定影装置以及图像形成装置的制作方法

专利名称：定影装置以及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像形成装置，如复印机、打印机、传真装置、或这些装置的复合机等，
并涉及置于该图像形成装置中的定影装置。
背景技术：
在现有技术中，出于防止复印机、打印机等图像形成装置发生定影不良的目的，尤 其为了防止热机时间或第一打印时间较短的高速装置发生定影不良，在图像形成装置的定 影装置中设置管状金属导热体形成的加热部件，该加热部件与环状带部件(定影部件)的 内周面相对设置，通过加热器(加热装置)加热该加热部件，从而使带部件整体受到加热 (例如参见专利文献1 (JP特开2008-158485号公开公报))。 专利文献l等公开的定影装置由环状带部件(定影部件)；加热部件(对向部件)， 与带部件内周面相对并经由带部件以压力接触于加压转动体(加压部件)，并以此形成夹 持部；加强部件，固定设置于加热部件内部，经由加热部件以及带部件，以压力接触于加压 转动体(加压部件)，用以对夹持部中的加热部件进行加强；加热器(加热装置)，设置于加 热部件内部，等构成。被送往夹持部的记录媒体上的调色剂像在夹持部中受到加热以及加 压，从而固定到记录媒体上。 在上述专利文献1等公开的定影装置中，加热装置未能在周向对加热部件均匀加 热，因此，如果不能充分确保带部件空转的热机时间，则可能导致发生输出画面上出现定影 不均匀或局部热偏离(hot offset)的问题。进而，加热装置未能在周向对加热部件均匀加 热，使得加热部件热膨胀不均，并发生局部膨胀变形，而该局部膨胀变形部分用力接触带部 件，从而可能导致带部件的行走性能和耐久性能降低。

发明内容
本发明人经过反复研究，发现未能在周向对加热部件均匀加热的原因在于，直接 受加热装置加热的加热主部、以及通过加热主部的热传导而获得加热的加热从部沿周向形 成于加热部件之中。尤其如专利文献l等中，加热器作为加热装置，其发射的辐射热(或励 磁线圈发生的磁场作用力)受加强部件遮挡，该被遮挡的部分如果正好是发生在加热部件 中时，上述问题成为无法忽视的问题。 为了解决上述问题，本发明提供一种定影装置以及图像形成装置，该定影装置和 图像形成装置即使是在热机时间或第一打印时间短的高速装置中也不会发生定影不良的 问题，通过加热装置对接热部件周向均匀加热，避免输出图像上发生定影不均或热偏离以 及带部件行走性能或耐久性能下降。
本发明具体如下， (1) —种定影装置，其中包括带部件，其呈环状并具有挠性，沿预定方向行走，加 热及融熔调色剂像；加压转动体，以压力接触所述带部件，并形成输送记录媒体的夹持部； 以及，加热部件，固定设置为与所述带部件内周面相对，受加热装置的加热并对所述带部件进行加热，其特征在于，所述加热部件在其周向设有加热主部以及加热从部，该加热主部直 接受所述加热装置加热，该加热从部受所述加热主部热传导而得以加热，所述加热从部的 热容量低于所述加热主部的热容量。 (2)根据上述(1)所述的定影装置，其中，所述加热部件形成为，所述加热从部的 厚度小于所述加热主部的厚度。 (3)根据上述(1)或(2)所述的定影装置，其中，所述加热部件形成为，所述加热从 部的材料的导热率大于所述加热主部的材料的导热率。 (4)根据上述(1)所述的定影装置，其中，在所述带部件与所述加热部件之间介在 润滑剂。 (5)根据上述(1)所述的定影装置，其中，在所述加热部件中的所述加热从部上形 成多个贯通孔。 (6)根据上述(1)所述的定影装置，其中，在所述加热部件中的所述加热主部内周 面上实施黑涂装，而在所述加热从部内周面上不实施黑涂装。 (7)根据上述(1)所述的定影装置，其中，相对于所述带部件的行走方向，所述加 热从部设置在的所述夹持部的下游侧，所述加热主部设置在所述夹持部的上游侧，所述加 热部件在其所述加热主部的外周面上具有低摩擦材料形成的滑动层。 (8)根据上述(1)所述的定影装置，其中包括固定部件，固定设置于所述带部件 内周面侧，并经由该带部件压力接触所述加压转动体，形成夹持部；以及，加强部件，固定设 置于所述加热部件内周面侧，直接或间接地接触所述固定部件，对该固定部件进行加强，所 述加热装置设置在所述加强部件与所述加热主部之间。 (9) —种具备定影装置的图像形成装置，该定影装置包括带部件，其呈环状并具 有挠性，沿预定方向行走，加热及融熔调色剂像；加压转动体，以压力接触所述带部件，并形 成输送记录媒体的夹持部；以及，加热部件，固定设置为与所述带部件内周面相对，受加热 装置的加热并对所述带部件进行加热，其特征在于，所述加热部件在其周向设有加热主部 以及加热从部，该加热主部直接受所述加热装置加热，该加热从部受所述加热主部热传导 而得以加热，所述加热从部的热容量低于所述加热主部的热容量。 在本申请中，对固定部件、加热部件以及加强部件所呈的"固定设置"状态定义为 固定部件、加热部件以及加强部件保持"非转动状态"，不受驱动而转动。因此，即便是在如 弹簧等压力施加部件对固定部件施加向着夹持部的作用力时，只要固定部件保持非转动， 固定部件便处于受"固定设置"的状态。 另外，本申请将"加热主部"定义为受加热装置直接加热比率高的装置，即使存在
热传导加热，其加热比率也是低的。同时，本申请还将"加热从部"定义为受加热装置的热
