CN101017358A - 定影装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种外部带加热方式的定影装置。架设外部加热带的加热辊之间的轴距固定。设定外部加热带的周长，以使得在解除外部加热带对定影辊的压接的状态下张力不作用于外部加热带，在外部加热带压接定影辊时，张力作用于外部加热带。由此，能够提供结构简单、热效优良并且可减少带的蛇行的外部带加热定影方式的定影装置。

Description

定影装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种在电摄影方式的图像形成装置中使用的外部带加热方式(external belt heating type)的定影装置和具有这种定影装置的图像形成装置。

背景技术

作为一种在复印机、打印机等的电摄影方式的图像形成装置中使用的定影装置，多采用热辊定影方式的定影装置。这种热辊定影方式的定影装置具有相互压接的辊对(定影辊和加压辊)，在利用加热装置将辊对加热到预定的温度(定影温度)后，向该辊对的压接部分(定影夹持部分(nip section))供给已形成有未定影调色剂图像的记录纸并使其通过该压接部分，由此，借助于热量和压力对调色剂图像进行定影，其中，上述加热装置是由在上述定影辊和加压辊的二者或任意一者的内部配置的卤素加热器等构成的加热装置。

彩色图像形成装置的定影装置一般采用在定影辊表层设有弹性层的弹性辊，其中，该弹性层由硅橡胶等构成。由于定影辊采用了弹性辊，这样，定影辊的表面就会因未定影调色剂图像的凹凸而发生弹性变形从而包覆未定影调色剂图像的表面，因此，能够对彩色未定影调色剂图像进行有效的加热定影，其中，彩色未定影调色剂图像的调色剂量要多于单色未定影调色剂图像的调色剂量。此外，由于定影夹持部分的弹性层的形变解除的效果，能够提高对彩色调色剂的脱膜性能，其中，彩色调色剂较之于单色调色剂更容易发生调色剂移动(toneroffset)现象。并且，由于定影夹持部分的夹持部分的形状为向上侧(定影辊侧)凸出的形状(所谓的反夹持形状)，因此，能提高用纸的剥离性能，即使不使用剥离爪等的剥离装置也能够实现用纸的剥离(自行剥离)，从而能消除因剥离装置引起的图像缺陷。

但是，具有弹性层的定影辊存在下述问题，即：由于定影辊的弹性层的导热性非常差，因此，在定影辊内部设置了加热装置的情况下，传热效率降低，从而导致预热时间变长，或者，在进行高速处理时，定影辊的温度难以追随处理速度。

为了解决这些问题，使外部加热装置抵接定影辊的表面，从外部对定影辊进行加热，这种技术(外部加热定影方式)已为人所知。例如，在专利文献1和专利文献2中就提出了以无接头环形带(endlessbelt)为外部加热装置的外部带加热定影方式。

另外，在现有的外部带加热定影方式的定影装置中，或者将多个架设无接头环形带的辊(带架设辊)作为用于向无接头环形带施加张力的张力辊，或者，在无接头环形带的外侧设置张力辊从而向无接头环形带施加张力(参照专利文献1)。

(专利文献1)：日本国专利申请公开特开2004-198659，2004年7月15日公开

(专利文献2)：日本国专利申请公开特开2005-189427，2005年7月14日公开

但是，如果将带架设辊中的一个作为张力辊，用于向无接头环形带施加张力的机构就会复杂化。另外，因不能确保多个带架设辊之间的平行度，导致无接头环形带的摆动力(使无接头环形带朝垂直于旋转方向的方向移动的作用力)变大，从而难以控制无接头环形带的蛇行。

此外，如果在无接头环形带的外侧另行设置张力辊，就将导致零部件的数量增加，从而使结构复杂化。并且，由于张力辊成为热负荷，因此将导致热效降低。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而进行开发的，目的在于提供一种结构简单、热效较高并且可减少带的蛇行的外部带加热定影方式的定影装置和具备该定影装置的图像形成装置。

为了实现上述目的，本发明的定影装置是这样一种定影装置，即，具有：定影构件；无接头环形带；多个架设上述无接头环形带的架设辊；以及加热上述无接头环形带的加热装置，通过使上述无接头环形带压接定影构件来加热上述定影构件，该定影装置的特征在于：上述各架设辊相互平行且其轴距固定；上述无接头环形带压接上述定影构件并从动于该定影构件进行旋转；上述无接头环形带的内径周长被设定为，在上述无接头环形带未压接上述定影构件的状态下，上述无接头环形带不受张力作用，在上述无接头环形带压接上述定影构件的状态下，上述无接头环形带被赋予张力。另外，无接头环形带不受张力作用的周长是指，在忽略无接头环形带的自身重量的影响的情况下，无接头环形带在理论上不受张力作用的长度。

根据上述结构，各架设辊相互平行且轴距被固定，因此，即使在无接头环形带从动于定影构件进行旋转时，也能确保各带架设辊之间的平行度。所以，可减小作用于无接头环形带的摆动力，从而能防止无接头环形带发生蛇行。

另外，无接头环形带的内径周长被设定为，无接头环形带在未压接定影构件时不会受张力的作用。因此，在解除对定影构件的压接的状态下，无接头环形带不受张力的作用，所以，例如，在将无接头环形带架设至架设辊时，能提高其作业性。

另外，无接头环形带的内径周长被设定为：无接头环形带在压接定影构件时被赋予张力，因此，无需另外设置用于向无接头环形带施加张力的构件(张力辊等)，从而能简化定影装置的结构。进而，较之于设置有张力辊的结构等，能减小热负荷，提高热效。

进而，因为各架设辊的轴距被固定，所以，由于无接头环形带的热膨胀，较之于低温状态(常温状态)，在高温状态(加热状态)下无接头环形带的张力变小。因此，可防止定影装置预热时在无接头环形带与架设辊之间发生滑动现象，而且，能防止在加热状态下因蛇行所导致的无接头环形带的消耗和破损。

