CN101038470A - 定影装置以及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种定影装置,在使架设环形带的支撑辊移动到环形带与定影辊的接触面积小于第1位置时的第2位置时的支撑辊与定影辊的间隔小于设置在支撑辊的两端侧的带限制部件的高度。这样一来,在具备限制外部加热带的旋转轴方向的位置的限制部件的、能够改变带外部加热带与定影部件的接触面积的定影装置中,能够适当地进行带与定影部件的接触面积的改变。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于电子照相方式的图像形成装置中的定影装置,以及采用了该定影装置的电子照相方式的图像形成装置。
背景技术
作为用于复印机、打印机等电子照相方式的图像形成装置中的定影装置,一般多采用由相互压接的定影辊和加压辊构成,通过由配置在定影辊或者定影辊和加压辊双方的内部的卤素灯(卤素加热器)等构成的加热机构将辊加热到规定的温度(定影温度),然后使形成了未定影调色剂图像的记录纸通过定影辊和加压辊的压接部(定影咬入部),通过热和压力进行调色剂图像的定影的结构(热辊定影方式)。
特别是,在彩色用定影装置中,通常采用在定影辊的表层设有由硅橡胶等构成的弹性层的弹性辊。
由于通过将定影辊制成弹性辊,定影辊的表面与未定影调色剂图像的凹凸相对应地变形,包覆调色剂图像面地与其接触,所以即使相对于调色剂量比单色的未定影调色剂图像多的彩色的未定影调色剂图像也能够良好地进行加热定影,同时通过定影咬入部的弹性层的应变释放效果,能够提高相对于比单色调色剂容易偏移的彩色调色剂的脱模性。另外,由于定影咬入部的咬入形状是上侧(定影辊一侧)成凸状(所谓倒咬入形状),所以用纸的剥离性提高,可不采用剥离爪等剥离机构进行用纸的剥离(自剥落),能够消除因剥离机构所引起的图像缺陷。
另外,在采用单色的调色剂的图像形成装置中,也采用不在定影辊上设置弹性层,而仅在加压辊上设置弹性层来确保定影咬入部的结构。
但是,具备弹性层的定影辊或加压辊由于弹性层的导热性非常低,所以在辊内部设有加热机构的情况下,存在升温时间变长,或者高速地连续过纸时定影辊的温度降低的问题。
作为解决这种问题的方式,公知的有使外部加热机构抵接在定影辊的表面上,从外部对定影辊进行加热的结构(外部加热定影方式)。
例如,在专利文献1(日本国公开专利公报的特开2004-198659号公报(2004年7月15日公开))中,公开了采用架设在架带辊上的外部加热带(环形带)作为外部加热机构的技术(外部带加热定影方式)。在这种技术中,通过采用外部加热带作为外部加热机构,增大了外部加热机构与定影辊的接触面积实现了促进从外部加热机构朝向定影辊的供热。
而且,在专利文献2(日本国公开专利公报的特开2001-154529号公报(2001年6月8日公开))中,公开了外部加热部件采用辊(外部加热辊),根据外部加热部件和/或定影辊的表面温度、转印介质的种类、以及图像形成模式改变外部加热部件的抵接时刻,从而将定影辊的表面温度控制在最佳值的技术。
但是,在上述专利文献1的技术中,由于是通过加热架带辊而对外部加热带进行加热,经由该外部加热带向定影部件供给热量,所以要将架带辊和外部加热带的温度设定成高于定影辊的表面温度。因此,在停止了架带辊的加热后,架带辊不久即变为高于定影辊的表面温度的温度。因此,若在定影结束后的定影待机时停止定影辊的旋转,则存在定影辊上与外部加热带的抵接部分(特别是经由外部加热带抵接在架带辊上的部分)被局部加热,在定影辊表面上形成温度不均,从而产生图像的光泽不均的问题。另外,在专利文献1中,虽然记载了外部加热带能够相对于定影辊接近和离开的结构,但这是为了故障处理或清扫带而使外部加热带离开,关于用于定影辊的温度控制的离开则在专利文献1中没有任何记载。
而且,上述专利文献2的定影装置为外部加热辊能够相对于定影辊接近和离开的结构,能够在定影待机时使外部加热辊离开定影辊。但是,在专利文献2的技术中,由于是采用辊作为外部加热机构,所以存在外部加热机构与定影辊的接触面积较小,不能够向定影辊供给充分的热量的问题。
因此,在外部加热带定影方式的定影装置中,要考虑为了控制定影辊的表面温度而使外部加热带能够离开定影辊。但是,在外部加热带定影方式的定影装置中,为了使外部加热带在规定的范围内相对于架带辊的轴向稳定旋转,要设置用于限制外部加热带的端部位置(外部加热带上架带辊的旋转轴方向的两端部的位置)的限制部件。
可是,上述限制部件通常为了防止外部加热带在旋转部件上滑动接触、在该带上施加过大的应力而设成与架带辊一体地旋转、移动。而且,外部加热带和架带辊因定影工作时与定影工作停止时的温度变化而热伸缩,架带辊的轴向长度变化。因此,当是为了控制定影辊的表面温度而可相对于定影辊接近和离开地构成外部加热带时,上述限制部件移动到与定影辊的圆周面抵接的位置,产生此后的定影辊与带的相对位置的控制不适当的问题。
对这一问题详细说明。图10(a)为表示为了限制外部加热带的端部位置而在架带辊上设置了限制带的端部位置的限制部件的外部加热装置100的结构的说明图。该外部加热装置100在两条架带辊101、102上架设有外部加热带103,该外部加热带103抵接在定影辊109上。而且,在架带辊101、102的两端侧设有带限制部件104、105。这样一来,在外部加热带103在架带辊101、102的旋转轴方向上移动时,外部加热带103的端部抵接在带限制部件104、105上,其移动受到限制。
在外部加热装置100中,如图10(b)所示,在使外部加热带103离开定影辊109,架带辊101、102与定影辊109的间隔较大的情况下,如图10(c)所示,存在架带辊101、102因外部加热带103的旋转而向两辊的旋转轴方向移动,带限制部件104、105移动到抵接在定影辊109的圆周面上的位置的情况。在这种情况下,即便欲使架带辊101、102抵接在定影辊109上,带限制部件104、105夹在架带辊101、102与定影辊109之间,不再能够使外部加热带103抵接在定影辊109上。因此,产生不能够从外部加热带103向定影辊109供热的问题。
另外,为了防止这种问题,如图10(d)所示,可考虑扩大带限制部件104、105与定影辊109的间隔。但是,在这种情况下,为了使外部加热带103在规定的范围内相对于架带辊101、102的轴向稳定地旋转,要扩大外部加热带103的上述轴向上的宽度。因此,外部加热带103的两端部上不与定影辊109接触的区域的宽度增加。而且,由于不进行从外部加热带103向定影辊109的传热,所以该区域的温度非常高,其结果,存在外部加热带103的热劣化加剧,耐久性降低,因与带限制部件104、105接触而破损的问题。
而且,在以固定架带辊101、102的轴间距离的结构使外部加热带103离开定影辊109时,如图10(b)所示,作用在外部加热带103上的张力变缓,成为大大离开架带辊101、102的公共切线L的架设状态(外部加热带103松弛的状态)。另一方面,由于在从抵接状态向离开状态转移期间,外部加热带103也随动于定影辊109旋转,所以外部加热带103在松弛的状态下旋转,外部加热带103容易骑在限制部件104、105上。而且,在外部加热带103骑在限制部件104、105上时,产生外部加热带103的左右的张力(架带辊101、102的旋转轴方向上的张力分布)不均匀,在外部加热带103上作用有较大地偏靠于轴向的力,外部加热带103破损的问题。
另外,即使是在使外部加热带103离开了定影辊103的情况下,为了不产生上述的松弛,要考虑将架带辊101、102制成张力辊,使架带辊101、102的轴间距离可变,始终对外部加热带103赋予张力。但是,在这种情况下,在使外部加热带103离开时要使架带辊102(张力辊)移动,而且,由于要设置用于对架带辊102施力的机构,所以将导致定影装置的大型化以及装置结构的复杂化。
而且,为了解决这些问题,可考虑将带限制部件(防止蛇行的凸棱)粘接在外部加热带103的内周面上。但是,在这种情况下,由于为了向定影辊109供给热量而要使外部加热带103为定影辊109的表面温度以上的高温,所以防止蛇行的凸棱暴露在高温状态下,难以长时间确保粘接强度。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而提出的,其目的在于,在包括限制外部加热带的旋转轴方向的位置的限制部件、使外部加热带与定影部件的接触面积可变更地构成的定影装置中,适当地进行上述接触面积的变更。
本发明的定影装置包括:定影部件,加压部件,以及外部加热装置,所述外部加热装置对可旋转地架设在多个支撑辊上的带进行加热,通过与作为被加热部件的上述定影部件或者加压部件的圆周面抵接而对上述被加热部件进行加热,上述定影部件与上述加压部件夹持着记录材料进行输送,使上述记录材料上的未定影图像在热和压力的作用下定影在该记录材料上,其特征是,具备移动装置和限制部件,所述移动装置使上述多个支撑辊中的至少一个支撑辊相对于上述被加热部件的相对位置在上述带至少在与上述各支撑辊的非接触部上与上述被加热部件相接触的第1位置,和上述带与上述被加热部件的接触面积比上述第1位置时小的第2位置之间移动,所述限制部件设置在上述支撑辊上与上述被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在上述带的端部上而限制该带的上述轴向的位置,在上述至少一个支撑辊位于第2位置时,上述限制部件在上述支撑辊上自与上述被加热部件的对置面起的高度大于具备该限制部件的支撑辊与上述被加热部件的间隔。
根据上述的结构,具备移动装置,该移动装置使至少一个支撑辊相对于被加热部件的相对位置在带至少在与各支撑辊的非接触部上与被加热部件相接触的第1位置,和带与被加热部件的接触面积比该第1位置时小的第2位置之间移动。这样一来,能够使带与被加热部件的接触面积(加热咬入宽度)变化,控制从外部加热装置向被加热部件的供热量。
而且,在上述的结构中,具备限制部件,该限制部件设置在支撑辊上与被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在带的端部上而限制该带的轴向的位置。这样一来,能够限制带的轴向的位置,使带顺利地旋转。
而且,支撑辊上自与被加热部件的对置面起的限制部件的高度大于具备该限制部件的支撑辊与被加热部件的间隔。因此,能够防止限制部件移动到被加热部件与支撑辊的对置区域,适当地控制带与被加热部件的接触面积。
而且,本发明的定影装置包括:定影部件,加压部件,以及外部加热装置,所述外部加热装置对可旋转地架设在多个支撑辊上的带进行加热,通过与作为被加热部件的上述定影部件或者加压部件的圆周面抵接而对上述被加热部件进行加热,上述定影部件与上述加压部件夹持着记录材料进行输送,使上述记录材料上的未定影图像在热和压力的作用下定影在该记录材料上,其特征是,具备移动装置和限制部件,所述移动装置使上述多个支撑辊中的至少一个支撑辊相对于上述被加热部件的相对位置在上述带至少在与上述各支撑辊的非接触部上与上述被加热部件相接触的第1位置,和上述带与上述被加热部件的接触面积比上述第1位置时小的第2位置之间移动,所述限制部件设置在上述支撑辊上与上述被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在上述带的端部上而限制该带的上述轴向的位置,上述各支撑辊的轴间距离为一定,在将设置了上述限制部件的支撑辊的圆周面与相对于该支撑辊为带的旋转方向上游一侧邻接的支撑辊的圆周面的切线中远离上述被加热部件一侧的切线设为公共切线L,将该公共切线L与设置了上述限制部件的支撑辊的圆周面的切点设为P时,上述至少一个支撑辊位于第2位置时的上述切点P与上述带在垂直于上述公共切线L的方向上的间隔比上述限制部件从上述切点P朝向垂直于上述公共切线L的方向的高度小。
