CN102262384A - 定影装置、图像形成设备以及发热带 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定影装置、图像形成设备以及发热带，该定影装置用于在形成有未定影图像的记录片经过定影间隙时，通过向未定影图像施加热和压力来将未定影图像定影到记录片上，该定影间隙是通过使加压辊挤压发热带而形成的，其中，发热带围绕旋转轴旋转，并且包括在其旋转轴方向上延伸的电阻性发热层，电阻性发热层被配置为当向其供电时产生热并且其中设置有多个孔，并且这些孔不均匀地分布在电阻性发热层中以使电阻性发热层的电阻率在旋转轴方向上变化。

Description

定影装置、图像形成设备以及发热带

本申请基于在日本提交的第2010-118023号申请，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及一种并入图像形成设备中的定影装置以及作为该定影装置的主要部件之一的发热带，并且特别地，涉及一种用于沿着包括电阻性发热层的发热带改变所产生的热量的技术。

背景技术

对定影装置的定影带的结构作出了提议。根据提议，电阻性发热层和电极层设置在绝缘带上以形成定影带。在这样的定影带中，经由电极层向电阻性发热层直接供电，并且发热层通过所谓的焦耳加热而产生热。相应地，利用在定影带中所产生的热来执行热定影。

通常，如专利文献1(日本专利申请公开第2009-109997号)中介绍的电阻性发热层被制造成通过在其制造过程中将导电填料分散在树脂中来保持预定电阻率。在这样的应用中，将电阻性发热层的厚度调整为范围约在5[μm]至100[μm]之间，并且将其电阻率调整为范围约在1.0×10^-5[Ω·m]至1.0×10^-3[Ω·m]之间。

由于定影装置中的热源与记录片(recording sheet)之间的距离减小，因此使用包括这种电阻性发热层的发热带有助于降低电力消耗，因而提高了定影装置的热效率。另外，由于定影装置达到定影温度所需的时间也减少，因此，实现了包括这种定影装置的图像形成设备的快速变热。

同时，在这样的定影装置中，需要沿着发热带改变所产生的热量，而不是给发热带提供均匀的发热量。以下描述了需要这种配置的原因。

(原因1)与发热带的中心部分相比，发热带的两个端部将更多热量散发到大气中。结果，存在如下情况：在发热带的端部处所产生的热量未达到热定影所需的期望水平。这种问题导致对于在其端部比在中心部分处产生更多热量的发热带的需要。

(原因2)当使用尺寸较小的记录片时，并且此外当对这种尺寸较小的记录片执行连续打印时，相比于发热带的端部，记录片从发热带的中心部分吸收更多热量。这是由于中心部分是记录片经过的区域，而两个端部是记录片不经过的区域。这种问题导致对于在其中心部分比在端部处产生更多热量的发热带的需要。

传统上，通常采用利用风扇来冷却发热带的预定部分的方法，以向发热带的不同部分提供不同的发热量。

除了这种方法外，专利文献2(日本专利申请公开第2002-33177号)公开了一种在制造悬挂发热带的两个端部的拉条(stay)时应用隔热材料的方法。该结构向发热带的中心部分和发热带的端部提供不同散热特性。

另外，专利文献3(日本专利申请公开第11-177319号)公开了一种如下的方法：其在沿发热带的不同点处改变包括在该发热带中的发热元件的厚度，由此在发热带上形成发热分布。

然而，通过使用风扇来冷却发热带的预定部分并向发热带的各部分提供不同散热特性的方法在能量效率方面并不令人满意。对于改变发热带中的发热元件的厚度的方法，制造这种发热带需要先进的技术，同时需要复杂的制造工艺。

发明内容

考虑到上述问题，本发明旨在提供具有发热特性的发热带、包括该发热带的定影装置、和包括该定影装置的图像形成设备，其中，该发热带具有高能量效率并且是应用简单的制造方法来制造的。

本发明的一个方面是一种定影装置，其用于在形成有未定影图像的记录片经过定影间隙(fixing nip)时，通过向未定影图像施加热和压力来将未定影图像定影到记录片上，该定影间隙是通过使加压辊挤压发热带而形成的，其中，发热带围绕旋转轴旋转，并且包括在其旋转轴方向上延伸的电阻性发热层，该电阻性发热层被配置为当向其供电时产生热并且其中设置有多个孔，并且这些孔不均匀地分布在电阻性发热层中以使电阻性发热层的电阻率在旋转轴方向上变化。

