CN102193456A - 定影装置及图像形成设备 - Google Patents

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Abstract

一种定影装置，其包括：加热转动构件，该加热转动构件具有在施加电流时发热的电阻加热层；加压转动构件，该加压转动构件与加热转动构件的外圆周表面压力接触以形成定影压区，其上形成有未定影调色剂图像的记录片材通过定影压区以进行热定影；圆形电极，该圆形电极周向地形成在所述外圆周表面上的中间夹着纸张通过区域的两个相应的位置处，并给电阻加热层供给电力，电极都是金属的并分别由至少两个电极层形成，所述至少两个电极层包括直接层叠在加热层上的第一电极层和作为最外层的第二电极层，该第一电极层与加热层之间的线性膨胀系数差小于该第二电极层与加热层之间的线性膨胀系数差，并且该第二电极层比第一电极层更抗氧化。

Description

定影装置及图像形成设备
本申请基于在日本提交的申请No.2010-57108，其内容通过参引结合入本文。
技术领域
本发明涉及一种用于在图像形成设备、特别是定影装置中使用的电极，该电极用于给电阻加热层供给电力。
背景技术
诸如复印机的图像形成设备包括定影装置，该定影装置用于使形成在记录片材上的未定影图像通过由加热转动构件及加压转动构件形成的压印构件，从而将未定影图像定影到记录片材上。近年来，出于节能和加速加热的考虑，已经提出了使用包括电阻加热层的环形带作为加热转动构件的定影方法。此电阻加热层由诸如碳粉及金属粉末的导电材料和诸如聚酰亚胺(PI)及硅橡胶的耐热绝缘基材的混合物组成。电力供给至电阻加热层以直接加热定影带从而定影调色剂图像。根据此定影方法，由于热容量低且自热源到要加热的记录片材的距离短而显示出很高的热效率。这使得能够以低电力消耗短时升温。
此加热方法通常需要将电力供给至电阻加热层。因此，定影装置包括电力供给构件，该电力供给构件用于将电力从定影带外部供给至电阻加热层。定影装置还包括电极，该电极用于接收从电力供给构件供给的电力，并将所接收的电力传送至电阻加热层。
上述电极例如由通过分散导电填料而获得的树脂层形成，或由粘贴的金属箔、金属网等形成。这些示例在日本专利申请公报No.2007-272223、2009-109997以及2009-92785中公开。
但在使用由通过分散导电填料而获得的树脂层形成的电极的情形中，表现出了相较于使用由金属形成的电极的情形来说更高的电阻率。尽管此电极不需要产生热量，但是电流的施加无用地致使电极产生热量。从而造成低热效率。
另一方面，在使用由低电阻率的金属形成的电极的情形中，仅使用金属用于电极使电极容易与电阻加热层脱开。
发明内容
鉴于上述问题实现了本发明，本发明的目的在于提供一种定影装置，其包括具有低电阻率和高耐用性的电极，对于该电极而言，由于电极与电阻加热层脱开以及电极氧化而致使电导率降低的可能性很小，本发明的目的还在于提供一种包括这种定影装置的图像形成设备。
上述目的通过一种定影装置实现，所述定影装置包括：加热转动构件，所述加热转动构件具有电阻加热层，当施加电流时，所述电阻加热层产生热；加压转动构件，所述加压转动构件与所述加热转动构件的外圆周表面压力接触以形成定影压区，其上已形成有未定影的调色剂图像的记录片材从所述定影压区中通过，以便进行热定影；以及一对圆形电极，所述一对圆形电极分别周向地形成在所述加热转动构件的外圆周表面上的两个位置中的相应的一个位置处，并给所述电阻加热层供给电力，所述两个位置将纸张通过区域夹在中间，其中，所述电极都是金属的，并分别由至少两个电极层形成，所述至少两个电极层包括直接层叠在所述电阻加热层上的第一电极层和作为最外层的第二电极层，所述第一电极层与所述电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值小于所述第二电极层与所述电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值，并且所述第二电极层比所述第一电极层的抗氧化性更强。
上述目的还通过一种图像形成设备来实现，所述图像形成设备包括：图像形成部，所述图像形成部能够操作成在记录片材上形成未定影的调色剂图像；以及定影装置，所述定影装置能够操作成将所述未定影的调色剂图像热定影到所述记录片材上，所述定影装置包括：加热转动构件，所述加热转动构件具有电阻加热层，当施加电流时，所述电阻加热层产生热；加压转动构件，所述加压转动构件与所述加热转动构件的外圆周表面压力接触以形成定影压区，其上已形成有未定影的调色剂图像的记录片材从所述定影压区中通过，以便进行热定影；以及一对圆形电极，所述一对圆形电极分别周向地形成在所述加热转动构件的外圆周表面上的两个位置中的相应的一个位置处，并给所述电阻加热层供给电力，所述两个位置将纸张通过区域夹在中间，其中，所述电极都是金属的，并分别由至少两个电极层形成，所述至少两个电极层包括直接层叠在所述电阻加热层上的第一电极层和作为最外层的第二电极层，所述第一电极层与所述电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值小于所述第二电极层与所述电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值，并且所述第二电极层比所述第一电极层的抗氧化性更强。