根据上述的结构,由于上述至少一个支撑辊位于第2位置时的上述切点P与上述带在垂直于上述公共切线L的方向上的间隔比上述限制部件从上述切点P朝向垂直于上述公共切线L的方向的高度小,所以即使在使带旋转的状态使支撑辊移动,或者在第2位置使带旋转,也能够防止带骑在限制部件上地使其适当旋转。因此,由于能够在使带旋转的状态下使支撑辊移动,所以能够与图像形成动作同时地进行从带向被加热部件的供热量的调整。而且,由于在使支撑辊移动时无需停止被加热部件的旋转,所以能够保持被加热部件的表面温度均匀。
本发明的图像形成装置的特征在于具备上述任一种定影装置。根据上述的结构,能够适当进行定影装置中的温度控制。
本发明的其他目的、特征、以及优良之处可通过以下所示的记载充分得知。而且,本发明的优点通过参照附图进行的下述说明而明了。
附图说明
图1(a)和图1(b)为表示本发明的一实施方式所涉及的定影装置的说明图,图1(a)表示将支撑辊配置在第1位置上的状态,图1(b)表示将支撑辊配置在第2位置上的状态。
图2为表示包括本发明的一实施方式所涉及的定影装置的图像形成装置的结构的说明图。
图3为表示本发明的一实施方式所涉及的定影装置的结构的说明图。
图4(a)为表示本发明的一实施方式所涉及的定影装置所备有的带移动装置的结构的俯视图,图4(b)为其剖视图。
图5(a)~图5(c)为表示本发明的一实施方式所涉及的定影装置中环形带的悬架状态的说明图,图5(a)表示将支撑辊作为第1位置的情况,图5(b)表示使臂从第1位置移动了1.5mm后的情况,图5(c)表示使臂从第1位置移动了3.5mm后的情况。
图6(a)为表示在本发明的一实施方式所涉及的定影装置中,即使将支撑辊作为第2位置,带也不骑在限制部件上的状态的说明图,图6(b)为表示在本发明的一实施方式所涉及的定影装置中,在将支撑辊作为第2位置时,带骑在限制部件上的状态的说明图。
图7(a)~图7(c)为表示本发明的一实施方式所涉及的定影装置中环形带与定影辊的接触状态的说明图,图7(a)表示将支撑辊作为第1位置的情况,图7(b)表示臂从第1位置的移动量小于4mm的情况,图7(c)表示臂从第1位置的移动量为4mm以上的情况。
图8(a)~图8(c)为表示在本发明的一实施方式所涉及的定影装置中,使支撑辊的轴间距离可变的结构的说明图,图8(a)表示将支撑辊作为第1位置的情况,图8(b)表示将支撑辊作为第2位置的情况,图8(c)表示支撑辊的轴承周围的结构。
图9(a)和图9(b)为表示本发明的其他实施方式所涉及的定影装置的结构的说明图,图9(a)表示将支撑辊配置在第1位置上的情况,图9(b)表示将支撑辊配置在第2位置上的情况。
图10(a)~图10(d)为表示在架带辊上设置了限制带的端部位置的限制部件的现有的外部加热装置的结构的说明图,图10(a)表示使架带辊抵接在定影辊上的状态,图10(b)和图10(c)表示使架带辊离开了定影辊的状态,图10(d)为表示在上述现有的外部加热装置中,扩大了限制部件与定影辊的间隔后的结构的说明图。
具体实施方式
(实施方式1)
对本发明的一实施方式加以说明。首先,参照图2对包括本实施方式的定影装置的图像形成装置1加以说明。图2为表示图像形成装置1的内部结构的示意图。这种图像形成装置1是干式电子照相方式的彩色图像形成装置,即,基于从经由网络连接的各终端装置发送的图像数据或者由扫描仪读取的图像数据,在用纸(记录材料)P上形成彩色图像或单色图像的打印机。
图像形成装置1为干式电子照相方式、并且是四串连方式的彩色打印机,包括:可视像转印部50,用纸输送部30,定影装置40,以及供纸托盘20。
可视像转印部50由黄色图像转印部50Y,洋红图像转印部50M,蓝色图像转印部50C,以及黑色图像转印部50B构成。作为具体的配置,在供纸托盘20与定影装置40之间,从供纸托盘20一侧起,依次设有黄色图像转印部50Y,洋红图像转印部50M,蓝色图像转印部50C,以及黑色图像转印部50B。
这些转印部50Y、50M、50C、50B的每一个具有实质上相同的结构,基于图像数据,在用纸P上分别转印黄色图像,洋红图像,蓝色图像,以及黑色图像。
各转印部50Y、50M、50C、50B包括感光鼓51,另外,在感光鼓51的周围,沿着感光鼓51的旋转方向(图2的F方向)配置有带电辊52,LSU53,显影单元54,转印辊55,以及清洁装置56。
各转印部50Y、50M、50C、50B的感光鼓51为在表面上具有感光材料的鼓形状的转印辊,在箭头F的方向上驱动旋转。带电辊52用于使感光鼓51的表面均匀带电。
转印部50Y、50M、50C、50B的LSU(激光束扫描单元)53中输入有与各自的图像数据中的黄色成分,洋红成分,蓝色成分,以及黑色成分相对应的像素信号。而且,各LSU53基于这些像素信号对带电的感光鼓51进行曝光,生成静电潜像。
转印部50Y、50M、50C、50B的显影单元54分别具有黄色,洋红,蓝色,黑色的调色剂(显影剂)。而且,具有通过这些调色剂,对生成在感光鼓51上的静电潜像进行显影,生成调色剂像(显像)的功能。另外,作为上述显影剂,例如能够采用非磁性单成分显影剂(非磁性调色剂),非磁性双成分显影剂(非磁性调色剂以及载体),磁性显影剂(磁性调色剂)等显影剂。
转印部50Y、50M、50C、50B的转印辊55外加有与调色剂极性相反的偏置电压,通过将该偏置电压赋予用纸P,将感光鼓51上的调色剂像转印在用纸P上。转印部50Y、50M、50C、50B的清洁装置56除去图像向用纸P上转印后残留在感光鼓51上的调色剂。以上这种调色剂像相对于用纸P的转印是针对四色重复四次。
用纸输送部30由驱动辊31,空转辊32,输送带33构成,以通过各转印部50Y、50M、50C、50B依次在用纸P上形成调色剂像的方式输送用纸P。
驱动辊31和空转辊32架设输送带33,通过将驱动辊31控制成规定的圆周速度(在本实施方式中,形成单色图像时(单色模式)为355mm/s,形成彩色图像时(彩色模式)为175mm/s)进行旋转,输送带33旋转。
输送带33是设置在驱动辊31与空转辊32之间的带,与各转印部50Y、50M、50C、50B的感光鼓51相接触,通过辊31、32在箭头Z方向上摩擦驱动。而且,输送带33使从供纸托盘20送入的用纸P静电吸附,将用纸P依次输送到各转印部50Y、50M、50C、50B。
进而,通过各转印部50Y、50M、50C、50B转印了调色剂像的用纸P因驱动辊31的曲率而从输送带33上剥离,输送到定影装置40(图2的单点划线表示输送路径)。另外,通过各转印部50Y、50M、50C、50B转印在用纸P上之后的调色剂像为相对于用纸P未定影的状态。
定影装置40使转印在用纸P上的未定影的调色剂像热压在该用纸P上。具体地说,在定影装置40中备有定影辊60和加压辊70。而且,从可视像转印部50以规定的定影速度(访问速度:单色模式下为355mm/s,彩色模式下为175mm/s)和复印速度(每分钟的复印张数:例如A4横向送进时,在单色模式下为70张/分,在彩色模式下为40张/分)输送来的用纸P送入在定影辊60与加压辊70之间形成的定影咬入部N。进而,定影辊60和加压辊70夹持着用纸P进行输送。此时,用纸P上的调色剂像(未定影图像)因定影辊60周围的热而熔融,被定影辊60和加压辊70加压,作为固定在用纸P上的牢固的图像定影。
而且,由定影装置40进行了调色剂像的定影处理后的用纸P排出到图像形成装置1外部的排纸托盘(未图示)上。从而结束图像形成处理。另外,关于定影装置40的具体结构在之后详细说明。
而且,图像形成装置1执行各转印部50Y、50M、50C、50B相对于用纸P进行图像转印而形成彩色图像(多色图像)的彩色模式(多色模式),和仅黑色转印部50B相对于用纸P进行图像转印而形成单色图像的单色模式。若具体说明,则图像形成装置1上所备有的控制部(控制用集成电路板或者计算机,未图示)将各转印部50Y、50M、50C、50B控制成根据来自利用者的输入指示从彩色模式或单色模式中选择某一种模式,执行与选择出的模式相对应的图像形成。
进而,上述控制部将图像形成装置1的用纸输送机构(用纸输送部30,定影辊60,加压辊70等)控制成在彩色模式时以355mm/S的输送速度(也可以称为访问速度)输送用纸P,在单色模式时以175mm/S的输送速度输送用纸P。
以下,对定影装置40进行具体说明。图3为表示定影装置40的大致结构的示意图。定影装置40除了上述的定影辊(定影部件)60和加压辊(定影部件)70之外,还包括外部加热装置80,控制装置(控制部)90,旋转驱动装置91,以及带移动装置(移动装置)110。另外,根据需要,也可以进而设置用于清洁定影辊60的表面的摆动清洁装置等。
旋转驱动装置91驱动定影辊60旋转,由例如马达等构成。另外,旋转驱动装置91的动作由控制装置90控制。
定影辊60是向图3中所示的G方向旋转的辊,由金属制的中空圆筒形状的金属芯61,包覆该金属芯61的外周面的弹性层62,以及包覆弹性层62地形成的分模层63构成。
金属芯61的外径为46mm,由铝构成,成筒状的形状。其中,金属芯61的材料并不仅限于铝,例如也可以由铁或不锈钢构成。弹性层62由厚度为3mm、具有耐热性的硅橡胶(JIS-A硬度20度)构成。分模层63由厚度约为30μm的PFA(四氟代乙烯和全氟烯基乙烯醚的共聚物)管构成。另外,作为分模层63的材料,只要是耐热性、耐久性优良,与调色剂的分模性好的材料即可,除了PFA之外,也可以使用PTFE(聚四氟乙烯)等氟系材料。这样构成的定影辊60的外径为50mm,定影辊60的表面硬度为68度(阿斯卡C硬度)。另外,定影辊60表面的旋转轴方向的宽度为320mm。
在定影辊60的圆周面上有检测该圆周面的温度的热敏电阻(温度检测装置)65与其接触,在金属芯61的内部设置有卤素灯(加热灯)64,通过被供给电力而进行热辐射。卤素灯64是定影辊60的热源,在卤素灯64上进行电力供给时,通过卤素灯64将定影辊60的内部加热到规定的温度(在本实施方式中为180℃),对经过定影咬入部N的形成有未定影图像的记录纸进行加热。
另外,在本实施方式中,虽然内置有一个卤素灯,但并不仅限于此,例如,为了与纸的尺寸相对应地形成最佳的温度分布,也可以采用在轴向上分割了发热分布的多个卤素灯。而且,在本实施方式中,热敏电阻65配置成与定影辊60的长度方向中央部相接触,但并不仅限于此,也可以设置在定影辊60的长度方向端部(非过纸区域)。而且,在设置两个卤素灯等而发热量在中央部与端部不同的情况下,也可以设置在中央部和端部双方上。
加压辊70是向图3中所示的H方向旋转的辊,由金属制的中空圆筒形状的金属芯71,包覆该金属芯71的外周面的弹性层72,以及包覆弹性层72地形成的分模层73构成。
金属芯71的外径为46mm,由铝构成。其中,金属芯71的材料并不仅限于铝,例如也可以由铁或不锈钢构成。弹性层72由厚度为2mm、具有耐热性的硅橡胶构成。分模层73由厚度约为30μm的PFA管构成。另外,作为分模层73的材料,只要是耐热性、耐久性优良,与调色剂的分模性好的材料即可,除了PFA之外,也可以使用PTFE等氟系材料。这样构成的加压辊70的外径为50mm,加压辊70的表面硬度为75度(阿斯卡C硬度)。
而且,加压辊70通过未图示的弹性部件(弹簧)以规定的负荷(在此为600N)压接在定影辊60上。这样一来,在定影辊60的圆周面和加压辊70的圆周面之间形成定影咬入部N(定影辊60和加压辊70抵接的部分,在此处为记录纸输送方向的宽度9mm)。而且,加压辊70随动于定影辊60的旋转向与定影辊60相反的方向(定影咬入部中两辊的移动方向相同)旋转。另外,在本实施方式中,加压辊70随动于定影辊60,但并不仅限于此,也可以是由与定影辊60不同的旋转驱动装置驱动旋转。