附图说明

从结合示出本发明的具体实施例的附图对本发明所作出的以下描述中，本发明的这些和其他目的、优点和特征将变得明显。

在附图中：

图1示出了图像形成设备10的结构；

图2示出了定影装置4的结构；

图3是示出发热定影带41的层结构的截面图；

图4A是发热定影带41的示意图，图4B是电阻性发热层412的平面展开图，以及图4C是电阻性发热层412的区域A的放大图；

图5A示出了流过电阻性发热层412的电流，以及图5B示出了电阻性发热层412所产生的热量；

图6A至图6D示出了关于实施例1的形成在电阻性发热层412中的多个通孔420；

图7A至图7D示出了关于实施例1的形成在电阻性发热层412中的多个通孔420；

图8A至图8C示出了关于实施例2的形成在电阻性发热层412中的多个通孔420；

图9A至图9D示出了关于实施例2的形成在电阻性发热层412中的多个通孔420；

图10A至图10D示出了关于实施例2的形成在电阻性发热层412中的多个通孔420；以及

图11是关于本发明的变型例的发热定影带41a的截面图。

具体实施方式

以下，参考附图对关于本发明的定影装置、发热带和图像形成设备的实施例进行描述。

1.实施例1

以下，作为本发明的一个实施例，针对具有如下发热特性的发热带进行描述：其中，该发热带的两个端部比其中心部分产生更多热量。

(1)图像形成设备10的结构

图1示出了关于本发明的图像形成设备10的总体结构。

如图1所示，图像形成设备10包括：标记为1Y、1M、1C和1K的多个处理单元；控制单元2；中间转印带3；定影装置4；光学单元5；以及送纸器(sheet feeder)6，以上全部都容纳于该图像形成设备的主体内。图像形成设备10是设置有扫描仪、打印机、FAX(传真)等功能的全彩多功能打印机。

以下，描述图像形成设备10的各部件。

控制单元2包括CPU、ROM、RAM等，并且由此计算机化地控制图像形成设备10和其中所包括的全部部件。控制单元2经由LAN(局域网)连接至外部终端装置，并且当控制单元2经由LAN从外部终端装置接收到打印指令时，图像形成设备10的部件开始打印处理。

中间转印带3是由一片绝缘树脂材料形成的环形带，并且在驱动辊与从动辊(passive roller)之间以拉紧的状态起到桥接作用。通过驱动辊的旋转使得中间转印带3在图1中的箭头A的方向上旋转。

处理单元1Y、1M、1C和1K分别是针对黄色、品红色、青色和黑色这些颜色的显影单元。处理单元1被布置成沿中间转印带3形成直线，各个处理单元之间具有固定间隔，并且使得处理单元1中的每个处理单元的预定部分面向中间转印带3的表面。在图1中，符号Y、M、C和K分别表示黄色、品红色、青色和黑色这些再现颜色，并且与一种再现颜色相关的处理单元的任意结构部件由附加于相应字符Y、M、C或K的数字表示。然而，由于处理单元1具有类似功能和结构，因此除非在必须唯一地标识处理单元1中的每一个时，否则以下将省略符号Y、M、C和K，而不管这些处理单元对应于哪种颜色。

每个处理单元1均包括感光鼓11、充电器12、显影器13、清洁器14和初次转印辊34，并且在中间转印带3上形成相应颜色的调色剂图像。

图1中，感光鼓11起到图像载体的作用，并且在每个感光鼓11内部所示的箭头的方向上旋转。感光鼓是外径约为20[mm]-100[mm]的圆筒，其具有形成在其外圆周表面上的感光层。

充电器12是使得在感光鼓11与充电器12之间发生静电放电的非接触充电器，由此预定电势的均匀静电电荷被分布为覆盖感光鼓11的外圆周表面。

显影器13将调色剂颗粒提供到感光鼓11的外表面上，并因而由静电潜像形成可视图像。静电潜像的形成是通过光学单元5执行的，并且以下将更加详细地描述。另外，所采用的显影方法可以是涉及调色剂和载体两者的使用的双组分显影方法或者不涉及载体的使用的单组分显影方法。

初次转印辊34被布置成关于其与感光鼓11之间的中间转印带3而与该感光鼓相对，并且通过施加电场和压力，将形成在感光鼓11的外圆周表面上的调色剂图像转印到中间转印带3。这里，初次转印辊34Y、34M、34C和34K以移动的定时执行调色剂图像的转印，使得四种颜色的调色剂图像被转印到中间转印带3上的同一位置上并且重叠在该位置上。然后，作为上述处理的结果而已形成在中间转印带3上的全彩调色剂图像随着中间转印带3旋转而进行到二次转印位置。

清洁器14使刮片接触感光鼓11的表面，并因而从该感光鼓去除不需要的调色剂。然后，所去除的调色剂聚集在清洁器14的内部部分中。不需要的调色剂包括由于诸如转印失败的问题而出现的剩余调色剂颗粒、调色剂灰尘等。

光学单元5设置有诸如激光二极管元件的发光元件，发出用于形成颜色Y-K的图像的激光L，并且在感光鼓11的外圆周表面上执行曝光扫描。由于感光鼓11的外表面已由充电器12抢先充电，因此，静电潜像形成在该外表面上。

送纸器6包括：送纸盒21，其容纳记录片S；送纸辊22，其将记录片S逐一地从送纸盒21输送到传送路径上；以及一对定时辊24，用于调整向二次转印位置输送记录片S的定时。这对定时辊24将记录片S输送到二次转印位置的定时对应于二次转印的定时，即，当全彩调色剂图像被转印到记录片时。