传导加热比率高的装置，即使存在加热装置的直接加热，该比率也是低的。 本发明中，加热部件被形成为，受加热主部热传导加热的加热从部的热容量要小
于受加热装置直接加热的加热主部的热容量。为此，本发明提供的定影装置以及图像形成
装置即使是在热机时间或第一打印时间短的高速装置中，也不会发生定影不良问题，通过
加热装置对接热部件周向均匀加热，可避免输出图像上发生定影不均或热偏离以及带部件
行走性能或耐久性能的下降。


图1是本发明实施方式1的图像形成装置的整体结构示意图。 图2是定影装置的结构示意图。 图3是从宽度方向观察时的定影装置的示意图。 图4是定影装置夹持部周围的放大图。 图5是加热部件的侧视图。 图6是另一加热部件的侧视图。 图7是本发明实施方式2的定影装置的结构示意图。 图8是加热部件的斜视图。
具体实施例方式以下参考附图，详细说明本发明的最佳实施方式。对各附图中相同或相当的部分
给与相同记号，并适当简略重复的说明。
实施方式1 下面利用图1 6对本发明的实施方式1进行详细说明。
首先根据图1说明图像形成装置的整体结构动作。 如图l所示，本实施方式中的图像形成装置为行式彩色打印机。该图像形成装置 主机l上方设有罐收藏部101，其中可装卸(即可交换)地设置与各色(黄色、洋红色、青 色、黑色)相对应的4个调色剂罐102Y、102M、102C、102K。 罐收藏部101下方设置中间转印单元85。与各色(黄色、洋红色、青色、黑色)相 对应的制像部4Y、4M、4C、4K相对于该中间转印单元85的中间转印带78并列设置。
各个制像部4Y、4M、4C、4K中中分别装设感光鼓5Y、5M、5C、5K。该感光鼓5Y、5M、5C、 5K周围分别配设充电部75Y、75M、75C、75K、显影部76Y、76M、76C、76K、清洁部77Y、77M、77C、 77K、以及未图示的消电部。在各个感光鼓5Y、5M、5C、5K上分别实行制像处理(充电工序、 曝光工序、显影工序、转印工序、以及清洁工序)，并形成各色图像。 感光鼓5Y、5M、5C、5K受未图示驱动马的驱动按图中顺时针方向转动，在充电部 75Y、75M、75C、75K的位置上感光鼓5Y、5M、5C、5K受到充电，其表面均匀带电(充电工序)。
而后，感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面到达曝光部3发射的激光L的照射位置，并在该 位置上通过曝光扫描形成与各色相对应的静电潜像(曝光工序)。 而后，感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面到达面对显影装置76Y、76M、76C、76K的位置，在 该位置上静电潜像显影，形成各色调色剂像(显影工序)。 而后，感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面到达面对中间转印带78以及第一转印偏压辊
79Y、79M、79C、79K的位置，在该位置，感光鼓5Y、5M、5C、5K上的调色剂像转印到中间转印带
78上(一次转印工序)。此时，感光鼓5Y、5M、5C、5K上稍微残留未转印调色剂。 而后，感光鼓5Y、5M、5C、5K表面到达清洁部77Y、77M、77C、77K对面的位置，在该位
置上，感光鼓5Y、5M、5C、5K上残留的位转印调色剂被清洁部77Y、77M、77C、77K中的清洁括
片机械回收(清洁工序)。 最后，感光鼓5Y、5M、5C、5K表面到达未图示消电部对面的位置，在该位置上感光 鼓5Y、5M、5C、5K上的残留电位被消除。
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如上所述，完成了感光鼓5Y、5M、5C、5K上实行的一系列制像处理。 而后，经过了显影工序的各个感光鼓上形成的各色调色剂像被重叠转印到中间转
印带78上，从而在中间转印带78上形成彩色图像。 此处，中间转印单元85由中间转印带78、4台一次转印偏压辊79Y、79M、79C、79K、 二次转印支持辊82、清洁支持辊83、张力辊84以及中间转印清洁部80等构成。中间转印 带78由上述3个辊即82、83、84架设支撑，并受到转印支持辊82驱动而按图1中的Rl方 向环状移动。 4台一次转印偏压辊79Y、79M、79C、79K夹着中间转印带78分别与感光鼓5Y、5M、 5C、5K形成一次转印夹持部。 一次转印偏压辊79Y、79M、79C、79K上施加了与调色剂极性相 反的转印偏位电压。 而后，中间转印带78沿Rl方向移动，依次通过一次转印偏压辊79Y、79M、79C、79K。 这样，感光鼓5Y、5M、5C、5K上的各色调色剂像被重叠地一次转印到中间转印带78上。
而后，经过了各色调色剂像重叠转印的中间转印带78到达面对二次转印辊89的 位置，在该位置上，二次转印支持辊82与二次转印辊89形成二次转印夹持部，其间夹着中 间转印带78。此时，中间转印带78上形成的4色调色剂像被转印到被送至该二次转印夹 持部位置记录媒体P上。此时，中间转印带78上残留未转印到记录媒体P上的未转印调色 剂。 此后，中间转印带78到达中间转印清洁部80的位置，在该位置上中间转印带78 上的未转印调色剂被回收。 如上所述，完成了中间转印带78上实行的一系列转印处理。 在此，被送到二次转印夹持部的记录媒体P是从位于装置主机1下方的供纸部12 经由供纸辊97以及一对定位辊98等输送的。 具体为，供纸部12中放置多张转印纸等记录媒体P叠。当供纸辊97受到驱动按