附图说明
从以下结合示出了本发明具体实施方式的附图进行的描述中，本发明的这些以及其它目的、优点和特性将变得清楚。
附图中：
图1示出了关于本发明实施方式的图像形成设备的概要结构；
图2是示出了关于本发明第一实施方式的定影装置的主要结构的部分去除的示意性模式图；
图3是示出了关于本发明第一实施方式的定影装置的主要结构的截面模式图；
图4是示出了图2中示出的定影装置的概要结构的平面图，重点放在供给构件与电极压力接触的部分；
图5是示出了包含在关于本发明第一实施方式的定影装置中的热定影带和电极的概要结构的局部放大的截面模式图；
图6是示出了关于金属材料的电阻率、线性膨胀系数、莫氏硬度、抗氧化性、电极中间层适用性及电极表面层适用性的表；
图7示出了电极的耐久性测试结果；
图8是示出了关于本发明第二实施方式的定影装置的主要结构的示意性模式图；以及
图9是示出了包含在关于本发明第二实施方式的定影装置中的加热辊和电极的概要结构的局部放大的截面模式图；
具体实施方式
<第一实施方式>
下文以串联式彩色数字打印机(以下简称“打印机”)为示例来描述关于本发明的定影装置及图像形成设备的实施方式。
(1-1.打印机的总体结构)
图1是示出了关于本发明实施方式的打印机100的总体结构的概要截面图。打印机100包括图像形成单元10、供纸单元20、转印单元30、定影装置40、控制单元50等。
打印机100连接于诸如LAN(局域网)的网络。当从外部终端设备(未示出)接收指令以执行打印任务时，打印机100通过形成青色、品红色、黄色及黑色的调色剂图像并多次转印所形成的这些调色剂图像来进行全色图像形成。
以下，青色、品红色、黄色及黑色这些再生色分别表示为C、M、Y和K，而字母C、M、Y和K附在与对应的再生色相关的部件的附图标记后面。
图像形成单元10包括图像形成器1C、1M、1Y和1K、光学单元15、中间转印带31、清洁器刀片14和37等。
中间转印带31是以张紧状态悬置在主动辊32及从动辊33上的环形带，并被驱动沿由箭头A所指示的方向转动。
清洁器刀片14和37布置成分别沿反方向与感光鼓11及中间转印带31接触，从而分别清洁感光鼓11及中间转印带31的表面上的粉尘，诸如残留调色剂和纸末。
光学单元15包括诸如激光二极管的发光装置。当接收到从控制单元50传输的驱动信号时，光学单元15发射激光束L以进行感光鼓11C、11M、11Y和11K的曝光扫描，从而分别形成青色、品红色、黄色及黑色的图像。此曝光扫描使得分别在已经通过充电器12C、12M、12Y和12K充电的感光鼓11C、11M、11Y和11K上形成静电潜像。该静电潜像通过显影装置13C、13M、13Y和13K显影。已经分别形成在感光鼓11C、11M、11Y和11K上的青色、品红色、黄色及黑色的调色剂图像在不同的时刻被初次转印在中间转印带31上，使得青色、品红色、黄色及黑色的调色剂图像分别层叠在中间转印带31上相同的位置。青色、品红色、黄色及黑色的调色剂图像分别由作用在初次转印辊34C、34M、34Y及34K上的静电力顺序地转印到中间转印带31上。于是，全色调色剂图像形成。然后该全色调色剂图像被传送到二次转印位置36。
另一方面，供纸单元20包括供纸盒21、拾取辊22、及一对正时辊24等，供纸盒21用于在其中容纳纸张S，拾取辊22用于拾取容纳在供纸盒21中的纸张S并将纸张S一张一张地引导到输送路径23上，所述一对正时辊24用于调节将纸张S传送到二次转印位置36上的时刻。根据调色剂图像在中间转印带31上进行输送的时刻，将纸张S从供纸单元20输送至二次转印位置36。中间转印带31上的调色剂图像由作用在二次转印辊35上的静电力整体地二次转印到纸张S上。
经过二次转印位置36后，纸张S被继续输送至定影装置40。纸张S上形成的调色剂图像(尚未定影)通过由定影装置40进行的热压定影而被固定于纸张S上之后，才经由一对排出辊61将纸张S排出到排纸托盘62。
此外，控制单元50进行与外部终端的通信、图像处理、驱动上述部件的控制等。
在打印机100的前上部上用户可以很方便地操作的地方设置有操作面板(未示出)。该操作面板包括用于输入复印张数的数字键盘、用于发出开始复印指令的复印启动键、以及图像形成模式选择键。该操作面板还包括用于显示信息屏的触摸屏液晶显示器单元，其中信息屏用于显示打印机100的状态。例如，该信息屏显示打印机100正在等待任务执行指令的状态(打印机100处于闲置状态)。打印机100通过液晶显示器单元的触摸屏功能接收供纸托盘的选择和复印缩放度(copy concentration)的调整等。