而且,在加压辊70的圆周面上有检测该圆周面的温度的热敏电阻(温度检测装置)75与其接触,在金属芯71的内部设置有卤素灯(加热等)74,通过被供给电力而进行热辐射。卤素灯74是加压辊70的热源,在卤素灯74上进行电力供给时,将加压辊70的内部加热到规定的温度(在本实施方式中为150℃)。
另外,在本实施方式中,使加压辊70的橡胶硬度(75度)高于定影辊60的橡胶硬度(68度),这是为了使形成在加压辊70与定影辊60之间的定影咬入部N为倒咬入形状(加压辊70的形状几乎不变,定影辊60稍稍凹陷)。这样获得的定影咬入部N的咬入宽度为8.5mm。
在此,对使加压辊70与定影辊60之间的定影咬入部N为倒咬入形状的理由加以说明。在定影咬入部N为倒咬入形状的情况下,由于经过定影咬入部N的用纸P向沿着加压辊70的圆周面的方向排出,所以用纸P从定影咬入部N排出时容易自剥离(无需剥离爪等强制剥离辅助机构而在纸的腰部剥离)。
另外,当加压辊70的表面强度低于定影辊60的表面强度时,由于定影辊60与加压辊70之间的定影咬入部N成为定影辊60的形状几乎不变、而加压辊70稍稍凹陷的形态,经过定影咬入部N之后的用纸P向沿着定影辊60的圆周面的方向排出,所以不易产生自剥离。
外部加热装置80由第1支撑辊(第1加热辊)81,第2支撑辊(第2加热辊)82,环形带(外部加热带)83,带移动装置110(图3中未图示),以及带限制部件121、122(图3中未图示)构成,环形带83架设在各支撑辊81、82上,背面(内周面)一侧抵接在各支撑辊81、82的圆周面上。环形带83相对于定影辊60设置在定影咬入部的上游一侧,当支撑辊81、82位于后述的第1位置时,以规定的按压力(在本实施方式中为40N)压接在定影辊60上。这样一来,在与定影辊60之间形成加热咬入部(环形带83与定影辊60的抵接部,定影辊60的圆周方向的宽度为20mm)。
而且,环形带83由于抵接在旋转的定影辊60的圆周面上而从动于定影辊60旋转。这样一来,各支撑辊81、82向与定影辊60的旋转方向相反的方向(图3中的K方向)旋转。也就是说,在控制装置90控制定影辊60的旋转驱动装置91,驱动定影辊60旋转时,在环形带83与定影辊60相接触的部分的摩擦力作用下,环形带83从动于定影辊60移动,支撑辊81、82以及环形带83旋转。
环形带83是在由厚度为90μn的聚酰亚胺(宇部兴产业制,商品名:ユ-ピレツクスS)构成的基材的表面上被覆20μm厚的混合了PTFE和PFA的氟树脂作为分模层的带部件。但环形带83的结构并不仅限于此,也可以采用镍、不锈钢、铁等金属制的带部件。而且,环形带83的内径也并不仅限于30mm。另外,作为环形带83的分模层的材料,只要是耐热性、耐久性优良,与调色剂的分模性好的材料即可,例如可以单独使用PTFE或者PFA。另外,室温(20℃)下的环形带83的内径为30mm(内周长为94mm)。
而且,环形带83的宽度(支撑辊81、82的轴向宽度)在室温下为320mm。但由于聚酰亚胺的热膨胀率为5.6×10-5/deg,所以在200deg的温度上升情况下,环形带83在轴向上热膨胀约3.6mm(320mm×5.6×-5/deg×200deg≈3.6)。因此,在作为环形带8.3的定影动作时的设定温度的220℃下的带宽度为323.6mm。
各支撑辊81、82是在外径为15mm、壁厚为2mm的铝制金属芯的表面上被覆20μm厚的混合了PTFE和PFA的氟树脂作为分模层的辊。另外,作为分模层的材料,只要是耐热性、耐久性优良,与调色剂的分模性好的材料即可,例如可以使用PFA或者PTFE(聚四氟乙烯)等氟系材料。而且,各支撑辊81、82(各支撑辊81、82与定影辊60的抵接面)的轴向宽度在室温下为320mm,支撑辊81、82之间的轴间距离为23.0mm。
另外,由于铝的热膨胀率为2.4×10-5/deg,所以在将支撑辊81、82加热到220℃的情况下(温度上升为200deg的情况),支撑辊81、82的宽度热膨胀1.5mm。
而且,各支撑辊81、82由后述的带移动装置110经由环形带83以规定的负荷按压在定影辊60的圆周面上。这样一来,环形带83的表面与定影辊60的圆周面相接触,环形带83的表面与定影辊60的表面之间的咬入部宽度为20mm(沿着定影辊60的圆周方向的宽度)。
在环形带83上与第1支撑辊81的接触部的外表面上有检测该环形带83的表面温度的热敏电阻(温度检测装置)85a与其接触。而且,在第1支撑辊81的内部设有卤素灯(加热灯,温度检测装置)86a,通过被供给电力而发热。而且,在环形带83上与第2支撑辊82的接触部的外表面上有检测该环形带83的表面温度的热敏电阻85b与其接触,在第2支撑辊82的内部设有卤素灯(加热灯)86b,通过被供给电力而发热。卤素灯86a、86b为环形带83的热源,在卤素灯86a、86b上进行电力供给时,热从卤素灯86a、86b上辐射,经由支撑辊81、82将环形带83加热到规定的温度(在本实施方式中为220℃)。而且,由于环形带83从定影辊60的外部与定影辊60的圆周面相接触,所以能够经由该接触部加热定影辊60的圆周面。在本实施方式中,由于采用了上述两薄壁小直径的支撑辊81、82以及薄膜的环形带83,所以能够使环形带83的温度尽早升温。
以下,对定影装置40所备有的带移动装置110和带限制部件121、122加以说明。图1(a)表示通过带移动装置110将支撑辊81、82配置在该支撑辊81、82经由环形带83抵接在定影辊60上的位置(第1位置)的状态,图1(b)表示通过带移动装置110将支撑辊81、82配置在离开定影辊60的位置(第2位置)的状态。而且,图4(a)为表示带移动装置110的结构的俯视图,图4(b)为支撑辊82、环形带83、带限制部件122的结构的剖视图。
如图1(a)和图1(b)所示,带移动装置110包括侧架111,臂112,偏心凸轮113,支点(支点部件)114,支点(支点部件)115,以及螺旋弹簧116。
侧架111分别设置在支撑辊81、82的两端侧,如图4(a)所示,经由轴承117、118对支撑辊81、82进行支撑,使其能够旋转。另外,轴承117、118以规定的轴间距离相对于侧架111固定,这样一来,确保了支撑辊81与支撑辊82的平行度(在本实施方式中支撑辊81与支撑辊82的平行度公差为100μm以下)。而且,设在支撑辊81两端上的轴承117、117之间的间隔以及设在支撑辊82两端上的轴承118、118之间的间隔分别为331mm。
而且,该侧架111以支点114相对于臂112枢轴支撑,能够相对于基本上垂直于支撑辊81、82的轴向的方向旋转。
臂112由固定在未图示的定影装置40的框架上的支点115轴承而能够旋转地支撑,以支点115为轴,由螺旋弹簧116向与定影辊60接触的方向受力。
偏心凸轮113与臂112的端部附近抵接。该偏心凸轮113通过控制装置90控制未图示的马达等驱动机构而被驱动旋转。
这样一来,控制装置90(移动控制部90c)对上述驱动机构进行控制,使偏心凸轮113旋转,能够如图1(a)所示,使支撑辊81、82移动到第1位置,或者使偏心凸轮113从此处旋转180度,如图1(b)所示,使支撑辊81、82移动到第2位置。
另外,第1位置上的支点114与定影辊60的圆周面的间隔为28mm,第2位置上的支点114与定影辊60的圆周面的间隔为29.5mm。也就是说,在从第1位置向第2位置移动的情况下的支点114的移动量(分离长度)为1.5mm。而且,支点114与支点115的间隔为15mm,臂112和偏心凸轮113的抵接部与支点115的间隔为15mm(其中,杆比为1∶1)因此,臂112的与偏心凸轮113的抵接部的移动量也为1.5mm。
而且,在第2位置,使定影辊60的旋转停止时的环形带183与定影辊60的旋转方向的接触宽度(加热咬入宽度)约为10mm左右。但该接触宽度是因环形带83的弯曲瑕疵或温度而变化的值。通常,在带被加热时,带的周长伸长,所以接触宽度增加。另外,在本实施方式中,虽然上述的分离长度为1.5mm,但在将该分离长度设定为4mm的情况下,通过移动到第2位置,则成为环形带83与定影辊60不接触的完全分离状态。
另外,如图4(a)和图4(b)所示,在支撑辊81、82与轴承117、118之间设有带限制部件(偏靠限制部件)121、122。该带限制部件121、122用于在环形带83蛇行时,通过与带端部抵接地旋转而限制环形带83向支撑辊81、82的轴向偏靠,同时防止固环形带83的端部与轴承117、118滑动而产生磨损或断裂。
带限制部件121、122设置成能够相对于支撑辊81、82旋转(能够以支撑辊81、82的旋转轴为中心与支撑辊81、82的旋转分别地旋转),并且在支撑辊81、82的轴向上也能够与支撑辊81、82独立地移动。而且,如图4(b)所示,带限制部件121、122设成从支撑辊81、82的轴向所看到的截面为与支撑辊81、82的截面所成的圆同心的圆状,自支撑辊81、82的圆周面(架带面)起的高度H(mm)为2.5mm。
而且,各带限制部件121、122上的支撑辊81、82的轴向厚度为3mm。因此,如上所述,由于定影辊60的轴向宽度为320mm,环形带83的轴向宽度在室温下为320mm,在220℃下为323.6mm,轴承117、117之间以及轴承118、118之间的间隔为331mm,所以环形带83上不与定影辊60的圆周面(定影面)相接触的部分的宽度最大为5mm。
控制装置90包括温度控制部90a,旋转控制部90b,以及移动控制部90c,是控制环形带83的表面温度,定影辊60的表面温度,加压辊70的表面温度,定影辊60的旋转驱动,以及带移动装置110所产生的带的位置移动等的控制用集成电路基板。
温度控制部90a连接在热敏电阻65、75、85a、85b,加热电力供给部99上。加热电力供给部99连接在卤素灯64、74、86a、86b上,对这些卤素灯供给用于加热的电力。而且,温度控制部90a通过基于热敏电阻65、75、85a、85b的温度检测结果或图像形成模式等对从加热电力供给部90向各卤素灯的供给电力进行切换,从而控制各卤素灯的发热量,将环形带83,定影辊60,加压辊70的温度控制在规定的温度。
旋转控制部90b连接在用于驱动定影辊60旋转的旋转驱动装置91上。旋转控制部90b通过控制旋转驱动装置91的动作而对定影辊60的旋转速度进行控制。
移动控制部90c连接在带移动装置110上,通过控制该带移动装置110所备有的偏心凸轮113的动作而对外部加热装置80所备有的支撑辊81、82与定影辊60的相对位置进行控制,使环形带83与定影辊60的接触宽度(加热咬入宽度)变化,控制从外部加热装置80向定影辊60的供热量。
而且,控制装置90根据转印介质(记录纸)的种类或图像形成模式(单色图像形成模式的情况,彩色图像形成模式、或者过纸用纸更为一张的情况与连续过纸的情况等),在第1位置与第2位置之间对支撑辊81、82的位置进行控制,并控制环形带83的接触面积(加热咬入宽度),从而控制从外部加热装置80向定影辊60的供热量。
在降低转印速度的情况下,移动控制部90c使支撑辊81、82从第1位置移动到第2位置。例如,在设定成单色模式下用纸输送速度为355mm/s,在彩色模式下为175mm/s,单色模式下的定影辊设定温度与彩色模式下的定影辊设定温度为相同的180℃的情况,并且环形带83与定影辊60的加热咬入宽度为相同的20mm的情况下,使环形带83的设定温度在单色模式的情况下为220℃,在彩色模式的情况下为205℃,则被用纸所夺取的热量与从外部加热装置80向定影辊60供给的热量基本上平衡。