图1中逆时针方向转动时，最上面的一张记录媒体P被送往一对定位辊98的辊间。 由上述一对定位辊98输送的记录媒体P —旦停止在停止受驱动转动的该一对定
位辊98的辊夹持部位置。而后配合中间转印带78上形成彩色图像的时机，该一对定位辊
98重新受到驱动转动，将记录媒体P送到二次转印夹持部。这样，所需要的彩色图像便被转
印到记录媒体P上。 而后，在上述二次转印夹持部的位置上受到彩色图像转印的记录媒体P被送至定 影装置。在该位置，通过定影带21以及加压辊31的加热加压，转印到记录媒体P表面的彩 色图像便固定在记录媒体P上。 而后，记录媒体P通过一对排纸辊99的辊间被排出到装置外。由该一对排纸辊99 排出到装置外的记录媒体P作为输出图像依次堆栈在堆栈部100上。
如上所述，结束了图像形成装置中的一系列图像形成处理。 下面参考图2 5，详细叙述设于图像形成装置主机1中的定影装置20的结构以 及动作。 图2是定影装置20的结构示意图。图3是从宽度方向观察时的定影装置20的示
意图。图4是定影装置20夹持部周围的放大图。图5是加热部件22的侧视图。 如图2以及图4所示，定影装置20由以下部件构成，S卩，作为带部件的定影带21、固定部件26、加热部件22、加强部件23 (支持部件)、作为加热装置的加热器25 (热源)、第 一支撑板29A、第二支撑板29B、片状部件28 (密封部件)、作为加压转动体的加压辊31、温 度传感器40、离合机构54等。 在此，作为带部件的定影带21为薄而带有挠性的环状带，按图2所示R2方向(逆
时针方向)转动(行走)。定影带21的结构为，从其内周面(即与固定部件26滑动接触的
面) 一侧开始依次层积基材层、弹性层、离型层，其整体厚度设为lmm以下。 定影带21的基材层的厚度为30 50ym，以镍或不锈钢等金属材料或聚酰亚胺等
树脂材料形成。 定影带21的弹性层厚度为100 300 ii m，以有机硅橡胶、发泡性有机硅橡胶、氟橡 胶等橡胶材料形成。弹性层的设置使得定影带21表面不会在夹持部中形成细微凹凸，记录 媒体P上的调色剂像T受到均匀的热传导，从而抑制了凹凸表面的发生。
定影带21的离型层厚度为10 50iim由PFA(四氟乙烯_全氟丙基乙烯基醚共 聚物)、PTFE(聚四氟乙烯)、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、PES(聚醚砜)等材料形成。离型层的 设置可确保对调色剂T(调色剂像T)的离型性能(剥离性能)。 定影带21的直径设为15 120mm。本实施例中定影带21的直径被设为30mm左 右。 参见图2 4可知，定影带21内部(内周面一侧)上固定设置固定部件26、作为 加热装置的加热器25、加热部件22、加强部件23、第一支撑板29A、第二支撑板29B、片状部 件28等部件。 在此，固定部件26固定设置为可在定影带21的内周面上滑动接触。固定部件26 通过定影带21以压力接触加压辊31，从而形成输送记录媒体P的夹持部。参见图3可知， 固定部件26在其宽度方向两端端部受定影装置20的侧板43固定支持。
参见图4可知，固定部件26由金属材料形成的刚体部26a、橡胶材料形成的弹性部 26b、以及覆盖弹性部26b的润滑薄片26c等构成。刚体部26a上形成突出的接触部，该接 触部经由片状部件28与加强部件23相接触。刚性部26a由具有一定刚性的材料(例如， 高刚性的金属或陶瓷等材料)形成，即使受到加压辊31施加压力也不会发生大的弯曲。弹 性部26b(或刚性部26a)沿着加压辊31的曲率弯曲成凹形。这样，记录媒体P沿着加压辊 31的曲率被从夹持部送出，从而减轻了经定影工序后的记录媒体P吸附在定影带21上难以 分离的问题。而且，在固定部件26的夹持部一侧设置弹性部26b，从而使在夹持部中输送的 记录媒体P的调色剂像能够跟踪微细凹凸，获得良好的定影图像。进而，固定部件26外周 设置浸含了氟玻璃等润滑剂的润滑薄片26c，以此降低固定部件26与定影带21之间的滑动 阻抗 在本实施方式1中形成夹持部的固定部件26的形状为凹形，除此之外，该固定部 件26也可形成为平面形状。也就是说，将固定部件26的滑动接触面(面对加压辊31的 面)形成为平面形状。这样，夹持部相对于记录媒体P的图像面略呈平行，从而可提高定影 带21和记录媒体P之间的密切接触性能，使定影性能得到改善。进而，由于位于夹持部出 口处的定影带21曲率增大，因而容易将从夹持部输出的记录媒体P从定影带21上分离。
参见图2以及图4可知，加热部件22由壁厚为0. lmm的管状部件形成。除了夹持 部位置以外该加热部件22形成为直接面对定影带21的内周面，而在夹持部位置该加热部件22形成凹部，该凹部形成为向内凹入，同时形成开口部22c。固定部件26插入该加热部 件22的凹部，且其间保持间隙。从图3可知，加热部件22宽度方向两端端部受到定影装置 20的侧板43的固定及支撑。 加热部件22受到加热器25的辐射热(辐射光)加热后对定影带21进行加热。也 就是说，加热器25通过加热部件22间接地对定影带21加热。加热部件22的材料采用铝、 铁、不锈钢等金属导热材料(具有热传导性的金属)。加热部件22的厚度设为0. 2mm以下， 这样能提高定影带21(加热部件22)的加热效率。