二次转印辊35将形成在中间转印带3的外表面上的全彩调色剂图像转印到被传送至二次转印位置的记录片S。已经过二次转印位置的记录片S被进一步运送到定影装置4。

定影装置4包括发热定影带和加压辊，其中，发热定影带和加压辊被布置成彼此相对并且被驱动成使其表面相接触地旋转。当记录片S经过定影装置4时，通过发热定影带和加压辊向其施加热和压力，使得调色剂图像被热定影到记录片S上。随后，经由一对排纸辊将记录片S排到排纸托盘上。

尽管图1中未示出，但是图像形成设备10还包括用于接受用户命令的控制面板。控制面板设置有十键小键盘(数字键小键盘)、多种按钮、触摸面板液晶显示器等。控制面板根据已提供的用户命令生成输入信息，并且将所生成的输入信息传送到控制单元2。控制面板还从控制单元2接收各种类型的显示信息，并且将所接收到的显示信息显示到液晶显示器上。

(2)定影装置4的结构

图2示出了关于本发明的定影装置的总体结构。

如图2所示，定影装置4包括：关于本发明的发热定影带41；压力辊42，其被配置为起到挤压构件的作用；一对供电构件43，其向发热定影带41供电；以及加压辊45，其被配置为起到加压构件的作用。这对供电构件43经由导线46电连接至电源47。

发热定影带41具有中空的圆筒形，并且当在直径方向上向其施加推力时经受弹性变形。然而，一旦去除了所施加的推力，发热定影带41由于其形状保持特性而回复到原始的中空圆筒形。对于发热定影带41的尺寸，例如，其内径为30[mm]，并且其长度为300[mm]。

发热定影带41设置有电极层415，电极层415布置在发热定影带41的两个端部中的每个端部的外圆周表面上。电极层415的长度约为5[mm]。每个端部的外圆周表面上邻近于电极层415并向发热定影带41的中心延伸的5[mm]-10[mm]区域是非过纸区域443。另外，发热定影带41的外圆周表面上位于两个非过纸区域443之间并包括发热定影带41的中心的区域是过纸区域442。将非过纸区域443定义为发热定影带41的表面上的、记录片S不经过的区域，而将过纸区域442定义为发热定影带41的表面上的、记录片S经过的区域。

每个供电构件43均是所谓的碳刷，该碳刷由具有摩擦和导电特性的材料(诸如，铜石墨或碳石墨)构成。每个供电构件43在压力辊42的方向上被诸如弹簧的弹性构件挤压，并且由此被压接至电极层415的圆周表面。另外，当将未示出的衬垫构件(backing member)设置于发热定影带41的内圆周表面时，每个供电构件43均经受在与由弹性构件向其施加挤压力相反的方向上施加的应力。这导致在每个供电构件43与电极层415之间维持了良好的接触状况。

压力辊42包括具有细长形状的芯金属和层叠在其圆周表面上的弹性层。压力辊42的直径小于发热定影带41的内直径，使得压力辊42布置在发热定影带41的内部中空内。压力辊42的外圆周表面在以下详细描述的定影间隙处与发热定影带41的内圆周表面相接触。

加压辊45由具有细长形状的的芯金属、弹性层、和释放层构成，其中，弹性层和释放层以所述顺序层叠在芯金属的圆周表面上。受未示出的推动(urging)机构向其施加的压力影响的加压辊45经由发热定影带41向压力辊42加压，由此在加压辊45和发热定影带41的相对的外表面之间形成定影间隙。

压力辊42的芯金属和加压辊45的芯金属中的每个芯金属均经由定影装置4的壳体内的内部空间中所设置的轴支撑构件而被可旋转地支撑于该压力辊和加压辊的两个轴端处。

加压辊45由于从未示出的驱动马达向其施加的驱动力而被驱动旋转。被加压辊45的这种旋转所驱动，发热定影带41以及压力辊42被驱动为在与加压辊45的旋转方向相反的方向上旋转。可替选地，可进行如下配置：其使得压力辊42的旋转驱动发热定影带41和加压辊45旋转。

(3)发热定影带41的结构

图3是沿包括发热定影带41的旋转轴的平面示意性得到的放大截面图。在图3中，示出了发热定影带41中包括其在旋转轴方向上的端部之一的部分。

如图3所示，发热定影带41由绝缘层411、电阻性发热层412、弹性层413、和释放层414构成，其中，这些层从发热定影带41的内圆周表面起以所述顺序层叠。另外，在发热定影带41的每个端部处，存在未形成有弹性层413和释放层414的区域，而替代地，电极层415形成在电阻性发热层412的外表面上。这里，电极层415是通过金属电镀而形成的。