因此,在从单色模式变更成彩色模式的情况下,环形带83的温度远高于设定温度。而且,若在环形带83的温度过高的状态下进行彩色图像的定影处理,则定影辊60的温度过高,彩色图像的光泽过剩,将产生光斑,图像品位降低。为了避免这种问题,可考虑在从单色模式转为彩色模式时等待环形带83的温度降低到规定的温度。但是,环形带83的温度从220℃降低到205℃需要30秒以上的时间,不能够顺利地进行从单色模式到彩色模式的转移,产生了等待时间。
因此,在本实施方式中,通过移动控制部90c控制支撑辊81、82相对于定影辊60的相对位置(例如使其机械地从第1位置移动到第2位置),减小环形带83与定影辊60的接触面积,控制从外部加热装置80向定影辊60的供热。
而且,移动控制部90c为了在连续过纸时使从外部加热装置80向定影辊60的供热量增加,以补偿被用纸夺取的热量,所以增大了环形带83与定影辊60的接触面积。
而且,虽然为了在图像形成动作开始之后使定影辊60上的圆周方向的温度分布均匀,定影辊60被加热、旋转,但由于记录纸不经过定影咬入部,所以定影辊60不会被记录纸夺取热量。当在这种状态下支撑辊81、82位于第1位置时,从环形带83向定影辊60的供热过剩,定影辊60的温度高于设定温度。因此,为了避免向定影辊60过度供热,在短时间内改变从外部加热装置80向定影辊60的供热量,所以移动控制部90c控制带移动装置110,减小环形带83与定影辊60的接触面积。
而且,在图像形成动作结束后的待机时(放置时),为了防止定影辊60上圆周方向的温度不均,移动控制部90c使支撑辊81、82移动到第2位置。也就是说,移动控制部90c在图像形成动作之后使支撑辊81、82移动到第2位置,与图像形成动作开始后的记录纸到达定影咬入部的时刻相对应地使支撑辊81、82移动到第1位置。
另外,移动控制部90c也可以根据各部件的温度状态,转印介质(记录纸)的种类,图像形成模式等将支撑辊81、82相对于定影辊60的相对位置控制在第1位置与第2位置之间的任意位置。
如上所述,根据本实施方式所涉及的定影装置40,支撑辊81、82的两端所备有的带限制部件121、122上自支撑辊81、82的圆周面(与定影辊60的抵接面)起的高度H低于第2位置上的支撑辊81、82的圆周面与定影辊60的间隔。也就是说,由于带移动装置110上的支点114从第1位置向第2位置的移动距离为1.5mm,所以第2位置上的支撑辊81、82与定影辊60的间隔小于1.5mm,带限制部件121、122的高度H也小于2.5mm。
这样一来,由于支撑辊81、82与定影辊60的间隔不受带移动装置110形成的移动位置左右而始终小于带限制部件121、122的高度H,所以能够防止带限制部件121、122移动到支撑辊81、82与定影辊60的抵接区域。
特别是,在使支撑辊81、82离开定影辊60的状态下环形带83的温度降低时,环形带83以及支撑辊81、82收缩,因该热收缩而设置在支撑辊81、82上的带限制部件121、122相对于定影辊60的相对位置变化。因此,在支撑辊81、82较大地离开定影辊60的情况下,若带限制部件121、122的高度小于定影辊60与支撑辊81、82的间隔,则存在带限制部件121、122移动到与定影辊60的圆周面抵接的位置的情况。因此,在环形带83低于定影动作时的温度的状态下,优选地是第2位置的定影辊60与支撑辊81、82的间隔小于带限制部件121、122的高度H。
另外,在本实施方式中,虽然支撑辊81、82因带移动装置110的作用而一起相对于定影辊60相对移动,但并不仅限于此,只要是通过至少一个支撑辊相对于定影辊60相对移动,能够形成环形带83与定影辊60的接触面积(加热咬入宽度)的结构即可。而且,在本实施方式中,对支撑辊为两个的结构进行了说明,但并不仅限于此,也可以具备三个以上支撑辊。
而且,在本实施方式中,在支撑辊81、82的每一个上分别备有带限制部件,但并不仅限于此。其中,在第1位置上的备有带限制部件的支撑辊与定影辊的间隔小于带限制部件的高度的情况下,优选地是将带限制部件的高度以及支撑辊从第1位置向第2位置的移动量设定成在第2位置上支撑辊与定影辊的间隔也小于带限制部件的高度。
而且,在本实施方式中,环形带83上不与定影辊60的圆周面(定影面)接触的部分的宽度(环形带83上从与定影辊60的对置部向轴向的伸出量)最大为5mm。也就是说,即使在环形带83被加热到定影时的设定温度而膨胀的情况下,该环形带83的圆周面上与定影辊50的非接触部的轴向宽度也为5mm以下。
在外部加热带的圆周面上不与定影辊接触的部分的面积较大的情况下,由于在该部分不进行向定影辊的传热,所以该部分的温度非常高。其结果,外部加热带的热劣化加剧,耐久性降低,因与带限制部件抵接而破损。相对于此,在本实施方式所涉及的定影装置40中,由于环形带83上不与定影辊60的圆周面接触的部分的宽度为5mm以下,所以能够抑制该非接触部分的过升温,充分确保环形带83的耐久性。也就是说,若环形带83上不与定影辊60的圆周面接触的部分的宽度为5mm以下,则能够防止环形带83的过升温,确保耐久性。
而且,在本实施方式中,带限制部件121、122能够向环形带83的旋转方向旋转。
由于在外部加热带的旋转受到约束的情况下,带的端部在带限制部件上单一的部位持续滑擦,所以在带限制部件上形成与带端部的厚度相对应的槽。而且,由于带在嵌入该槽中的情况下旋转,所以在带上产生过大的应力,带的耐久性降低。相对于此,在本实施方式中,由于带限制部件121、122能够相对应带的移动方向旋转,所以能够防止环形带83仅在带限制部件121、122的单一的部位持续滑擦,防止形成上述的槽,并防止环形带83耐久性的降低。
而且,在本实施方式中,带限制部件121、122能够在支撑辊81、82的轴向上相对于支撑辊81、82相对移动。具体地说,带限制部件121、122在轴向上的位置由对支撑辊81、81进行支撑的支撑部件(轴承117、118,侧架112)限定。由于这些支撑部件与环形带83相比不会成为高温,热产生的变形量较小,所以能够不依存于支撑辊81、82相对于轴向的偏靠或热膨胀地限定环形带83宽度方向的位置。这样一来,能够精确地对定影辊60与环形带83的相对位置进行定位。
而且,在本实施方式中,通过将第2位置上的支点114的分离距离设定在2mm,在支撑辊81、82移动到第2位置时的、支撑辊81、82的外侧共同切线(垂直于支撑辊81、82的轴向的截面上离定影辊60较远一侧的共同切线)L与支撑辊81、82的切点P上环形带83自支撑辊81、82的表面起的上浮量(垂直于支撑辊81、82的共同切线L的方向的间隔)也小于带限制部件121、122的高度H。这样一来,在第2位置或者从第1位置向第2位置转移的状态下环形带83旋转的情况下,能够防止环形带83骑在带限制部件121、122上。因此,即使在使环形带83旋转的情况下使支撑辊81、82移动,也不会产生旋转不良,能够使环形带83与定影辊60的接触宽度(加热咬入宽度)变化,与图像形成动作同时进行控制向定影辊60的供热量的处理。而且,在使支撑辊81、82移动时,由于无需停止定影辊60的旋转,所以能够保证定影辊60的表面温度均匀。
以下,对通过使切点位置P处的环形带83的上浮量小于带限制部件121、122的高度H能够防止环形带83骑在带限制部件121、122上的理由加以详细说明。
图5(a)为表示将支撑辊81、82作为第1位置的情况下的环形带83的旋转状态的说明图,图5(b)为表示使支点114的分离距离(从第1位置移动到第2位置时的移动距离)为1.5mm,将支撑辊81、82作为第2位置的情况下的环形带的旋转状态的说明图,图5(c)为表示使支点114的分离距离为3.5mm,将支撑辊81、82作为第2位置的情况下的环形带83的旋转状态的说明图。
如图5(a)所示,在将支撑辊81、82作为第1位置的情况下,由于成为支撑辊81、82经由环形带83抵接在定影辊60上,定影辊60进入支撑辊81、82之间的状态,所以在环形带83上作用有张力,环形带83位于与支撑辊81、82的外侧(远离定影辊60的一侧)的共同切线L基本上一致的位置。而且,环形带83不会骑在(跨越)带限制部件121、122上而正常地旋转。
如图5(b)所示,在使支点114的分离距离为1.5mm,将支撑辊81、82作为第2位置的情况下,由于定影辊60与支撑辊81、82分离,所以在环形带83上产生松弛,环形带83以从共同切线L上隆起的状态旋转。另外,虽然环形带83成为从共同切线L上隆起的状态,但环形带83不会骑在带限制部件121、122上,环形带83继续旋转。
另一方面,如图5(c)所示,在使支点114的分离距离为3.5mm,将支撑辊81、82作为第2位置的情况下,与图5(b)的情况相比,环形带83与定影辊60的接触宽度(加热咬入宽度)变窄,环形带83的松弛加大,同时环形带83几乎不再随动于定影辊60旋转。但并不是说完全不旋转,而是因机械的振动等弹性而缓慢或者间歇地旋转。而且,在图5(c)的状态下,产生了环形带83旋转时骑在带限制部件121、122上的事态。
对这样产生环形带83骑在带限制部件121、122上的现象的条件进行研究的结果如下。
图6(a)为表示即使将支撑辊81、82作为第2位置也不产生带的上骑的状态的说明图,图6(b)为表示在作为第2位置时产生带的上骑的状态的说明图。
如图6(a)所示,在将支撑辊81、82作为第2位置时的、支撑辊81、82上的外侧共同切线L的切点位置处的环形带83自支撑辊81、82的表面起的上浮量(图中所示的P-R之间的距离)小于带限制部件121、122的高度H(图中所示的P-Q之间的距离)的情况(P-R<P-Q)下,环形带83未骑在带限制部件121、122上。
另一方面,如图6(b)所示,在环形带83在切点位置P处自支撑辊81、82的表面起的上浮量(图中所示的P-R之间的距离)为带限制部件121、122的高度H(图中所示的P-Q之间的距离)以上的情况(P-R≥P-Q)下,产生了环形带83骑在带限制部件121、122上的现象。也就是说,在环形带83旋转时,在切点位置P处的环形带83的位置为带限制部件121、122的外周(图中所示的Q的位置)外侧的情况下,若环形带83向支撑辊81、82的轴向移动,则以带限制部件121、122不能完全限制轴向的位置而卷绕在带限制部件121、122的外周上。
另外,这种环形带83因松弛而向带限制部件121、122的上骑不仅在支撑辊81、82位于第2位置时发生,在从第1位置向第2位置的移动途中也发生。也就是说,即使是在环形带83在第2位置不再从动于定影辊60旋转的结构的情况下,在从第1位置向第2位置的移动途中,在环形带83在支撑辊82的表面上与外侧共同切线L的切点位置P处的环形带83的上浮量大于带限制部件121、122的高度的位置旋转的情况下,也存在环形带83越过带限制部件121、122的情况。
因此,通过使切点位置P处的环形带83的上浮量小于带限制部件121、122的高度H,在第2位置,或者从第1位置向第2位置的转移状态下环形带83旋转的情况下,能够防止环形带83骑在带限制部件121、122上。另外,环形带83相对于带限制部件121、122的上骑在环形带83相对于支撑辊卷绕时容易发生。因此,优选地是,与环形带83的旋转方向邻接的支撑辊中、至少位于环形带83的旋转方向下游一侧的支撑辊上的带限制部件的高度在第2位置大于该支撑辊上与上述邻接的支撑辊的外侧共同切线的切点P处的环形带83的上浮量。
而且,在本实施方式中,在定影辊60的旋转停止时,移动控制部90c将支撑辊81、82的位置设定在第2位置。这样一来,可抑制或者防止在定影辊60的表面上产生温度不均,能够获得均匀的高品位图像。