(1-2.定影装置40的结构)
图2是示出了定影装置40的主要结构的部分去除的示意性模式图。图3是示出了定影装置40的主要结构的截面图。如图2及图3中示出的，定影装置40包括：热定影带41，其为可弹性变形的环形带并且作为加热转动构件；定影辊42，其作为加压构件；加压辊43，其作为加压转动构件；以及电力供给构件44，其用于给热定影带41供给电力，用于热量的产生。
热定影带41为圆筒形，并具有形状保持特性。具体地，热定影带41响应于沿其径向方向的一定量的压力的施加而弹性变形。当在这种变形状态下压力的施加停止时，热定影带41由于其回弹性而回复至其初始形状。热定影带41具有例如30mm的内径。
定影辊42通过将多个弹性层422层叠在长形的金属芯421的圆周上而形成，并布置在热定影带41的转动路径的内侧。此转动路径是热定影带41行进的路径，下文中称为“带转动路径”。用作轴的金属芯421由铝、不锈钢或类似物形成并且其直径例如为18mm。弹性层422由诸如硅橡胶和氟橡胶的耐热橡胶形成或由这种耐热橡胶的泡沫材料形成(在某些情况下，由这种耐热橡胶和/或此类泡沫材料的层压物形成)，其厚度例如为5mm。
定影辊42的外直径小于热定影带41的内直径，其外直径例如为28mm。热定影带41及定影辊42在定影压区N处彼此接触，而在除了定影压区N之外的部分处彼此分开且两者之间具有间隙47。
与热定影带41与定影辊42彼此紧密接触的结构(不存在间隙的结构)相比，根据热定影带41与定影辊42之间存在间隙的这种结构，可以呈现如下效果。热定影带41与热定影带41的接触区域很小，自热定影带41产生的热量在该接触区域处传递至定影辊42。这样减少了自热定影带41产生的热部分地通过金属芯421传递至以可转动的方式支撑位于金属芯421的各端上的轴420的壳体48(见图4)的热损失。因此能够实现高热效率。
加压辊43通过在长形金属芯431的圆周上依次层叠弹性层432和释放层433而形成。加压辊43布置在热定影带41的带转动路径外侧。响应于通过施压机构(未示出)的力的施加，加压辊43经由热定影带41给定影辊42施压，从而在加压辊43表面与热定影带41的表面之间形成定影压区N。加压辊43具有任意外直径，例如具有35mm的外直径。
金属芯431由铝、铁等形成，其外径例如为30mm。金属芯431为中空管形，其厚度例如为2mm。可选地，金属芯431可以是实心圆柱形，或者其截面的形状可以为带辐条的轮形，诸如圆形中带三顶尖星形的形状。
弹性层432由诸如硅橡胶和氟橡胶的耐热橡胶、这种耐热橡胶的泡沫材料或类似物形成，其厚度例如为2.5mm。
释放层433由诸如PFA(可溶性聚四氟乙烯)之类的氟树脂管或涂层形成，其厚度例如为20μm。释放层433可以具有导电特性，以防止由充电造成的调色剂偏移。
定影辊42具有这样的结构：使位于金属芯421的轴向上的各端上的轴420由定影装置40的壳体48(见图4)通过轴承构件(未示出)以可转动的方式支撑。加压辊43具有类似的结构：其中，位于金属芯431的轴向上的各端上的轴430由定影装置40的壳体48通过轴承构件(未示出)以可转动的方式支撑。
响应于由驱动马达(未示出)施加的驱动力，加压辊43被驱动而沿由箭头B指示的方向转动。依据加压辊43的转动，热定影带41沿由箭头C指示的方向成圆形地行进，并且驱动定影辊42沿相同的由箭头C指示的方向转动。应注意，可以驱动定影辊42转动，热定影带41可以依据定影辊42的转动而沿由箭头C指示的方向成圆形地行进，并且加压辊43可以被驱动以沿相同的由箭头C所指示的方向转动。
电极415设置在热定影带41的各个端部(“两个位置”)的整个外圆周表面上，从而沿定影辊42的轴向将纸张通过区域夹在中间。下文将定影辊42的轴向称为“辊轴向”。响应于从热定影带41的外侧到其内侧的力的施加，使电力供给构件44与电极415压力接触。稍后详细描述。
电力供给构件44均为尺寸是长10mm、宽5mm、高7mm的矩形平行六面体块，就是由诸如铜-石墨材料和碳-石墨材料的可滑动导电材料形成的所谓碳刷。供给构件44分别通过导线(电气配线)45电连接至电源46。