电阻性发热层412在经由形成在其上的电极层415、通过一对供电构件43向其供电时产生热。电阻性发热层412的发热由于相对于发热定影带41的旋转轴方向从其一端流向另一端的电而发生，并且使得电阻性发热层412本身被加热。

绝缘层411由耐热树脂构成，其中，耐热树脂的示例包括聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、和聚醚醚酮(PEEK)。绝缘层411是这样形成的：在圆筒上浇铸诸如上述的耐热树脂，随后，当树脂变硬时使已由圆筒形成的绝缘层脱模。优选地，绝缘层411的厚度约为5[μm]至100[μm]。

电阻性发热层412是通过将导电填料分散在诸如PI、PPS、PEEK等的耐热树脂中而形成的。这里，可使用如下介绍的金属材料和碳填料中的一种或多种作为导电填料。这种可应用的金属材料的示例是Ag、Cu、Al、Mg、和Ni，并且可应用的碳填料的示例包括碳纳米管、碳纳米纤维、和碳微线圈。

通过调整分散在耐热树脂中的导电填料的类型和量，将电阻性发热层412的电阻率调整为预定电阻率。为了便于将电阻率调整为预定电阻率，优选地，导电填料包括诸如碳纳米纤维中的纤维状填料颗粒。另一方面，当将金属材料用作导电填料时，优选地，填料颗粒具有针状晶体结构。由于可以增大导电填料颗粒之间发生接触的概率，因此，使用具有这种特性的填料是优选的。

注意，根据诸如从电源47提供的电压、电阻性发热层412的厚度、和电阻性发热层412相对于发热定影带41的旋转轴方向的长度这样的因素，以及根据在形成电阻性发热层412时所分散的导电填料的类型和量，确定电阻性发热层412的实际电阻率。在该实施例中，例如，电阻率大约是1.0×10^-6[Ω·m]至9.9×10^-3[Ω·m]，并且优选地为1.0×10^-5[Ω·m]至5.0×10^-3[Ω·m]。另外，例如，电阻性发热层412的厚度约为5[μm]至100[μm]。

如图3所示，多个通孔420设置在预定区域中或者在整个电阻性发热层412中。注意，通孔仅是可设置的孔的一个示例。每个通孔420的直径是根据弹性层413的厚度来确定的，例如，为约10[μm]至100[μm]。

电阻性发热层412层叠到绝缘层411的外表面上。此后，穿透电阻性发热层412的多个通孔420是通过使预定强度(波长)的激光照射到该电阻性发热层的表面上要形成通孔420的区域上而形成的。可替选地，可通过应用诸如打孔的机械处理来形成通孔420。以下将论述通孔420的细节，包括对电阻性发热层412上设置有通孔420的区域的描述。

弹性层413由诸如硅橡胶、氟橡胶等的耐热材料构成，并且该弹性层的厚度例如约为100[μm]至300[μm]。当弹性层413充分厚时，由此抵消了由于形成在电阻性发热层412中的通孔420引起的发热不均匀性，因而，抑制了热定影中不均匀性的出现。弹性层413以管状形成，并且被布置成容纳插入其中的电阻性发热层412。

释放层414是通过将具有高度脱模性的氟树脂(诸如，PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)、聚四氟乙烯(PEFE)、和乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE))的层层叠在弹性层413的外表面上而形成的。可替选地，释放层414可形成为由这样的氟树脂构成的管，以获得类似效果。例如，释放层414的厚度约为5[μm]至100[μm]。

(4)电阻性发热层412的细节

下文中，描述在电阻性发热层412中设置通孔420的方式的三个示例。在这三种情况下，为了使发热定影带41在旋转轴方向上的两端处的发热量增大这个共同目的，在电阻性发热层中设置通孔420。

(示例a)通孔在发热定影带的旋转轴方向上设置在电阻性发热层的两端处，而未形成在其中心部分。

图4A至图4C示出了(示例a)。

图4A是发热定影带41的示意图。图4B是发热定影带41中所包括的圆筒形电阻性发热层412的平面展开图。图4C是电阻性发热层412的区域453内的区域(区域A)的放大图。

在图4B中，沿电阻性发热层412的一侧所示出的垂直双端箭头表示发热定影带41的旋转方向，而在电阻性发热层412下方所示出的水平双端箭头表示发热定影带41的旋转轴方向。另外，在图4B中，在发热定影带41的中心处的区域452对应于发热定影带41的过纸区域442，而在电阻性发热层412的两端处的区域453对应于发热定影带41的非过纸区域443。

如在图4B中可以看出，在电阻性发热层412的区域452中未设置通孔420，而在电阻性发热层412的两个端部处的区域453中设置多个通孔420。详细地，相对于发热定影带41的旋转方向，以彼此之间固定间隔为d来设置通孔420，而相对于旋转轴方向，以彼此之间固定间隔为D来设置通孔420。此外，优选地，以阵列中的通孔420中的每个通孔相对于相邻阵列的对应通孔偏移间距的一半的方式，以交错排列设置相邻阵列的通孔420。当以这种方式设置通孔420时，在区域453中产生高电阻。