也就是说,由于环形带83与定影辊60相比设定温度高,所以支撑辊81、82也比定影辊60温度高。而且,支撑辊81、82与环形带83相比热容量大。因此,在定影辊60的旋转停止的状态下支撑辊81、82位于第1位置的情况下,支撑辊81、82经由环形带83抵接在定影辊60上的部分(或者其接近部)的温度增高,产生定影辊60表面的温度不均。这样一来,在定影图像上产生光斑,使图像品位降低。因此,优选地是在定影辊60的旋转停止时,将支撑辊81、82设定在第2位置,离开定影辊60,抑制或者防止在定影辊60的表面上产生温度不均。
另外,在本实施方式中,虽然在第2位置环形带83局部与定影辊60抵接,但并不仅限于此,也可以是环形带83在第2位置离开定影辊60。在这种情况下,能够有效地抑制或者防止旋转停止时在定影辊60的表面上产生温度不均。
图7(a)~图7(c)表示因环形带83与定影辊60的分离长度而产生的接触状态的变化。图7(a)表示支撑辊81、82位于第1位置的状态。在这种情况下,加热咬入宽度变宽,环形带83随动于定影辊60旋转。
图7(b)表示支点114从第1位置向第2位置的移动量设定成小于4mm,使支撑辊81、82向第2位置移动时的状态。即使在支点114从第1位置向第2位置的移动量小于4mm的情况下,使支撑辊81、82移动到第2位置,环形带83的一部分也抵接在定影辊60上。另外,在将定影辊60温度调节到180℃,将支撑辊81、82温度调节到220℃,使定影辊60的旋转速度(圆周速度)为355mm/sec时,支点114从第1位置向第2位置的移动量为1.5mm的情况下,环形带83从动于定影辊60旋转。另一方面,在移动量为2mm以上、小于4mm的情况下,环形带83与定影辊60相接触,滑动而不从动旋转。
在图7(b)的情况下,由于支撑辊81、82未经由环形带83与定影辊60抵接,所以在定影辊60停止时,支撑辊81、82的热量几乎不传递到定影辊60上。但在支点114从第1位置向第2位置的移动量为1.5mm以下,使定影辊60旋转时,由于环形带83从动于定影辊60旋转,所以支撑辊81、82的热量传递到定影辊60上。但是,由于与第1位置的情况相比,环形带83与定影辊60的接触宽度(加热咬入宽度)较窄,支撑辊81、82的热量与第1位置的情况相比不易传递到定影辊60上而尽早地进行定影辊60的温度降低。进而,由于环形带83从动于定影辊60旋转,所以能够防止环形带83的与支撑辊81、82的接触部分过热(过升温)。
图7(c)表示在支撑辊81、82位于第2位置时,环形带83与定影辊60不接触而分离的状态。在支点114从第1位置向第2位置的移动量为4mm以上的情况下,环形带83与定影辊60不接触而分离。因此,不进行从外部加热装置80向定影辊60的供热。
而且,在本实施方式中,例如在待机时或电源切断时等环形带83以及支撑辊81、82的温度低于定影动作时的低温的情况下,移动控制部90c将支撑辊81、82的位置设定在第2位置。例如,在热敏电阻86a、86b的检测温度低于将定影辊60加热到定影温度的温度的情况下,移动控制部90c将支撑辊81、82的位置设定在第2位置。或者,在使环形带83离开定影辊60的状态下使定影辊60的旋转停止后、下一次图像形成前,与环形带83的温度无关而将支撑辊81、82作为第2位置,保证环形带83离开定影辊60的状态。
这样一来,可抑制环形带83因成为低温而热收缩,在环形带83上带有与支撑辊81、82的形状相对应的弯曲瑕疵,能够抑制因该弯曲取疵而产生的旋转不良。
也就是说,在环形带83上作用有大的张力的状态下长时间放置时,在环形带83上带有与支撑辊81、82的形状相对应的弯曲瑕疵。而且,当带有这种弯曲瑕疵时,即使在下一次的旋转开始时定影辊60旋转,环形带83也打滑而不顺利地旋转,有可能不能够向定影辊60供给充分的热量。
因此,在环形带83成为低温的情况下,由于通过将支撑辊81、82的位置设定在第2位置,支撑辊81、82的轴间距离固定,所以可抑制架设在支撑辊81、82上的环形带83的张力松缓而在环形带83上产生弯曲瑕疵,从而能够抑制旋转不良。
特别是,在定影装置40捆包输送时,或者在使定影装置40脱离图像形成装置1主体的状态下,环形带83将以同一架设状态长时间放置。因此,在环形带83的张力较高的状态下,在环形带83上显著产生支撑辊81、82所形成的弯曲瑕疵。因此,在定影装置40捆包输送时,或者在使定影装置40脱离图像形成装置1主体时,优选地是通过将支撑辊81、82设定在第2位置,使作用在环形带83上的张力小于位于第1位置的状态时的张力,抑制在环形带83上带有弯曲瑕疵。这样一来,能够在向图像形成装置1主体上安装时使环形带83顺利地旋转,适当地进行向定影辊的供热。
而且,在本实施方式中,在环形带83的温度低于定影动作时的设定温度的状态(例如长时间待机后或接通电源后)下开始图像形成动作时,环形带83和支撑辊81、82升温到定影动作时的设定温度前,移动控制部90c使支撑辊81、82从第2位置移动到第1位置。
在使环形带83上升到定影动作时的设定温度后与定影辊60相接触的情况下,定影辊60表面的很少一部分被急剧加热。因此,定影辊60的构成材料有可能因局部的热膨胀而剥离、劣化。
因此,通过环形带83和支撑辊81、82在升温到定影动作时的设定温度(图像形成温度)或者升温结束温度之前移动到第1位置,温度控制部90a点亮支撑辊81、82的卤素灯86a、86b,支撑辊81、82以温度低于设定温度的状态经由环形带83与定影辊60抵接,从而能够防止定影辊60的表面的局部被急剧加热。而且,由于在支撑辊81、82以及环形带83升温的同时对定影辊60进行加热,所以能够使定影辊60的温度在短时间内上升,无滞后地向定影辊60的表面充分供给图像形成(定影)所必须的热量。另外,既可以在点亮卤素灯86a、86b之后移动到第1位置,也可以在移动到第1位置后再点亮卤素灯。
另外,定影辊60的表面温度的降低效果,以及带是否随动于定影辊60旋转因环形带83与定影辊60的接触宽度(加热咬入宽度)和两部件的压接力,环形带83的旋转阻力(旋转的容易性)而变化。其备条件依赖于接触部分的表面材质,温度,圆周速度,带周长与轴间距离的关系,支点114的位置,以及环形带83的卷绕瑕疵(弯曲瑕疵)等。因此,优选地是在组装了定影装置40的各部件的状态下对支点114的分离长度适当调整而确定。
而且,在本实施方式所涉及的带移动装置110中,支撑辊81、82的轴间距离因侧架111而固定,该侧架111移动,从而能够尽早地使支撑辊81、82以及环形带83与定影辊60的相对距离一体改变。
而且,在本实施方式中,在支撑辊8、82位于第1位置时,支撑辊81、82经由环形带83以规定的负荷压接在定影辊60上。这样一来,环形带83向定影辊60的抵接状态稳定,能够使环形带83的旋转驱动稳定。而且,环形带83与定影辊60的压接力增加,能够使向定影辊60的供热量增加。
另外,在本实施方式中,虽然构成为在第1位置支撑辊81、82经由环形带83压接在定影辊60上,但并不仅限于此,也可以构成为在第1位置,在环形带83上的支撑辊81、82朝向卷绕部的外周面与定影辊60之间形成间隙。即使是在这种情况下,第2位置与第1位置相比,处于支撑辊81、82相对于定影辊60离开的位置。根据这种结构,由于在第2位置定影辊60与环形带80的接触面积比在第1位置的接触面积小,所以能够抑制向定影辊60的导热。而且,在发生卡纸时,或电源突然切断、停电等情况下,存在不能够使支撑辊81、82立即移动,支撑辊81、82以高温的状态维持在第1位置上的情况。即使在这种情况下,根据上述的结构,由于在第1位置支撑辊81、82不与定影辊60抵接,所以能够防止因定影辊60的过升温而产生的表面分模层、弹性层热劣化。而且,在产生了支撑辊81、82的过冲击的情况下也一样,能够防止因定影辊60的过升温而产生的表面分模层、弹性层热劣化。
而且,在本实施方式中,将第2位置设定成即使是在使支撑辊81、82移动到第2位置时,环形带83也与定影辊60相接触。
在构成为使环形带83完全离开定影辊60的情况下,要增大支撑辊81、82从第1位置向第2位置的移动量。而且,为了防止在第2位置带限制部件121、122移动到与定影辊60的圆周面抵接的位置,必须要增大带限制部件121、122的外径。但是,当增加带限制部件121、122的外径时,悬架辊之间的带限制部件将产生干扰。
相对于此,如上所述,由于通过构成为在通过带移动装置110使支撑辊81、82最远离定影辊60的位置、即第2位置,环形带83与定影辊60相接触,能够减小带限制部件121、122的外径,所以能够防止支撑辊81、82之间的带限制部件121、122的干扰。
而且,由于通过在第2位置使环形带83的一部分与定影辊60抵接,能够减小使支撑辊81、82在第1位置与第2位置之间移动时的支点114的移动量,所以臂112的移动顺利,可减小偏心凸轮113的大小以及偏心凸轮113的驱动力,能够实现定影装置40的小型化和省电化。而且,能够尽早进行第1位置与第2位置之间的移动。
另外,若在第2位置处的支撑辊81、82与定影辊60的间隔为1mm以上,则能够防止定影辊60的表面被支撑辊81、82局部加热。进而,与支撑辊81、82不离开定影辊60时相比,能够降低定影温度。而且,若在第2位置处的支撑辊81、82与定影辊60的距离为2mm以下,则环形带83随动于定影辊60的旋转而旋转,能够抑制支撑辊81、82所产生的定影辊60的局部加热。
而且,在本实施方式中,即使在支撑辊81、82位于第2位置时,在环形带83与定影辊60接触时也随动旋转。这样一来,由于能够降低定影辊60与环形带83的滑擦,所以可防止环形带83以及定影辊60表面的磨损,而且能够抑制摩擦带电。也就是说,能够防止因环形带83在限制了旋转的状态下与定影辊60接触而两部件在接触部剧烈滑擦,两部件表面的磨损和摩擦带电剧烈而导致的定影图像品位降低。
而且,在实施方式中,与记录纸的正面(记录纸上形成调色剂像的面)接触的定影辊60具有弹性层。这样一来,能够适当地保持定影咬入宽度,使调色剂像充分稳定,同时能够获得均匀的高品位图像。而且,即使是调色剂量较多,也能够适当地剥离定影辊60与记录纸。进而,能够防止在连续输出时产生定影辊60的温度降低,获得高成品率。
而且,在本实施方式中,在记录纸的背面(记录纸上未形成调色剂像一侧的面)相接触的加压辊70具有弹性层。这样一来,能够确保定影咬入宽度,使调色剂像充分定影。而且,能够防止在连续输出时产生加压辊70的温度降低,获得高的成品率。进而,由于与记录纸上的调色剂像相接触的定影辊60采用耐久性高的部件,所以能够延长定影装置40(定影辊60)的寿命。另外,在本实施方式中,虽然对在定影辊60上设置了弹性层的结构进行了说明,但并不仅限于此,例如,也可以不设置弹性层,而采用在金属芯上形成有分模层的硬辊。而且,还可以将加压辊70制成不具备弹性层的硬辊。
而且,在本实施方式中,通过移动控制部90c使支撑辊81、82在第1位置和第2位置之间移动,使环形带83与定影辊60的接触面积(加热咬入宽度)变化,从而控制从外部加热装置80向定影辊60的供热量。
在支撑辊81、82位于第1位置时,加热咬入宽度变宽,能够使从环形带83向定影辊60的供热量更多。因此,例如在连续过纸时也能够防止定影辊60的温度降低。
在支撑辊81、82位于第2位置时,由于加热咬入宽度变窄(或者环形带83离开定影辊60),所以能够控制从环形带83向定影辊60的供热量。这样一来,例如在使定影辊60的温度设定下降时,或者减少单位时间的定影张数(过纸张数)时,能够防止朝向定影辊60的供热过剩,定影辊60高于设定温度。因此,能够防止因定影辊60的温度过高而产生的热偏移或转引材料(记录纸)的卷绕、因光泽异常引起的图像品位的降低等。
