CN101609293B

CN101609293B - 定影装置以及图像形成装置

Info

Publication number: CN101609293B
Application number: CN200910145979.0A
Authority: CN
Inventors: 进士晃
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2009-06-15
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2029-06-15
Also published as: EP2136263B1; CN101609293A; US8195076B2; US20090311016A1; EP2136263A1; JP5365908B2; JP2010026489A

Abstract

本发明涉及图像形成装置以及图像形成装置中的定影装置。其目的在于所提供的图像形成装置以及定影装置能够在固定部件滑动接触带部件内周表面的情况下，保持带部件与固定部件之间的润滑剂的长期稳定，并使带部件以及固定部件的磨损小，具有良好的耐久性能。本发明具体为，在固定部件26和带部件21之间设置润滑剂，固定部件26和带部件21分别在各自的滑动接触面上形成含氟材料表面层26a和表面层21a，作为该双方表面层之中的一方，表面层26a被形成为多孔质状，并且，作为该双方表面层中的至少一方，表面层21a的表面能大于润滑剂的表面张力。

Description

定影装置以及图像形成装置

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、或兼有这些功能的复合机等装置，尤其涉及图像形成装置中的定影装置。

背景技术

在现有的复印机或打印机等图像形成装置中(参见例如专利文献1～4)，定影装置通常以固定部件滑动接触环状带部件的内周表面，该固定部件隔着该带部件以一定压力接触在转动体上，在带部件与转动部件之间形成夹持部，记录媒体被送入该夹持部后，该记录媒体上的调色剂像受到定影。

专利文献1(JP专利第2884714号公报)等公开了热机所需时间短的按需方式定影装置。

按需方式的定影装置由带部件的定影膜(环状膜)、转动体的加压辊、固定部件的加热器等构成，加热器设置在定影膜内部，隔着定影膜被按压于加压辊上形成夹持部，同时在该夹持部上加热定影膜。被送往夹持部的记录媒体上的调色剂像在该夹持部受到加热加压后便固定在该记录媒体上。

专利文献2(JP专利第3298354号公报)等公开了以加压带(环状带)作为带部件、并以内设加热装置(卤素灯)的定印辊(加热定影辊)作为转动体的定影装置。具体为，固定部件的加压垫(压力垫)被固定为在受到弹簧对其施加夹持部方向作用力的同时滑动接触加压带内周表面。这样，加压垫隔着加压带被压在定影辊上形成夹持部，而送至夹持部的记录媒体上的调色剂像在该夹持部受到加热加压后固定在该记录媒体上。

在此，专利文献2等以提高加压垫与加压带之间的滑动性能为目的，公开了在加压垫滑动接触面上设置浸渍PTFE玻璃纤维布(低摩擦薄片)的技术。

专利文献3(JP特开平10-213984号公报)等公开了以加压带(环状带)作为带部件、并以内设加热装置(卤素灯)的定影辊(加热定影辊)作为转动体的定影装置。具体为，作为固定部件的加压垫(压力垫)被固定为滑动接触加压带内周表面。这样，加压垫隔着加压带压在定影辊上形成夹持部。被送往夹持部的记录媒体上的调色剂像在该夹持部受到加热加压后固定在该记录媒体上。

在此，专利文献3等以提高加压垫与加压带之间的滑动性能为目的，公开了在加压垫与加压带之间设置有机硅油(润滑剂)的技术。

专利文献4(JP特开平7-287461号公报)公开了以内设加热装置(加热体)的定影带作为带部件(环形带)、并以加压辊作为转动体的定影装置。具体为，固定部件的带导向部件被固定为与定影带内周表面滑动接触。这样，带导向部件隔着加压带压在定影辊上形成夹持部。送至夹持部的记录媒体上的调色剂像在该夹持部受到加热加压后固定在该记录媒体上。

在此，专利文献4等以提高带导向部件与加压带之间的滑动性能为目的，公开了在带导向部件的滑动接触表面形成PFA和PTFE等表面层(滑动层)的技术。

另一方面，在现有的定影装置中，带部件内周表面与固定部件长期滑动接触，会使带部件或固定部件发生很大的磨损。

具体为，专利文献1等所公开的定影装置中，因带部件与固定部件之间的滑动阻抗大，带部件或固定部件发生磨损，装置的耐久性能差。而且，由于带部件与固定部件之间的滑动阻抗大，装置的驱动转矩高，从而定影可能发生带滑移，使得定影图像发生紊乱即发生所谓“滑移图像”，或驱动齿轮的齿面发生破损。

对此，专利文献2等公开的定影装置在固定部件滑动接触面上设置浸渍了PTFE的玻璃纤维布，因此可望在一定程度上减轻带部件或固定部件的磨损。但是，如果装置长期操作，PTFE浸渍的玻璃纤维布中的PTFE被损耗而暴露玻璃纤维布，则固定部件与带部件之间的滑动阻抗可能迅速增加。

专利文献3等公开的定影装置在固定部件与带部件之间介在有机硅油，因此可望具有一定的减轻带部件或固定部件磨损的效果。但是，固定部件的滑动接触表面或带部件的滑动接触表面上的润滑剂保持性能不够充分，因此，如果装置长期操作，则润滑剂从滑动接触表面向外溅出，可能发生固定部件与带部件之间的滑动阻抗增加。

专利文献4等公开的定影装置在固定部件的滑动接触表面和带部件的滑动接触表面上分别形成PFA或PTFE等形成的滑动层，因此可望具有一定的减轻带部件或固定部件磨损的效果。但是，介于平滑的滑动接触表面之间的润滑剂，可能因双方滑动接触表面的润滑剂保持性能不够充分，装置长期操作时润滑剂从滑动接触表面向外溅出，使固定部件与带部件之间的滑动阻抗增加。

发明内容

为了解决上述课题，本发明提供一种定影装置和图像形成装置，该装置在带部件内周表面与固定部件滑动接触时，可使介于带部件与固定部件之间的润滑剂保持长期稳定，而且带部件或固定部件磨损少，具有良好的耐久性能。