另外，本发明的图像形成装置具有上述定影装置和在记录材料上形成调色剂图像的图像形成装置。因此，本发明的图像形成装置能够获得与上述定影装置相同的效果。

本发明的其他目的、特征和优点在以下的描述中会变得十分明了。此外，以下参照附图来明确本发明的优点。

附图说明

图1是表示本发明实施方式的定影装置的剖面图。

图2是表示本发明实施方式的定影装置中的外部加热带单元的剖面图。

图3是表示在本发明实施方式的定影装置中的外部加热带单元的俯视图。

图4(a)是表示本发明实施方式的定影装置所具备的外部加热带在未压接定影辊时的理想周长的说明图。

图4(b)是表示本发明实施方式的定影装置所具备的外部加热带在压接定影辊时的理想周长的说明图。

图5(a)～图5(c)是表示外部加热带在加热状态下的内径周长Lb′和外部加热带在压接定影辊时的理想周长L2之间的关系的说明图，其中，图5(a)表示Lb′≤L2的情况，图5(b)表示Lb′≥L2的情况，图5(c)表示Lb′≈L2的情况。

图6(a)和图6(b)是表示对比例的外部加热带单元的结构的说明图。

图7是表示使用了本发明的定影装置的彩色图像形成装置的结构示例的剖面图。

具体实施方式

下面，说明本发明的一个实施方式。图7是表示本实施方式的彩色图像形成装置(图像形成装置)的概略结构的剖面图。

如图所示，上述彩色图像形成装置是沿着记录纸P(被加热材料)的输送路径配置4种颜色的可见图像形成单元40(40Y、40M、40C、40B)的串联式打印机(tandem type printer)。具体而言，包括：供纸盘50，用于供给记录纸P；定影装置1；记录纸输送装置60，沿着输送路径输送记录纸，其中，该输送路径连接供纸盘50和定影装置1；以及4组可见图像形成单元40Y、40M、40C、40B，沿着上述输送路径进行配置。各可见图像形成单元40Y、40M、40C、40B对由记录纸输送装置60沿着上述输送路径输送的记录纸P多次转印各色的调色剂，然后，通过定影装置1使调色剂定影在记录纸P上，从而形成全彩色图像。

记录纸输送装置60具有：驱动辊61；惰辊62；以及由驱动辊61和惰辊62架设的无接头输送带63。另外，由未图示的驱动装置对驱动辊61进行旋转驱动，使输送带63沿着输送路径以预定的圆周速度(在本实施方式中为355mm/s)旋转，从而输送被静电吸附在输送带63上的记录纸P。

各可见图像形成单元40具有被配置在感光鼓41的周围的带电辊42、激光照射装置43、显影器44、转印辊45、清洁器46。在各可见图像形成单元40Y、40M、40C、40B的显像器44中分别容纳黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(B)调色剂。各可见图像形成单元40按照以下步骤在记录纸P上形成调色剂图像。即，由带电辊42使感光鼓41的表面均匀带电后，根据图像信息，由激光照射装置43照射感光鼓41的表面而使其曝光，从而形成静电潜像，此后，由显影器44对感光鼓41上的静电潜像进行显影并使调色剂图像成为可见图像，然后，转印辊45将上述已经成为可见图像的调色剂图像依次转印在由记录纸输送装置60输送来的记录纸P上，其中，该转印辊45被施加了极性与调色剂的极性相反的偏置电压(bias voltage)。

此后，已被转印了各色调色剂图像的记录纸P因驱动辊61的曲率而从输送带63上脱离，然后，被输送至定影装置1。然后，由定影装置1对其施加适当的温度和压力。这样，调色剂熔化并固定(定影)在记录纸P上从而形成为固定的图像。

接着，对定影装置1的结构进行说明。图1是表示定影装置1的剖面图。定影装置1借助于热量和压力使得在记录纸(记录材料)的表面上形成的未定影调色剂图像定影在记录纸上。上述未定影调色剂图像是由诸如非磁性单组份显影剂(非磁性调色剂)、非磁性双组份显影剂(非磁性调色剂和载体)、磁性显影剂(磁性调色剂)等的显影剂(调色剂)所形成的。

如图1所示，定影装置1具有：定影辊(定影构件)11；加压辊12；作为外部加热构件的无接头的外部加热带(无接头环形带)13；加热辊(架设辊)14a、14b，用于架设并加热上述外部加热带13；加热灯(加热装置)15a、15b，作为分别加热上述加热辊14a、14b的热源；加热灯15c，作为加热定影辊11的热源；加热灯15d，作为对加压辊12进行加热的热源；作为温度传感器的热敏电阻16a、16b、16c，构成用于检测定影辊11、加压辊12、外部加热带13的温度的温度检测装置；以及带状清洁装置(web cleaning device)17，用于清洁定影辊11。另外，在后述的外部加热带单元30中具有外部加热带13、加热辊14a、14b和加热灯15a、15b。

定影辊11和加压辊12以预定的压力(例如，在本实施方式中为600N)相互压接，在两辊之间形成有定影夹持部分18(定影辊11和加压辊12相互抵接的部分)。另外，在本实施方式中，夹持部分的宽度(定影夹持部分18在记录纸输送方向上的宽度)为9mm。向定影夹持部分18供给已形成有未定影调色剂图像的记录纸，并使其通过该定影夹持部分18，从而将调色剂图像定影在记录纸上。当记录纸通过定影夹持部分18时，定影辊11与记录纸的调色剂图像形成面抵接，另一方面，加压辊12与记录纸的与调色剂图像形成面相反一侧的面抵接。

定影辊11被加热至预定的温度(在本实施方式中为180℃)，从而对通过定影夹持部分18的已形成有未定影调色剂图像的记录纸进行加热。定影辊11为三层的结构，即，从其内侧开使依次形成芯、弹性层、脱膜层(releasing layer)。芯采用铁、不锈钢、铝、铜等的金属或这些金属的合金等。另外，弹性层采用硅橡胶，脱膜层采用PFA(四氟乙烯-全氟丙基乙烯基醚共聚物)和PTFE(聚四氟乙烯)等的氟树脂。