另外,在本实施方式中,虽然支撑辊81、82的轴间距离为一定,但并不仅限于此,也可以使轴间距离可变。例如图8(a)和图8(b)所示,支撑辊81、82的轴间距离在第1位置和第2位置变化,在第1位置以规定的推压力(弹簧力)对支撑辊81、82向定影辊60的方向施力,从而形成规定的加热咬入宽度。
具体地说,例如图8(c)所示,通过设置在侧架111上的长孔119保持轴承117、118,使轴承117、118能够与环形带83与定影辊60的接触状态(加热咬入宽度)相对应地在长孔119的范围内移动,从而使支撑辊81、82的轴间距离可变即可。
在这种情况下,如图8(a)所示,在第1位置,支撑辊81、82经由环形带83抵接在定影辊60上,作用在环形带83上的张力和支撑辊81、82与定影辊60的抵接状态(经由环形带83的抵接状态)平衡而决定支撑辊81、82的位置(轴间距离)。
另一方面,在第2位置,由于支撑辊81、82离开定影辊60,所以轴承117、118在环形带83的张力作用下沿着长孔119向轴间距离变窄的方向移动,抵按在长孔119的端部上,从而决定支撑辊81、82的轴间距离。因此,如图8(b)所示,在环形带83松缓的状态下,轴承117、118抵接在侧架111的长孔119上,决定支撑辊81、82的位置。
在支撑辊81、82的轴间距离为固定的情况下,如果是在使环形带83压接在定影辊60上的按压力,作用在环形带83上的张力,支撑辊81、82的轴间距离,以及定影辊60表面的曲率为匹配的条件,则不能够使支撑辊81、82经由环形带83抵接在定影辊60上。而且,在支撑辊81、82不抵接在定影辊60上的情况下,从外部加热装置80向定影辊60的导热能力降低。相对于此,通过上述那样使轴间距离可变,能够在第1位置经由环形带83使支撑辊81、82和定影辊60可靠地压接,进行适当的导热。
进而,如图8(b)所示,在第2位置,能够使环形带83为几乎不作用有张力的松缓状态,即使在例如长时间放置的情况下,也能够防止在环形带83上产生弯曲瑕疵(变形瑕疵)。
而且,在本实施方式中,对备有两个支撑辊81、82,各支撑辊81、82的外径相同,在各支撑辊81、82的内部设有卤素灯(发热体)86a、86b的结构进行说明,但并不仅限于此,本发明也适用于任意形态的外部加热带方式的定影装置。例如。也可以备有三个以上支撑辊。而且,各支撑辊的外径也可以不同。进而,还可以包括不备有发热体的支撑辊。而且,发热体可以是在与各支撑辊的内部不同的位置。而且,还可以是在定影动作时,任一个支撑辊(架带辊)均不压接在定影辊60上,而仅是环形带83抵接在定影辊60上。
(实施方式2)
对本发明的其他实施方式加以说明。另外,为了便于说明,对于具有与在实施方式1中所说明的各部件相同的功能的部件采用与实施方式1相同的附图标记,省略其说明。
本实施方式在备有对加压辊70的圆周面进行加热的外部加热装置这一点上与实施方式1不同。也就是说,本实施方式所涉及的定影装置40在定影咬入部上备有抵接在与记录纸的背面(未形成未定影特性的面)相接触的加压辊70的圆周面上、对该加压辊70的圆周面进行加热的外部加热装置。
图9(a)和图9(b)为表示加压辊70以及对加压辊70的圆周面进行加热的外部加热装置130的结构的说明图。另外,图9(a)表示外部加热装置130所备有的支撑辊132位于后述的第1位置的情况,图9(b)表示支撑辊132位于后述的第2位置的情况。
如这些附图所示,外部加热装置130包括:第1支撑辊131,第2支撑辊(加热辊)132,环形带133,以及带移动装置(移动装置)140。
环形带133架设在各支撑辊131、132上,与各支撑辊131、132的圆周面抵接。环形带133设置在相对于定影咬入部为加压辊70的旋转方向上游一侧,在支撑辊132位于后述的第1位置时,被规定的按压力(在本实施方式中为40N)压接在加压辊70上。这样一来,在与加压辊70之间形成加热咬入部(环形带133与加压辊70的抵接部,加压辊70的圆周方向的宽度20mm)。
而且,环形带133因抵接在旋转的加压辊70的圆周面上而从动于加压辊70旋转。这样一来,各支撑辊131、132向与加压辊70的旋转方向相反的方向(图3中的K方向)旋转。也就是说,当控制装置90控制定影辊60的旋转驱动装置91,驱动定影辊60旋转时,加压辊70从动于定影辊60旋转,在环形带133与加压辊70相接触的部分的摩擦力作用下,环形带133从动于加压辊70移动,支撑辊131、132以及环形带133旋转。
环形带133、支撑辊131、132与实施方式1的外部加热装置80所备有的环形带81、支撑辊81、82相同。但在支撑辊131的内部不具备卤素灯,而是在支撑辊132的内部具备卤素灯。另外,在环形带133的与支撑辊132的抵接部处的外周面上具备温度检测装置(未图示),基于该温度检测装置的检测结果,控制装置90对朝向支撑辊132的内部所备有的卤素灯的电力供给量,以及带移动装置140进行的支撑辊131、132的移动位置等进行控制。
各支撑辊131、132在带移动装置140的作用下经由环形带133以规定的负荷推压在加压辊70的圆周面上。这样一来,环形带133的表面与加压辊70的圆周面相接触,在环形带133的表面与加压辊70的圆周面之间形成咬入部(加热咬入部)。另外,环形带133的表面与加压辊70的圆周面之间的加热咬入宽度为20mm(沿着加压辊70的圆周方向的宽度)。
带移动装置140包括侧架141,臂142,偏心凸轮143,螺旋弹簧144,以及支点(支点部件)145。
侧架141分别设置在支撑辊131、132的两端侧,经由来图示的轴承对支撑辊131、132进行支撑,使其能够旋转。另外,轴承既可以与实施方式1的外部加热装置80所备有的轴承117、118同样地固定了轴间距离,轴间距离也可以是可变的。
而且,该侧架141固定在臂142上。进而,臂142通过支点145枢轴支撑在定影装置40的框架(未图示)上,能够相对于与支撑辊131、132的轴向基本垂直的方向旋转。另外,该支点145设置在与支撑辊131的旋转轴一致的位置上。因此,即使臂142以支点145为中心旋转,支撑辊131的位置(支撑辊131与加压辊70的轴间距离)也不变化。因此,支撑辊131与加压辊70的轴间距离设成两辊经由环形带133以规定的压力压接。而且,在臂142上隔着支撑辊132的支点145相反一侧的位置上安装有螺旋弹簧144,在该螺旋弹簧144的作用下,安装在臂142上的侧架141向加压辊70的方向受力。
偏心凸轮143与臂142的端部附近抵接。该偏心凸轮143通过控制装置90控制未图示的马达等驱动机构而被驱动旋转。这样一来,控制装置90对上述驱动机构进行控制,使偏心凸轮143旋转,能够如图9(a)所示,使支撑辊132移动到第1位置,使该支撑辊131、132压接在加压辊70上,或者使偏心凸轮143从此处旋转180度,如图9(b)所示,使支撑辊132移动到第2位置,使支撑辊132离开加压辊70。另外,在第2位置,支撑辊131也压接在加压辊70上。
另外,在支撑辊131、132与该支撑辊131、132的两端所备有的轴承之间,与实施方式1中的外部加热装置80所备有的带限制部件121、122同样地设有带限制部件(未图示)。也就是说,在支撑辊131、132的轴向两端侧备有带限制部件,其自支撑辊131、132的圆周面起的高度大于第2位置处的支撑辊131、132与加压辊70的间隔。
如上所述,在本实施方式中,仅在两个支撑辊131、132中的支撑辊132中备有卤素灯,通过带移动装置140,使设置了卤素灯的支撑辊132经由环形带133与加压辊70抵接、离开。
这样一来,控制装置90所备有的移动控制部90c能够控制支撑辊132的位置(相对于加压辊70的相对位置),并控制朝向加压辊70的供热量。例如,通过将支撑辊132的位置作为第2位置,能够使加压辊70的表面温度迅速降低,而且,能够降低加压辊70表面的温度不均。
另外,例如在移动控制部90c相对于一张~五张左右的少量的记录纸连续进行印字动作的情况下,也可以将支撑辊132的位置设定成第2位置。这样一来,能够防止加压辊70的过升温,防止画质降低等不良情况。
也就是说,在相对于少量的记录纸进行印字动作的情况下,在从图像形成动作开始到排纸结束的期间,实际记录纸经过定影咬入部的时间比例很短。因此,压接在高温的定影辊60上旋转的加压辊70的温度容易上升。在这种状况下,当外部加热装置130以较大的接触面积与加压辊70接触时(支撑辊131设定在第1位置时),加压辊70的温度上升到高于定影动作时的设定温度(例如上升到160℃左右)。而且,当产生这种过升温时,图像的光泽过高,或者产生微小的热偏移,图像品位降低。特别是在调色剂像形成在记录纸的第1面之后,在其背面的第2面上形成第2图像的双面印字的情况下,首先印字的第1面在第2面的定影时与加压辊70相接触。此时,如果加压辊70的温度过高,则第1面的图像的光泽就过高,成为闪耀的印像,图像品位降低。
因此,移动控制部90c在例如六张以上的连续过纸时将支撑辊132作为第1位置,扩大环形带83与加压辊70的接触面积,在五张以下的图像形成时使支撑辊132向第2位置移动,从而可防止加压辊70的过升温,能够防止图像品位的降低。
而且,也可以是移动控制部90c在双面印字时使支撑辊132移动到第2位置。在相对于双面印字时的第2面的定影时,因相对于第1面的定影处理,记录纸的温度增高。因此,向第2面进行的定影处理时热量从加压辊70向记录纸的移动量比向第1面进行的定影处理时少。因此,通过在双面印字时使支撑辊132向第2位置移动,能够减小环形带133与加压辊70的接触面积,防止加压辊70的过升温。
而且,由于仅使两个支撑辊131、132中的支撑辊132分离,所以可减小臂142的移动距离,能够实现定影装置40的小型化,以及带移动装置(接近、离开机构)130的省电化。
而且,由于支撑辊131始终以规定的压力压接在加压辊70上,所以能够与臂142的位置无关地使环形带133可靠地从动于加压辊70旋转。
而且,由于支撑辊131与臂142的位置无关地始终压接在加压辊70上,所以即使在使支撑辊132移动到第2位置的情况下,也能够防止设置在支撑辊131的两端侧的带限制部件移动到与加压辊70的圆周面抵接的位置。
另外,带限制部件并不是一定要与支撑辊131和132双方相对应地设置。但在将带限制部件设置在支撑辊132的两端侧上的情况下,优选地是使该带限制部件自支撑辊132表面起的高度大于第2位置的加压辊70与支撑辊132的间隔。这样一来,能够防止带限制部件移动到与加压辊70的圆周面抵接的位置。
而且,在上述各实施方式中,对在定影辊60(在定影咬入部与记录纸上形成有未定影图像的面抵接的辊)或者加压辊70(在定影咬入部与记录纸上未形成未定影图像的面抵接的辊)中的某一个上设置外部加热装置的结构进行说明,但也可以在定影辊60以及加压辊70的各自上设置外部加热装置。在定影辊60和加压辊70的各自上设置外部加热装置的情况下,即使是在连续过纸时、待机时,均能够高精度地控制定影辊60和加压辊70双方的表面温度。这样一来,能够在获得高品位的图像的同时连续获得高成品率。
而且,既可以采用实施方式1的外部加热装置80以取代实施方式2的外部加热装置130,也可以采用实施方式2的外部加热装置130以取代实施方式1的外部加热装置80。
而且,在本实施方式中,对采用输送带输送纸的图像形成装置进行了说明,但图像形成装置的结构并不仅限于此。只要是电子照相方式的图像形成装置即可以适用本发明,例如,既可以是采用中间转印带的结构,也可以是从感光体转印在记录纸上的结构。而且,既可以形成单色图像,也可以形成多色图像。
