部分91f和刻痕背面纸张部分92f相对于刻痕线D的位移量(β )。图15示出评价测试2的结果。在图15中，“表面位移”是指刻痕表面纸张部分91f 的位移量，“背面位移”是指刻痕背面纸张部分92f的位移量。在表面位移和背面位移中， “正”标记是指在移动成相对于刻痕线D向外侧打开并且产生位移时的位移量，“负”标记是 指在移动成穿过刻痕线D且封闭并且产生位移时的位移量。与评价测试1相同，评价测试 2也进行两次。指示每次获得的位移量(β)的较大测量值。对于评价测试3，允许没有切割且没有刻痕的完好信封9Α通过各个实例的各个定 影单元，并检查每次的褶皱抑制效果。结果，在斜面为“R0. 5”和斜面为“CO. 5”的实例中，在信封9A的端部9b几乎没有 发现端部褶皱101 (参见图20)；然而，如图21所示，发现在信封9A的位于通过方向B的中 心侧的区域中出现不必要褶皱(也称为“中心褶皱”)102。图21所示的中心褶皱102a深且 大。图21所示的中心褶皱102b浅且窄。另一方面，在斜面为“R1.0”的实例中，发现端部 褶皱101和中心褶皱102都被抑制。就这点而言，在斜面为“R1. 0”的实例中，在特定定影 区El中例如信封等袋状记录介质9A的表面部分与背面部分之间的传送速度差较小且不完 全为零。如果压接部NP的定影设定区E(包括E2和E3在内的区域)的两端中每一端的压 力都设成高于中心区域(E)的压力，则这种构造可以有效提供抑制中心褶皱出现的效果。如图6和图11所示，在上述实施例中，定影单元4的压接部NP可以在以下状态下 形成即，压接部NP的在记录介质的通过方向B上的中心点位于头部件64的斜面67的区 域(平面)中。在图6和图11中，虚线NP-O是将该中心点与加热辊51的中心点0连接在 一起的线。在这种状态下，更可靠地抑制了上述不必要褶皱的出现。在定影单元4中，可以使用在指定压力下易于弹性变形的多孔弹性部件(例如，海 绵、多孔橡胶等)作为垫部件65。在这种情况下，由多孔弹性部件制成的垫部件65B在形成 压接部NP时更易于在加热辊51的弹性层51b的反作用力下弹性变形，并且由垫部件65B 形成的压接部分NPb的形状变得更符合加热辊51的外周表面的圆筒周面的形状。特定定影区El也可以设定为定影设定区E的所有区域。可以应用信封之外的任 何其他类型的记录介质作为袋状记录介质9A，只要可以抑制褶皱的出现即可。另外，可以应用形成单色调色剂图像的成像装置作为图像形成装置1中的成像装 置2。成像装置2可以是不采用转印系统的成像装置。出于示例和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的上述说明。其意图不在于 穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，对于本领域的技术人员而言可以容易地 进行许多修改和变型。选择和说明实施例是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，
14从而使得本领域的人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。 其目的在于用所附权利要求书及其等同内容来限定本发明的范围。
权利要求
一种定影单元，包括加热辊，其包括弹性层并借助热源进行加热；环带，其与所述加热辊的外周表面接触并旋转；以及加压体，其从所述环带的内周表面侧将所述环带挤压在所述加热辊的外周表面上以形成压接部，所述压接部允许保持有未定影图像的记录介质从所述环带与所述加热辊之间通过，并且所述加压体包括硬加压部件，其在所述压接部处位于所述记录介质的通过方向的下游，并且形成为硬度高于所述加热辊的弹性层的硬度；以及软加压部件，其相对于所述硬加压部件位于所述通过方向的上游，形成为硬度低于所述加热辊的弹性层的硬度，并且能够弹性变形，其中，所述硬加压部件具有所述压接部的第一压接部分，所述软加压部件具有所述压接部的第二压接部分，并且所述压接部形成为处于所述第一压接部分长于所述第二压接部分的状态下，并且所述硬加压部件具有位于上游侧的与所述加热辊相对的端部，所述端部具有在从上游侧向下游侧移动时接近所述加热辊的面。
2.根据权利要求1所述的定影单元，其中，所述硬加压部件的所述面由向所述加热辊侧突出的曲面形成。
3.根据权利要求1所述的定影单元，其中，所述压接部形成为如下状态所述压接部在所述记录介质的通过方向的中心点位于所 述硬加压部件的所述面的区域内。
4.根据权利要求1所述的定影单元，其中，所述压接部允许位于所述通过方向的上游的端部连接在一起的记录介质通过，并且所 述压接部形成为使得记录介质的相互重叠的表面与背面之间的传送速度差不为零。
5.一种图像形成装置，包括成像装置，其形成未定影图像并将所述未定影图像转印到记录介质上；以及 定影单元，其将在所述成像装置中转印的未定影图像定影到所述记录介质上， 其中，所述定影单元是根据权利要求1所述的定影单元。
全文摘要
本发明公开一种定影单元和图像形成装置。定影单元包括加热辊、环带以及具有硬加压部件和软加压部件的加压体。硬加压部件在压接部中位于记录介质的通过方向的下游，并且形成为硬度高于加热辊的弹性层的硬度。软加压部件相对于硬加压部件位于通过方向的上游，并且形成为硬度低于弹性层的硬度。压接部形成为处于硬加压部件的第一压接部分长于软加压部件的第二压接部分的状态下。硬加压部件具有位于上游的与所述加热辊相对的端部。该端部具有在从上游侧向下游侧移动时接近加热辊的面。
文档编号G03G15/20GK101881935SQ20101013915
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月18日 优先权日2009年5月7日
发明者八木基行, 田中康树, 谷冈由康 申请人:富士施乐株式会社