另外，在定影辊11的内部配置有用于加热定影辊11的加热灯15c。控制电路(未图示)使电源电路(未图示)向加热灯15c供给功率(通电)，由此，加热灯15c发光并释放出红外线。这样，定影辊11的内周面吸收红外线而被加热，从而加热整个定影辊11。

与定影辊11同样地，在加压辊12的由铁、不锈钢、铝等形成的外周表面上形成硅橡胶等的弹性层，并在弹性层上形成有PFA等的脱膜层。另外，在加压辊12的内部配置有用于加热加压辊12的加热灯15d。与定影辊11同样地，通过加热灯15d来加热整个加压辊12。

外部加热带13在被加热至预定温度(在本实施方式中为220℃)的状态下与定影辊11的表面抵接，从而对定影辊11的表面进行加热。由两个加热辊14a、14b架设外部加热带13。另外，在加热辊14a、14b的内部配置有作为对加热辊14a、14b加热的热源的加热灯15a、15b。控制电路(未图示)使电源电路(未图示)  向加热灯15a、15b供给功率，加热灯15a、15b释放出红外线。这样，加热辊14a、14b的内周面被加热，从而可通过加热辊14a、14b对外部加热带13进行间接加热。

相对于定影夹持部18，外部加热带13被设置定影辊11的旋转方向的上游侧。外部加热带13以预定的压力(在本实施方式中为40N)与定影辊11彼此压接。另外，关于使外部加热带13压接定影辊11的机构(外部加热带单元30的结构)，将在后面进行阐述。另外，在外部加热带13与定影辊11之间形成有加热夹持部分(外部加热带13与定影辊11相互抵接的部分)19。当定影辊11旋转时，外部加热带13从动于定影辊11进行旋转，加热辊14a、14b从动于外部加热带13进行旋转。另外，对加热夹持部分19的宽度(加热夹持部分19在定影辊11的旋转方向上的宽度)进行设定，以使得外部加热带13能够对定影辊11进行适当的加热，并且能够从动于定影辊11进行适当的旋转。在本实施方式中，加热夹持部分的宽度为20mm。

外部加热带13为两层的结构，即，在由聚酰亚胺等的耐热树脂或不锈钢、镍等金属材料制成的中空圆筒状的基体材料的表面上，形成具有良好的脱膜性及耐热性的合成树脂材料(例如，PFA、PTFE等的氟树脂)作为脱膜层。另外，为了减小外部加热带13的摆动力(使外部加热带13在垂直于旋转方向的方向上移动的作用力)，可以在带基体材料的内面上涂敷氟树脂等。

加热辊14a、14b由铝或铁系材料等形成的中空圆筒状的金属芯构成。为了减小外部加热带13的摆动力，可以在金属芯的表面涂敷氟树脂等。

在定影辊11、加压辊12、外部加热带13的外周面上分别配置有作为温度检测装置的热敏电阻16b、16c、16a，热敏电阻16b、16c、16a分别检测定影辊11、加压辊12、外部加热带13的表面温度。根据热敏电阻16a、16b、16c检测出的温度数据，作为温度控制装置的控制电路(未图示)对加热灯15a、15b、15c、15d的供给功率进行控制，以使得将定影辊11、加压辊12、外部加热带13的温度控制为预定的温度。

以预定的定影速度和复印速度向定影夹持部分18输送已形成有未定影调色剂图像的记录纸，借助于热量和压力进行定影。定影速度意指处理速度。复印速度意指每分钟复印的张数。上述定影速度和复印速度并无特别限制。在本实施方式中，将定影速度设定为355mm/sec，复印速度设定为70张/分钟。

另外，由未图示的驱动电机(驱动装置)来旋转驱动定影辊11。加压辊12从动于定影辊11地进行旋转。因此，如图1所示，定影辊11和加压辊12在相反方向上进行旋转，这样，记录纸P通过定影夹持部分18。

接着，根据图2及图3来详细地说明外部加热带单元30的结构。图2是表示外部加热带单元30的结构的剖面图，图3是表示外部加热带单元30的结构的俯视图。

如图2和图3所示，外部加热带单元30，具有：外部加热带13、加热辊14a和14b、加热灯15a和15b、侧框21、轴承22a和22b、臂23、支点24及25、螺旋弹簧26、摆动规制构件27a和27b。

由加热辊14a和14b架设外部加热带13，轴承22a和22b安装在侧框21上，加热辊14a和14b可自由旋转地支承在轴承22a和22b上。在图3中仅表示了加热辊14a和14b的一端，其另一端也具有相同的结构。轴承22a、22b以预定的轴距固定在侧框21上。因此，能确保加热辊14a与14b之间的平行度。在本实施方式中加热辊14a和14b的平行度公差在100μm以下。

另外，侧框21被枢轴支承在臂23上并以支点24为中心自由地旋转。臂23被枢轴支承并以支点25为中心自由旋转。在臂23的与支点25相反一侧的端部安装有螺旋弹簧26，通过螺旋弹簧26对臂23的端部施加压力，由此，在臂23上安装的侧框21就被压向定影辊11，其结果，被枢轴支承在侧框21上的加热辊14a和14b以相同的压力压接定影辊11，其中，在加热辊14a及14b与定影辊11之间间隔有外部加热带13。

另外，在加热辊14a、14b的两端(轴承22a、22b的内侧)配置有用于防止外部加热带13发生蛇行的摆动规制构件27a、27b。该摆动规制构件27a、27b从动于外部加热带13的端部而进行旋转。由此，当外部加热带13发生蛇行时对外部加热带13的摆动进行规制，同时，防止外部加热带13的端部因滑动所导致的磨损或断裂。

接着，对外部加热带13的内径周长(内面的周长)  进行详细说明。图4(a)是表示外部加热带13在未压接定影辊11时的理想周长L1的说明图。图4(b)是表示外部加热带13在压接定影辊11时的理想周长L2的说明图。