注意，在图4B和图4C中，仅为了说明的目的，示出每个通孔420的直径均大于其实际大小。每个通孔420的实际直径约为10[μm]至100[μm]，并且间隔d和间隔D中的每一个的长度均约为50[μm]至500[μm]。通孔420在区域453中设置的密度例如为每10[mm²]有50-500个通孔。

从以上可看出，每个通孔420具有充分小的直径，并且单个通孔420的横截表面面积在与电阻性发热层412的表面的总面积相比时充分小。因此，抑制了区域453内因在其中形成通孔420而引起的发热分布不均匀，因而，抑制了热定影中的不均匀性。

在下文中，将参照附图5A和图5B描述区域452与区域453之间的发热量的差别。

在图5A中，在水平方向上延伸的箭头表示流过电阻性发热层412的电流。可以看出，在电阻性发热层412的两端处的、其中设置有通孔420的区域453中，与未设置通孔420的区域452相比，电流更密集地流动。这导致设置有通孔420的区域453中的电阻(R)比区域452中的电阻高。相应地，由于电流(I)以均匀速率流过区域452和区域453，因此，与具有相对低电阻的区域452相比，在具有较高电阻的区域453中通过焦耳加热产生更多的热量J(＝αI²R)。

同样，在发热定影带41的非过纸区域443处的发热量大于其过纸区域442处的发热量。

(示例b)通孔在发热定影带的旋转轴方向上设置在电阻性发热层的中心处，并且形成在该电阻性发热层的两端处(情况1)

图6A至图6D示出了(示例b)。

图6A是发热定影带41的示意图。图6B是发热定影带41中所包括的圆筒形电阻性发热层412的平面展开图。图6C是电阻性发热层412的区域453内的区域(区域A)的放大图，而图6D是电阻性发热层412的区域452内的区域(区域B)的放大图。

当与图4B相比时明显的是，图6B中的电阻性发热层412具有设置在其中心处的区域452和其两端处的区域453中的通孔420。

如图6C所示，在两端处的区域453中的通孔420相对于旋转方向以彼此之间固定间隔为d1而设置，而区域453中的通孔420相对于旋转轴方向以彼此之间固定间隔为D而设置。如图6D所示，在中心处的区域452中的通孔420相对于旋转方向以彼此之间固定间隔为d2而设置，而区域452中的通孔420相对于旋转轴方向以彼此之间固定间隔为D而设置。

区域452中的通孔420和区域453中的通孔420的共同之处在于，通孔420之间在旋转轴方向上的间隔都为D。然而，通孔420之间在旋转方向上的间隔在区域452中和区域453中并不同。更具体地，区域453中的通孔420之间在旋转方向上的间隔d1与区域452中的通孔420之间在旋转方向上的间隔d2相比在距离上更小。因此，与通孔420在电阻性发热层412的中心处的区域452中设置的密度相比，通孔420在该电阻性发热层的两端处的区域453中设置的密度更大。

相应地，区域453中的电阻高于区域452中的电阻。此外，如以上所述，由于电流(I)以均匀速率流过区域452和区域453，因此，与具有相对低电阻的区域452相比，在具有较高电阻的区域453中通过焦耳加热产生更多的热量。

(示例c)通孔在发热定影带的旋转轴方向上设置在电阻性发热层的中心处，并且形成在该电阻性发热层的两端处(情况2)。

图7A至图7D示出了(示例c)。

图7A是发热定影带41的示意图。图7B是发热定影带41中所包括的圆筒形电阻性发热层412的平面展开图。图7C是电阻性发热层412的区域453内的区域(区域A)的放大图，而图7D是电阻性发热层412的区域452内的区域(区域C)的放大图。

如图7B所示，所示的电阻性发热层412具有设置在其中心处的区域452和其两端处的区域453中的通孔420。这与示出(示例b)的图6B中类似。

如图7C所示，区域453中的通孔420相对于旋转方向以彼此之间固定间隔为d而设置，而区域453中的通孔420相对于旋转轴方向以彼此之间固定间隔为D3而设置。如图7D所示，区域452中的通孔420相对于旋转方向以彼此之间固定间隔为d而设置，而区域452中的通孔420相对于旋转轴方向以彼此之间固定间隔为D4而设置。

区域452中的通孔420和区域453中的通孔420的共同之处在于，通孔420之间在旋转方向上的间隔都为d。然而，通孔420之间在旋转轴方向上的间隔在区域452中和区域453中并不同。更具体地，区域453中的通孔420之间在旋转轴方向上的间隔D3与区域452中的通孔420之间在旋转轴方向上的间隔D4相比在距离上更小。因此，与通孔420在电阻性发热层412的中心处的区域452中设置的密度相比，通孔420在该电阻性发热层的两端处的区域453中设置的密度更大。

相应地，区域453中的电阻高于区域452中的电阻。此外，如以上所述，由于电流(I)以均匀速率流过区域452和区域453，因此，与具有相对低电阻的区域452相比，在具有较高电阻的区域453中通过焦耳加热产生更多的热量。

