专利名称：定影装置和图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及定影装置和图像形成装置。
背景技术：
日本特开(JP-A) 2007-241143号公报描述了一种外部加热带，该外部加热带与设 置在定影装置的定影辊接触，并且加热定影辊。 具体来说，外部加热带巻绕第一支承辊和第二支承辊，并且通过加热设置在第一 支承辊内的卣素灯而对外部加热带加热。然后，在使得定影辊转动之前，控制部利用设置在 第一支承辊内的卤素灯来提高外部加热带的温度，并且使得外部加热带的静止(非转动) 状态下的任何失调(弯曲的趋势)伸直，然后使得定影辊转动。
发明内容
本发明抑制了对定影带的表面层的损伤。 根据本发明第一方面的定影装置包括加热辊，该加热辊的内部设置有热源部件， 并且通过驱动单元而使得该加热辊转动；环形定影带，该环形定影带巻绕在所述加热辊周 围并被该加热辊加热，并且设置有与记录介质接触的表面层，形成所述表面层的材料的屈 服应力根据该材料的温度而变化；加压部件，该加压部件被设置成面对所述加热辊，并将形 成有调色剂图像的所述记录介质压向所述定影带；行进方向改变部件，该行进方向改变部 件与所述定影带接触，并通过使所述定影带弯曲而改变所述定影带的行进方向；和驱动控 制部，在对所述加热辊进行加热从而由所述加热辊将所述环形定影带加热到如下的预定温 度之后，该驱动控制部操作所述驱动单元并使所述加热辊转动，在所述预定温度，形成所述 定影带的所述表面层的材料的屈服应力大于当所述行进方向改变部件改变所述定影带的 行进方向时作用在所述表面层上的应力。 在根据本发明第二方面的定影装置中，第一方面所述的定影装置中的所述行进方 向改变部件设置在所述加热辊与所述加压部件之间的挤压部的在所述记录介质的传送方 向上的下游侧，并且所述行进方向改变部件是将所述记录介质从所述定影带分离的分离部 件。 在根据本发明第三方面的定影装置中，根据第一或者第二方面所述的定影装置进 一步包括压力接触/分离单元，该压力接触/分离单元使得所述加热辊和所述加压部件压 力接触和分离。所述驱动控制部使得所述加热辊转动，在将所述定影带加热到如下的预定 温度之后，所述驱动控制部操作所述压力接触/分离单元以使得所述加热辊和所述加压部 件压力接触，在所述预定温度，形成所述定影带的所述表面层的材料的屈服应力大于当所 述行进方向改变部件改变所述定影带的行进方向时作用在所述表面层上的应力。
在根据本发明第四方面的定影装置中，根据第三方面所述的定影装置的所述压力 接触/分离单元是加压部件位移装置，该加压部件位移装置使所述加压部件产生位移，并 且使得所述加热辊与所述加压部件压力接触和分离。
根据本发明第五方面的图像形成装置包括在记录介质上形成调色剂图像的图像形成单元；和根据第一到第四方面中任何一方面所述的定影装置，该定影装置将所述图像形成单元形成的调色剂图像定影到所述记录介质。 根据本发明第一方面的定影装置，与定影装置不包含驱动控制部的情况相比，通
过在加热辊被加热到如下的预定温度之后转动该加热辊，在所述预定温度，形成所述定影
带的所述表面层的材料的屈服应力大于当所述行进方向改变部件改变所述定影带的行进
方向时作用在所述表面层上的应力，可以抑制对定影带的表面层的损伤。 根据本发明第二方面的定影装置，即使分离部件使得定影带弯曲，也可以抑制对
定影带的表面层的损伤。 根据本发明第三方面的定影装置，驱动控制部操作压力接触/分离单元，从而当定影带被加热到如下的预定温度之后使得加热辊和加压部件压力接触，在所述预定温度，形成所述定影带的所述表面层的材料的屈服应力大于当所述行进方向改变部件改变所述定影带的行进方向时作用在所述表面层上的应力。因此，与定影装置不包含压力接触/分离机构的情况相比，可以可靠地抑制对定影带的表面层的损伤。 根据本发明第四方面的定影装置，与定影装置不包含加压部件位移装置的情况相