本发明为解决上述课题进行了反复研究后发现，在固定部件的滑动接触表面和带部件的滑动接触表面上分别形成含氟材料的表面层，其中一方表面层形成为多孔质状，且双方中至少一方的表面层形成为表面能大于润滑剂的表面张力，由此双方的滑动接触表面上所保持的润滑剂保持性能可以得到明显改善，带部件或固定部件的磨损显著减小。

基于上述发现，本发明提供以下装置。即，

(1)对记录媒体上的调色剂像进行定影的定影装置，其中具备：带部件，呈环状，沿预定方向移动，并具有挠性；转动体，与所述带部件外周表面相接触；固定部件，被固定为通过润滑剂与所述带部件内周表面滑动接触，并隔着该带部件压在所述转动体上，形成输送记录媒体的夹持部；以及，加热装置，用于直接或间接地对所述带部件或者/以及所述转动体进行加热，其特征在于，互相滑动接触的所述固定部件滑动接触面和所述带部件滑动接触面双方分别具有含氟材料形成的表面层，该双方的所述表面层中的一方表面层被形成为多孔质状，该双方的所述表面层之中至少一方的表面层的表面能大于所述润滑剂的表面张力。

(2)根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，在所述固定部件或所述带部件中，形成为多孔质状的所述表面层中与滑动接触面相反一侧的面与具有表面能大于所述表面层表面能的面相接触。

(3)根据权利要求1或2所述的定影装置，其特征在于，所述带部件与所述固定部件被形成为满足以下关系，Va＜Vb，Ta＜Tb，其中，Va为所述带部件的所述表面层磨损速度，Vb为所述固定部件的所述表面层磨损速度，Ta为所述带部件的所述表面层厚度，Tb为所述固定部件的所述表面层厚度。

(4)根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述润滑剂为氟润滑脂。

(5)根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，在所述固定部件与所述加热装置之间设置绝热部件，同时将所述加热装置设置为可在除了所述夹持部以外的部位对带部件进行加热。

(6)根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，具备加热部件，在除了所述夹持部以外的部位与所述带部件内周表面相对向，并且由所述加热装置直接加热，所述带部件为用于加热并熔化调色剂像的定影带或定影膜，所述转动体为辊状加压辊。

(7)根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述固定部件的所述表面层被形成为多孔质状，所述带部件中所述表面层的表面能大于所述润滑剂表面张力。

(8)图像形成装置，其特征在于，具备权利要求1所述的定影装置。

本发明中，对固定部件的所谓“固定”状态是指，固定部件不能够受到驱动而进行转动的非转动保持状态，固定部件受到弹簧等施加作用力的部件对其施加朝夹持部方向的作用力时，即使固定部件为非转动保持，则该固定部件也被认为处于“固定状态”。

本发明的效果在于，分别在固定部件的滑动接触表面和带部件的滑动接触表面形成含氟材料表面层，一方的表面形成为多孔质状，并且双方中至少一方的表面层形成为表面能大于润滑剂的表面张力。这样，即便固定部件在带部件内周表面上滑动接触，也能够保持介于带部件与固定部件之间的润滑剂长期稳定，提供带部件或固定部件损耗少耐久性能良好的定影装置和图像形成装置。

附图说明

图1是本发明实施方式1所涉及的图像形成装置的整体结构示意图。

图2是设于图1所示图像形成装置中的定影装置的结构示意图。

图3是从宽度方向观察图2所示定影装置的侧示图。

图4是夹持部附近的放大图。

图5是定影带与固定部件之间的滑动接触部的放大图。

图6显示了用于定影带以及固定部件的滑动接触面的材料以及表面性能与定影带以及固定部件的耐久性能之间关系的实验结果。

图7是显示定影带滑动接触面的表面能与耐久性能之间关系的图。

图8是接触多孔质状表面层反面的面的表面能与耐久性能之间关系的图。

图9是本发明实施方式2所涉及的定影装置的结构示意图。

具体实施方式

实施方式1

以下参考图1～8详细说明本发明实施方式1。

首先利用图1说明图像形成装置的整体结构和动作。

本实施方式1的图像形成装置1为图1所示的行式彩色打印机。图像形成装置主机(以下称为装置主机)100上方的罐设置部101中可装卸(随时交换)地设置了对应于各种颜色(黄色、洋红色、青色、黑色)的调色剂罐102Y、102M、102C、102K。

罐设置部101下方设置中间转印单元85。该中间转印单元85中，在中间转印带78对面并列设置了对应于上述各种颜色的制像部4Y、4M、4C、4K。

用于各种颜色的制像部4Y、4M、4C、4K中分别配设感光鼓5Y、5M、5C、5K。每个感光鼓5Y、5M、5C、5K周围分别设置充电部75Y、75M、75C、75K(仅显示75K)、显影部76Y、76M、76C、76K(仅显示76K)、清洁部77Y、77M、77C、77K(仅显示77K)、以及消电部(未图示)等部件。在每个感光体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、清洁工序)，形成各种颜色的图像。

感光鼓5Y、5M、5C、5K由未图示驱动马达驱动，在图1中按顺时针方向转动。这些感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面在充电部75Y、75M、75C、75K位置受到充电而均匀带电(充电工序)。

而后，感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面到达激光L照射位置，在该位置上经曝光扫描形成对应于各种颜色的静电潜像(曝光工序)。

接着，感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面到达显影装置76Y、76M、76C、76K对面的位置，并在该位置上静电潜像受到显影，形成各色调色剂像(显影工序)。

接着，感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面到达中间转印带78以及第一转印偏压辊79Y、79M、79C、79K对面的位置，在该位置感光鼓5Y、5M、5C、5K上的调色剂像被转印到中间转印带78上(一次转印工序)。此时，感光鼓5Y、5M、5C、5K上残留微量未转印调色剂。

接着，感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面到达清洁部77Y、77M、77C、77K对面的位置，在该位置清洁部77Y、77M、77C、77K对感光鼓5Y、5M、5C、5K上残留的未转印调色剂进行机械性回收(清洁工序)。