理想周长L1意指，在外部加热带13未压接定影辊11的状态下，外部加热带13未发生松弛且未受到张力作用时的内径周长(与加热辊14a、14b抵接的面的周长)。

如上所述，外部加热带13架设在加热辊14a和14b上，其中，加热辊14a和14b的轴距被固定。因此，由图4可知，

L1＝π×Dh+2×Lp

其中，Dh为加热辊14a、14b的外径，Lp为加热辊14a和14b的轴距。

因此，当外部加热带13的内径周长(常温(例如20℃)时的周长)为Lb时，使L1和Lb满足下式，即，

L1≤Lb......(1)

通过进行上述设定，可构成为下述，即：在外部加热带13未压接定影辊11时，外部加热带13不受张力的作用(因外部加热带13的自身重量而引起的张力忽略不计)，当压接定影辊11时，自动地被赋予张力。

另外，理想周长L2意指，当外部加热带13以预定的压力压接定影辊11时，外部加热带13不发生松弛的内径周长。另外，上述预定的压力是指，为了使外部加热带13和定影辊11以能够对定影辊11进行适当地加热的接触面积(加热夹持部分的宽度)接触，在考虑外部加热带13的加热温度、定影辊11的加热温度(目标温度)、外部加热带13与定影辊11之间的传热效率等因素后预先设定的压力。此外，在本实施方式中，对外部加热带13的内径周长Lb进行设定，以使得在外部加热带13以预定的压力压接定影辊11时，用于使外部加热带13从动于定影辊11发生旋转的适当的张力能够作用于外部加热带13。

另外，如图4(b)所示，加热辊14a、14b与定影辊11压接，在加热辊14a、14b与定影辊11之间间隔有外部加热带13，在这种情况下，理想周长L2表示为下式，即，

L2＝π×Dh+Lp+(Dh+Df)×θ/2

其中，θ＝2×arcsin(Lp/(Dh+Df))，Df表示定影辊11的外径。

在外部加热带13的内径周长Lb大于理想周长L2时，即使加热辊14a、14b隔着外部加热带13压接定影辊11，外部加热带13也会发生松弛。因此，外部加热带13就不能恰当地从动于定影辊11进行旋转。另外，由于外部加热带13和定影辊11在加热夹持部分的接触状态变得不稳定，因此将导致不能对定影辊11进行充分的加热。

因此，优选的是，外部加热带13的内径周长Lb满足下式，即，

Lb≤L2......(2)

不过，如后述试验结果所示，即使未严格地满足上述式(2)，如果在下式所述的范围内，即，

Lb≤L2×1.0246......(2)′

也可防止发生外部加热带13不能从动于定影辊进行旋转或者不能对定影辊11进行充分加热的问题。

因此，优选的是，外部加热带13的内径周长Lb满足下式所述的关系，即，

L1≤Lb≤L2×1.0246......(3)

另外，在需要考虑外部加热带13的热膨胀所带来的影响时，使得满足下式(4)或(4)′所述的关系即可，即，

L2-L1≥γ×(t-20)×Lb......(4)

L1≤(1+γ×(t-20))×Lb≤L2×1.0246......(4)′

其中，γ是外部加热带13的线膨胀系数，t是外部加热带13的使用温度(℃)。

如果Lb、L1、L2满足上述式(4)或式(4)′所述的关系，那么，即使外部加热带13因加热而发生热膨胀，但是，通过压接定影辊11也能够可靠地对外部加热带13赋予张力。另外，能够使外部加热带13适当地从动于定影辊11进行旋转。并且，可适当地加热定影辊11。

接着，详细说明在加热状态下的外部加热带13的内径周长Lb′＝{1+γ×(t-20)}×Lb与理想周长L2之间的关系。图5(a)是表示在Lb′≤L2的情况下定影辊11与外部加热带13的接触状态的说明图，图5(b)是表示在Lb′≥L2的情况下定影辊11与外部加热带13的接触状态的说明图，图5(c)是表示在Lb′≈ L2的情况下定影辊11与外部加热带13的接触状态的说明图。

(1)Lb′≤L2时

如图5(a)所示，在加热夹持区域(加热夹持部分19)两端部分，外部加热带13和定影辊11为非接触的状态。即，借助于使外部加热带13压接定影辊11的预定压力(在本实施方式中为40N)，不能使外部加热带13和定影辊11在整个加热夹持区域(预定的加热夹持宽度(在本实施方式中为20mm))中保持完全接触。因此，外部加热带13对定影辊11的加热能力降低。另外，由于施加给外部加热带13的张力过大，所以，导致加热辊14a、14b的旋转负荷增大，外部加热带13不能从动于定影辊11进行旋转从而发生滑动现象。

(2)Lb′≥L2时

如图5(b)所示，由于外部加热带13发生松弛，外部加热带13和定影辊11在加热夹持区域不能保持稳定的紧密接触。这样，外部加热带13对定影辊11的加热能力降低。而且，由于不能对外部加热带13赋予任何张力，导致外部加热带13和加热辊14a、14b之间的摩擦力减小，因此，加热辊14a和14b不能从动于外部加热带13进行旋转从而发生滑动现象。

(3)Lb′≈L2时

如图5(c)所示，外部加热带13在整个加热夹持区域接触定影辊11，因此，能够可靠地保持外部加热带13对定影辊11的加热能力。并且，由于被赋予给外部加热带13的张力也适当，因此，既能使外部加热带13适当地从动于定影辊11进行旋转，而且能使加热辊14a和14b适当地从动于外部加热带13地进行旋转。

接着，为了研究外部加热带13在加热状态下的内径周长Lb′与压接定影辊11时的理想周长L2之间的最佳关系而进行了下述试验，以下对该试验结果进行说明。

(试验1)

试制多个不同周长的外部加热带13，如图1所示那样，由两个轴距固定的加热辊14a、14b架设各外部加热带13，并使外部加热带13以40N的压力压接定影辊11，其中，外部加热带13的制作方法为，在厚度为90μm的聚酰亚胺(由宇部兴产公司制造，商品名称为“UpilexS”)的基体材料的表面上，涂敷其中混合了PFTE和PFA的厚度为20μm的氟树脂作为脱膜层，从而得到上述外部加热带13。