比，可以通过使用简单的结构来使得加热辊与加压部件压力接触和分离。 根据本发明第五方面的图像形成装置，因为抑制了对定影带的表面层的损伤，因
此可以可靠地将图像形成单元在记录介质上形成的调色剂图像固定于记录介质。
现在将基于以下附图详细描述本发明的实施方式，在附图中 图1为示出根据本发明示例性实施方式的定影装置的剖面图； 图2A和图2B为分别示出根据本发明示例性实施方式的定影装置中使用的加压辊
和定影带模块彼此压力接触的状态和它们彼此分离的状态的侧视图； 图3为在根据本发明示例性实施方式的定影装置中使用的定影带的剖面图； 图4为示出根据本发明示例性实施方式的定影装置的运行状况的说明图； 图5为示出作用于根据本发明示例性实施方式的定影装置中使用的定影带的分
离层上的应力的曲线图； 图6为示出根据本发明示例性实施方式的定影装置中使用的定影带受到损伤的情况下的损伤发展的曲线图；以及 图7示出并入有根据本发明示例性实施方式的定影装置的图像形成装置的示意性结构。
具体实施例方式
参考图1至图7来说明并入有根据本发明示例性实施方式的定影装置的图像形成
装置的示例。 整体结构 如图7所示，图像形成装置100基于从图像数据输入装置(例如个人计算机(图未示))发送的彩色图像信息来进行图像处理，并且使用电子照相系统在作为记录介质的
5片材部件P上形成彩色图像。 图像形成装置100设置有图像形成单元10Y、10M、10C和IOK，这些图像形成单元10Y、10M、10C和IOK分别形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)和黑色(K)的调色剂图像。在以下描述中，当有必要在各个颜色的图像形成单元之间进行区分时，根据需要向标号10添加字母Y、 M、 C和K，而在没有必要进行区分时，省略字母Y、 M、 C和K。 图像形成单元10Y、10M、10C和10K相对于环形中间转印带30的运动方向按顺序串联设置，环形中间转印带30被设置为按张紧状态包绕支承辊34和多个张紧辊32。中间转印带30穿过作为各个图像形成单元10Y、10M、10C和10K的图像保持体的感光鼓12Y、12M、12C禾口 12K与一次转印辊16Y、16M、16C和16K之间，一次转印辊16Y、16M、16C和16K与相应
的感光鼓相对设置。 接下来，通过描述形成黄色调色剂图像的图像形成单元10Y来说明各个图像形成单元10Y、10M、10C和10K的结构和图像形成操作。 图像形成单元10Y设置有与感光鼓12Y的表面接触并对感光鼓12Y的表面均匀充电的充电辊22Y ;和曝光装置14Y，该曝光装置14Y对均匀充电的感光鼓12Y的表面进行图像曝光，并且形成对应于黄色图像的静电潜像。 此外，设置有显影装置15Y，该显影装置15Y配置有显影辊18Y，该显影辊18Y利用调色剂来显现对应于黄色图像的静电潜像，作为黄色调色剂图像。设置有一次转印辊16Y，该一次转印辊16Y利用施加的转印偏压引起的静电吸引力而执行黄色调色剂图像向中间转印带30的一次转印。 此外，在一次转印中，没有完全将黄色调色剂图像转印到中间转印带30，黄色调色剂图像的一部分作为转印残留黄色调色剂而残留在感光鼓12Y上。此外，调色剂外部添加剂等附着在感光鼓12Y的表面。因此，以接触感光鼓12Y的方式设置有从感光鼓12Y的表面去除转印残留调色剂等的感光体清洁器20Y，并且，在一次转印之后感光鼓12Y经过与感光体清洁器20Y相对位置时，去除感光鼓12Y的表面上的转印残留调色剂等。然后，充电辊22Y再次对感光鼓12Y的表面充电，以准备下一个图像形成循环。 按照考虑各个图像形成单元10Y、10M、10C和10K的相对位置的差异的定时，在各个图像形成单元10Y、10M、10C和10K进行与上述相同的图像形成处理，并且在中间转印带30上接连形成各个颜色Y、M、C和K的调色剂图像，从而提供多调色剂图像。