最后，感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面到达未图示消电部对面的位置，在该位置感光鼓5Y、5M、5C、5K表面的残留电位被去除。

上述结束了感光鼓5Y、5M、5C、5K的表面进行的一系列制像处理。

接着，经过显影工序并在每个感光鼓上形成的调色剂像重叠转印到中间转印带78上，在中间转印带78上形成彩色图像。

中间转印单元85由中间转印带78、四个一次转印偏压辊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由三个辊82～84架设支持，其中，辊82转动以驱动中间转印带78按图1所示箭头方向作环状移动。

四个一次转印偏压辊79Y、79M、79C、79K分别与感光鼓5Y、5M、5C、5K之间夹持中间转印带78形成一次转印夹持部。而后，一次转印偏压辊79Y、79M、79C、79K上被施加与调色剂极性相反的转印偏压。

而后，中间转印带78沿箭头方向移动，依次通过一次转印偏压辊79Y、79M、79C、79K的一次转印夹持部。这样，感光鼓5Y、5M、5C、5K上的各色调色剂像经一次转印被重迭到中间转印带78上。

接着，经重迭转印了各色调色剂像的中间转印带78到达二次转印辊89对面，在该位置上二次转印支持辊82与二次转印辊8之间夹持中间转印带并78形成二次转印夹持部。中间转印带78上的四色调色剂像转印到被送至该二次转印夹持部中的记录媒体P上。此时，中间转印带78上残留了未转印到记录媒体P上的未转印调色剂。

接着，中间转印带78到达中间转印清洁部80。在该位置回收中间转印带78上的未转印调色剂被回收。

上述结束了在中间转印带78上实行的一系列转印处理。

被送至二次转印夹持部的记录媒体P从装置主机100下方的供纸部12出发，经由供纸辊97以及定位辊对98等，被送往二次转印夹持部。

具体为，供纸部12中重迭放置了转印纸等多张记录媒体P。当供纸辊97受到驱动而在图中按反时针方向转动时，位于最上面的记录媒体P被送往定位辊对98的辊间。

被送至定位辊对98的记录媒体P一旦被停止在停止转动的定位辊对98的辊对夹持部位置。而后，配合中间转印带78上的彩色图像形成时机，定位辊对98受到驱动后开始转动，将记录媒体P送往二次转印夹持部。这样，需要转印的彩色图像便被转印到记录媒体P上。

接着，经上述二次转印了彩色图像的记录媒体P被送往定影部20。在该位置，被转印到记录媒体P上的彩色图像受到加热以及加压而被固定在记录媒体P上。

接着，记录媒体P经由排纸辊对99的辊间，被排出到装置以外。经排纸辊对99排出到装置以外的记录媒体P作为输出图像，依次堆栈在堆栈部100上。

上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～图5详细叙述图像形成装置主机100中定影装置20的结构和动作。

图2是定影装置结构示意图。图3是从宽度方向观察定影装置20的侧视图。图4是定影装置20夹持部附近的放大图。图5是位于定影带20与固定部件26之间的滑动接触部的放大图。

如图2所示，定影装置20由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、绝热部件27、作为加热装置的加热器25(热源)、作为转动体的加压辊31、以及温度传感器40等构成。

定影带21为厚度薄且具有挠性的环状带，按图2所示箭头方向(反时针方向)A1转动(移动)。定影带21构成为，从内周表面起依次层积表面层21a、基材层、弹性层、离型层，整体厚度设定为1mm以下。

定影带21的表面层21a厚度为50μm以下，由含氟材料形成。该表面层21a的材料具体使用PFA(四氟乙烯-全氟丙基乙烯基醚)、PTFE(聚四氟乙烯)、FEP(全氟(四氟乙烯-六氟丙烯)共聚物)等氟树脂材料，或将这些材料与聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等树脂混合的混合物。关于定影带21表面层21a将在下面详细叙述。

定影带21的基材层厚度为30～50μm，由镍、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100～300μm，由有机硅橡胶、发泡有机硅橡胶、氟橡胶等橡胶材料形成。通过设置弹性层，夹持部中定影带21表面上的微小凹凸消失，记录媒体P上的调色剂像T获得均匀传热，从而避免发生凹凸表皮图像。

定影带21的离型层厚度为10～50μm，由PFA、PTFE、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、PES(聚醚砜)等材料形成。通过设置离型层，确保了相对调色剂T(调色剂像)的离型性能。

定影带21的直径可设定在15～120mm。本实施方式1中定影带21的直径设为30mm。

定影带21内部(内周以内)，固定设置了固定部件26、加热器25(加热装置)、加热部件22、加强部件23、绝热部件27等部件。

固定部件26被固定为隔着氟润滑脂等润滑剂与定影带21的内周表面滑动接触。该固定部件26通过定影带21压在加压辊31上，形成夹持记录媒体P的夹持部。如图3所示，固定部件26在其宽度两端由定影装置20侧板43固定及支承。关于固定部件26的结构和动作将在以下详细说明。

如图2所示，加热部件22被形成为，在除了夹持部以外的位置上与定影带内周表面相对，而在夹持部位置则隔着绝热部件27保持固定部件26。如图3所示，加热部件22在其宽度两端受定影装置20侧板43固定并支承。

经加热器25辐射加热的加热部件22对定影带21进行加热(传热)。即，加热器25(加热装置)直接加热加热部件22，并通过该加热部件22间接加热定影带21。加热部件22的材料可使用铝、铁、不锈钢等金属导热体，即导热性金属材料。

作为加热装置，加热器25(热源)可以用卤素灯或石墨加热器，其两端固定于定影装置20的侧板43上(参见图3)。加热器25受到装置主机100的电源部输出控制，对加热部件22进行辐射加热。进而，经加热部件2加热，定影带21除夹持部以外的所有部位均受到加热，受到加热的定影带21表面对记录媒体P上的调色剂像进行加热。加热器25的输出根据与定影带21表面相对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进行控制。通过对加热器25进行温度控制，可将定影带21的温度设定为所需温度。