另外，作为加热辊14a和14b，采用了通过在厚度为0.75mm的铝制芯表面上涂敷其中混合了PFTE和PFA的厚度为20μm的氟树脂所得到的加热辊。另外，作为定影辊11，采用了通过在铝制芯上覆盖厚度为2mm的硅橡胶层并在该硅橡胶层上涂敷厚度为30μm的PFA管所得到的定影辊。此外，作为加热灯15a和15b，均采用了额定功率为300W的加热灯。

另外，一边对外部加热带13实施加热控制使其温度控制在220℃，一边使定影辊11以355mm/s的速度进行旋转，判断外部加热带13、加热辊14a及14b是否从动地旋转。另外，与此同时，通过对定影辊11的表面的升温速度进行测定来判断外部加热带13的加热性能。在表1和表2中表示了试验结果。

(表1)

带长Lb	带长Lb′	L1	L2	(Lb′-L2)/L2	加热性能	带驱动	辊驱动
								95.88mm	96.22mm	95.86mm	96.34mm	-0.12％	×	×	×
96.35mm	96.70mm	↑	↑	0.37％	○	○	○
								96.82mm	97.17mm	↑	↑	0.86％	○	○	○
97.39mm	97.74mm	↑	↑	1.45％	○	○	○
								97.86mm	98.21mm	↑	↑	1.94％	○	○	○
98.33mm	98.68mm	↑	↑	2.43％	○	○	○
								98.80mm	99.16mm	↑	↑	2.92％	×	○	×

(表2)

带长Lb	带长Lb′	L1	L2	(Lb′-L2)/L2	加热性能	带驱动	辊驱动
								123.62mm	124.06mm	123.59mm	125.54mm	-1.18％	×	×	×
124.25mm	124.69mm	↑	↑	-0.68％	△	△	△
								125.03mm	125.48mm	↑	↑	-0.05％	○	○	○
125.66mm	126.11mm	↑	↑	0.45％	○	○	○
								126.92mm	127.37mm	↑	↑	1.46％	○	○	○
128.17mm	128.63mm	↑	↑	2.46％	○	○	○
								129.43mm	129.90mm	↑	↑	3.47％	×	○	×

这里，在表1中揭示了在定影辊11的外径φ为50mm、加热辊14a、14b的外径为φ16mm、加热辊14a与14b之间的轴距为22.8mm的条件下，采用7个周长在95.88mm～98.80mm的范围内且互不相同的外部加热带13实施的试验的结果。

另外，在表2中揭示了在定影辊11的外径为φ60mm、加热辊14a、14b的外径为φ14.8mm、加热辊14a与14b之间的轴距为38.55mm的条件下，采用7个周长在123.62mm～129.43mm的范围内且互不相同的外部加热带13实施的试验的结果。

另外，在表1和表2中，作为对加热性能的评价，“○”表示升温速度最快的条件以及能够得到90％以上的升温速度的条件，“△”表示能够得到80～90％的升温速度的条件，“×”表示能够得到80％以下的升温速度的条件。

另外，作为对外部加热带13的驱动性能(带驱动)及加热辊14a、14b的驱动性能(辊驱动)的评价，“○”表示可适当地进行从动旋转的辊，“△”表示发生滑动而不能稳定地旋转的辊，“×”表示发生滑动而根本不能旋转的辊。

根据表1、表2所示的结果可知，如果-0.0005≤(Lb′-L2)/L2≤0.0246，也就是说，-0.0005≤((1+γ×(t-t0))×Lb0-L2)/L2≤0.0246，那么，就能够对外部加热带13的张力进行最佳的设定，即，能够切实地防止因外部加热带13的张力过大而导致的外部加热带13的滑动和加热性能的降低以及因外部加热带13的张力过小而导致的加热辊14a、14b的滑动和加热性能的降低。

(试验2)

接着，对本实施方式的定影装置1(本实施例)和对比例1、对比例2的结构的防止带蛇行的性能和加热性能进行对比试验并对该试验结果进行说明，其中，在对比例1中加热辊14a与14b之间的轴距可变，在对比例2中，除加热辊14a、14b之外，设置了用于向外部加热带13施加张力的张力辊。

另外，为了便于说明，对比例1和对比例2的构件中具有与本实施例的构件的功能相同功能的构件采用相同的标号并省略其说明。

在本实施例中采用了上述试验1所使用的结构，该结构使用了周长为97.39mm的外部加热带13。

图6(a)是表示对比例1的外部加热带单元101a的概略结构的剖面图。如图所示，在外部加热带单元101a中，加热辊14a可在水平方向(加热辊14b的相反方向)上移动，由用于施加张力的螺旋弹簧101对加热辊14a的轴承(未图示)施加预定的压力(40N)，由此，对外部加热带13赋予张力。

图6(b)是表示对比例2的外部加热带单元101b的概略结构的剖面图。如图所示，外部加热带单元101b具有：张力辊102，用于对外部加热带13施加张力；用于施加张力的螺旋弹簧103，在对外部加热带13施加张力的方向上按压上述张力辊102。张力辊102由直径为12mm的不锈钢材料构成，其与外部加热带13的外侧的面抵接。由此，借助于螺旋弹簧103的按压力经由张力辊102对外部加热带13施加预定的压力(40N)，从而向外部加热带13赋予张力。另外，在对比例2中，与本实施例同样地，加热辊14a和14b的轴距固定。

上述各对比例的其他的结构与本实施例相同。

接着，对试验方法及评价方法进行说明。

如下所述，对防止蛇行性能进行测试。首先，测定了外部加热带13在蛇行方向(垂直于旋转方向的方向)上的移动速度(摆动速度)。具体来说，使外部加热带13旋转预定时间(这里为1分种)，测定从初始位置至蛇行方向的偏差量，以预定时间去除上述偏差量从而求得摆动速度。另外，带的摆动和摆动力为相关关系，摆动速度越快，摆动力就越大。