在预定定时将片材部件P传送到二次转印位置A。在二次转印位置A设置有二次转印辊36，对二次转印辊36施加转印偏压。通过二次转印辊36的静电吸引力，将形成在中间转印带30上的多调色剂图像全部同时转印到片材部件P。 此外，设置有利用热量和压力将所形成的多调色剂图像定影到片材部件P的定影装置40。 主要部分的结构 接下来，详细说明定影装置40。 如图1所示，定影装置40由设置有定影带42的定影带模块44和加压辊46组成，加压辊46为用于施加压力的部件，并被设置成与定影带模块44压力接触。在定影带模块44与加压辊46之间形成有通过加压和加热将调色剂图像定影到片材部件P的挤压部N。
定影带模块44设置有加热辊48，其除了张紧定影带42之外，还由于电机47的驱动力而转动驱动；和张紧辊50，其从定影带42的内侧张紧定影带42。此外，设置有张紧辊52和朝向校正辊54，张紧辊52设置在定影带42的外侧并且对定影带42的转动轨道进行控制，朝向校正辊54校正加热辊48与张紧辊50之间的定影带42的朝向。在作为定影带模块44与加压辊46处于彼此压力接触状态的区域的挤压部N的下游，设置有定影带42绕其张紧的张紧辊60。作为分离部件的分离垫58位于挤压部N的下游，在加热辊48附近。检测定影带42的温度的温度传感器43被设置成与定影带42相隔一定距离并且面对定影带42。 如图3所示，定影带40为柔性环形带，由以下的层构成由厚度为80微米的聚酰亚胺树脂形成的基层42A ;由厚度为200微米的硅橡胶形成并且层叠在基层42A的表面侧(外周面侧)的弹性体层42B;和分离层(表面层)42C，该分离层42C为由厚度30微米的四氟乙烯_全氟烷基乙烯基醚共聚物(tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinyl ethercopolymer)树脂(在下文中称为"PFA")管形成并且覆盖弹性体层42B的表面层。关于定影带42的结构，可以根据装置的设计标准(例如使用目的和使用条件)来选择材料、厚度、硬度等。 图l所示的加热辊48为硬辊，其包括由铝形成的圆柱形芯辊(金属芯)；和按200微米的厚度形成在芯辊表面上作为防止芯辊表面的金属磨损的保护层的氟树脂膜。
作为加热单元的卤素加热器62设置在加热辊48的内部。对由卤素加热器62加热的加热辊48的表面温度进行检测的温度传感器49设置在加热辊48附近。
张紧辊50是由铝形成并且在辊内设置有作为热源的卤素加热器64的圆柱形辊，卤素加热器64从定影带42的内表面侧对定影带42加热。此外，将定影带42推向其外侧的弹簧部件(图未示)设置在张紧辊50的两端，定影带42的总张力被设置为15kgf。
张紧辊52是由铝形成的圆柱形辊，在张紧辊52表面上按20微米的厚度形成有由氟树脂形成的分离层。形成分离层的目的是为了防止来自定影带42的外周面的微量调色剂或纸屑聚集在张紧辊52上。 卤素加热器66设置在张紧辊52的内部作为加热装置，并且从外周面侧对定影带42加热。也就是说，在本示例性实施方式中，采用了通过加热辊48、张紧辊50和张紧辊52的方式对定影带42进行加热的结构。 朝向校正辊54是由铝形成的圆柱形辊，并且对定影带42的边缘位置进行检测的带边缘位置检测机构(图未示)设置在朝向校正辊54的附近。朝向校正辊54设置有轴位移机构，该轴位移机构根据带边缘位置检测机构的检测结果而改变定影带42与朝向校正辊54在其轴向的接触位置，从而抑制定影带42的曲折(带走动)。 分离垫58是例如由金属(如SUS)或者刚性体(如树脂)形成并且长度对应于加热辊48的长度的块状部件。分离垫58的基本垂直于其纵向的截面轮廓具有面对加热辊48的内侧面58A、将定影带42压向加压辊46的加压面58B、和相对于加压面58B具有预定角度并使得定影带42弯曲的外侧面58C，从而轮廓基本为弧形形状。 具体来说，分离垫58包括加压面58B与外侧面58C形成的角部G和内侧面58A与加压面58B形成的角部H。角部G导致由加压辊46推向分离垫58的定影带42弯曲，结果，当片材部件P的前边缘经过按角部G弯曲的定影带42的部分时，片材部件P的前边缘脱离定影带42。