而且,在上述各实施方式中,控制装置90是由控制用集成电路基板构成的,但并不仅限于此,也可以是采用CPU等的程序控制器,通过软件实现控制装置90所备有的各控制部的功能。在这种情况下,控制装置90由执行实现各功能的控制程序命令的CPU(centralprocessing unit),储存上述程序的ROM(read only memory),展开上述程序的RAM(random assess memory),以及储存上述程序和各种数据的储存器等存储装置(记录介质)等构成。而且,本发明的目的是通过将能够由计算机读取地记录了实现上述功能的软件、即控制装置90的控制程序的程序码(执行形式的程序,中间码程序,源程序)的记录介质提供给上述控制装置90,其计算机(或者CPU或MPU)读出并执行记录在记录介质上的程序码而达到的。
作为所述记录介质,例如能够采用磁带或卡带等带系,软盘/硬盘等磁盘或包括CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等光盘的盘系,IC卡(包括存储卡)/光卡等卡系,或者掩模ROM/EPROM/EEPROM/闪存ROM等半导体存储器系等。
而且,也可以构成为能够将控制装置与通讯网络连接,经由通讯网络提供上述程序。对这种通讯网络并没有特别限定,例如可利用互联网,内部网,外部网,LAN,ISDN,VAN,CATV通讯网,假想专用网(virtual private network),电话回线网,移动通讯网,卫星通讯网等。而且,对构成通讯网的传送介质并没有特别限定,例如既可以利用IEEE1394,USB,电力线输送,光纤TV回路,电话线,ADSL回线等有线,也可以利用IrDA或遥控那样的红外线,Bluetooth(注册商标),802.11无线,HDR,携带电话网,卫星回线,地上波数字网等无线。另外,本发明即使是通过电子传送将上述程序码具体化,并埋入输送波的计算机数据信号(数字信号列)的形态也可以实现。
而且,在上述各实施方式中,采用了辊形状的定影部件(定影辊)以及加压部件(加压辊),但并不仅限于此,例如也可以采用带状的部件。
如上所述,本发明的定影装置包括:定影部件,加压部件,以及外部加热装置,所述外部加热装置对可旋转地架设在多个支撑辊上的带进行加热,通过与作为被加热部件的上述定影部件或者加压部件的圆周面抵接而对上述被加热部件进行加热,上述定影部件与上述加压部件夹持着记录材料进行输送,使上述记录材料上的未定影图像在热和压力的作用下定影在该记录材料上,其特征是,具备移动装置和限制部件,所述移动装置使上述多个支撑辊中的至少一个支撑辊相对于上述被加热部件的相对位置在上述带至少在与上述各支撑辊的非接触部上与上述被加热部件相接触的第1位置,和上述带与上述被加热部件的接触面积比上述第1位置时小的第2位置之间移动,所述限制部件设置在上述支撑辊上与上述被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在上述带的端部上而限制该带的上述轴向的位置,在上述至少一个支撑辊位于第2位置时,上述限制部件在上述支撑辊上自与上述被加热部件的对置面起的高度大于具备该限制部件的支撑辊与上述被加热部件的间隔。
根据上述的结构,具备移动装置,该移动装置使至少一个支撑辊相对于被加热部件的相对位置在带至少在与各支撑辊的非接触部上与被加热部件相接触的第1位置,和带与被加热部件的接触面积比该第1位置时小的第2位置之间移动。这样一来,能够使带与被加热部件的接触面积(加热咬入宽度)变化,控制从外部加热装置向被加热部件的供热量。
而且,在上述的结构中,具备限制部件,该限制部件设置在支撑辊上与被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在带的端部上而限制该带的轴向的位置。这样一来,能够限制带的轴向的位置,使带顺利地旋转。
而且,支撑辊上自与被加热部件的对置面起的限制部件的高度大于具备该限制部件的支撑辊与被加热部件的间隔。因此,能够防止限制部件移动到被加热部件与支撑辊的对置区域,适当地控制带与被加热部件的接触面积。
另外,也可以构成为对上述带进行加热时的上述限制部件与上述带的间隔在5mm以内。
在上述带的两端部上不与被加热部件相接触的区域的宽度大的情况下,由于在该区域不进行从带向被加热部件的导热,所以该区域的温度非常高。其结果,带的热劣化加剧,耐久性降低,有可能因与限制部件抵接而破损。相对于此,在上述的结构中,在对上述带进行加热时的上述限制部件与上述带的间隔在5mm以内。也就是说,带上从与被加热部件的对置区域向上述轴向的伸出量(带与被加热部件的非接触区域的宽度)最大为5mm以下。这样一来,能够抑制带的过升温,充分确保带的耐久性。
而且,上述限制部件也可以能够在上述带的旋转方向上旋转。
在限制部件的旋转受到约束的情况下,由于带的端部继续在限制部件上单一的部位上滑擦,所以在限制部件上形成与带的端部的厚度相对应的槽。而且,由于带嵌入该槽内旋转,所以在带上产生过大的应力,带的耐久性降低。相对于此,根据上述的结构,由于限制部件能够沿着带的旋转方向旋转,所以能够防止带仅在限制部件的单一部位上继续滑擦,因此能够防止形成上述的槽,从而能够防止带的耐久性降低。
而且,上述限制部件也可以构成为该支撑辊能够在上述支撑辊的轴向上与该支撑辊独立地移动。
在限制部件向相对于支撑辊的轴向的相对移动受到约束的情况下,限制部件的轴向的位置因向支撑辊的轴向偏靠或者支撑辊的热伸缩而变动。相对于此,根据上述的结构,由于上述限制部件能够在上述支撑辊的轴向上与该支撑辊独立地移动,所以可不受支撑辊的偏靠和热膨胀左右地规定带的轴向位置,能够高精度地对被加热部件与带的相对位置进行定位。
而且,本发明的定影装置包括:定影部件,加压部件,以及外部加热装置,所述外部加热装置对可旋转地架设在多个支撑辊上的带进行加热,通过与作为被加热部件的上述定影部件或者加压部件的圆周面抵接而对上述被加热部件进行加热,上述定影部件与上述加压部件夹持着记录材料进行输送,使上述记录材料上的未定影图像在热和压力的作用下定影在该记录材料上,其特征是,具备移动装置和限制部件,所述移动装置使上述多个支撑辊中的至少一个支撑辊相对于上述被加热部件的相对位置在上述带至少在与上述各支撑辊的非接触部上与上述被加热部件相接触的第1位置,和上述带与上述被加热部件的接触面积比上述第1位置时小的第2位置之间移动,所述限制部件设置在上述支撑辊上与上述被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在上述带的端部上而限制该带的上述轴向的位置,上述各支撑辊的轴间距离为一定,在将设置了上述限制部件的支撑辊的圆周面与相对于该支撑辊为带的旋转方向上游一侧邻接的支撑辊的圆周面的切线中远离上述被加热部件一侧的切线设为公共切线L,将该公共切线L与设置了上述限制部件的支撑辊的圆周面的切点设为P时,上述至少一个支撑辊位于第2位置时的上述切点P与上述带在垂直于上述公共切线L的方向上的间隔比上述限制部件从上述切点P朝向垂直于上述公共切线L的方向的高度小。
根据上述的结构,由于上述至少一个支撑辊位于第2位置时的上述切点P与上述带的垂直于上述公共切线L的方向上的间隔比上述限制部件从上述切点P朝向上述垂直于上述公共切线L的方向的高度小,所以即使在使带旋转的状态使支撑辊移动,或者在第2位置使带旋转,也能够防止带骑在限制部件上地使其适当旋转。因此,由于能够在使带旋转的状态下使支撑辊移动,所以能够与图像形成动作同时地进行从带向被加热部件的供热量的调整。而且,由于在使支撑辊移动时无需停止被加热部件的旋转,所以能够保持被加热部件的表面温度均匀。
另外,在上述任一种定影装置中,也可以构成为上述各支撑辊的轴间距离为一定,在上述至少一个支撑辊位于第2位置时,设置了上述限制部件的支撑辊的圆周面与相对于该支撑辊为带的旋转方向上游一侧邻接的支撑辊的圆周面的公共切线,和设置了上述限制部件的支撑辊的圆周面的切点位置与上述带的垂直于上述公共切线的方向上的间隔小于上述限制部件自上述切点位置起的高度。
根据上述的结构,能够防止带骑在限制部件上地使其适当旋转。因此,由于能够在使带旋转的状态下使支撑辊移动,所以能够与图像形成动作同时地进行从带向被加热部件的供热量的调整。而且,由于在使支撑辊移动时无需停止被加热部件的旋转,所以能够保持被加热部件的表面温度均匀。
而且,在上述任一种定影装置中,也可以构成为具备驱动上述被加热部件旋转的旋转驱动装置和控制上述移动装置以及上述旋转驱动装置的动作的控制部,在使上述被加热部件的旋转停止时,上述控制部使上述支撑辊移动到比第1位置更远离上述被加热部件的位置。
上述带以及上述支撑部件被加热到高于作为加热对象的被加热部件的高温。因此,在使被加热部件的旋转停止的状态下将支撑辊置于第1位置时,被加热部件经由带与支撑辊抵接的部分(或者被加热部件上与支撑辊接近的部分)的温度增高,在被加热部件上产生温度不均,存在定影图像上产生光斑,使图像品位降低的情况。相对于此,根据上述的结构,由于在被加热部件的旋转停止时支撑辊位于比第1位置的情况更远离被加热部件的位置上,所以可防止被加热部件的温度不均的产生,能够获得均匀、高品位的图像。
而且,也可以构成为具备检测上述带的温度的温度检测装置和控制上述移动装置的动作的控制部,在上述带的温度为比用于加热上述被加热部件的温度低的规定温度以下时,上述控制部使上述支撑辊移动到第2位置。
根据上述的结构,在带的温度为低于用于加热被加热部件的温度的规定温度以下的情况下,上述控制部使支撑辊移动到第2位置。这样一来,由于在第2位置带与被加热部件的接触面积较小,所以与第1位置时相比,作用在带上的张力较小,所以可抑制带因成为低温而热收缩,在该带上带有与支撑辊的形状相对应的弯曲瑕疵,能够抑制因弯曲瑕疵所产生的旋转不良。
而且,也可以构成为具备控制上述移动装置的动作的控制部,在开始上述被加热部件的加热时,上述带升温到用于将上述被加热部件加热到定影温度的温度之前,上述控制部使上述支撑辊移动到上述第1位置。
根据上述的结构,在带升温到用于将被加热部件加热到定影温度(定影动作时的设定温度)的温度之前,使支撑辊移动到第1位置,所以可抑制被加热部件的表面局部被急剧地加热,可防止被加热部件的构成材料因局部的热膨胀而剥离、劣化。而且,可一边使带升温一边对被加热部件进行加热,能够使被加热部件的温度在短时间内上升。
而且,也可以构成为在上述第1位置,上述支撑辊经由上述带压接在上述被加热部件上。
根据上述的结构,可在第1位置使带与被加热部件的压接状态稳定,能够驱动带适当地旋转。而且,能够使带与被加热部件的压接力增加,从而使向被加热部件上的供热量增加。
而且,也可以构成为在上述第2位置,上述带的一部分与上述被加热部件相接触。
根据上述的结构,由于与在第2位置使带完全离开被加热部件的情况相比,能够使支撑辊从第1位置向第2位置的移动距离较短,所以能够使定影装置小型化,同时能够迅速地进行第1位置与第2位置之间的切换。而且,由于与在第2位置使带完全离开被加热部件的情况相比,能够使支撑辊与被加热部件的间隔较窄,所以能够减小限制部件的外径。因此,能够防止限制部件对其他的部件(例如设置在邻接的支撑辊上的限制部件)产生干扰。
根据上述的结构,由于带能够在被加热部件的旋转方向上旋转,所以能够在旋转的被加热部件与带接触的情况下防止两部件滑擦。这样一来,可抑制带表面以及被加热部件表面的磨损以及两部件的摩擦带电,从而能够防止磨损或摩擦带电所产生的定影图像的品位降低。
而且,上述定影部件可以为具有弹性层,并与上述记录材料上的未定影图像相接触的定影辊。
根据上述的结构,由于采用具有弹性层的定影辊,所以能够保持作为该定影辊与加压部件的抵接部的定影咬入部的宽度(定影咬入宽度)适当,使调色剂像充分稳定,获得均匀、高品位的图像。而且,即使在调色剂量较多的情况下,也能够使定影辊与记录材料容易剥离。进而,通过具备弹性层而能够使热容量增大,在连续输出时防止定影辊的温度降低,获得高的成品率。
