CN101118407B - 定影装置,使用该定影装置的图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定影装置，即使包括将居里点大致设为定影温度的磁性发热层，也能够防止发热层过热，提高记录介质的分离性。通过作为感应加热电路的变换器高频驱动外部线圈2，产生高频磁场，该磁场使得主要由金属性材料形成的定影辊3上流动涡流，使得定影辊的温度上升。定影辊3包括金属芯3A、绝热弹性体层3B、整磁层3C、发热层3D、以及表层3E，整磁层3C与发热层3D分开设置，并且，由居里点为例如100-300℃的磁性体构成所述整磁层3C，通过加压辊4的推压产生变形，形成夹持部。通过设置整磁层3C，能够防止发热层3D等过热。而且，由于定影辊3侧容易形成凹状夹持部，因此，能够良好地使得记录介质S分离。

Description

定影装置，使用该定影装置的图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种定影装置以及使用该定影装置的图像形成装置。更具体地说，本发明涉及一种使用电磁感应加热方式的定影装置，以及使用该定影装置的图像形成装置。

背景技术

在复印机、打印机、传真装置、印刷机、以及上述装置的复合装置等图像形成装置中，使得潜像载置体上载置的调色剂像等可视图像转印到记录纸等记录介质上，从而得到图像输出。当调色剂像通过定影装置时，被加热、加压，通过溶解、浸透的作用定影在记录介质上。在定影装置所采用的加热方式中，有包括使用卤素灯作为发热源的加热辊，以及与该加热辊对向相接的加压辊，并且，能够构成定影夹持部的热辊定影方式；也有使用热容量比辊本身的热容量小的软片作为加热部件的软片定影方式；还有近年受到注目的使用电磁感应加热方式的定影方式，可以例举特开2001-13805号公报(以下，简称为“专利文献1”)中所公开的发明。

在专利文献1中公开的电磁感应加热方式的定影方式中，加热辊内部设置卷绕在线轴上的感应加热线圈，通过对该感应加热线圈施加电流，使得加热辊产生涡流，由此，使得加热辊发热。在该构成中，不需要如热辊定影方式中预先加热，具有能够瞬间加热到规定温度的优点。

关于电磁感应加热方式的定影方式，还可以例举特许2975435号公报(以下简称为“专利文献2”)中所公开的发明。在专利文献2中，定影装置设有高频感应加热装置与发热层，所述高频感应加热装置包括通过高频电源施加高频电压的感应加热线圈，所述发热层设置在加热回转体，且具有磁性，将其居里点大致设定为定影温度，在通过高频电源对高频感应加热装置施加高频电压时发热。

在该装置中，通过高频感应加热装置使得粘着剂中所含有的强磁性体的温度能够在瞬间升温达到居里点，并且，该强磁性体在达到居里点时，其所具有的磁性消失，因此，能够停止继续升温，并保持稳定的温度。由于将该强磁性体的居里点大致设为定影温度，从而能够大致保持定影温度。因此，既满足作为定影装置的加热回转体表面需具有高脱膜性，耐热性等要求，也不需要复杂的控制装置，能够缩短加热回转体的起动时间，进行高精度的温度控制。

而且，在具有不同形状或厚度的金属芯和脱膜树脂层的加热回转体中，其热容量也不同。但是，通过调整强磁性体粉末的含有量，能够缩短起动时间，提高温度控制的精度。并且，由于强磁性体粉末在达到居里点时失去磁性，因此，包含磁性粉末的调色剂通过磁力被加热回转体吸着，不会产生偏移等问题。

但是，即使在设有将居里点大致设定为定影温度的磁性发热层的定影装置中，也要求防止发热层过热，提高记录介质的分离性。

发明内容

本发明就是为解决上述现有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于，

为了实现上述目的，本发明提出以下方案：

(1)一种定影装置，包括：

定影回转体，设有通过磁通发热的发热层；

加压回转体，与所述定影回转体相接，并推压所述定影回转体；

其中，使得图像定影在从所述定影回转体与加压回转体之间通过的记录介质上；其特征在于：

至少所述定影回转体设有通过加压回转体的推压产生变形的整磁层。

(2)根据(1)中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层为单层，由包含铁，镍等的合金材料构成，并且，其具有通过所述加压回转体的相接、推压所产生的力能够产生变形的厚度。