作用于按角部G被推动并弯曲的定影带42的表面的分离层42C(参考图3)上的张紧力大于由任何其它部件(也就是加热辊48、张紧辊60、张紧辊52、张紧辊50或者朝向校正辊54)施加并且作用于定影带42的表面的分离层42C上的张紧力或者压縮力。
分离垫58由例如弹簧的推动装置(图未示)可摆动地推动，并且定影带42在加压面58B以预定载荷压着加压辊46。 张紧辊60为由铝形成的圆柱形辊，并且设置在分离垫58的在定影带42的行进方向上的下游，从而定影带42在经过分离垫58之后平滑地转动以移向张紧辊52。
加压辊46为软辊，其具有由铝形成的圆柱形辊46A作为基体、以及按顺序层叠在基体上的弹性层46B和分离层。弹性层46B由橡胶硬度为30度(JIS-A)的硅橡胶形成，并且厚度为IO毫米，并且分离层由厚度为IOO微米的PFA管形成。加压辊46被支承为可以自由转动，并且由例如弹簧的推动装置(图未示)与加热辊48的巻绕有定影带42的一部分压力接触。结果，随着定影带模块44的加热辊48沿着箭头C方向的转动，加压辊46由加热辊48驱动，并且转动从而沿着箭头E方向运动。此外，压力接触/分离装置68设置在加压辊46的转动轴，作为将加压辊46与定影带模块44压力接触并且将加压辊46脱离与定影带模块44的接触的压力接触/分离单元。 此外，设置有驱动控制部72，该驱动控制部72控制导致加热辊48转动的电机47的驱动以及压力接触/分离装置68的驱动。 当定影带模块44处于静止状态的时候，驱动控制部72驱动压力接触/分离装置68，从而将加压辊46从定影带模块44分离(参考图2B)。 此外，在加热辊48被加热为使得形成定影带42的表面层42C的材料的屈服应力大于当定影带42按照分离垫58的角部G发生弯曲时作用于表面层42C上的应力之后，驱动控制部72操作电机47并使加热辊48转动。 此外，已经使得加热辊48转动的驱动控制部72被构成如下在定影带42被加热为使得形成定影带42的表面层42C的材料的屈服应力大于当定影带42按照分离垫58的角部G发生弯曲时作用于表面层42C上的应力之后，利用压力接触/分离装置68使得加压辊46与定影带模块44压力接触。 图5示出根据模拟(分析)计算出的作用于定影带42的分离层42C上的应力值(MPa)。具体来说，纵轴表示作用于分离层42C上的应力(MPa)，而横轴表示定影带42的位置。负应力值(MPa)表示压縮应力，而正应力值(MPa)表示拉伸应力。
折线A(点划线)表示当定影带42的温度为3(TC时在分离层42C产生的应力，而折线B(实线)表示当定影带42的温度为17(TC时在分离层42C产生的应力。此外，直线C和D (虚线)表示当形成分离层42C的材料(在本示例性实施方式中为PFA)的温度为30°C时的屈服应力，而直线J和K(虚线)表示当形成分离层42C的材料(在本示例性实施方式中为PFA)的温度为17(TC时的屈服应力。 图5中示出的部位L处的应力峰值为当定影带42经过分离垫58的角部H(参考图l)时在分离层42C产生的应力峰值。部位M处的应力峰值为当定影带42经过分离垫58的角部G(参考图1)时在分离层42C产生的应力峰值。部位N处的应力峰值为当定影带42经过张紧辊60(参考图1)时在分离层42C产生的应力峰值。部位P处的应力峰值为当定影带42经过张紧辊52(参考图1)时在分离层42C产生的应力峰值。部位Q处的应力峰值