而且,上述被加热部件可以为具有弹性层,并与上述记录材料上形成未定影图像的面的背面相接触的加压辊。
根据上述的结构,由于采用具有弹性层的加压辊,所以能够保持作为该加压辊与定影部件的抵接部的定影咬入部的宽度(定影咬入宽度)适当,使调色剂像充分稳定,获得均匀、高品位的图像。而且,通过具备弹性层而能够使热容量增大,在连续输出时防止加压辊的温度降低,获得高的成品率。进而,通过在加压辊上具备弹性层,能够在与记录材料上的调色剂像相接触的定影部件上采用耐久性高的部件,使定影装置长寿命化。
而且,也可以构成为具备两个上述外部加热装置,通过一个外部加热装置对上述定影部件进行加热,通过另一个外部加热装置对上述加压部件进行加热。
根据上述的结构,能够通过外部加热装置迅速地加热定影部件和加压部件。
本发明的图像形成装置的特征在于具备上述任一种定影装置。根据上述的结构,能够适当进行定影装置中的温度控制。
本发明的说明书中所说明的具体实施方式或者实施例不过是使本发明的技术内容明了,不应仅限定为其具体的内容而狭义地解释,能够在本发明的精神以及所记载的权利要求书的范围内进行各种变更而加以实施。
另外,本发明例如可适用于打印机,复印机,传真机,MFP(多功能打印机)等电子照相方式的图像形成装置中所备有的定影装置。
Claims (26)
1.一种定影装置,包括:定影部件,加压部件,以及外部加热装置,所述外部加热装置对可旋转地架设在多个支撑辊上的带进行加热,通过与作为被加热部件的所述定影部件或者加压部件的圆周面抵接而对所述被加热部件进行加热,所述定影部件与所述加压部件夹持着记录材料进行输送,使所述记录材料上的未定影图像在热和压力的作用下定影在该记录材料上,其特征是,
具备移动装置和限制部件,所述移动装置使所述多个支撑辊中的至少一个支撑辊相对于所述被加热部件的相对位置在所述带至少在与所述各支撑辊的非接触部上与所述被加热部件相接触的第1位置,和所述带与所述被加热部件的接触面积比所述第1位置时小的第2位置之间移动,所述限制部件设置在所述支撑辊上与所述被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在所述带的端部上而限制该带的所述轴向的位置,
在所述至少一个支撑辊位于第2位置时,所述限制部件在所述支撑辊上自与所述被加热部件的对置面起的高度大于具备该限制部件的支撑辊与所述被加热部件的间隔。
2.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,对所述带进行加热时的所述限制部件与所述带的间隔在5mm以内。
3.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,所述限制部件能够在所述带的旋转方向上旋转。
4.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,所述限制部件能够在所述支撑辊的轴向上与该支撑辊独立地移动。
5.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,
所述各支撑辊的轴间距离为一定,
在将设置了所述限制部件的支撑辊的圆周面与相对于该支撑辊为带的旋转方向上游一侧邻接的支撑辊的圆周面的切线中远离所述被加热部件一侧的切线设为公共切线(L),将该公共切线(L)与设置了所述限制部件的支撑辊的圆周面的切点设为(P)时,所述至少一个支撑辊位于第2位置时的所述切点(P)与所述带在垂直于所述公共切线(L)的方向上的间隔比所述限制部件从所述切点(P)朝向垂直于所述公共切线(L)的方向的高度小。
6.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,
具备驱动所述被加热部件旋转的旋转驱动装置和控制所述移动装置以及所述旋转驱动装置的动作的控制部,
在使所述被加热部件的旋转停止时,所述控制部使所述支撑辊移动到比第1位置更远离所述被加热部件的的位置。
7.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,
具备检测所述带的温度的温度检测装置和控制所述移动装置的动作的控制部,
在所述带的温度为比用于加热所述被加热部件的温度低的规定温度以下时,所述控制部使所述支撑辊移动到第2位置。
8.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,
具备控制所述移动装置的动作的控制部,
在开始所述被加热部件的加热时,所述带升温到用于将所述被加热部件加热到定影温度的温度之前,所述控制部使所述支撑辊移动到所述第1位置。
9.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,在所述第1位置,所述支撑辊经由所述带压接在所述被加热部件上。
10.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,在所述第2位置,所述带的一部分与所述被加热部件相接触。
11.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,在所述第2位置,所述带能够在所述被加热部件的旋转方向上旋转。
12.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,所述定影部件为具有弹性层,并与所述记录材料上的未定影图像相接触的定影辊。
13.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,所述加压部件为具有弹性层,并与所述记录材料上形成未定影图像的面的背面相接触的加压辊。
14.如权利要求1所述的定影装置,其特征是,具备两个所述外部加热装置,通过一个外部加热装置对所述定影部件进行加热,通过另一个外部加热装置对所述加压部件进行加热。
15.一种定影装置,包括:定影部件,加压部件,以及外部加热装置,所述外部加热装置对可旋转地架设在多个支撑辊上的带进行加热,通过与作为被加热部件的所述定影部件或者加压部件的圆周面抵接而对所述被加热部件进行加热,所述定影部件与所述加压部件夹持着记录材料进行输送,使所述记录材料上的未定影图像在热和压力的作用下定影在该记录材料上,其特征是,
具备移动装置和限制部件,所述移动装置使所述多个支撑辊中的至少一个支撑辊相对于所述被加热部件的相对位置在所述带至少在与所述各支撑辊的非接触部上与所述被加热部件相接触的第1位置,和所述带与所述被加热部件的接触面积比所述第1位置时小的第2位置之间移动,所述限制部件设置在所述支撑辊上与所述被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在所述带的端部上而限制该带的所述轴向的位置,
所述各支撑辊的轴间距离为一定,
在将设置了所述限制部件的支撑辊的圆周面与相对于该支撑辊为带的旋转方向上游一侧邻接的支撑辊的圆周面的切线中远离所述被加热部件一侧的切线设为公共切线(L),将该公共切线(L)与设置了所述限制部件的支撑辊的圆周面的切点设为(P)时,所述至少一个支撑辊位于第2位置时的所述切点(P)与所述带在垂直于所述公共切线(L)的方向上的间隔比所述限制部件从所述切点(P)朝向垂直于所述公共切线(L)的方向的高度小。
16.如权利要求15所述的定影装置,其特征是,
具备驱动所述被加热部件旋转的旋转驱动装置和控制所述移动装置以及所述旋转驱动装置的动作的控制部,
在使所述被加热部件的旋转停止时,所述控制部使所述支撑辊移动到比第1位置更远离所述被加热部件的的位置。
17.如权利要求15所述的定影装置,其特征是,
具备检测所述带的温度的温度检测装置和控制所述移动装置的动作的控制部,
在所述带的温度为比用于加热所述被加热部件的温度低的规定温度以下时,所述控制部使所述支撑辊移动到第2位置。
18.如权利要求15所述的定影装置,其特征是,
具备控制所述移动装置的动作的控制部,
在开始所述被加热部件的加热时,所述带升温到用于将所述被加热部件加热到定影温度的温度之前,所述控制部使所述支撑辊移动到所述第1位置。
19.如权利要求15所述的定影装置,其特征是,在所述第1位置,所述支撑辊经由所述带压接在所述被加热部件上。
20.如权利要求15所述的定影装置,其特征是,在所述第2位置,所述带的一部分与所述被加热部件相接触。
21.如权利要求15所述的定影装置,其特征是,在所述第2位置,所述带能够在所述被加热部件的旋转方向上旋转。
22.如权利要求15所述的定影装置,其特征是,所述定影部件为具有弹性层,并与所述记录材料上的未定影图像相接触的定影辊。
23.如权利要求15所述的定影装置,其特征是,所述加压部件为具有弹性层,并与所述记录材料上形成未定影图像的面的背面相接触的加压辊。
24.如权利要求15所述的定影装置,其特征是,具备两个所述外部加热装置,通过一个外部加热装置对所述定影部件进行加热,通过另一个外部加热装置对所述加压部件进行加热。
25.一种图像形成装置,具备定影装置,所述定影装置包括:定影部件,加压部件,以及外部加热装置,所述外部加热装置对可旋转地架设在多个支撑辊上的带进行加热,通过与作为被加热部件的所述定影部件或者加压部件的圆周面抵接而对所述被加热部件进行加热,所述定影部件与所述加压部件夹持着记录材料进行输送,使所述记录材料上的未定影图像在热和压力的作用下定影在该记录材料上,其特征是,
所述定影装置具备移动装置和限制部件,所述移动装置使所述多个支撑辊中的至少一个支撑辊相对于所述被加热部件的相对位置在所述带至少在与所述各支撑辊的非接触部上与所述被加热部件相接触的第1位置,和所述带与所述被加热部件的接触面积比所述第1位置时小的第2位置之间移动,所述限制部件设置在所述支撑辊上与所述被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在所述带的端部上而限制该带的所述轴向的位置,
在所述至少一个支撑辊位于第2位置时,所述限制部件在所述支撑辊上自与所述被加热部件的对置面起的高度大于具备该限制部件的支撑辊与所述被加热部件的间隔。
26.一种图像形成装置,具备定影装置,所述定影装置包括:定影部件,加压部件,以及外部加热装置,所述外部加热装置对可旋转地架设在多个支撑辊上的带进行加热,通过与作为被加热部件的所述定影部件或者加压部件的圆周面抵接而对所述被加热部件进行加热,所述定影部件与所述加压部件夹持着记录材料进行输送,使所述记录材料上的未定影图像在热和压力的作用下定影在该记录材料上,其特征是,
具备移动装置和限制部件,所述移动装置使所述多个支撑辊中的至少一个支撑辊相对于所述被加热部件的相对位置在所述带至少在与所述各支撑辊的非接触部上与所述被加热部件相接触的第1位置,和所述带与所述被加热部件的接触面积比所述第1位置时小的第2位置之间移动,所述限制部件设置在所述支撑辊上与所述被加热部件的对置部的轴向外侧,抵接在所述带的端部上而限制该带的所述轴向的位置,
所述各支撑辊的轴间距离为一定,
在将设置了所述限制部件的支撑辊的圆周面与相对于该支撑辊为带的旋转方向上游一侧邻接的支撑辊的圆周面的切线中远离所述被加热部件一侧的切线设为公共切线(L),将该公共切线(L)与设置了所述限制部件的支撑辊的圆周面的切点设为(P)时,所述至少一个支撑辊位于第2位置时的所述切点(P)与所述带在垂直于所述公共切线(L)的方向上的间隔比所述限制部件从所述切点(P)朝向垂直于所述公共切线(L)的方向的高度小。
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