(5)结论

如以上已描述的，存在以下情况：由于发热带的两个端部相比于其中心部分向大气散发更多热量，因此，在旋转轴方向上在发热定影带的两个端部处所产生的热量未达到热定影所需的期望水平。

鉴于这样的情况，在实施例1中对用于解决这种问题的技术进行描述，这样的技术包括：(a)只在电阻性发热层的两端处的区域中设置通孔；以及(b)在电阻性发热层中设置通孔，使得通孔在电阻性发热层的两端处的区域设置的密度比通孔在电阻性发热层的中心处的区域设置的密度高。

简而言之，通过实现在实施例1中已描述的技术，在电阻性发热层的两个端部处产生期望的发热量。这可以通过简单地在电阻性发热层的两个端部处形成通孔并因而增大在该电阻性发热层的两个端部处所产生的热量来实现。

另外，在实施例1中，假定通孔以对称方式设置在电阻性发热层的两个端部(其对应于发热定影带的非过纸区域)处来进行描述。通过以这种方式设置通孔，电阻性发热层所产生的热被均等地传导至记录片的左半部分和右半部分。

另外，在实施例1中，相对于发热定影带的旋转方向以彼此之间为固定间隔来设置通孔。通过以这种方式设置通孔，相对于发热定影带的旋转方向的发热分布是均匀的，因此，实现了稳定的图像定影处理。

2.实施例2

以下，作为本发明的另一实施例，针对具有以下发热特性的发热带进行描述：其中，在旋转轴方向上发热带的中心部分比其两个端部产生更多热量。

(1)结构

关于本发明的实施例2的图像形成设备和定影装置具有与图1和图2中所示的图像形成设备10和定影装置4的结构类似的结构。

另外，关于实施例2的发热定影带41包括穿透电阻性发热层412的多个通孔420(参见图3)，这类似于实施例1。然而，实施例2不同于实施例1之处在于，通孔420被设置为使得在发热定影带41的中心部分处所产生的热量比在其两个端部处所产生的热量更大。

下文中，对在电阻性发热层412中设置关于实施例2的通孔420的方式的三个示例进行描述。

(示例a)通孔在发热定影带的旋转轴方向上设置在电阻性发热层的中心处，而未形成在其两端处。

图8A至图8C示出了(示例a)。

图8A是发热定影带41的示意图。图8B是发热定影带41中所包括的圆筒形电阻性发热层412的平面展开图。图8C是电阻性发热层412的区域452内的区域(区域D)的放大图。

如在图8B中可以看出，在电阻性发热层412的区域453中未设置通孔420，而在电阻性发热层412的中心处的区域452中设置多个通孔420。详细地，相对于旋转方向，以彼此之间固定间隔为d来设置通孔420，而相对于旋转轴方向，以彼此之间固定间隔为D来设置通孔420。

与实施例1中类似，每个通孔420的实际直径约为10[μm]至100[μm]，并且间隔d和间隔D中的每一个间隔的长度均约为50[μm]至500[μm]。因而，通孔420在区域452中设置的密度例如为每10[mm²]有10-100个通孔。

另外，与实施例1中类似，设置有通孔420的区域452比区域453具有更高的电阻。另外，如以上所述，由于电流(I)以均匀速率流过区域452和区域453，因此，与具有相对低电阻的区域453相比，在具有较高电阻的区域452中通过焦耳加热产生更多热量。

同样地，发热定影带41的过纸区域442处的发热量大于非过纸区域443处的发热量。

(示例b)通孔在发热定影带的旋转轴方向上设置在电阻性发热层的中心处，并且设置在其两端处(情况1)。

图9A至图9D示出了(示例b)。

图9A是发热定影带41的示意图。图9B是发热定影带41中所包括的圆筒形电阻性发热层412的平面展开图。图9C是电阻性发热层412的区域452内的区域(区域D)的放大图。类似地，图9D是在电阻性发热层412的区域453内的区域(区域E)的放大图。

如图9B所示，电阻性发热层412具有设置在其中心处的区域452和其两个端部处的区域453中的通孔420。

如图9C所示，在电阻性发热层412的中心处的区域452中的通孔420相对于旋转方向以彼此之间固定间隔为d1而设置，而区域452中的通孔420相对于旋转轴方向以彼此之间固定间隔为D而设置。如图9D所示，在两个端部处的区域453中的通孔420相对于旋转方向以彼此之间固定间隔为d2而设置，而通孔420相对于旋转轴方向以彼此之间固定间隔为D而设置。

区域452中的通孔420和区域453中的通孔420的共同之处在于，通孔420之间在旋转轴方向上的间隔都为D。然而，通孔420之间在旋转轴方向上的间隔在区域452中和区域453中并不同。更具体地，区域452中的通孔420之间在旋转方向上的间隔d1与区域453中的通孔420之间在旋转方向上的间隔d2相比在距离上更小。因此，与通孔420在电阻性发热层412的两端处的区域453中形成的密度相比，通孔420在该电阻性发热层的中心处的区域452中设置的密度更大。