如上所述，本实施方式1的定影装置20中，不是只有一部分定影带21受到局部性加热，而是通过加热部件22使几乎整个定影带21在周向受到加热，这样，在高速装置中定影带受到充分加热，从而能够避免发生定影不良。换而言之，即以相对简单的结构有效地加热定影带21，缩短预热时间以及初次打印时间，并在同时实现了装置小型化。

在此，优选定影带21和加热部件22之间间隙δ(夹持部以外位置的间隙)为大于0mm并在1mm以下(0＜δ≤1mm)。这样，不但能够增加加热部件22与定影带21之间的滑动接触面积，以抑止定影带21磨损加快，而且抑止了因加热部件22与定影带21过于分开而降低定影带21的加热效率。进而，由于加热部件22接近于定影带21，在一定程度上维持了挠性定影带21的圆形状态，减缓了定影带21变形所引起的劣化和破损。

本实施方式中，不但在定影带21内周表面形成含氟材料的表面层，而且在加热部件22和定影带21之间涂覆氟润滑脂等润滑剂，以减轻加热部件22与定影带21之间滑动接触时发生的定影带21磨耗。

此外，本实施方式1中的加热部件22被形成为其截面形状略呈圆形，除此之外，加热部件22的截面形状也可为多角形，还可以在加热部件22周向表面上设置狭缝。

本实施方式1中，加强部件23用于增强形成夹持部的固定部件26强度，如图3所示，该加强部件23被固定地设置在定影带21内周中，加强部件23宽度方向的长度与固定部件26相当，其宽度方向的两端受定影装置20侧板43固定支承。该加强部件23隔着固定部件26以及定影带21接触加压辊31，抑止了在夹持部中固定部件26因受到加压辊31作用而发生较大变形。

为满足上述功能，加强部件优选使用不锈钢或铁等机械强度高的金属材料形成。

另外，还可以在加强部件23中面对加热器25一侧的部分表面或全部表面上设置绝热部件，或实施镜面处理。这样，加热器25朝加强部件23发射的热量(加热加强部件23的热量)可用于加热部件22的加热，从而进一步提高了定影带21(加热部件22)的加热效率。

如图2所示，在夹持部中与定影带21外周表面接触的加压辊31作为转动体，被形成为在中空结构的金属芯外设置弹性层33，该加压辊31的直径为30mm。加压辊31(转动体)的弹性层33用发泡有机硅橡胶、有机硅橡胶、氟橡胶等材料形成。弹性层33表面还可以设置PFA、PTFE等厚度薄的离型层。加压辊31压在定影带21上，形成所需的夹持部。而且如图3所示，加压辊31上设置了齿轮45，该齿轮45与未图示驱动机构的驱动齿轮相啮合，用以驱动加压辊31按图2所示箭头方向(顺时针方向)转动。此外，加压辊31在其宽度两端经由轴承42可转动地受定影装置20侧板43的支承。加压辊31内部还可设置卤素灯等热源。

加压辊31的弹性层33如果用发泡有机硅橡胶等海绵状材料形成，则能够减低施加于夹持部的压力，进一步减轻加热部件22发生的弯曲，进而提高加压辊31的绝热性能，使定影带21的热量难以传往加压辊31，提高了定影带21的加热效率。

除了如同本实施方式中定影带21的直径与加压辊31的直径相同以外，还可将定影带21的直径形成为小于加压辊31的直径。此时，夹持部中定影带21的曲率小于加压辊31的曲率，有利于从定影带21上分离从夹持部输出的记录媒体P。

下面简单说明上述结构的定影装置20的动作。

当装置主机100接通电源后，加热器25获得电力供应，与此同时，加压辊31受到驱动而按图中所示的箭头方向开始转动，而后，经加压辊31与定影带21之间的摩擦力作用，定影带21也随之按图2中的箭头方向转动(从动)。

而后，供纸部12传送的记录媒体P被送到二次转印辊89，在该位置接受转印，在记录媒体P上载置未定影彩色图像T即调色剂像。载置了该未定影彩色图像T的记录媒体P由未图示导板引导，并按图2所示箭头Y10方向被送入处于压接状态的定影带21与加压辊31之间的夹持部。

通过经加热部件22(加热器25)加热的定影带21的加热、以及经加强部件23加强的固定部件26与加压辊31之间的压力作用，记录媒体P表面载置的调色剂像T被定影。此后，夹持部输出的记录媒体P按箭头Y11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，即有关固定部件26以及定影带21的构成以及动作。

如图4所示，与定影带21的内周表面即表面层21a滑动接触的固定部件26由基底层26b以及该基底层26上的表面层26a形成。固定部件26中相对于加压辊31的面(即滑动接触面)按照加压辊31曲率形成为凹状。这样，记录媒体P沿加压辊31曲率从夹持部输出，避免了定影工序后记录媒体P吸附在定影带上难以分离。

除了上述本实施方式1中将夹持部的固定部件26形成为凹状以外，还可以将形成夹持部的固定部件26形成为平面。即，把固定部件26的滑动接触面(相对于加压辊31的面)形成为平面形状。这样，夹持部形状与记录媒体P大致平行，使定影带21与记录媒体P之间互相紧贴，由此提高了定影性能。进而因增大了位于夹持部出口处的定影带21曲率，更加有利于从定影带21上分离夹持部输出的记录媒体P。

固定部件26的基底层26的材料使用具有一定刚性的材料，如高刚性金属或陶瓷等材料，这样固定部件26即使受到加压辊31的压力作用也不会严重弯曲。

加热部件22通过金属板弯曲加工略呈管状，减小该加热部件22的厚度可缩短热机时间。但是，这样会降低加热部件22本身的刚性，使得加热部件22不能承受加压辊31所施加的压力而发生弯曲或变形。如果管状加热部件22发生变形，则无法获得所需的夹持部宽度，造成定影性能下降。对此，本实施方式1中另外设至了固定部件26以形成夹持部，该固定部件26与厚度薄的加热部件22不是同一部件，从而避免了上述问题的发生。