(3)根据(2)中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层的厚度为150μm以下。

(4)根据(1)-(3)的任意一项中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层是在能够变形的底层上施行电镀形成。

(5)根据(1)-(4)的任意一项中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层由居里点为100-300℃的磁性体构成。

(6)根据(1)-(5)的任意一项中记载的定影装置，其特征在于：

所述定影回转体设有位于所述整磁层内侧，且比该整磁层的热传导率低的绝热部。

(7)根据(6)中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层的热传导率设定为11W/mk；

所述绝热部由热传导率为0.1W/mk的发泡聚硅氧烷橡胶形成。

(8)根据(6)中记载的定影装置，其特征在于：

所述绝热部包含弹性体。

(9)根据(6)-(8)的任意一项中记载的定影装置，其特征在于：

将发生磁通的磁通发生部配置在定影回转体的外侧，并且，该定影回转体设有位于绝热部内侧，使得所述穿过整磁层的磁通通过，比整磁层的体积电阻率低的导电体。

(10)根据(9)中记载的定影装置，其特征在于：

所述导电体与所述整磁层分开设置。

(11)根据(6)-(10)的任意一项中记载的定影装置，其特征在于：

所述绝热部的厚度设定为10mm以下。

(12)根据(6)-(10)的任意一项中记载的定影装置，其特征在于：

所述绝热部的厚度设定为1mm以上，优选3mm以上。

(13)根据(9)-(12)的任意一项中记载的定影装置，其特征在于：

所述导电体包括多层，至少最外侧的导电体通过所述加压回转体的推压产生变形，且最外侧导电体的内侧与外侧设有包含弹性体的绝热部。

(14)根据(13)中记载的定影装置，其特征在于：

所述位于最外侧的导电体外侧的绝热部的热传导率比位于所述最外侧的导电体内侧的绝热部的热传导率低。

(15)根据(1)-(14)中记载的定影装置，其特征在于：

所述定影回转体是辊、套筒、以及带的任意一种。

(16)一种图像形成装置，其特征在于：

使用权利要求(1)-(15)的任意一项中记载的定影装置。

下面说明本发明的效果

按照本发明，定影回转体侧容易形成凹状的夹持部，因此，能够良好地分离记录介质，而且，通过整磁层能够防止发热层过热。

附图说明

图1表示适用本实施例涉及的定影装置的图像形成装置的一个实施例的整体构成图；

图2表示在图1所示的图像形成装置使用的辊式定影装置构成的截面图；

图3表示定影辊，以及将其一部分放大的截面图；

图4表示由于受到加压回转体推压，使得绝热弹性体层，整磁层产生变形的截面图；

图5A表示定影回转体的截面图，磁通不穿透整磁层；图5B表示定影回转体的截面图，磁通穿透整磁层；

图6是使用具有电镀层的整磁层的定影回转体的变形例的截面图；

图7是将作为磁通发生部的外部线圈配置在作为定影回转体的辊外侧的截面图；

图8是设有多层绝热弹性体层的定影回转体的截面图；

图9是使用带式定影回转体的截面图；

图10是另一例使用带式定影回转体的截面图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施例。

实施例1

图1是表示适用本实施例涉及的定影装置的图像形成装置的一个实施例的图。本发明并不仅限于通过四连串列式形成彩色图像的复印机或打印机，也不仅限于形成彩色图像的装置，还适用于形成单色图像的装置。