图4示出了热定影带41在辊轴方向上的一端及其周围部件的概要结构。壳体48上固定有用于夹持电力供给构件44的引导构件49。在热定影带41的转动路径具有垂直于辊轴方向的大致圆形截面的情况下，电力供给构件44由引导构件49夹持，从而可以在圆形横截面的径向方向上滑动。由弹簧等形成的弹性构件491朝将电极415推向定影辊42的方向给电力供给构件44施压。此力使电力供给构件44与电极415压力接触。电力供给构件44承受由热定影带41的刚性导致的在与给电极415施压的方向相反的方向上的应力。这可以使电力供给构件44与电极415保持接触。应当注意，可以在热定影带41的内圆周表面中设置支持构件或类似物，以便承受由电力供给构件44施加于电极415的按压力。在这种情况下，该支持构件可以通过涂覆诸如PFA的氟树脂形成，以减少诸如聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)及聚醚醚酮(PEEK)的耐热树脂表面上的摩擦力，该涂层涂覆于至少与热定影带41的内圆周表面滑动接触的这种耐热树脂表面上。
在图4中，为了示出布置在热定影带41的转动路径内侧的定影辊42，热定影带41在辊轴方向上的长度稍短于定影辊42在轴向上的长度，故而定影辊42稍稍凸出于热定影带41。但热定影带41及定影辊42的结构不必局限于此。
(1-3.热定影带41的结构)
图5是示出了热定影带41在辊轴方向上的一端的取自包括辊轴的平面的局部放大的截面图。如图5中示出的，热定影带41通过从内侧依次层叠绝缘层411、电阻加热层412、弹性层413及释放层414而形成。尽管图5只示出了热定影带41的一端，但是热定影带41在辊轴方向上的每个端部处具有未形成弹性层413及释放层414的部分。在此部分中，电极415设置在电阻加热层412上。
电阻加热层412通过将导电填料分散于诸如PI、PPS及PEEK的耐热树脂中而获得。该导电填料是诸如银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、镁(Mg)及镍(Ni)的金属，或是诸如碳纳米管、碳纳米纤维及碳微线圈的碳基填料。该导电填料可以是这些金属及碳基填料中两种或两种以上类型的组合。通过调整要分散于耐热树脂中的导电填料的类型或数量，可以获得预定的电阻率。
期望使用诸如碳纳米纤维的纤维填料作为导电填料。这是因为纤维填料显示出在少分散量的情况下填料间的高接触可能性，由此获得所需的电阻率。此外，在将金属填料用作导电填料的情况下，优选具有针状晶体结构的金属。
电阻加热层412具有任意厚度，例如其厚度为大约5μm至100μm。
电阻加热层412的电阻率可以基于由电源46施加的电压、电阻加热层412的厚度、热定影带41在辊轴方向上的长度(宽度)等而任意确定。电阻加热层412的电阻率例如为大约1.0×10-6Ω·m至9.9×10-3Ω·m，并且优选为1.0×10-5Ω·m至5.0×10-3Ω·m。
绝缘层411由与用于电阻加热层412的树脂类型相同的诸如PI、PPS及PEEK的耐热树脂形成，并且优选厚度例如为大约5μm至100μm。
弹性层413由诸如硅橡胶及氟橡胶的耐热材料形成，其厚度例如为大约100μm至300μm。
释放层414通过在弹性层413的表面上涂覆诸如PFA、PTFE(聚四氟乙烯)及ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)的具有高释放特性的氟树脂形成。可选地，释放层414也可以由上文列出的树脂制成的管形成。释放层414具有任意厚度，例如其厚度为大约5μm至100μm。释放层414具有大于等于90度的水接触角，优选地具有大于等于110度的水接触角。此外，释放层414优选地具有例如近似于Ra：0.01μm至50μm的表面粗糙度。用于释放层414的氟管可以例如是由杜邦-三井氟化学有限公司生产的产品PFA350-J、451-HP-J及951HP Plus。
(1-4.电极415的结构)
假定为使用由具有低电阻率的金属形成的电极的情况。如果金属与作为电阻加热层基材(结合剂树脂)的诸如PI的树脂之间在线性膨胀系数上存在很大的差别，则电阻加热层产生热量，由此使电极升温而膨胀。因此，电极与电阻加热层脱开。此外，金属的氧化等等降低了电极的电导率。
根据图5示出的本发明，电极415具有双层结构，其中电极表面层4152(第二电极层)层叠在电极中间层4151(第一电极层)上。电极415设置在热定影带41在辊轴方向上的各个端部上的未形成有弹性层413及释放层414的部分上，因而电极中间层4151层叠在电阻加热层412上。电极中间层4151和电极表面层4152通过实施电镀工艺而层叠在电阻加热层412上。此处，电极415的宽度(在辊轴方向上的长度)为例如5mm至50mm。
电极中间层4151和电极表面层4152分别由具有低电阻率的金属形成，并且分别沿着热定影带41的整个圆周形成。此结构消除了电极415内的电位差，从而在设置于热定影带41在辊轴方向上的相应端部上的电极415之间通过电阻加热层412均匀地携带电流。因此，能够使电阻加热层412均匀地产生热量。