8为当定影带42经过张紧辊50(参考图1)时在分离层42C产生的应力峰值。部位R处的应力峰值为当定影带42经过加热辊48(参考图1)时在分离层42C产生的应力峰值。
也就是说，在本示例性实施方式中，可以看出当定影带42达到大约17(TC时，构成分离层42C的材料(在本示例性实施方式中为PFA)的屈服应力(由直线J、 K表示)大于在加压辊46与定影带模块44压力接触(如图2A所示)的状态下在定影带42的分离层42C产生的拉伸应力(由折线B表示)。 换句话说，通过将定影带42加热到大约170°C ，构成分离层42C的材料(在本示例性实施方式中为PFA)的屈服应力变得大于在定影带42的分离层42C处产生的拉伸应力，定影带42的分离层42C较不容易受到损伤。 图6示出当在定影带42的分离层42C中形成了损伤(裂缝)时根据实验确定的损伤发展(扩大)值。纵轴示出损伤长度，而横轴示出定影带42的转数。图6中的区域S示出当定影带42为23t:时的损伤发展，而区域T示出当定影带42被加热到18(TC时的损伤发展。当定影带42的温度是23t:时，裂缝随着定影带42的转数增大而扩大。同时，当定影带42被加热到18(TC时，无论定影带42的转数是否增大，裂缝都不会扩大。
也就是说，可以看出当定影带42被加热到18(TC时，如果在定影带42的分离层42C中已经形成了损伤，则损伤的尺寸此后将不会增加。
机构 接下来，说明将形成于片材部件P上的调色剂图像定影在片材部件P上的定影装置40的操作。 在图4所示的预热状态中，图1所示的驱动控制部72操作压力接触/分离装置68，从而使加压辊46脱离与定影带模块44的接触，如图2B所示("不挤压"状态)，并且接通卤素加热器62、64、66的电源。通过接通卤素加热器62、64、66的电源，对加热辊48、张紧辊50和张紧辊52加热。 此外，为了使得能够将定影带42加热到如下的温度在该温度，构成定影带42的表面层42C的材料的屈服应力大于当定影带42按分离垫58的角部G发生弯曲时作用于表面层42C上的应力，驱动控制部72仅仅在通过温度传感器49确定已经加热了加热辊48之后才操作电机47并低速驱动加热辊48。 然后，已经开始低速驱动加热辊48的驱动控制部72仅仅在通过温度传感器43确定了已经将定影带加热到使得构成定影带42的表面层42C的材料的屈服应力大于当定影带42按分离垫58的角部G发生弯曲时作用于表面层42C上的应力的温度之后，才驱动压力接触/分离装置68，并使得加压辊46与定影带模块44压力接触，如图2A所示("挤压"状态)。 然后，驱动控制部72增加电机47的驱动力，并且高速驱动加热辊48，由此启动可以将调色剂图像定影在片材部件P上的打印状态。 此外，当打印状态结束时，驱动控制部72操作压力接触/分离装置68，并且将加压辊46从定影带模块44分离，如图2B所示(不挤压)，并且减小电机47的驱动力，按照待机状态以低速驱动加热辊。也就是说，当不在打印状态时，加压辊46与定影带模块442分开(不挤压)，因此定影带42不与角部G紧密接触，并且减轻了作用于定影带42的分离层42C上的拉伸应力。
此外，当从待机状态变为关机状态时，驱动控制部72断开卤素加热器62、64、66的电源，停止电机47的驱动并且结束操作。 对本发明示例性实施方式的前述描述是为了例示和描述的目的而提供的。其并非旨在穷举或者将本发明限于所公开的确切形式。显然，许多变型和修改对于本领域技术人员是显而易见的。选择并描述这些示例性实施方式是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够理解本发明的适用于所构想特定用途的各种实施方式和各种变型。旨在由所附权利要求书及其等同物来限定本发明的范围。