关于加热部件22的结构及动作将在以下详细叙述。 加热器25 (热源)作为加热装置，可以是卤素加热器或石墨加热器，其两端端部固 定在定影装置20的侧板43上(参见图3)。加热器25受装置主机1电源部对其进行输出 控制，并以辐射热对加热部件22进行加热。经加热部件22加热后，除了夹持部部位以外整 个定影带21受到加热，进而，该被加热的定影带21表面对记录媒体P上的调色剂像T进行 加热。此外，加热器25地输出控制是根据与定影带21表面相对设置的热敏电阻等温度传 感器40所检测的带表面温度检测结果来实行的。通过这样的加热器输出控制，可将定影带 21的温度(定影温度)设定为所需要的温度。 如上所述，在本实施方式1的定影装置20中，不仅一部分定影带受到局部加热，跨 越整个定影带21周向的大范围受到加热部件22的加热，因此在高速装置中定影带21也能 够得到充分加热，抑止定影不良的发生。也就是说，本实施方式1的定影装置20由于能够 以相对简单的结构有效地加热定影带21，因而不但縮短了热机时间及第一打印时间，而且 还促成了装置小型化。 在此，定影带21和加热部件22之间的间隙S (除了夹持部以外的位置上的间隙) 优选大于Omm并在lmm以下(Omm < S《lmm)。这样不但增加了加热部件22与定影带21 之间的滑动接触面积用以抑止定影带21的磨耗加速问题，而且还抑止了加热部件22与定 影带21之间过于分开而致使定影带21的加热效率下降的问题。进而，由于加热部件22被 设置在定影带21近旁，在一定程度上保持了挠性定影带21的环状姿态，减轻了变形所引起 的定影带21的劣化及破损。 此外，为了在加热部件22与定影带21 (带部件)之间发生滑动接触时减轻该定影 带21的磨耗，还在定影带21和加热部件22双方之间涂覆氟润滑脂或有机硅油等润滑剂。
在本实施方式1中，加热部件22的截面形状略呈圆形，除此之外，该加热部件22 的截面形状还可以形成为多角形。 加强部件23(支持部件)固定设置于定影带21的内周表面，用于加强并支撑形成 夹持部的固定部件26。参见图3可知，加强部件23形成为其宽度方向上的长度与固定部件 26相等，且该宽度方向两端端部受定影装置20的侧板43固定及支撑。而且，加强部件23 经由片状部件28、固定部件26、以及定影带21与加压辊(加压转动体)31相接触，从而抑 止夹持部中固定部件26受到加压辊31施加的压力而发生较大变形。 为了满足上述功能，加强部件23优选采用不锈钢或铁等机械强度高的金属材料 形成。 另外，可在加强部件23中与加热器25相对的整个面上或部分面上设置绝热部件， 或者实施BA处理或镜面抛光处理。这样，从加热器25射往加强部件23的热量(用于加热加强部件23的热量)用于对加热部件22进行加热，从而进一步提高了定影带21 (加热部件22)的加热效率。 在此，参见图4可知，在加热部件22中相对于加压辊31(加压转动体)的位置上形成开口部22c。该开口部22c上覆盖了片状部件28(密封部件)。该片状部件28用于不让润滑剂从开口部22c进入到加热部件22内部。如果介于加热部件22与定影带21之间的润滑剂进入到加热部件22内部，则会因润滑剂不足而导致定影带21和加热部件22双方滑动阻抗增加从而引起该双方部件磨耗劣化加快、或因润滑剂进入加热部件22内部并附着在加热器25上造成加热器25功能下降或润滑剂蒸发等问题。 在本实施方式1中，固定设置于加热部件22内周面中的加强部件23经由片状部件28与固定部件26相接触，用以加强并支撑该固定部件26(夹持部形成部件)。具体为，片状部件28是有机硅橡胶、氟橡胶、氟树脂中任意一种材料(本实施方式1中用有机硅橡胶)形成的可变形的薄膜部件，其厚度大致为O. 1 0. 5mm。从开口部22c伸出的加强部件23前端端部使片状部件28发生变形，以此接触固定部件26。 在上述结构中，加热部件22不受加压辊31的压力作用，因此，即使减小加热部件22的壁厚、或加大加压辊31所施加的压力、或使加压辊31相对于定影带21进行离合动作，加热部件22均不发生变形。 另外，在固定部件26与加热部件22的凹部之间保留间隙，这样在加压时，即使加强部件23发生弯曲致使固定部件26向图4左侧变位，固定部件26也不会接触到加热部件22。 本实施方式1中，设置第二支撑板29B，其在开口部22c周围隔着加热部件22与片状部件28紧密结合。该第二支撑板29B以厚度0. 5mm的不锈钢板形成为箱形，夹着片状部件28压入到加热部件22的凹部中。这样，片状部件28周围与加热部件22坚固紧密地结合，防止润滑剂进入加热部件22内部。 第一支撑板29A以厚度1. 5mm的不锈钢板形成为"- "开口形状，其结合成从加热部件22d的内周面一侧覆盖凹部。第一支撑板29A的设置有利于高精度地形成加热部件22的凹部。为了提高加热部件22的加热效率，优选对第一支撑板29A中面对加热器25的面实施BA处理或镜面抛光处理。 参见图2可知，加压辊31为在夹持部位置中接触定影带21外周面的加压转动体，其直径为30mm左右，由中空结构的金属芯32上形成弹性层33而构成。加压辊31 (加压转动体)的弹性层33用发泡性有机硅橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶等材料形成。还可以在弹性层33表层上设置PFA或PTFE等厚度较薄的离型层。加压辊31与定影带21相接触，形成所需的夹持部。参见图3可知，加压辊31上设有与未图示驱动机构的驱动齿轮啮合的齿轮45，该齿轮45驱动加压辊31按图2中R3方向(顺时针方向)转动。而且，加压辊31宽度方向两端端部通过轴承42可转动地受到定影装置20的侧板43的支持。加压辊31内部还可以设置卤素加热器等热源。 如果加压辊31的弹性层使用发泡性有机硅橡胶等海绵状材料形成，则施加于夹持部上的压力减小，由此减轻固定部件26所发生的弯曲。进而，如果提高加压辊31的绝热性能，则定影带21的热量不易传输到加压辊31 —方，以此提高定影带21的加热效率。