由于电力供给构件44受压与电极表面层4152滑动接触，故而电极表面层4152优选地由高耐磨金属、即高硬度金属形成。此外，电极表面层4152优选地由高抗氧化金属形成。为了防止电极中间层4151与电阻加热层412脱开，电极中间层4151优选地由与作为电阻加热层412的基材的诸如PI的树脂在线性膨胀系数上差别很小的金属形成。更具体地，优选用于电极中间层4151的金属与这种树脂之间在线性膨胀系数上的差值小于用于电极表面层4152的金属与这种树脂之间在线性膨胀系数上的差值。如上文描述的，电极415具有双层结构。与电力供给构件44接触的电极表面层4152由高硬度高抗氧化性的金属形成。与电阻加热层412接触的电极中间层4151由线性膨胀系数介于电阻加热层412的线性膨胀系数与电极表面层4152的线性膨胀系数之间的金属形成。通过电极415的这种结构，能够获得具有高耐磨性和高耐久性且不会由于氧化及与电阻加热层412脱开而降低电导率的电极415。
换言之，根据本发明，由于电极具有双层结构，因此可以更灵活地确定线性膨胀系数。这使电极脱开更少。此外，由单一类型的金属形成的电极很难既显示良好的抗脱开性又显示优越的抗氧化性。但是通过使用双层电极，可以更自由地选择电极的金属材料，由此减少电极脱开和保持电导率。如上文描述的，通过构造由分别具有不同功能及特性的电极层所形成的电极，能够展现良好的抗脱开性和优越的抗氧化性。
图6是示出了关于金属材料的电阻率、线性膨胀系数、莫氏硬度、抗氧化性、电极中间层适用性及电极表面层适用性的表。在对电极表面层的适用性测试中，经鉴定满足如下条件的金属是适用的，否则则不适用：电阻率小于等于7×10-8Ω·m；莫氏硬度大于等于4；以及良好的抗氧化性。在对电极中间层的适用性测试中，经鉴定满足如下条件的金属是适用的，否则不适用：电阻率小于等于7×10-8Ω·m；线性膨胀系数大于等于铜——其表现出期望的抗脱开性——的线性膨胀系数，即大于等于1.7×10-5/℃的线性膨胀系数。
(1-5.电极415的耐久性测试)
在图6中示出的表中，钨和镍经鉴定具有期望的对电极表面层的适用性。钨是所谓稀有金属，其在地球上的储量很小并且非常昂贵，因而不适于普遍使用。因此，镍更适合用于电极表面层4152。考虑到这一点，在耐久性测试中，镍用作电极表面层4152，而铜用作电极中间层4151。铜具有出色的通用特性并且适于电镀，并且是从经鉴定为具有期望的电极中间层适用性的金属中选出的。
将电极415作为测试件用于耐久性测试。如图2和图5中示出的，通过在设置于热定影带41的在辊轴方向上的各个端部上的电阻加热层412上形成厚度为10μm的镀铜电极中间层4151、并在该电极中间层4151上层叠厚度为4μm的镀镍电极表面层4152而制备电极415。耐久性测试以如下方式进行。对10个测试件中的每一个分别进行热测试(300℃×200小时)，之后分别对抗氧化性、抗脱开性和电导率进行测量或观测。在抗氧化性测试中，对已进行过热测试的每个测试件的电极415的外观进行观测，计下已经受氧化而变黑的测试件的个数。在抗脱开性测试中，在进行热测试后，将铜-石墨碳刷以400g/cm2的压强压到电极415的表面上，之后将测试件持续转动五小时。接下来观察电极415的外观，计下电极未脱开的测试件的个数。在电导率测试中，进行热测试后，以如下方式确定电极415圆周表面上的八个点。基于包括电极415的测试件具有垂直于辊轴方向的圆形截面的假定，将圆上任意一点确定为0°，而在角度变为45°、90°、135°、180°、225°、270°及315°的位置处选择其他七个点。之后，在所述八个点处，在电极415的正面与电阻加热层412的背面(与电阻加热层412的其上形成有电极415的表面相反的表面)之间测量电阻。计下在所有八个点处电阻小于等于0.1Ω的测试件的个数。
应当注意，使用不带绝缘层411的热定影带测量电导率。
图7示出了耐久性测试的结果。图7还示出了以相同的方式对由单层铜或镍形成的电极进行的耐久性测试的结果，以便比较。
对于具有包括由铜形成的电极中间层4151及由镍形成的电极表面层4152的双层结构的电极415，10个测试件中的8个在抗氧化性测试、抗脱开性测试及电导率测试中的全部测试上显示出了优异的结果。
与此相比，对于由单个铜层形成的电极415，全部10个测试件在抗氧化性测试中都显示出氧化，而10个测试件中只有两个在电导率测试中显示出保持的电导率。此外，对于由单个镍层形成的电极415，10个测试件中的八个在抗氧化性测试中显示出出色的抗氧化性。然而，10个测试件中只有三个未显示电极脱开，而多达七个测试件显示电极脱开。
耐久性测试的上述结果证明能够通过具有如下结构而获得具有高耐用性的电极：该电极具有双层结构；作为从电力供给构件44接收电力的电极表面层4152，使用具有高硬度及高抗氧化性的金属；作为与电阻加热层412接触的电极中间层4151，使用线性膨胀系数比电极表面层4152的金属材料更接近于电阻加热层412的基材的线性膨胀系数的金属。
应当注意，由于电极表面层4152通过实施电镀工艺而形成在电极中间层4151上，因此电极中间层4151的在辊轴方向上的两端(外侧部)上的侧表面覆盖有电极表面层4152(见图5)。这样防止电极中间层4151的氧化。