相应地，区域452中的电阻高于区域453中的电阻。此外，如以上所述，由于电流(I)以均匀速率流过区域452和区域453，因此，与具有相对低电阻的区域453相比，在具有较高电阻的区域452中通过焦耳加热产生更多热量。

(示例c)通孔在发热定影带的旋转轴方向上设置在电阻性发热层的中心处，并且设置在该电阻性发热层的两端处(情况2)。

图10A至图10D示出了(示例c)。

图10A是发热定影带41的示意图。图10B是发热定影带41中所包括的圆筒形电阻性发热层412的平面展开图。图10C是电阻性发热层412的区域452内的区域(区域D)的放大图，而图10D是电阻性发热层412的区域453内的区域(区域F)的放大图。

如图10B所示，电阻性发热层412具有设置在其中心处的区域452和其两端处的区域453中的通孔420。这与示出(示例b)的图9B中类似。

如图10C所示，区域452中的通孔420相对于旋转方向以彼此之间固定间隔为d而布置，而区域452中的通孔420相对于旋转轴方向以彼此之间固定间隔为D3而布置。如图10D所示，区域453中的通孔420相对于旋转方向以彼此之间固定间隔为d而设置，而区域453中的通孔420相对于旋转轴方向以彼此之间固定间隔为D4而设置。

区域452中的通孔420和区域453中的通孔420的共同之处在于，通孔420之间在旋转方向上的间隔都为d。然而，通孔420之间在旋转轴方向上的间隔在区域452中和区域453中并不同。更具体地，区域452中的通孔420之间在旋转轴方向上的间隔D3与区域453中的通孔420之间在旋转轴方向上的间隔D4相比在距离上更小。因此，与通孔420在电阻性发热层412的两端处的区域453中形成的密度相比，通孔420在该电阻性发热层的中心处的区域452中设置的密度更大。

相应地，区域452中的电阻高于区域453中的电阻。此外，如以上所述，由于电流(I)以均匀速率流过区域452和区域453，因此，与具有相对低电阻的区域453相比，在具有较高电阻的区域452中通过焦耳加热产生更多热量。

(2)结论

如以上已描述的，存在以下情况：由于与发热定影带的两个端部相比，从发热定影带的中心部分吸走了更多热量，因此，在发热定影带的旋转轴方向上在发热定影带的中心部分中所产生的热量未达到热定影所需的期望水平。这是因为发热定影带的中心部分对应于记录片经过的过纸区域，因此从该中心部分吸热，而发热定影带的两个端部对应于记录片未经过的非过纸区域，因此不受记录片的影响。

鉴于这样的情况，在实施例2中对用于解决这种问题的技术进行描述，这样的技术包括：(a)只在电阻性发热层的中心处的区域中设置通孔；以及(b)在电阻性发热层中设置通孔，使得通孔在电阻性发热层的中心处的区域设置的密度比通孔在电阻性发热层的两端处的区域设置的密度高。

简而言之，通过实现在实施例2中已描述的技术，在电阻性发热层的中心部分处产生预定发热量。这可以通过简单地在电阻性发热层的中心部分处形成通孔并因而增大在该电阻性发热层的中心部分处所产生的热量来实现。

另外，在实施例2中，假定通孔以对称方式形成在电阻性发热层的中心部分(其对应于发热定影带的过纸区域)处来进行描述。通过以这种方式设置通孔，电阻性发热层所产生的热被均等地传导至记录片的左半部分和右半部分。

另外，在实施例2中，相对于发热定影带的旋转方向以彼此之间为固定间隔来形成通孔。通过以这种方式设置通孔，相对于发热定影带的旋转方向的发热分布是均匀的，因此，实现了稳定的图像定影处理。

<变型例>

尽管以上已针对作为本发明的示例性实施例的实施例1和2进行了描述，但是应该理解，本发明并不限于其特定实施例，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行如下介绍的变型例。

(1)在上述实施例1和2中，对设置在电阻性发热层412中的、穿透电阻性发热层412的通孔进行了描述。然而，要设置在电阻性发热层中以获得本发明的发热定影带的孔不限于这样的通孔，而是可对电阻性发热层设置其他类型的孔以获得类似效果。例如，可以在电阻性发热层412中设置如图11所示的凹口(recess)作为孔。

图11是关于本发明的变型例的发热定影带41a的一部分的放大截面图。如图11所示，发热定影带41a的电阻性发热层412设置有多个凹口420a。与在通孔420的情况下类似，与电阻性发热层412中未设置凹口420a的区域相比，该电阻性发热层中设置有凹口420a的区域具有更高的电阻。相应地，与未设置凹口420a的区域相比，在设置有凹口420a的区域中通过焦耳加热产生了更多热量。这样的凹口420a可以通过以下步骤来形成：首先，将电阻性发热层412层叠到绝缘层411的外表面上，此后使预定强度的激光照射到电阻性发热层的表面上要形成凹口420a的区域上。这里，控制激光的强度，以使得激光不会穿透电阻性发热层412。