在本实施方式1中，定影带既可形成为其直径与加压辊31的直径相同，也可形成为其直径小于加压辊31的直径。当定影带21的直径小于加压辊31的直径时，夹持部中的定影带21的曲率小于加压辊31的曲率，因此，从夹持部输出的记录媒体P容易从定影带21上分离。 另外，定影带21还可形成为其直径大于加压辊31的直径，此时，定影带21的直径与加压辊31的直径无关，加压辊31所施加的压力不作用到加热部件22上。
参见图2可知，本实施方式1的定影装置20中设有对定影带21与加压辊31进行离合的离合机构54。 离合机构54的详细结构为，由加压杆51、偏心凸轮52、以及加压弹簧53构成。加压杆51由定影装置20的侧板43支撑，以其一端上设置的支轴为中心转动。加压杆51的中间部分与加压辊31的轴承(可移动地保持在侧板43上所形成的长孔中)相接触，加压杆51的另一端与加压弹簧53相连接，而且偏心凸轮52(构成为可通过未图示驱动马达驱动而转动)结合在加压弹簧53的保持板上。该结构通过偏心凸轮52的转动，加压杆51以支轴51a为中心转动，使加压辊31沿图2的虚线箭头Dl方向移动。换而言之，在一般的定影工序中，偏心凸轮52在其转动方向上的姿势为图2所示状态，此时，加压辊31向定影带21上施加压力形成所需夹持部。而在一般定影工序以外时(如卡纸处理或待机时等)，偏心凸轮52转动方向上的姿势为从图2所述状态起转动180度，此时，加压辊31离开定影带21 (或减小对定影带施加的压力)。 以下，对具有上述构成的定影装置20在一般定影工序中的动作进行简单说明。
当装置主机1的电源开关接通后，加热器25获得电力供应，同时，加压辊31受到驱动开始按图2中的R3方向转动。由此，定影带21通过与加压辊31之间的摩擦力也按图2所示的R2方向进行从动转动。 而后，从供纸部12输送记录媒体P，该记录媒体P在二次转印辊89的位置上受到未定影彩色图像的转印。载置了未定影图像T(调色剂像)的记录媒体P经未图示导板引导，被沿着图2所示Y10方向输送，并送入处于压力接触状态的定影带21与加压辊31之间的夹持部中。 而后，记录媒体P受到经加热部件22(加热器25)加热后的定影带21的加热、以及经加强部件23加强后的固定部件26与加压辊31之间的压力作用，该记录媒体P表面上的调色剂像T得到定影。此后，从夹持部输出的记录媒体P被沿着Yll方向输送。
以下，详细说明本实施方式1的定影装置20中的特征性结构及动作。
从图2和图5中可知，加热部件22在其周向形成了主要通过加热器25 (加热装置)直接加热的加热主部22a、和主要通过来自加热主部22a的热传导得以加热的加热从部22b。具体为加热部件22的下半部分为加热主部22a、加热部件的上半部分为加热从部22b。 形成上述结构的原因还在于加热器25相对于加强部件23的位置。相对于加强部件23，加热器25设置在加热主部22a —方(加热器25设置在加强部件23与加热主部22a之间)。加热主部22a因直接面对加热器25，加热器25的辐射光可直接到达区域Ml，因此可直接受到加热器25的辐射热加热。对此，加强部件23介于加热从部22b与加热器25之间，加热器25的辐射光部无法直接到达区域M2，因此几乎不受加热器25的辐射热的加热，而是通过加热主部22a的热传导得以加热。为此，如果用厚度均匀的单一材料形成加热部件22时，加热从部22b相比加热主部22a的加热效率要低。 对此，本实施方式1将加热部件22形成为其中的加热从部22b的热容量比加热主部22a的热容量低。 具体为，在本实施方式1的加热部件22中，用于形成加热从部22b的材料的导热率大于形成加热主部22a的材料的导热率。参见图5可详细得知，加热主部22a以导热率低的不锈钢形成，而加热从部22b则以导热率高的铝(或铜、黄铜)形成，该加热主部22a和该加热从部22b在结合部22d上通过压接一体化。 上述结构提高了加热从部22b的加热效率(导热性)，使其与加热主部22a的加热效率几乎没有差异。换而言之，加热部件22可在其周向受到加热器的均匀加热。因此，即便不能充分确保定影带21空走的热机时间，定影带21周向也不易发生温度不均，从而抑制了输出图像上发生定影不均以及热偏离。而且，加热部件22不但在加热主部22a而且在加热从部22b中都产生均匀的热膨胀，从而抑制了局部膨胀变形引起在定影带21上用力滑动接触而致使定影带21的行走性能和耐久性能降低。