接着，通过老化测试对外部加热带13实施耐久试验。该耐久试验具体为，通过间歇动作模式进行空转老化测试，并评价是否在外部加热带13的端部发生断裂，其中，由摆动规制构件27a、27b对外部加热带13的摆动进行规制，在上述间歇动作模式下交替反复43秒旋转期间和30秒停止期间。

如下所述，对热效进行测试。首先，使外部加热带13从常温开始升温，并测定外部加热带13完成预热(外部加热带13的温度达到220℃)所需的时间(预热时间)。

接着，测定外部加热带13在工作中的热损失。具体而言，在旋转状态下，将外部加热带13和定影辊11的温度控制在220℃，并测定了加热灯15a、15b此时的平均功耗。

在表3中表示测试的结果。

(表3)

	带摆动速度	带端部发生断裂的情况	预热时间	热损失
					本实施例	2mm/min	200小时后未发生断裂	150秒	32W
对比例1	12mm/min	30小时后发生断裂	150秒	32W
					对比例2	5mm/min	160小时后发生断裂	200秒	48W

由上述表(3)所示，关于带的摆动速度，本实施例最慢，对比例1最快。因此，可以推定在本实施例中作用于外部加热带13的摆动力最小。

对比例1的摆动速度最快的原因是：通过向外侧推压加热辊14a，对外部加热带13赋予张力，所以不能确保加热辊14a和14b之间的平行度。在对比例2中，加热辊14a和14b之间的平行度虽然与本实施例相同，但是，由于不能确保加热辊14a及14b和张力辊102之间的平行度，因此，其摆动速度也要大于本实施例。

耐久测试的结果为，对比例1最早发生带端部断裂(30小时后)，对比例2在160小时后发生带端部断裂，本实施例在200小时后也未发生带端部断裂。这个结果和带摆动速度的测试结果非常一致。

关于作为热效指标的预热时间，本实施例和对比例1预热时间相同(150秒)，而对比例2的预热时间较前两者增加了50秒(200秒)。另外，关于热损失，在本实施例和对比例1中，加热灯15a、15b的平均功耗是32W，而在对比例2中，平均功耗为前两者的1.5倍、即48W。该结果表示，在对比例2中，由于张力辊102成为热负荷，因此，导致发生张力辊102的热损失，从而造成热效降低。

由上述试验结果可知，与现有技术中带架设辊的轴距可变的结构以及在带架设辊之外另行设置用于对外部加热带赋予张力的张力辊的结构(对比例2)相比，本实施例可减小带的摆动力从而提高带的耐久性，而且，还能提高对定影辊11加热的热效。

如上所述，在本实施方式的定影装置中，架设外部加热带13的加热辊14a和14b之间的轴距固定不变，外部加热带13的周长被设定为：在解除外部加热带13对定影辊11的压接的状态下，外部加热带13不受张力的作用，在外部加热带13压接定影辊11时，外部加热带13被赋予张力。

由于架设外部加热带13的加热辊14a和14b的轴距被固定，因此，能可靠地确保加热辊14a和14b之间的平行度，从而能减小外部加热带13的蛇行(摆动力)。即，加热辊14a与14b之间的平行度和作用于外部加热带13的摆动力存在以下相关关系：平行度公差越大(平行度越低)摆动力越大，平行度越高，摆动力就越小。如前所述，根据本实施方式，可将加热辊14a和14b的平行度公差控制在100μm以下，所以，与现有技术相比，能降低作用于外部加热带13的摆动力。其结果，以前述简易的结构，就能确实防止外部加热带13发生蛇行(摆动)。另外，无需为了防止发生蛇行而过多地确保外部加热带13的强度(厚度)(能较薄地形成外部加热带13)，因此，可进一步提高外部加热带13的加热性能(传热性能)。

另外，由于外部加热带13的周长被设定为：在解除对定影辊11的压接的状态(例如，在定影装置1中尚未安装外部加热带单元30的状态，或者，从定影装置1中拆除外部加热带单元30后的状态等)下，外部加热带13不受张力的作用，因此，可简化外部加热带单元30的结构，并提高其安装性能。即，如果在外部加热带单元30的单体状态(外部加热带13不压接定影辊11的状态)下外部加热带13受到张力作用，那么，例如，在将外部加热带13安装(架设)至加热辊14a、14b时，其可作业性就会恶化，但是，通过采用在外部加热带13未压接定影辊11的状态下外部加热带13不受张力作用的结构，例如，在安装外部加热带13时，其可作业性就可得到提高。

另外，由于外部加热带13的周长被设定为：当压接定影辊11时外部加热带13被赋予张力，因此，不需要再另外设置张力辊，从而能简化外部加热带单元30的结构。并且，与设置有张力辊的情况相比，能减小热负荷，从而提高热效。

进而，因为加热辊14a和14b的轴距被固定，所以，由于由外部加热带13的热膨胀，较之于低温状态(常温状态)，在高温状态(加热状态)下外部加热带13的张力变低。因此，可防止预热时在外部加热带13与加热辊14a、14b之间发生滑动现象，而且，能防止在加热状态下因蛇行所导致的外部加热带13的消耗和破损。

下面，对此进行更详细的说明。例如，如果采用耐热树脂制成的滑动轴承作为加热辊14a、14b的轴承22a、22b，那么，在定影装置1的预热完成之前的常温状态下，加热辊14a、14b与轴承22a、22b之间的摩擦系数将大于采用滚珠轴承时的摩擦系数。由于以上原因，如果外部加热带13的张力较低，那么，从动于外部加热带13进行旋转的加热辊14a、14b就容易发生滑动。因此，优选的是，在常温状态下外部加热带13的张力较高。另一方面，在加热状态下，外部加热带13发生蛇行，将引起外部加热带13的端部的耐久性出现问题，因此，优选的是，减小外部加热带13的张力，并减小作用于外部加热带13的摆动力。因此，通过固定加热辊14a和14b的轴距，这样，较之于常温状态，在加热状态(高温状态)下外部加热带13的张力变小，从而能够自动地实现如上所述的理想的张力状态。