此外，电极中间层4151及电极表面层4152的厚度不限于在上述耐久性测试中示出的各值。电极表面层4152的厚度例如可以为1μm至10μm，更优选地，其厚度可以为1μm至4μm。电极中间层4151的厚度例如可以为1μm至10μm，更优选地，其厚度可以为2μm至5μm。在此情况下，通过将电极中间层4151的厚度设定得大于电极表面层4152的厚度，电极中间层4151可以更有效地吸收电阻加热层412的热膨胀的影响。
如所描述的，本实施方式提供了对热定影带41包括由电极中间层4151和电极表面层4152构成的双层结构电极415的结构的描述。通过这种结构，能够实现包括具有低电阻率和高耐用性的电极的定影装置，以及包括该定影装置的图像形成设备。
第二实施方式
上述第一实施方式已经描述了电极415包括在热定影带41中的结构。第二实施方式描述电极415包括在辊中的结构。
图8是示出了关于第二实施方式的定影装置70的概要结构的示意图。定影装置70以与第一实施方式中的定影装置40相同的方式包括加压辊43、电力供给构件44、导线(电气配线)45及电源46。
为了避免重复性描述，等同于其在第一实施方式中的对应部件的结构元件被分派相同的附图标记，此处省略对它们的描述。
如图8中示出的，定影装置70具有这样的结构：加压辊43由施压机构(未示出)朝向作为加热转动构件的加热辊71施压，从而形成定影压区。在加热辊71的轴向上的各个端部的整个外圆周表面上设置有电极715。电力供给构件44由弹性构件491压到电极715上。
图9是示出了定影装置70的加热辊71的取自包括辊轴的平面的局部放大的截面图。加热辊71通过将橡胶层717、海绵层718、绝缘层711、电阻加热层712、弹性层713及释放层714依次地层叠在圆柱形金属芯716上而形成。尽管图9仅示出了加热辊71的一端，但是加热辊71在其辊轴方向上的每个端部上都具有未形成弹性层713及释放层714的部分。在该部分中，电极415被设置在电阻加热层712上。在加热辊71的该部分中，电极715被设置在电阻加热层712上。电极715通过将电极表面层7152(第二电极层)层叠在与电阻加热层712接触的电极中间层7151(第一电极层)上而形成。
金属芯716(轴)由铝、不锈钢之类的材料形成，其直径例如为20mm至100mm。橡胶层717由诸如硅橡胶和氟橡胶的耐热橡胶形成，其厚度例如为0mm至4mm。由于加热辊71可以不包括橡胶层717，因此橡胶层717的上述厚度包括0mm。海绵层718由诸如硅橡胶和氟橡胶的耐热发泡橡胶构成，其厚度例如为1mm至5mm。
绝缘层711、电阻加热层712、弹性层713、释放层714、电极中间层7151及电极表面层7152具有分别与和第一实施方式相关的绝缘层411、电阻加热层412、弹性层413、释放层414、电极中间层4151及电极表面层4152相同的结构。故而此处省略对这些结构的描述。
如所描述的，本实施方式提供了对加热辊71包括由电极中间层7151及电极表面层7152这两层构成的双层结构电极715的结构的描述。根据本实施方式以及第一实施方式，能够实现包括具有低电阻率和高耐用性的电极的定影装置，以及包括该定影装置的图像形成设备。
本实施方式中包括定影装置70的图像形成设备可以以与第一实施方式中的打印机100相同的方式为包括图像形成单元10、供纸单元20、转印单元30、控制单元50、一对排出辊61、排纸托盘62等的串联式数字彩色打印机。应当注意，还是在此例中，为了避免重复描述，等同于其在第一实施方式中的对应部件的结构性元件被分派相同的附图标记，此处省略对它们的描述。
<改型示例>
尽管已基于上述实施方式描述了本发明，但本发明并非一定局限于上述实施方式，并且可以采用以下改型示例。
应当注意，在下面的改型中，为了避免重复描述，等同于其在第一及第二实施方式中的对应部件的结构性元件被分派相同的附图标记，此处省略对它们的描述。
(1)在上述第一及第二实施方式中，电极415具有双层结构。可选地，电极415可以具有三层或更多层的结构。在这种情况下，优选各层由具有低电阻率的金属形成，并且与电阻加热层412接触的电极层由与作为电阻加热层412的基材的结合剂树脂在线性膨胀系数上差别很小的金属形成。此外优选地，每两个相邻层所使用的金属之间在线性膨胀系数上的差值很小。
(2)在上述第一实施方式中，电极415设置在热定影带41的辊轴方向上的各个端部的整个外圆周表面上，而在上述第二实施方式中，电极715设置在加热辊71的辊轴方向上的各个端部的整个外圆周表面上。可选地，能够采用电极415及电极715不是分别沿圆周方向连续地形成在热定影带41上和加热辊71上的结构。