以下进行补充说明。 如本实施方式1，在相对定影带21的内周面固定设置加热部件22的定影装置20中，因减小加热部件22的壁厚，因而縮短了热机时间。但是，当加热部件22的壁厚达到预定值以下时，加热时的升温会引起加热部件22发生热变形。尤其是对加热部件22进行快速加热时，加热部件22内部在径向(厚度方向)会产生温度梯度，并因膨胀差异而发生较大变形。如果该变形是在形成加热部件22的材料的弹性变形范围之内的微小变形，则该热变形将随着加热部件22的温度梯度消失而消失，但当该变形超过上述弹性变形范围成为塑性变形时，加热部件22凹入且不恢复原状。若加热部件22变形后不恢复原状，则该加热部件22与定影带21之间的间隙将发生变化，使得定影带21上的加热量产生不均匀。尤其是在加热部件22中发生如上述凹状变形，则该部分的加热部件22与定影带21之间的间隙增大，难以加热定影带21，从而产生局部定影不良。为了解决这样的问题，可以考虑采用不易发生变形的材料来作为加热部件22的材料，但是采用这样的特殊材料会造成定影装置20成本上升。 加热部件22的热变形不但因局部加热引起热膨胀所造成，而且会由于加热部件22加工时的残留应力释放而发生。为了防止加热部件22发生热变形，加热部件22需要具有耐变形作用力的强度(厚度)。而加热部件22中不受加热器25直接加热的加热从部22b (通过热传导得到加热的部分)相对于加热主部22a来说不是急速升温，因此其强度(厚度或面积)可以较小。也就是说，加热部件22中加热从部22b的热容量应低于加热主部22a的热容量。 在本实施方式1的定影装置20中，由于加热从部22b的热容量低于加热主部22a的热容量，因此加热部件22的变形被抑止到不会对定影性能发生影响的程度(弹性变形范围之内)，从而使得整个加热部件22实现低热容量化并由此縮短热机时间成为可能。也就是说，不但防止加热部件22热膨胀所造成的塑性变形，同时还实现了整个加热部件22的低热容量化。 本实施方式1因在加热主部22a和加热从部22b之间设定了热容量差异，因此需要在结合部22d将两个导热率不同的金属材料结合起来(可采用压接或焊接等结合方法)。
11为此，加热主部22a和加热从部22b可分别加工后结合( 一体化)，从而相对降低了加热部件22的制造成本。 本实施方式1中，加热部件22由不锈钢加热主部22a和与该加热主部22a厚度相同的铝加热从部22b形成。这样的结构和完全用相同厚度的不锈钢形成的加热部件22相比，整个加热部件22的热容量将减少10 20%。为此，本发明提供了具有优异升温特性的定影装置20。由于用铝形成的加热从部22b的导热率要比用不锈钢形成的热导率高出3倍左右，因此导热率不但在周向而且在径向都得到提高，从而抑止了加热部件22中的周向温度不均，同时还可在小型号纸张(宽度小的记录媒体P)的连续输纸时减少加热部件22两端的温度上升。 如上所述，本实施方式1将润滑剂介入于定影带21和加热部件22之间，以此减小定影带21和加热部件22双方的滑动摩擦阻抗。对于降低加热从部22b热容量的方法，除了上述以外，还可以考虑在加热从部22b中开孔的方法，但该方法会导致润滑剂通过加热从部22b的孔进入到加热部件22内部。对此，本实施方式1在实现加热从部22b低热容量化时未在加热从部22b上开孔，因而防止了润滑剂进入加热部件22内部的问题的发生。
参见图5可知，在本实施方式1的加热部件22中，加热从部22b的内周面上未实施黑涂装而仅在加热主部22a的内周面上实施了黑涂装(图5中的一点锁线所示范围表示黑涂装表面)。 在接受加热器25热辐射的被加热体受光面上实施黑涂装可提高热吸收性能。但是实施黑涂装不但具有提高辐射热吸收能力的有利一面，同时还具有使辐射热易于散发的不利一面。由于辐射热容易散发，因此需要加热以补充该散发了的热量，这样不利于节能。对此，本实施方式1的加热部件22中对于不受加热器25直接加热的加热从部22b不实行黑涂装，以抑止热量散发。而且，因未施黑涂装，降低了相当于加热从部22b中涂装膜份的热容量。 具体为，加热从部22b内周面为具有光泽的金属面。为了减少加热部件22内周面放出的热量，需要抑止加热部件22内周面的放射热。加热从部22b内周面若为金属光泽面，则其放射率大致为0. 04 0. 1左右，而加热从部22b内周面若为实施了黑涂装(炭黑)的黑涂装面，则放射率为0. 95 1. O，从而可知辐射热可得到大幅度抑止。另外，在加热主部22a上实施的黑涂装材料可以采用在高分子材料中分散炭黑的涂膜剂。
参见图5可知，在本实施方式1的定影装置20中，相对于定影带的行走方向，加热从部22b被设置于夹持部下游，加热主部22a设置在夹持部上游。加热部件22中仅加热主部22a外周面设置以低摩擦材料形成的滑动层(图5中的二点锁线所示范围表示滑动层22a2)。 为了降低加热部件22与定影带21之间的滑动接触所带来的摩擦阻抗，优选在加热部件22外周面上设置氟涂膜等滑动层。尤其在有可能发生加热主部22a因热膨胀变大从而使得定影带21与加热部件22之间的滑动阻抗增大时，优选设置滑动层22a2。此时，可仅在夹持部入口处(上游方)设置滑动层22a2，这样，可通过其他部分得以实现相当于滑动层份的低热容量化。定影带21受到来自与其相对设置的加压辊31的转动驱动力，定影带21与加热部件22发生摩擦的部分主要在夹持部入口处，而在其他部分，定影带21和加热部件22双方的接触作用变小。因此，即使不在夹持部出口处(下游方)设置滑动层也不会影响到定影带21的转动性能。 含有氟树脂的滑动层在径向热阻抗变大(向定影带21的传热变慢)。因此，光是不在不受加热器25辐射热直接加热的加热从部22b上形成滑动层，也能够縮短装置的热机时间。