权利要求
一种定影装置，该定影装置包括加热辊，该加热辊的内部设置有热源部件，通过驱动单元而使得该加热辊转动；环形定影带，该环形定影带卷绕在所述加热辊周围并被所述加热辊加热，并且设置有与记录介质接触的表面层，形成所述表面层的材料的屈服应力根据该材料的温度而变化；加压部件，该加压部件被设置成面对所述加热辊，并将形成有调色剂图像的所述记录介质压向所述定影带；行进方向改变部件，该行进方向改变部件与所述定影带接触，并通过使所述定影带弯曲而改变所述定影带的行进方向；以及驱动控制部，在对所述加热辊进行加热从而由所述加热辊将所述环形定影带加热到如下的预定温度之后，该驱动控制部操作所述驱动单元并使所述加热辊转动，在所述预定温度，形成所述定影带的所述表面层的材料的屈服应力大于当所述行进方向改变部件改变所述定影带的行进方向时作用在所述表面层上的应力。
2. 根据权利要求1所述的定影装置，其中，所述行进方向改变部件设置在所述加热辊 与所述加压部件之间的挤压部的在所述记录介质的传送方向上的下游侧，并且是将所述记 录介质从所述定影带分离的分离部件。
3. 根据权利要求1或2所述的定影装置，该定影装置进一步包括压力接触/分离单元， 该压力接触/分离单元使得所述加热辊与所述加压部件压力接触和分离，并且其中，所述 驱动控制部使得所述加热辊转动，并在将所述定影带加热到如下的预定温度之后操作所述 压力接触/分离单元以使得所述加热辊和所述加压部件压力接触，在所述预定温度，形成 所述定影带的所述表面层的材料的屈服应力大于当所述行进方向改变部件改变所述定影 带的行进方向时作用在所述表面层上的应力。
4. 根据权利要求3所述的定影装置，其中，所述压力接触/分离单元是加压部件位移装 置，该加压部件位移装置使所述加压部件发生位移，并且使得所述加热辊与所述加压部件 压力接触和分离。
5. —种图像形成装置，该图像形成装置包括 在记录介质上形成调色剂图像的图像形成单元；以及根据权利要求1所述的定影装置，该定影装置将所述图像形成单元形成的调色剂图像 定影到所述记录介质。
6. —种图像形成装置，该图像形成装置包括 在记录介质上形成调色剂图像的图像形成单元；以及根据权利要求2所述的定影装置，该定影装置将所述图像形成单元形成的调色剂图像 定影到所述记录介质。
7. —种图像形成装置，该图像形成装置包括 在记录介质上形成调色剂图像的图像形成单元；以及根据权利要求3所述的定影装置，该定影装置将所述图像形成单元形成的调色剂图像 定影到所述记录介质。
8. —种图像形成装置，该图像形成装置包括 在记录介质上形成调色剂图像的图像形成单元；以及根据权利要求4所述的定影装置，该定影装置将所述图像形成单元形成的调色剂图像定影到所述记录介质c
全文摘要
本发明涉及定影装置和图像形成装置。定影装置包括加热辊，其内部设置有热源部件，由驱动单元使其转动；环形定影带，其卷绕在加热辊周围并被所述加热辊加热，并设置有接触记录介质的表面层，形成表面层的材料的屈服应力根据材料温度而变化；加压部件，其被设置成面对加热辊，并将形成有调色剂图像的记录介质压向定影带；行进方向改变部件，其接触定影带，并通过使定影带弯曲而改变定影带的行进方向；以及驱动控制部，在对加热辊进行加热从而由加热辊将环形定影带加热到使得形成定影带的表面层的材料的屈服应力大于当行进方向改变部件改变定影带的行进方向时作用在表面层上的应力的预定温度之后，该驱动控制部操作驱动单元并使加热辊转动。
文档编号G03G15/20GK101750944SQ20091014244
公开日2010年6月23日 申请日期2009年6月16日 优先权日2008年12月17日
发明者市川顺一 申请人:富士施乐株式会社