(3)在上述第一实施方式中，电极415设置在热定影带41的外圆周表面上，并且力从热定影带41的圆周表面的外侧施加到电力供给构件44上，从而使电力供给构件44与电极415压力接触。可选地，电极415可以设置在热定影带41的内圆周表面上，并且电力供给构件44可以布置在热定影带41的内侧，力从热定影带41的内侧施加到电力供给构件44上，从而使电力供给构件44与电极415压力接触。
(4)在上述第一实施方式中，尽管定影辊42宽松地插入热定影带41的转动路径的内侧，但定影辊42的结构并不局限于此。
可选地，能够将压力承受构件插入热定影带41的转动路径的内侧，该压力承受构件沿转动方向引导热定影带41而不随着热定影带41的转动而进行转动，并且该压力承受构件由加压辊43经由热定影带41进行施压。
(5)在上述第一和第二实施方式中，电极415和715分别设置在热定影带41的外圆周表面上和加热辊71的外圆周表面上。力从热定影带41和加热辊71的外圆周表面外侧施加于电力供给构件44，从而使电力供给构件44分别与电极415和715压力接触。可选地，例如可以使用以下结构。电极415和715可以分别设置在热定影带41的辊轴方向上的各个端表面、即侧表面上和加热辊71的轴向上的各个端表面、即侧表面上。电力供给构件44可以分别沿自辊轴的两端朝向辊轴的中心的方向与电极415和电极715压力接触。在这种情况下，为确保稳定的电力供给，无论电阻加热层412和电阻加热层712的厚度如何，都可以使电极415和电极715具有一定量的宽度(电极415和电极715在自热定影带41和加热辊71的内侧到热定影带41和加热辊71的外圆周表面的方向上的长度)。
(6)在上述第一实施方式中，热定影带41通过夹在定影辊42与加压辊43之间而受到支撑，并由于其刚度而保持其形状。可选地，热定影带41可以以张紧状态悬置在多个辊或类似物之间。
(7)上述实施方式中的具体数值仅为示例，本发明并非一定局限于这些数值。
(8)在上述第一实施方式中，热定影带41由于其刚度而具有落入预定范围内的转动路径。可选地，可以在转动路径内侧的间隙47中设置控制构件，从而使转动路径落在预定范围内。
(9)本发明不限于串联式数字彩色打印机，而是适用于一般包括热定影装置的任何图像形成设备，诸如黑白/彩色复印机、打印机、传真机以及具有这些复印机、打印机和传真机的各种功能的MFP(多功能外围设备)。
本发明的特征及效果可总结如下。
涉及本发明一方面的定影装置是这样一种定影装置，其包括：加热转动构件，该加热转动构件具有在施加电流时产生热量的电阻加热层；加压转动构件，该加压转动构件与加热转动构件的外圆周表面压力接触以形成定影压区，其上已形成未定影调色剂图像的记录片材从该定影压区中通过以便热定影；一对圆形电极，该对圆形电极分别周向地形成在加热转动构件的外圆周表面上的两个位置中的相应一个位置处，并给电阻加热层供给电力，这两个位置将纸张通过区域夹在中间，其中，电极均为金属的并分别由至少两个电极层形成，该至少两个电极层包括直接层叠于电阻加热层上的第一电极层和作为最外层的第二电极层，第一电极层与电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值小于第二电极层与电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值，并且第二电极层比第一电极层更抗氧化。
通过上述结构，能够抑制由电极与电阻加热层脱开及电极氧化而引起的电导率下降，从而提供包括具有低电阻率和高耐用性的电极的定影装置。
此处，根据涉及本发明另一方面的定影装置，第二电极层比第一电极层具有更高的莫氏硬度。
通过上述结构，能够抑制由于与电力供给构件滑动接触以便给电极供给电力而造成的第一电极层的磨损，从而提供包括具有高耐用性的电极的定影装置。
根据涉及本发明又一方面的定影装置，加热转动构件是环形带，其具有设置在其转动路径内侧的加压构件，通过由加压构件朝加压转动构件给加热转动构件施压而在加热转动构件与加压转动构件之间形成定影压区。
通过上述结构，能够提供包括即使在定影装置使用发热效率高但电极很可能因为由热膨胀导致的加热带变形而与电阻加热层脱开的加热带的情况下仍然具有高耐用性的电极的定影装置。
根据涉及本发明又一方面的定影装置，电阻加热层通过将导电填料均匀地分散于聚酰亚胺中从而具有预定电阻率而获得，第一电极层包括铜，而第二电极层由镍形成。
通过上述结构，能够提供包括通过使用具有出色的通用特性的材料而具有高耐用性的电极的定影装置。
根据涉及本发明又一方面的定影装置，第一电极层的厚度大于第二电极层的厚度。
通过上述结构，能够使第一电极层较大程度地吸收电阻加热层热膨胀的影响，以抑制电极与电阻加热层脱开，由此提供包括具有高耐用性的电极的定影装置。
根据涉及本发明又一方面的定影装置，所述两个位置是加热转动构件的外圆周表面在其转轴方向上的相应端部。
通过上述结构，能够使当在电极之间施加电流时发热的区域最大化。因此还能够使记录片材从中通过的区域最大化，由此实现加热转动构件的尺寸缩小。