另外，在本实施方式中，说明了具有2个加热辊(外部加热带架设辊)14a、14b的结构，但是，本发明并不限于此，还可以是具有更多加热辊的结构(例如，可以具有3个加热辊，也可以具有4个加热辊)。

此外，在本实施方式中，说明了加热辊14a、14b的外径相同的结构，但是，本发明并不限于此，各加热辊的外径也可以不同。

另外，在本实施方式中，说明了加热辊14a、14b均抵接定影辊11且在加热辊14a、14b与定影辊11之间存在外部加热带13的结构，但是，本发明不限于此。例如，可以是各加热辊不与定影辊11抵接，仅由外部加热带13压接定影辊11的结构。即，可以是这样的结构：在各加热辊和外部加热带13的压接区域，外部加热带13不压接定影辊11。另外，也可以是3个以上的加热辊均抵接定影辊11且在各加热辊与定影辊11之间存在外部加热带13的结构。

另外，在本实施方式中，说明了本发明适用于彩色图像形成装置的情况，但是，本发明不限于此，本发明也能够适用于形成单色图像的图像形成装置。

为了解决上述问题，本发明的定影装置是这样一种定影装置，即，具有：定影构件；无接头环形带；多个架设上述无接头环形带的架设辊；以及加热上述无接头环形带的加热装置，通过使上述无接头环形带压接定影构件来加热上述定影构件，该定影装置的特征在于：上述各架设辊相互平行且其轴距被固定；上述无接头环形带压接上述定影构件并从动于该定影构件进行旋转；上述无接头环形带的内径周长被设定为，在上述无接头环形带未压接上述定影构件的状态下，上述无接头环形带不受张力作用，在上述无接头环形带压接上述定影构件的状态下，上述无接头环形带被赋予张力。另外，无接头环形带不受张力作用的周长是指，在忽略无接头环形带的自身重量的影响的情况下，无接头环形带在理论上不受张力作用的长度。

根据上述结构，各架设辊相互平行且轴距被固定，因此，即使在无接头环形带从动于定影构件进行旋转时，也能确保各带架设辊之间的平行度。所以，可减小作用于无接头环形带的摆动力，从而能防止无接头环形带发生蛇行。

另外，无接头环形带的内径周长被设定为，无接头环形带在未压接定影构件时不会受张力的作用。因此，在解除对定影构件的压接的状态下，无接头环形带不受张力的作用，所以，例如，在将无接头环形带架设至架设辊时，能提高其作业性。

另外，无接头环形带的内径周长被设定为：当压接定影构件时无接头环形带被赋予张力，因此，无需另外设置用于向无接头环形带施加张力的构件(张力辊等)，从而能简化定影装置的结构。进而，较之于设置有张力辊的结构等，能减小热负荷，提高热效。

进而，因为各架设辊的轴距被固定，所以，由于无接头环形带的热膨胀，较之于低温状态(常温状态)，在高温状态(加热状态)下无接头环形带的张力变小。因此，可防止定影装置预热时在无接头环形带与架设辊之间发生滑动现象，而且，能防止在加热状态下因蛇行所导致的无接头环形带的消耗和破损。

另外，上述无接头环形带的内径周长被设定为，在上述无接头环形带和定影构件以用于加热上述定影构件的接触面积进行压接时，用于使上述无接头环形带从动于上述定影构件进行旋转的张力作用于上述无接头环形带。

根据上述的结构，在无接头环形带和定影构件以用于加热定影构件的接触面积(传热面积)接触时，用于使无接头环形带从动于定影构件进行旋转的张力作用于无接头环形带。因此，通过使无接头环形带和定影构件相互压接，能适当地加热定影构件，而且，能使无接头环形带进行适当的从动旋转。

另外，上述多个架设辊中的至少2个架设辊与上述定影构件隔着上述无接头环形带抵接，由此，上述无接头环形带压接上述定影构件，上述无接头环形带的内径周长被设定为，在上述无接头环形带压接上述定影构件时，在上述至少2个架设辊与上述定影构件的抵接部分中的、上述无接头环形带的旋转方向上的最上游侧抵接部分和最下游侧抵接部分之间的上述定影构件的整个区域，上述无接头环形带与上述定影构件接触。

根据上述的结构，在无接头环形带压接定影构件时，在上述至少2个架设辊与上述定影构件的抵接部分之间的上述定影构件的整个区域，无接头环形带与定影构件接触。因此，通过设定上述至少2个架设辊的轴距使得在无接头环形带压接定影构件时无接头环形带与定影构件之间的接触面积成为能够适当地加热定影构件的面积，从而能够适当地加热定影构件。

另外，设上述无接头环形带的内径周长为Lb，在上述无接头环形带未压接定影构件时无接头环形带不发生松弛的理论内径周长为L1，在上述无接头环形带以用于适当地加热上述定影构件的接触面积来压接定影构件时上述无接头环形带不发生松弛的理论内径周长为L2，则Lb、L1、L2满足L1≤Lb≤L2×1.0246的关系。

根据上述的结构，在无接头环形带未压接定影构件时，无接头环形带不受张力的作用，通过使无接头环形带压接定影构件，能可靠地向无接头环形带施加张力。另外，可适当地加热定影构件，而且，可使无接头环形带适当地从动于定影构件进行旋转。

另外，设上述无接头环形带在常温t₀时的内径周长为Lb₀，上述无接头环形带的线膨胀系数为γ，上述无接头环形带的温度为t，则Lb₀、γ、t满足L2-L1≥γ×(t-t₀)×Lb₀关系。

或者，设上述无接头环形带在常温t₀时的内径周长为Lb₀，上述无接头环形带的线膨胀系数为γ，上述无接头环形带的使用温度为t，则Lb₀、γ、t满足L1≤(1+γ×(t-t₀))×Lb₀≤L2×1.0246的关系。