本实施方式在固定部件26与加热器25之间设置绝热部件27。该绝热部件27具体设置在固定部件26与加热部件22之间，覆盖除滑动接触面以外的表面。绝热部件27使用绝热性能良好的海绵橡胶或具有气泡的陶瓷等材料。

本实施方式1中整个定影带21几乎都接近加热部件22，在加热待机(打印动作待机)时定影带21在其周向也能受到均匀加热。因此，接到打印要求后可迅速进行打印动作。对此，上述专利文献1等公开的按需方式定影装置中，如果在夹持部的加压辊发生变形的加热待机期间对该加压辊进行加热，则会使加压辊发生热劣化，随着加压辊的橡胶材料不同，或缩短加压辊寿命，或使加压辊发生永久变形(橡胶的永久变形是指对于发生变形的橡胶加热而使得变形更加严重)。若加压辊发生永久变形，则加压辊局部凹入，无法获得所需要的夹持宽度，从而发生定影不良或在转动时发出不正常声音。

对此，本实施方式1在固定部件26与加热部件22之间设置了绝热部件27，因此在加热待机时，加热部件22的热量难以传输到达固定部件26，减轻了加压辊在发生变形的加热待机期间受到高温加热而产生的寿命缩短或永久变形，抑止了上述问题的发生。

进而，为了减小摩擦阻抗在固定部件26与定影带21之间涂敷润滑剂，该润滑剂在夹持部的高压高温条件下会发生劣化，引发定影带21滑动等问题。

对此，本实施方式1在固定部件26与加热部件22之间设置绝热部件27，使加热部件22的热量难以传到处于夹持部中的润滑剂，减轻了润滑剂因高温所引起的劣化，抑止了上述问题的发生。

本实施方式1因在固定部件26与加热部件22之间设置绝热部件27，因而固定部件26被绝热，不会在夹持部中加热定影带21。为此，进入夹持部的记录媒体P在从夹持部输出时其温度下降。也就是说，在夹持部出口处，记录媒体P上受到定影的调色剂像的温度下降，调色剂粘性下降，调色剂像相对于定影带21的粘着力变小，有利于将记录媒体P从定影带21上分离。因此，不但防止了定影工序后记录媒体P卷附在定影带21上引起卡纸等故障，而且避免了调色剂附着到定影带21上。

本实施方式1在固定部件26和定影带21(带部件)的双方的滑动接触面上形成含氟材料的表面层。即如图4所示，在固定部件26的滑动接触面上形成含氟材料的表面层26a，并在定影带21的滑动接触面上也形成氟材料形成的表面层21a。而且，将其中一方的表面层(本实施方式1中为固定部件26的表面层26a)形成为多孔质状。进而，固定部件26和定影带21双方中至少一方的表面层的表面能大于润滑剂表面张力。

这样，固定部件26和定影带21双方的滑动接触面上的润滑剂保持性能显著提高，定影带21或固定部件26的磨损显著下降。

以下对定影装置20进行详细说明，其中包括定影装置20与现有技术的关系。

由于现有定影装置中，带部件和固定部件相互之间的滑动接触面的材料和润滑剂并不是最佳组合，因此带部件和固定部件之间的滑动接触性能不够充分。在此具体分析先前例举的专利文献1～4。

专利文献1～4等中，固定部件(陶瓷加热器)的滑动接触面上施加了玻璃涂覆，而带部件(定影带)内周表面则由聚酰亚胺、不锈钢、镍等形成。在这种情况下，滑动接触面界面上虽然存在润滑剂，但玻璃与聚酰亚铵(或不锈钢、镍)之间的滑动却因表面摩擦损耗大而使得时效磨大大增加。

对此，专利文献2等在固定部件表面设置PTFE浸渍的玻璃纤维布(低摩擦片)，进而在该表面上涂覆润滑剂。但是，带部件内周表面由聚酰亚胺等树脂形成，PTFE浸渍的玻璃纤维布中柔软的PTFE随着时效的磨损会大幅度增加。

专利文献4等在固定部件的滑动接触表面和带部件内周表面分别设置了氟系滑动层，因此，不会仅在滑动接触表面双方中的一方发生极端的磨损。但是，介于滑动接触表面双方之间的润滑剂却受到热源的直接加热，并达到高温而枯竭。而且，双方的滑动接触面平滑，增加了接触面面积，摩擦阻抗变大，从而使得转矩增大。进而，由于滑动接触面双方表面能低，使得润滑剂从滑动接触面上向外飞溅，降低了润滑剂功能。专利文献3也因固定部件的滑动接触面和带部件的滑动接触面的润滑剂保持性能不够充分，润滑剂从滑动接触面向外飞溅。

对此，本实施方式1不但在定影带21的内周表面上设置含氟表面层21a，形成低摩擦且相对平滑的滑动接触面，而且在固定部件26的滑动接触表面上设置含氟多孔质状表面层26a，形成低摩擦且具有凹凸的滑动接触面。但是，尽管双方的摩擦接触面由含氟材料形成，且摩擦阻抗小，如果润滑剂的表面张力大于双方表面层的表面能，则润滑剂难以适应滑动接触面，滑动接触面的润滑剂保持性能会发生下降。对此，本实施方式1通过在滑动接触面上涂覆润滑剂，该润滑剂的表面张力至少小于滑动接触面双方之中一方的表面能，以确保润滑剂相对滑动接触面的润湿性能，提高润滑剂的保持性。本发明的发明人通过改变双方滑动接触面(表面层)材料与润滑剂的组合进行各种实验，从中证实了上述效果。

以下，叙述本实施方式1中的定影带21和固定部件26的详细结构。

定影带21由含氟材料形成，其表面层21a(滑动接触面)厚度为50μm以下，该表面层21a的表面能大于润滑剂表面张力。形成表面层(滑动接触层)21a的材料具体为，在PFA、PTFE、FEP等氟树脂材料中混合聚酰亚铵，聚酰胺、聚酰胺酰亚铵等树脂的混合物。