换而言之，加热从部22b上不设置滑动层，可降低热容量，并使加热部件22到定影带21之间的导热性能得以提高，从而縮短升温时间。 具体可以将分散了氟树脂的涂装膜或经氟分子共析的镀膜面作为加热主部22a的外周面滑动层22a2。 在此反复说明定影带21通过与加压辊31之间的摩擦阻抗带动而转动，因此在夹持部上作用了转动力矩。定影带21主要是在夹持部的入口处一边与加热部件22滑动接触一边转动，而在夹持部出口处，该定影带21离开加热部件22 (或轻微接触)。而且，加热部件22中处于夹持部入口处的部分直接受到加热，因热膨胀而易于与定影带21内周面发生接触，为此，容易与定影带21发生接触的夹持部入口处需要有润滑性。也就是说，夹持部出口处即使不设置滑动层也不会影响到定影带21的转动性能。夹持部出口处的加热部件22外周面上不设置滑动层，可使得加热部件22的整体热容量以及热阻抗减小，从而縮短了热机时间。 在本实施方式1中，利用导热率不同的两种金属材料形成加热主部22a和加热从部22b，使得该加热主部22a和加热从部22b之间在热容量上有所差异。除此之外，还可以采用材料相同但厚度不同的两种金属材料来形成加热主部22a和加热从部22b。即如图6所示，在形成加热部件22时，将加热从部22b的厚度t2形成为小于加热主部22a的厚度tl(t2 > tl)。 具体参见图6可知，当设加热从部22b的厚度t2为加热主部22a的1/2时，与加热从部22b的厚度t2相等于加热主部22a的厚度tl时相比，热机施加縮短10 15% 。由于加热主部22a和加热从部22b采用相同材料形成，因而结合部22d可采用低成本的焊接结合加热主部22a和加热从部22b。另外还可以对一块板材中的一部分施加压力加工，形成厚度较薄的部分(加热从部22b)，而不是将厚度不同的两个部件即加热主部22a和加热从部22b结合起来。此时，为了避免压力加工时厚度较薄部分中产生的残留应力引发热变形，优选实行退火处理。 如上所述，在本实施方式1的定影装置20中，加热部件22形成为受加热器25 (加热装置)直接加热的加热主部22a的热容量低于通过加热主部22a热传导得以加热的加热从部22b的热容量。这样，热机时间以及第一打印时间短，即使在高速装置中也不会发生定影不良，加热部件22受到加热器25在其周向均匀加热，抑止了输出图像上产生定影不均或热偏离、以及定影带21 (带部件)行走性能或耐久性能下降等问题。 本实施方式1是将本发明用于以加压辊31作为加压转动体的定影装置中，除此之外，本发明还可用于以加压带作为加压转动体的定影装置中。此时也能获得与本实施方式l相同的效果。 本实施方式l采用覆层结构的带部件作为定影带，除此之外，带部件还可以采用聚酰胺、聚酰亚按、氟树脂、金属等形成的环状定影膜。此时也能获得与本实施方式l相同的效果。 本实施方式1是将本发明用于加热部件22中内设加热器25作为加热装置的加热器加热方式的定影装置中。除此之外，只要定影装置中包括以直接受加热装置加热为主的 加热主部、以及以加热主部热传导加热为主的加热从部，例如在使用励磁线圈的电磁感应 加热方式定影装置中、或者在使用阻抗发热体作为对加热部件22进行加热的加热装置的 定影装置中，本发明同样可以适用。此时，通过对加热从部实行低热容量化，可获得与本实 施方式l相同的效果。例如，在电磁感应加热方式定影装置的加热部件中，加热主部为励磁 线圈的磁作用力所产生的涡电流所发生的阻抗发热部分，除此以外的部分为加热从部。
本实施方式1将本发明用于在周向各设一个加热主部22a和加热从部22b所形成 的定影装置中。除此之外，本发明还可以适用于由多个加热部件22a和多个加热从部22b 所形成的定影装置中(例如，设置多个加热器25、或辐射光在多处受到遮挡等定影器中)。 此时，对多个加热主部22a或加热从部22b分别实行热容量最佳化，以获得与本实施方式1 相同的效果。 此外，本实施方式1将本发明用于加热部件22中内设加强部件23的定影装置中。 除此之外，本发明还可以适用于加热部件22内部未设加强部件23但形成了加热主部和加 热从部的定影装置中(例如，在加热器25周向的一部分上设置反射板，或加热器25设置位 置偏离加热部件22中心的定影装置)。此时，对加热主部22a或加热从部22b分别实行热 容量最佳化，以获得与本实施方式1相同的效果。
实施方式2 利用图7和图8详细说明本发明实施方式2。 图7是实施方式2的定影装置结构示意图，相当于实施方式1的图2。图8是加热 部件22的斜视图。 本实施方式2的定影装置中，加热部件22和加强部件23的结构、以及固定部件26 周围结构与上述实施方式1不同。 参见图7可知，本实施方式2的定影装置20与上述实施方式1的定影装置相同， 由定影带21 (带部件)、固定部件26、加热部件22、加强部件23、加热器25、加压辊31 (加压 转动体)等构成。本实施方式2中的加强部件23形成为T字形。 在本实施方式2中，固定部件26上设置多孔质状润滑剂保持部件30。详细为，润 滑剂保持部件30为编入氟纤维的网状片部件，其中保持(浸含)有机硅油或氟润滑脂等润 滑剂。该润滑剂保持部件30被设置为在夹持部中与定影带21内周面相接触。即润滑剂保 持部件30设置在固定部件26与定影带21之间。 按照上述结构，润滑剂从润滑剂保持部件30被提供到定影带21内周面上，降低了 固定部件26与定影带21之间的滑动阻抗、以及加热部件22与定影带21之间的滑动阻抗， 从而减轻了这些部件的磨耗。 另外在固定部件26周围设置绝热部件27，由于润滑剂保持部件30未受到加热部