图1所示的图像形成装置20所采用的方式是，通过将各色图像重叠地转印到吸着在作为转印体的转印带上的纸等记录材上，使得彩色图像从潜像载置体上直接形成到记录材上。在图1中，图像形成装置20包括作像装置21Y、21M、21C、21BK、转印装置22、手动用供纸盒23、供纸盒24，24的任意一个、定位辊20、以及定影装置1。其中，所述作像装置21Y、21M、21C、21BK用于形成与原稿图像对应的各色图像；所述转印装置22与上述各作像装置21Y、21M、21C、21BK对向地配置；所述手动用供纸盒23作为纸材料供给装置，将记录纸供给到各作像装置21Y、21M、21C、21BK与转印装置22对向的转印区域；定位辊30对应所述各作像装置的作像期间，将从手动用供纸盒23或供纸盒24，24的任意一个运送到的记录纸供给到所述转印区域；所述定影装置1在转印区域使得经过转印的记录介质定影。在本实施例中，以载置调色剂像的记录纸作为定影对象，但是，本发明并不仅限于此，还可以根据转印方式，将不通过记录纸等记录介质与感光体接触的转印体为对象，也就是说，以与转印同时进行定影的介质为定影对象。

转印装置22包括作为转印体，环状地架设在若干辊上的带22a(以下简称为“转印带”)，并且，在与各感光鼓25Y、25M、25C、25BK相对的位置分别设置施加转印偏压的转印偏压装置，而且，沿着转印带22a的移动方向(图1中的箭头A所示方向)，在转印第一种颜色侧配置能够与转印带相接的附着用偏压装置，在转印第一种颜色之前，施加附着用偏压，以使得记录纸附着到转印带上。

在图像形成装置20中，各作像装置21Y、21M、21C、21BK分别进行黄色、品红色、青色、以及黑色的显影，除了所使用的颜色不同之外，其他构成都相同。这里，举例作像装置21C的构成进行具体说明。

作像装置21C设有作为静电潜像载置体的感光鼓25C、充电装置27C、显影装置26C、以及清洁装置28C，并且，由写入装置29射出写入光，在感光鼓25C形成与图像信息对应的静电潜像。静电潜像载置体除了鼓状之外，也有使用带状的情况。图1所示的图像形成装置20中，将转印装置22倾斜地设置，因此，能够减少转印装置22沿水平方向的占有空间。

在具有所述构成的图像形成装置20中，根据以下步骤以及条件进行图像形成。在以下说明中，21C表示使用品红色调色剂进行图像形成的作像装置，以21C为代表，进行具体说明，其他作像装置也进行相同的图像形成。

在进行图像形成时，由主马达(没有图示)驱动感光鼓25C回转，通过消电装置对该感光鼓25C消电，感光鼓25C表面的基准电位设为约-50V。接着，通过对充电装置27C施加叠合DC偏压的AC偏压，使得感光鼓25C表面均一带电，其表面电位约-500V～-700V(目标带电带电位由程序控制部决定)。

使得感光鼓25C均一带电，且对其实行写入步骤。通过写入装置29对作为写入对象的图像进行写入，用于形成与从控制部(没有图示)得到的数字图像信息对应的静电潜像。也就是说，在写入装置29，激光光源对应数字图像信息，根据被二值化的激光二极管用发光信号进行发光，从该激光光源射出的激光通过圆柱形透镜(没有图示)、多面镜马达29A、fθ透镜(没有图示)、第1-3透镜、以及WTL透镜等，照射到作为像载置体的感光鼓25C上，这里，感光鼓25C表面被照射部分的表面电位约-50V，形成与图像信息对应的静电潜像。

显影装置26C通过调色剂，使得形成在感光鼓25C上的静电潜像显影。在显影过程中，通过对显影套施加叠合了DC偏压的AC偏压-300V～-500V，仅在通过照射写入光被降低电位的图像部分使得调色剂(Q/M：-20～-30μC/g)显影，形成调色剂像。

定位辊30在规定期间将记录纸依次地送出，该记录纸在到达转印装置22的转印带22a之前，通过纸附着用偏压装置被施加附着用电压，从而静电附着到转印带22a上。记录纸静电附着到转印带上，与转印带一起运送移动，从各感光鼓的对向位置通过，且设置在转印装置22的各转印偏压装置(没有图示)，对记录纸施加与调色剂逆极性的偏压，从而使得调色剂像从感光体鼓静电转印到记录纸上。