固定部件26的表面层26a为氟系涂覆(作为固体润滑剂的氟粒子分散涂覆剂、分散氟分子的共析电镀等)、或氟树脂(PFA、PTFE、FEP)、氟树脂薄膜等形成，并经施加喷砂处理形成为多孔质状。除此之外，固定部件26的表面层26a还可以用玻璃纤维布表面经氟系涂覆形成的薄片、或将氟树脂形成纤维后编制成网等。在此，本说明书中的“多孔质状”表面层26a不但包括多个从该表面层26的表面(滑动接触面)贯穿到背面的孔，还包括该表面层26a的表面上形成的多个凹凸(不贯穿到背后的孔)。介于固定部件26与带部件21之间的润滑剂采用氟润滑脂等。

相比于固定部件26以及带部件21中的一方表面层由氟系材料形成而另一方表面层由聚酰亚铵树脂形成的构成，上述本实施方式1构成的滑动接触面的摩擦阻抗非常小，因而定影带21和固定部件26的耐久性能提高。也就是说，相比于用硬的表面接触相对柔软的氟系材料表面层时氟系材料表面层会发生严重磨损的情况，本实施方式1的表面层双方都用比较柔软的氟系材料形成，因而双方表面层都不会发生严重磨损。而且，一方表面层由多孔质状形成，表面层双方接触面积减小，摩擦阻抗进一步降低。

进而，如果表面层双方平滑形成，则因氟系材料形成的表面层的表面能(相对润滑剂的润湿性能)低，润滑剂会从滑动接触面向外飞溅，滑动性能变差。对此，在本实施方式1中，一方的表面层形成为多孔质状，因此可在表面层上的孔中长期保存润滑剂。即如图5所示，从宏观上看，润滑剂Q进入多孔质状表面层26a的网眼中(如图5所示的在白色圆孔之间形成了许多间隙的构造)，可持久地保持在表面层26上。这样，定影带21和固定部件26不但改善了低摩擦性和低磨损性，而且提高了位于双方滑动接触面之间的润滑剂保持性能，从而使得定影装置20的耐久性能有飞跃性的提高。

图6是为证实上述效果而进行的实验结果。该表显示了定影带21以及固定部件26的滑动接触面(表面层)的材料和表面性能与定影带21以及固定部件26的耐久性能之间的关系。

图6所示实验利用本实施方式1定影装置20，并改变其中的定影带21的滑动面21a(表面层)的材料以及表面性能、和固定部件26的滑动面26a(表面层)的材料以及表面性能，用以在定影装置20连续驱动期间中测定定影装置20的驱动转矩。所测试到的驱动转矩越小且该驱动转矩变化越小(即达到预定转矩为止定影带21所移动的距离越长)，定影带21和固定部件26之间的滑动阻抗越小，装置的耐久性能越高。图6显示了定影装置20的驱动转矩上升到6kgf和8kgf时定影带21的移动距离。在图6的“耐久性能”的评价中，“◎”表示定影装置20具有足够的耐久性能，“△”表示定影装置20的耐久性能达到允许程度，“×”表示定影装置20耐久性能不足。

从图6所示的实验结果可知，定影带21和固定部件26双方的表面层均由氟系树脂形成，当其中一方表面层为多孔质状时，定影装置的耐久性能明显上升。

图7是定影带21的滑动接触面表面能与耐久性能之间关系的图。

图7所示的实验测试了当定影带21和固定部件26的滑动接触面双方的滑动接触面表面能均小于润滑剂表面张力时、以及当定影带21的滑动接触面的表面能大于润滑剂表面张力时，定影装置20连续驱动期间中的驱动转矩的变化。如图7所示，横轴表示定影带21的移动距离，纵轴表示定影装置20的驱动转矩，S1表示定影带21的滑动接触面表面能大于润滑剂表面张力时的转矩变化，S2表示定影带21和固定部件26的滑动接触面双方的表面能均小于润滑剂表面张力时的转矩变化。表面能小的表面层为单纯PFA涂覆层，表面能大的表面层为PFA中添加聚酰亚铵等树脂的混合物涂覆层。固定部件26与定影带21之间的润滑剂使用含氟油的氟润滑脂。

从如图7所示结果可知，当定影带21的滑动接触面表面能大于润滑剂表面张力时，转矩随时效的上升受到抑止，磨损阻抗被维持在较小值。这样，通过加大定影带21一方的表面能，提高了滑动接触面上的润滑剂润湿性能，使定影装置的耐久性得到改善。

如上所述，本实施方式1的定影带21和固定部件26双方均以含氟滑动接触面进行滑动接触，减小了摩擦系数，降低了驱动转矩。而且，双方均以柔软的表面层进行接触，防止其中一方表面层受到磨损。另外，因固定部件26表面层26a被形成为多孔质状，该多孔质状表面层26a的孔中保持了润滑剂Q，以避免当双方表面层的表面能低且润湿性差的时候，润滑剂从表面层26a向外飞溅。而且，固定部件26的多孔质状表面层26a发生时效消磨，保持在孔中的润滑剂Q留到滑动接触面，减小了滑动接触面双方之间的摩擦阻抗。进而，由于表面层26a为多孔质状，这使得滑动接触面双方的摩擦面积变小，从而减小了双方之间的摩擦阻抗。

进而，如果仅用氟树脂形成定影带21的表面层21a，则该表面层21a的表面能过小，因此定影带21表面层21a用氟树脂中添加聚酰亚胺，使定影带21内周表面表面层21a的表面能大于润滑剂Q的表面张力，这样，滑动接触面双方中的一方相对于润滑剂的润湿性能增大，提高了滑动接触面的润滑剂保持性能。

如图5所示，本实施方式1中，多孔质状的固定部件26表面层26a中的反面即位于滑动接触面(相对于定影带21的面)相反一侧的面，与面26b1相接触，该面26b1的表面能大于表面层26a的表面能。即与表面层26a相接触的基底层26b表面能大于表面层26a的表面能。