件22的直接加热，因此抑止了润滑剂保持部件30所保持的润滑剂的热挥发即热劣化。也
就是说，润滑剂保持部件30可长期稳定地向定影带21内周面上提供润滑剂。此外，可使用
耐热或高绝热性材料的橡胶、树脂、毛毡、陶瓷片等作为绝热部件27的材料。 参见图8可知，本实施方式2的加热部件22为了在加热主部22a和加热从部22b
之间的热容量上形成差异，因而在加热从部22b上形成多个贯通孔22bl。 具体为，加热器25(卤素加热器)的输出为1200W，加热部件22的材质为铝(厚度0. 4mm)，当在加热从部22b中设置贯通孔22bl，使得加热从部22b相对于加热主部22a 的面积率为50X时，其与加热从部22b中未设贯通孔22bl时相比，热机时间可縮短10X 15%。 上述在加热从部22b中形成贯通孔22bl的结构可用于未在加热部件22与定影带 21之间中介润滑剂的情况(例如，在夹持部以外的位置上，确保加热部件22与定影带21之 间存在一定程度的间隙，而在夹持部位置上则由润滑剂保持部30来实行降低摩擦)。
如上所述、本实施方式2中的定影装置20与实施方式1的定影装置相同，加热部 件22中，受加热器直接加热的加热主部22a的热容量比以加热主部22a热传导而得以加热 的加热从部22b的热容量小。这样，热机时间以及第一打印时间短，即使在高速装置中也不 会发生定影不良，而且，加热部件22在周向受到加热器25的均匀加热，抑止了输出图像上 定影不均或热偏离的发生、及定影带21 (带部件)行走性能以及耐久性能的下降。
本发明不受上述实施方式的限制，很明显，除了上述各个实施方式中的启示之外， 通过对各个实施方式的适当变形也能得到本发明，因此属于本发明范畴之内。此外，上述 构成部件的数量、位置、形状等不限于上述各个实施方式所述，可根据本发明实施需要对数 量、位置、形状等进行适当设定。
权利要求
一种定影装置，其中包括带部件，其呈环状并具有挠性，沿预定方向行走，加热及融熔调色剂像；加压转动体，以压力接触所述带部件，并形成输送记录媒体的夹持部；以及，加热部件，固定设置为与所述带部件内周面相对，受加热装置的加热并对所述带部件进行加热，其特征在于，所述加热部件在其周向设有加热主部以及加热从部，该加热主部直接受加热装置加热，该加热从部受所述加热主部热传导而得以加热，所述加热从部的热容量低于所述加热主部的热容量。
2. 根据权利要求1所述的定影装置，其中，所述加热部件形成为，所述加热从部的厚度 小于所述加热主部的厚度。
3. 根据权利要求1或2所述的定影装置，其中，所述加热部件形成为，所述加热从部的 材料的导热率大于所述加热主部的材料的导热率。
4. 根据权利要求1所述的定影装置，其中，在所述带部件与所述加热部件之间介在润 滑剂。
5. 根据权利要求1所述的定影装置，其中，在所述加热部件中的所述加热从部上形成 多个贯通孔。
6. 根据权利要求1所述的定影装置，其中，在所述加热部件中的所述加热主部内周面 上实施黑涂装，而在所述加热从部内周面上不实施黑涂装。 >
7. 根据权利要求l所述的定影装置，其中，相对于所述带部件的行走方向，所述加热从部设置在的所述夹持部的下游侧，所述加 热主部设置在所述夹持部的上游侧，所述加热部件在其所述加热主部的外周面上具有低摩擦材料形成的滑动层。
8. 根据权利要求1所述的定影装置，其中包括固定部件，固定设置于所述带部件内周面侧，并经由该带部件压力接触所述加压转动 体，形成夹持部；以及，加强部件，固定设置于所述加热部件内周面侧，直接或间接地接触所述固定部件，对该 固定部件进行加强，所述加热装置设置在所述加强部件与所述加热主部之间。
9. 一种具备定影装置的图像形成装置，该定影装置包括带部件，其呈环状并具有挠性，沿预定方向行走，加热及融熔调色剂像； 加压转动体，以压力接触所述带部件，并形成输送记录媒体的夹持部；以及， 加热部件，固定设置为与所述带部件内周面相对，受加热装置的加热并对所述带部件 进行加热，其特征在于，所述加热部件在其周向设有加热主部以及加热从部，该加热主部直接受所述加热装置 加热，该加热从部受所述加热主部热传导而得以加热，所述加热 部的热容量低于所述加热主部的热容量。
全文摘要
本发明涉及定影装置以及图像形成装置，该定影装置和图像形成装置的热机时间以及第一打印时间短，即使在高速装置中也不会发生定影不良，且其中的加热部件在周向受加热装置均匀加热，输出图像上不发生定影不均或热偏离。该定影装置具体包括用于调色剂加热融熔的环状带部件21、以压力接触带部件21形成夹持部的加压转动体31、以及、用于加热带部件21并相对于带部件21内周面固定设置的加热部件22。加热部件22在周向具有直接受加热部件加热的加热主部22a、以及通过加热主部22a的热传导而得以加热的加热从部22b。其中，加热从部22b的热容量小于加热主部22a的热容量。
文档编号G03G15/01GK101727054SQ20091017952
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月12日 优先权日2008年10月14日
发明者吉永洋, 山科亮太, 石谷康功, 进士晃, 长谷川健一 申请人:株式会社理光