根据涉及本发明再一方面的定影装置，加热转动构件在所述两个位置之间具有周向地形成在其整个圆周上的最外释放层。
通过上述结构，记录片材变得易于在调色剂图像于其通过定影压区时热定影到其上之后从加热转动构件的外圆周表面脱离。这样可以降低发生诸如卡纸的麻烦的风险。
此外，本发明可提供包括具有上述特征的定影装置的图像形成设备。同样在这种情况下，能够获得与上述效果相同的效果。
尽管已参照附图通过示例详细地描述了本发明，但是应当指出，各种变化和改型对本领域普通技术人员来说将显而易见。因此，除非这种变化和改型脱开了本发明的范围，否则应将其视为包括在本发明的范围中。

Claims (12)

1.一种定影装置，包括：
加热转动构件，所述加热转动构件具有电阻加热层，当施加电流时，所述电阻加热层产生热；
加压转动构件，所述加压转动构件与所述加热转动构件的外圆周表面压力接触以形成定影压区，其上已形成有未定影的调色剂图像的记录片材从所述定影压区中通过，以便进行热定影；以及
一对圆形电极，所述一对圆形电极分别周向地形成在所述加热转动构件的外圆周表面上的两个位置中的相应的一个位置处，并给所述电阻加热层供给电力，所述两个位置将纸张通过区域夹在中间，其中，
所述电极都是金属的，并分别由至少两个电极层形成，所述至少两个电极层包括直接层叠在所述电阻加热层上的第一电极层和作为最外层的第二电极层，
所述第一电极层与所述电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值小于所述第二电极层与所述电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值，并且
所述第二电极层比所述第一电极层的抗氧化性更强。
2.如权利要求1所述的定影装置，其中
所述第二电极层比所述第一电极层具有更高的莫氏硬度。
3.如权利要求1所述的定影装置，其中
所述加热转动构件是在其转动路径的内侧设置有加压构件的环形带，并且
通过所述加压构件朝着所述加压转动构件给所述加热转动构件施压而在所述加热转动构件与所述加压转动构件之间形成所述定影压区。
4.如权利要求1至3中任一项所述的定影装置，其中
通过将导电填料均匀地分散于聚酰亚胺中来获得所述电阻加热层，以使其具有预定的电阻率，
所述第一电极层包括铜，并且
所述第二电极层由镍形成。
5.如权利要求1至3中任一项所述的定影装置，其中
所述第一电极层比所述第二电极层具有更大的厚度。
6.如权利要求1至3中任一项所述的定影装置，其中
所述两个位置是所述加热转动构件的外圆周表面在其转轴方向上的相应的端部。
7.如权利要求1至3中任一项所述的定影装置，其中
所述加热转动构件在所述两个位置之间具有周向地形成在其整个圆周上的最外释放层。
8.一种图像形成设备，包括：
图像形成部，所述图像形成部能够操作成在记录片材上形成未定影的调色剂图像；以及
定影装置，所述定影装置能够操作成将所述未定影的调色剂图像热定影到所述记录片材上，所述定影装置包括：
加热转动构件，所述加热转动构件具有电阻加热层，当施加电流时，所述电阻加热层产生热；
加压转动构件，所述加压转动构件与所述加热转动构件的外圆周表面压力接触以形成定影压区，其上已形成有未定影的调色剂图像的记录片材从所述定影压区中通过，以便进行热定影；以及
一对圆形电极，所述一对圆形电极分别周向地形成在所述加热转动构件的外圆周表面上的两个位置中的相应的一个位置处，并给所述电阻加热层供给电力，所述两个位置将纸张通过区域夹在中间，其中，
所述电极都是金属的，并分别由至少两个电极层形成，所述至少两个电极层包括直接层叠在所述电阻加热层上的第一电极层和作为最外层的第二电极层，
所述第一电极层与所述电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值小于所述第二电极层与所述电阻加热层之间在线性膨胀系数上的差值，并且
所述第二电极层比所述第一电极层的抗氧化性更强。
9.如权利要求8所述的图像形成设备，其中
所述第二电极层比所述第一电极层具有更高的莫氏硬度。
10.如权利要求8所述的图像形成设备，其中
所述加热转动构件是在其转动路径的内侧设置有加压构件的环形带，并且
通过所述加压构件朝着所述加压转动构件给所述加热转动构件施压而在所述加热转动构件与所述加压转动构件之间形成所述定影压区。
11.如权利要求8至10中任一项所述的图像形成设备，其中
通过将导电填料均匀地分散于聚酰亚胺中来获得所述电阻加热层，以使其具有预定的电阻率，
所述第一电极层包括铜，并且
所述第二电极层由镍形成。
12.如权利要求8至10中任一项所述的图像形成设备，其中
所述第一电极层比所述第二电极层具有更大的厚度。
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