经过各色转印步骤的转印纸通过转印带组件的驱动辊从转印带分离，朝着定影装置1运送，并从由定影辊与加压辊形成的定影夹持部通过，这样，使得调色剂像定影在转印纸上。当进行单面打印时，经过定影处理的转印纸被排出到设置在装置内部或外部的排纸盒(没有图示)。

定影装置1通过一对辊进行定影，其包括用于对定影辊加热的热源，使得加压辊与定影辊相接，并推压定影辊。

图1所示的图像形成装置20还包括能够在记录纸的双面进行图像形成的构成。在图1中，记录纸通过了定影装置1，在预先选择双面图像形成模式的情况下，该记录纸朝着双面翻转组件34运送，经过正反翻转之后，运送到双面运送组件35。与进行片面图像形成时相同，双面运送组件35将所述记录纸朝着定位辊35运送，在规定的期间朝着转印位置依次地排出。当所述记录纸的正面以及反面的图像形成结束后，记录纸从定影装置1通过，与上述相同，朝着各排纸组件的任意一个排出。

图2是表示图1所示的图像形成装置使用的辊式定影装置构成的截面图。在图2中，外部线圈2作为磁通发生部，定影辊3作为定影回转体，加压辊4作为加压回转体，还有变换器5，以及记录纸S。更具体地说，本实施例的定影装置1通过作为感应加热电路的变换器高频驱动外部线圈2，产生高频磁场，通过该磁场，使得主要由金属性材料构成的定影辊3上流动涡流，从而使得辊的温度上升。

图3是表示定影辊3以及将其中一部分放大的截面图。定影辊3包括金属芯3A、绝热弹性体层3B、整磁层3C、发热层3D、以及表层3E(图示例中由聚硅氧烷橡胶与PFA构成)。这里，所述整磁层3C与发热层3D一体地设置，所述金属芯3A作为导电体，例如由铝或铝合金制成。另外，将金属芯3A和绝热弹性体层3B作为辊，将整磁层3C、发热层3D以及表层3E作为套筒，将所述辊与套筒分开地设置。

整磁层3C是由居里点为100-300℃的磁性体构成。如图4所示，通过加压辊4的推压，产生变形部分N，形成定影夹持部。通过设置整磁层3C，能够防止发热层3D等过热。而且，由于定影辊3容易形成凹状，因此，能够良好地使得记录纸S分离。如图4所示，变形部分N包括绝热弹性体层3B、整磁层3C、发热层3D、以及表层3E，不包括金属芯3A。整磁层3C是由整磁合金构成(或包括整磁合金)，其可以是由薄膜整磁合金构成，也可以在聚酰亚胺等底材料上电镀整磁合金构成。作为整磁合金，可以例举包含铁、镍的合金。本发明中，将定影温度设定为居里点范围内。

图5A，5B是定影辊3的截面图。如图5A所示，M表示由外部线圈2产生的感应磁通，E表示在整磁层3C发生的涡流。这里，由于构成整磁层3C的整磁合金层的温度T没有到达居里点Tc，因此，构成整磁层3C的整磁合金仍为磁性体，由外部线圈2产生的感应磁通M没有穿过整磁层3C。更具体地说，图5A表示由于所述整磁合金层的温度T没有到达居里点Tc，因此，整磁层3C防止感应磁通M穿过，感应磁通M没有到达金属芯3A的状态。

另一方面，如图5B所示，感应磁通M穿过整磁层3C，且到达金属芯3A。图中R表示铝或铝合金制成的金属芯3A产生的感应磁通。更具体地说，由于构成整磁层3C的整磁合金层的温度T达到比居里点Tc高，因此，该整磁合金层失去磁性，成为非磁性体，即使设有绝热弹性层3B，感应磁通仍能够到达金属芯3A，由于金属芯3A发生涡流，而整磁合金层3C没有发生涡流，因此，能够防止定影装置升温过热。