根据上述的任一结构，即使无接头环形带因加热而发生热膨胀，但是，通过使无接头环形带压接定影构件，也能可靠对无接头环形带施加张力。另外，能适当地加热定影构件，而且，使无接头环形带适当地从动于定影构件进行旋转。

另外，还可以是满足-0.0005≤((1+γ×(t-t₀))×Lb₀-L2)/L2≤0.0246关系的结构。

如果-0.0005＞((1+γ×(t-t₀))×Lb₀-L2)/L2，就可能出现下述情形，即：因作用于无接头环形带的张力变得过大，导致架设辊的旋转负荷增大，这样，无接头环形带就会发生滑动，所以，无接头环形带就难以从动于定影构件进行旋转。另外，还可能出现这样的情形，即：由于无接头环形带和定影构件之间的接触面积减小，所以，不能适当加热定影构件，从而导致热效降低。

另一方面，如果((1+γ×(t-t₀))×Lb₀-L2)/L2＞0.0246，就可能出现下述情形，即：无接头环形带和定影构件不能保持稳定的紧密接触，从而不能适当地加热定影构件，并导致热效降低。另外，由于无接头环形带和定影构件不能保持稳定的紧密接触，有时会导致定影构件与无接头环形带之间的摩擦力减小，由此，无接头环形带不能适当地从动于定影构件进行旋转。此外，在采用架设辊从动于无接头环形带进行旋转的结构的情况下，由于作用在无接头环形带上的张力不足，无接头环形带和架设辊之间的摩擦力减小，架设辊不能从动于无接头环形带进行旋转，从而导致发生滑动。

对此，如上所述，使得满足-0.0005≤((1+γ×(t-t₀))×Lb₀-L2)/L2≤0.0246的关系，由此，能够防止发生下述情形，即：因无接头环形带的张力过大，导致无接头环形带对定影构件的从动性降低，并导致加热性能降低。并且，能够防止发生下述情形，即：因无接头环形带的张力太小，导致无接头环形带对定影构件的从动性降低，并导致加热性能降低，或者，能够防止架设辊对无接头环形带的从动性降低。

本发明的图像形成装置具有：在记录材料上形成调色剂图像的图像形成装置和上述的任一定影装置。因此，本发明的图像形成装置能够获得与上述任一定影装置相同的效果。

以上，对本发明进行了详细的说明，上述具体实施方式或实施例仅仅是揭示本发明的技术内容的示例，本发明并不限于上述具体示例，不应对本发明进行狭义的解释，可在本发明的精神和权利要求的范围内进行各种变更来实施之。

Claims (9)

1.一种定影装置，具有：定影构件；无接头环形带；多个架设辊，架设上述无接头环形带；以及加热上述无接头环形带的加热装置，通过使上述无接头环形带压接上述定影构件来加热上述定影构件，该定影装置的特征在于：

上述各架设辊相互平行且轴距固定；

上述无接头环形带压接上述定影构件并从动于上述定影构件进行旋转；

无接头环形带的内径周长被设定为，在上述无接头环形带未压接上述定影构件时张力不作用于上述无接头环形带，在上述无接头环形带压接上述定影构件时张力作用于上述无接头环形带。

2.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于：

上述无接头环形带的内径周长被设定为，在上述无接头环形带和上述定影构件以用于加热上述定影构件的接触面积进行压接时，用于使上述无接头环形带从动于上述定影构件进行旋转的张力作用于上述无接头环形带。

3.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于：

上述多个架设辊中的至少2个架设辊与上述定影构件隔着上述无接头环形带抵接，由此，上述无接头环形带压接上述定影构件；

上述无接头环形带的内径周长被设定为，在上述无接头环形带压接上述定影构件时，在上述至少2个架设辊与上述定影构件的抵接部分中的、上述无接头环形带的旋转方向的最上游侧抵接部分和最下游侧抵接部分之间的上述定影构件的整个区域，上述无接头环形带与上述定影构件接触。

4.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于：

当上述无接头环形带的内径周长为Lb、在上述无接头环形带未压接定影构件时无接头环形带不发生松弛的理论内径周长为L1、在上述无接头环形带以用于适当地加热上述定影构件的接触面积来压接定影构件时上述无接头环形带不发生松弛的理论内径周长为L2时，Lb、L1、L2满足L1≤Lb≤L2×1.0246的关系。

5.根据权利要求4所述的定影装置，其特征在于：

当上述无接头环形带在常温t₀下的内径周长为Lb₀、上述无接头环形带的线膨胀系数为γ、上述无接头环形带的使用温度为t时，Lb₀、γ、t满足L2-L1≥γ×(t-t0)×Lb₀关系。

6.根据权利要求4所述的定影装置，其特征在于：

当上述无接头环形带在常温t₀下的内径周长为Lb₀、上述无接头环形带的线膨胀系数为γ、上述无接头环形带的使用温度为t时，Lb₀、γ、t满足L1≤(1+γ×(t-t0))×Lb₀≤L2×1.0246的关系。

7.根据权利要求5所述的定影装置，其特征在于：

-0.0005≤((1+γ×(t-t0))×Lb0-L2)/L2≤0.0246。

8.根据权利要求6所述的定影装置，其特征在于：

-0.0005≤((1+γ×(t-t0))×Lb0-L2)/L2≤0.0246。

9.一种图像形成装置，具备定影装置和在记录材料上形成调色剂图像的图像形成部，其中，上述定影装置具有：定影构件；无接头环形带；多个架设辊，架设上述无接头环形带；以及加热上述无接头环形带的加热装置，通过使上述无接头环形带压接上述定影构件来加热上述定影构件，该图像形成装置的特征在于：

上述各架设辊相互平行且轴距固定；

上述无接头环形带压接上述定影构件并从动于上述定影构件进行旋转；

上述无接头环形带的内径周长被设定为，在上述无接头环形带未压接上述定影构件时张力不作用于上述无接头环形带，在上述无接头环形带压接上述定影构件时张力作用于上述无接头环形带。

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