为了使定影带21与固定部件26之间以低摩擦滑动接触，需要在双方的滑动接触面之间有润滑油介在。为此，如上所述，一方的滑动接触面形成为多孔质状，使润滑剂滞留于空孔之中，以提高润滑剂Q的保持性能。但是，多孔质状表面层26a由于用表面能低的含氟材料形成，因而该表面层26a上的润滑剂Q润湿性能不足。对此，本实施方式1如图5所示，用表面能大的平滑面26b1接触多孔质状表面层26a的反面，使进入表面层26a空孔中的润滑剂Q紧贴平滑面26b1，以提高润滑剂Q的保持能力。

图8是耐久性随着接触多孔质状表面层26a反面的面26b1的表面能变化而变化的图。

有关图8的实验是分别用不锈钢和氟橡胶形成接触表面层26a反面的面26b1，测定定影装置20在持续动作中驱动转矩的变动。如图8所示，横轴表示定影带21的移动距离，纵轴表示定影装置20的驱动转矩，曲线S3和S4分别显示了用不锈钢和氟树脂形成接触表面层26a反面的面26b1时的转矩变化。多孔质状表面层26a使用PFA纤维编织的网。固定部件26与定影带21之间的润滑剂使用含氟油的氟润滑脂。

从图8的实验结果可知，用不锈钢形成与表面层26a反面相接触的面26b1的一方(S3)中，转矩没有发生急剧的时效上升，耐久性能良好。这时因为不锈钢表面能大于氟橡胶表面能，并且相对润滑剂Q的润湿性良好，因而，当润滑剂Q进入表面层26a的孔中后，该润滑剂Q紧密地保持在不锈钢基底层26b的表面26b1上，从而提高了润滑剂Q的保持性能。

以下例举具体数据。

当定影带21的表面层21a(滑动接触面)用PFA涂敷层或PTFE涂敷层时，其表面能Ea在22.6mN/m左右。固定部件26的多孔质状表面层26a(滑动接触面)使用PFA纤维或PTFE纤维编织成网状的滑动片时，其表面能Eb为20mN/m左右。在此，位于固定部件26和定影带21之间的润滑剂使用含氟油氟润滑脂(40℃时的动粘度为25×10^-6m²/s)时，其表面张力为17.7mN/m左右。因此，上述满足Ea＞Ej，且Eb＞Ej。

此外，本发明发明人还通过实验确实了使用有机硅油作为固定部件26和定影带21之间的润滑剂时，该润滑剂的表面张力为21mN/m(＞Eb)，上述本实施方式1的效果无法得到充分发挥。

本实施方式1中设定影带21表面层21a的磨损速度为Va，固定部件26表面层26a的磨损速度为Vb，定影带表面层21a的厚度为Ta，固定部件26表面层的厚度为Tb，此时定影带21以及固定部件26的形成满足下述关系，即Va＜Vb，Ta＜Tb。

上述关系是因为对于用于高温的定影带21，当其内周表面层21a使用氟系材料形成时，该定影带21的磨损速度变快。此时，如果仅仅增加定影带21的表面层21a厚度，则随着定影带21的热容量增加定影带21的加热效率下降，定影装置20的热机时间增加。对此，本实施方式1用氟树脂中混合耐热性树脂材料形成定影带21的表面层21a，同时，将固定部件26表面层26a的厚度设为大于定影带21表面层21a的厚度。

此处，表面层的“磨损速度”表示相对于定影带21的移动距离所发生的表面层磨损量，与表示当材料上施加了1N作用力时1km磨损产生的磨损量(mm³/N·km)即“比磨损量”大致同义。

定影带21在夹持部中受到加热使调色剂像定影，为了缩短热机时间需要减小定影带21的热容量。为此，优选厚度薄的定影带21表面层21a。然而，如果定影带21表面层21a的磨损速度大于固定部件26表面层26a的磨损速度，则定影带21的基材层早期暴露，使定影装置20的驱动转矩急剧上升。

对此，本实施方式1在定影带21的表面层21a中混合聚酰亚胺或聚酰胺或聚酰胺酰亚胺等耐热性树脂，也可以混合钼或炭填充剂等，以减小定影带21的表面层21a的磨损速度Va，并使该速度Va小于固定部件26的表面层26a的磨损速度Vb(即Va＜Vb＝。进而，设定影带21的表面层21a厚度Ta为50μm以下，固定部件26的表面层26a厚度Tb为100μm以上(Ta＜Tb＝。这样避免了定影带21的表面层21a逐渐磨损而暴露定影带21基材层致使定影装置20的驱动转矩急剧上升。换而言之，本实施方式1可在不增加定影带21热容量的情况下提高了定影装置20的耐久性能。

如上所述，本实施方式1在固定部件26的滑动接触面26a和定影带21的滑动接触面21a上分别设置含氟材料形成的表面层，其中固定部件26表面层26a形成为多孔质状，而且，固定部件26和定影带21双方之中至少一方的表面层形成为其表面能大于润滑剂Q的表面张力。这样，定影带21内周表面层21a与固定部件26之间滑动接触时，处于定影带21与固定部件26之间润滑剂Q可保持长期稳定，减少定影带21以及固定部件26的磨损，提高了耐久性能。

除了如本实施方式1将本发明用于以定影带21为带部件、以加压辊31为转动体的定影装置20中以外，本发明还可以用于以加压带为带部件、定影辊为转动体的定影装置中。此时，设置加压垫作为固定部件，该加压垫隔着润滑剂接触带部件即加压带内周表面。该加压垫隔着加压带以一定压力接触在定影辊上，形成夹持部。定影辊直接或间接地受到加热装置加热，加压带也通过其他的加热装置直接或间接的加热。在这样的场合下，如果将加压垫的滑动接触面和加压带的滑动接触面形成为与上述本实施方式1相同的结构，则能够获得与本实施方式1相同的效果。

本实施方式1使用多层结构的定影带21作为带部件，除此之外，带部件还可以使用以聚酰亚胺、聚酰胺、氟树脂、金属等形成的环状定影膜，在这些情况下同样可以获得本实施方式1所述的效果。