更具体地说，整磁层3C几乎是在瞬间升温到达居里点，并且，若到达居里点，则整磁层3C失去磁性，成为非磁性体，因此，其停止升温，保持稳定的温度。因此，在这里，只要构成整磁层3C的材料是居里点为100-300℃的磁性体，定影辊3的发热层3D和金属芯3A就不会过热，能够大致保持定影温度，并保持定影辊3表面的高脱膜性以及耐热性能，也不需要复杂的控制。

当整磁层3C为单层的情况下，作为变形条件，使用例如包含铁，镍的合金，厚度为150μm以下的材料。若具备上述条件，则能够确实地使得整磁层3C变形。另外，如图6所示，也可在能够变形的基层3Ca上电镀磁性材料层3Cb，形成整磁层3C。这样，既能使得整磁层3C变形，又减少产生破损断裂的问题。

另外，设置在整磁层3C内侧的绝热弹性体层3B优选由热传导率比整磁层3C低的材料制成，由此，提高发热层3D的热功率。绝热弹性体层3B也可以是由发泡聚硅氧烷橡胶(热传导率为0.1W/mk)等材料形成的热传导率低的层。在图示的例中，以绝热弹性体层3B作为绝热部，绝热部可以包含或不包含弹性体。若绝热部包含弹性体，则能够增大加压辊4的推压力，提高定影性能。

在本实施例中，优选穿过整磁层的磁通能够确实地穿过作为导电体的金属芯3A，因此，绝热弹性体层3B的厚度优选10mm以下，或根据磁通强度等关系导出合适的厚度。另一方面，绝热弹性体层3B的厚度优选1mm以上，更优选3mm以上。因为，1mm以上的厚度能够确实地绝热，若厚度为3mmm以上，则能够确保夹持压。更具体地说，使得整磁层3C与作为导电体的金属芯3A的距离接近，能够更有效地抑制发热。当整磁层3C的整磁合金层到达居里点时，若其附近设有作为导电体，且其体积电阻率比整磁合金层的体积电阻率低的金属芯3A，则该金属芯3A发生涡流，整磁合金层没有发生涡流，因此，能够防止定影装置升温过热。另一方面，当整磁层3C的整磁合金层到达居里点时，即使其失去磁性，若其附近没有设置金属芯3A，则整磁合金层仍发生涡流，不停止发热，因此，不能防止定影装置升温过热。因此，导电体距离整磁层近，能够有效地抑制升温过热。

另外，定影回转体可以是辊、套筒、或带的任意一个。如图3所示，整磁层与发热层一体地设置，但是，本发明并不仅限于此，如图9所示，也可以将整磁层与发热层分开地设置。在此情况下，可以在带或套筒设置发热层，在辊设置整磁层。

实施例2

在上述实施例1中，将作为磁通发生部的外部线圈2配置在定影辊3的外侧，在本实施例中，如图7所示，也可将外部线圈2配置在定影辊3的内侧。图中符号6表示导电体。

实施例3

图8是表示定影辊3的变形例。在本实施例中，定影辊3设有多层构造的绝热弹性体层3B，将导电体层3F(铝或铝合金层)设置在绝热弹性体层3B中，形成多层绝热弹性体层3B。图8所示的绝热弹性体层3B中的导电体层3F为单层，但是，也可进一步设置多层的导电体层。在设有多层的导电体层的情况下，至少最外侧的导电体层通过加压辊4的推压产生变形，并且，优选在最外侧的导电体层内侧与外侧设置包含弹性体的绝热部(图8所示的绝热弹性体层3B1，3B2)，设定所述绝热弹性体层3B1、3B2具有通过加压辊4的推压能够变形的厚度。由此，既能够确保夹持压，又能够使得导电体层与整磁层3C的距离缩小，因此，既防止过热又确保夹持压。