实施方式2

下面参考图9详细说明本发明的实施方式2。

图9相当于实施方式1的图2，是实施方式2所涉及的定影装置的结构示意图。本实施方式2与上述实施方式1的不同之处在于，本实施方式2的定影装置200所采用的加热部件22利用电磁感应加热。

如图9所示，本实施方式2的定影装置200与上述实施方式1的定影装置相同，由定影带21、加热部件22、加压辊31、固定部件26、绝热部件27等构成，而且，在固定部件26和定影带21上分别形成含氟材料的表面层26a和21a作为滑动接触面，固定部件26的表面层26a形成为多孔质状，定影带21的表面层21a形成为其表面能大于润滑剂Q的表面张力。

在本实施方式2中，定影装置200采用感应加热部50作为加热装置以代替实施方式1的加热器25。而且，与实施方式1中通过加热器25辐射热加热部件22不同，本实施方式2中加热部件22A受感应加热部50的电磁感应而被加热。

感应加热部50由励磁线圈、磁芯、线圈导体等构成。励磁线圈使用细线束形成的利奇线(Lits wire)，在宽度方向(垂直于图9的图面方向)上延伸，覆盖一部分定影带21。线圈导体由高耐热性树脂材料等形成，用以保持磁芯以及励磁线圈。磁芯为铁等强磁体(磁导率为100～3000左右)形成的半圆筒形部件，面向加热部件22A，并设置为中心磁芯以及侧磁芯，以有效地形成磁束。磁芯被设置为面对在宽度方向延伸的励磁线圈。

上述结构的定影装置200进行下述动作。

当定影带21受到驱动按图9所示箭头方向转动时，定影带21受到位于对面的感应加热部50加热。具体为，励磁线圈中的高频电流在加热部件22A周围交替形成相反方向的磁力线。此时，加热部件22A表面产生涡电流，该涡电流通过加热部件22A本身的电阻产生焦耳热。加热部件22A通过电磁感应发生该焦耳热。通过该焦耳热，加热部件22A受电磁感应发热，进而定影带21受加热部件22加热。

为了对加热部件22A进行有效的电磁感应加热，优选将感应加热部50形成为面对加热部件22周向整个区域。加热部件22的材料可以采用镍、不锈钢、铁、铜、钴、铬、铝、金、白金、银、锡、钒、或这些金属中多种金属的合金等。

如上所述，本实施方式2与上述实施方式1相同，能够在固定部件26滑动接触定影带21内周表面层21a的情况下，保持定影带21与固定部件26之间的润滑剂Q的长期稳定，减少定影带21或固定部件26的磨损，提高耐久性能。

本实施方式2采用电磁感应使加热部件22发热，除此之外，还可以利用阻抗发热体的热量来加热加热部件22。具体为，用阻抗发热体接触加热部件22的部分或全部内周表面。阻抗发热体为陶瓷加热器等面状发热体，该两端连接电源。当组抗发热体中输入电流后，阻抗发热体通过本身电阻发热而温度上升，从而加热与其接触的加热部件22。进而，经加热的加热部件22对定影部件21进行加热。

另外加热部件22本身也可以为阻抗发热体。具体为，用厚度薄的阻抗加热体形成加热部件22，并将其两端连接电源。随后当加热部件(阻抗发热体)中输入电流后，加热部件本身的电阻使阻抗发热体温度上升，以此加热定影带21。

以上所述可用于将固定部件26滑动接触面和定影带21滑动接触面形成为与上述实施方式相同的结构中，并且能够获得与上述实施方式相同的效果。

本发明并不局限于上述实施方式，对于不同的实施方式、包括上述实施方式所暗示的方式在内，只要是属于本发明技术范畴的，均可以认为是对上述各实施方式进行适当改变而获得的实施方式。此外，构成上述部件的数量、位置、形状等也不局限于上述实施方式中的叙述，可以根据实施状况决定最佳数量、位置、形状等。

Claims

1.对记录媒体上的调色剂像进行定影的定影装置，其中具备：

带部件，呈环状，沿预定方向移动，并具有挠性；

转动体，与所述带部件外周表面相接触；

固定部件，被固定为通过润滑剂与所述带部件内周表面滑动接触，并隔着该带部件压在所述转动体上，形成输送记录媒体的夹持部；以及，

加热装置，用于直接或间接地对所述带部件或者/以及所述转动体进行加热，

其特征在于，互相滑动接触的所述固定部件滑动接触面和所述带部件滑动接触面双方分别具有含氟材料形成的表面层，该双方的所述表面层中的一方表面层被形成为多孔质状，该双方的所述表面层之中至少一方的表面层的表面能大于所述润滑剂的表面张力。

2.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，在所述固定部件或所述带部件中，形成为多孔质状的所述表面层中与滑动接触面相反一侧的面接触具有表面能大于该形成为多孔质状的所述表面层的表面能的面。

3.根据权利要求1或2所述的定影装置，其特征在于，所述带部件与所述固定部件被形成为满足以下关系，

Va＜Vb

Ta＜Tb

其中，Va为所述带部件的所述表面层磨损速度，Vb为所述固定部件的所述表面层磨损速度，Ta为所述带部件的所述表面层厚度，Tb为所述固定部件的所述表面层厚度；所述表面层磨损速度表示相对于所述带部件的移动距离所发生的表面层磨损量。

4.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述润滑剂为氟润滑脂。

5.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，在所述固定部件与所述加热装置之间设置绝热部件，同时将所述加热装置设置为可在除了所述夹持部以外的部位对带部件进行加热。

6.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，

具备加热部件，在除了所述夹持部以外的部位与所述带部件内周表面相对向，并且由所述加热装置直接加热；

所述带部件为用于加热并熔化调色剂像的定影带或定影膜；

所述转动体为辊状加压辊。

7.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在于，

所述固定部件的所述表面层被形成为多孔质状；

所述带部件中所述表面层的表面能大于所述润滑剂表面张力。

8.图像形成装置，其特征在于，具备权利要求1所述的定影装置。