在本实施例中，使得位于最外侧的导电体层外侧的绝热部的热传导率比位于最外侧的导电体层内侧的绝热部的热传导率低，这样，即使最外侧的导电体层发热，其热量也不易传递到外侧，能够有效地防止发热层过热。例如，外侧绝热弹性体层3B1由热传导率为0.1W/mk的发泡聚硅氧烷橡胶形成，内侧绝热弹性体层3B2由热传导率为0.5W/mk的聚硅氧烷橡胶形成。

实施例4

本实施例中，在定影辊3的绝热弹性体层3B内侧设置导电体层，该导电体层的体积电阻率比整磁层3C的体积电阻率低，可以如图8所示的结构。通过设置该体积电阻率低的导电体层，能够更有效地防止发热层3B过热。也就是说，防止过热就能够既确保夹持压又提高热功率。可以将导电体层与整磁层一体地设置，如图8所示，也可以将导电体层与整磁层分开地设置(没有图示)，则带或辊套包括整磁层，辊包括导电体层。

实施例5

图9表示使用带定影方法的定影装置的截面图。在本实施例中，定影回转体由定影带40构成，并且，环状地架设在定影辅助辊41与加热辊42上，加压回转体43与定影辅助辊41相对地设置，两者之间夹持定影带40形成夹持部，外部线圈2配置在加热辊42附近。定影带40包括发热层与整磁层(没有图示)，加热辊42包括由铝或铝合金制的金属芯42a。符号44表示张紧辊。

实施例6

图10表示另一例使用带定影方法的定影装置的截面图。在本实施例中，定影回转体由定影带40构成，并且，环形地架设在定影辅助辊41与加热辊42上，外部线圈2配置在定影辅助辊41附近。定影带40被夹持在张紧辊43与定影辅助辊41之间，定影带40包括发热层，定影辅助辊41包括整磁层。

上面参照附图说明了本发明的实施例，但本发明并不局限于上述实施例。在本发明技术思想范围内可以作种种变更，它们都属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种定影装置，包括：

定影回转体，设有通过磁通发热的发热层；

加压回转体，与所述定影回转体相接，并推压所述定影回转体；

其中，使得图像定影在从所述定影回转体与加压回转体之间通过的记录介质上；其特征在于：

至少所述定影回转体设有通过加压回转体的推压产生变形的整磁层；

在所述整磁层内侧，所述定影回转体设有绝热弹性体层；且

所述绝热弹性体层包括单层或多层的导电体层和设置在所述单层导电体层的内侧和外侧或在多层导电体层情况下最外层导电体层内侧和外侧的包括弹性体的绝热部，且在设有多层的导电层的情况下，至少最外侧的导电体层通过加压回转体的推压产生变形。

2.根据权利要求1中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层为单层，由包含铁，镍的合金材料构成，并且，其具有通过所述加压回转体的相接、推压所产生的力能够产生变形的厚度。

3.根据权利要求2中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层的厚度为150μm以下。

4.根据权利要求1-3的任意一项中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层是在能够变形的底层上施行电镀形成。

5.根据权利要求1-3的任意一项中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层由居里点为100-300℃的磁性体构成。

6.根据权利要求1中记载的定影装置，其特征在于：

所述整磁层的热传导率设定为11W/mk；

外侧绝热部由热传导率为0.1W/mk的发泡聚硅氧烷橡胶形成。

7.根据权利要求1中记载的定影装置，其特征在于：

将发生磁通的磁通发生部配置在定影回转体的外侧，并且，所述导电体层的体积电阻率比整磁层的体积电阻率低。

8.根据权利要求1中记载的定影装置，其特征在于：

在所述导电体层包括多层时，至少最外侧的导电体层通过所述加压回转体的推压产生变形。

9.根据权利要求8中记载的定影装置，其特征在于：

所述位于最外侧的导电体层外侧的绝热部的热传导率比位于所述最外侧的导电体层内侧的绝热部的热传导率低。

10.根据权利要求1-3中任一项记载的定影装置，其特征在于：

所述定影回转体是辊、套筒、以及带的任意一种。

11.一种图像形成装置，其特征在于：

使用权利要求1-3的任意一项中记载的定影装置。

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