可替选地，可包围要设置在电阻性发热层中的孔。即，可设置内部地形成在电阻性发热层412中的缺口(gap)，以获得与以上所提及的通孔和凹口相同的效果。此外，当设置在电阻性发热层412中的孔采用凹口或内部缺口的形式时，得到了另一有益效果。具体地，当在电阻性发热层中设置凹口或内部缺口时，由于设置孔而引起的发热不均匀性在很大程度上被容易吸收更多热的弹性层413抵消。

另外，尽管图3所示的通孔420和图11所示的凹口420a这两者均以未填充状态设置，但是认为通孔420和凹口420a以填充状态(填充物为诸如绝缘树脂的材料)设置的情况也在本发明的技术范围内。

(2)在实施例1和2中，对具有圆形横截表面的通孔进行了描述(例如，参照图4B和图4C)。然而，要设置在电阻性发热层412中的孔并不限于具有圆形横截表面的通孔、凹口或内部缺口。即，在设置在电阻性发热层412中的孔的横截表面处呈现的形状可以是诸如三角形和矩形的多角形、椭圆形、细长的孔、或者在较长轴的方向上甚至比细长孔更长的凹槽。

(3)在实施例1和2中，对由三个区域(即，区域452和两个区域453)构成的电阻性发热层412进行了描述，区域452位于两个区域453之间。然而，本发明并不限于此，并且可根据期望的发热特性将电阻性发热层412分成期望数量(N)的区域。另外，可通过在预定区域中设置如上所述的孔来增大电阻性发热层412的(N个区域之中的)预定区域所产生的热量。

(4)在实施例1和2中，对发热定影带41的不同部分设置不同的发热特性，发热定影带相对于其旋转轴方向被分成多个部分。在实施例中，这通过以下步骤来实现：首先，将电阻性发热层412分成区域452和区域453，并且进一步通过(a)在特定区域中设置孔、(b)不在特定区域中设置孔、或者(c)调整设置孔的密度。

然而，本发明并不限于此。不必将电阻性发热层412分成区域，并且从电阻性发热层412的两端开始以螺旋方式形成孔，以使孔之间的间隔随着从电阻性发热层412的端起接近其中心而在距离上变得更长。通过以这种方式将孔设置在电阻性发热层412中，与电阻性发热层412的中心相比，在其端处产生更多热量。

类似地，可从电阻性发热层412的两端开始以螺旋方式形成孔，以使孔之间的间隔随着从电阻性发热层412的端起接近其中心而在距离上变得更短。通过以这种方式将孔设置在电阻性发热层412中，与电阻性发热层412的端相比，在其中心处产生更多热量。

除了上述外，也认为以下情况在本发明的范围内：只在电阻性发热层412的两端处的区域453中以螺旋方式形成孔的情况，以及只在电阻性发热层412的中心处的区域452中以螺旋方式形成孔的情况。

(5)在实施例1和2中，设置在电阻性发热层412中的孔(包括通孔、凹口和内部缺口)具有统一的直径，而与该电阻性发热层中设置有孔的区域无关。在这种状况下，电阻性发热层412的不同区域的发热量是通过根据这些区域改变形成孔的密度来调整的。然而，本发明并不限于此，并且类似地认为以下这样的情况在本发明的范围内：孔的直径根据设置有孔的区域而不同的情况，或者孔的直径随着从电阻性发热层412的两端起接近其中心而逐渐地增大或减小的情况。

(6)也认为上述实施例和/或变型例的组合在本发明的技术范围内

<实施例的有益效果>

在电阻性发热层中设置孔可以向发热带的不同部分提供不同的预定发热特性。当与所提出的用于实现相同目的的其他方法(即，设置风扇来冷却发热带的预定部分并且向发热带的各部分提供不同的散热特性的方法)相比时，应用这种发热带是有益的，尤其在能量效率方面。

除了上述效果外，由于可以通过在电阻性发热层中简单地形成孔来制造本发明的发热带，因此，所涉及的制造过程比较简单。相反，制造具有厚度在沿发热带的不同点处变化的发热层的发热带要求更复杂的制造方法。

尽管已参照附图、通过示例充分描述了本发明，但是应注意，对本领域的技术人员来说，各种改变和变型将是明显的。因此，除非这样的改变和变型背离本发明的范围，否则应将它们解释为包括在本发明的范围中。

Claims (33)

1.一种定影装置，用于在形成有未定影图像的记录片经过定影间隙时，通过向所述未定影图像施加热和压力来将所述未定影图像定影到所述记录片上，所述定影间隙是通过使加压辊挤压发热带而形成的，其中，

所述发热带围绕旋转轴旋转，并且包括在其旋转轴方向上延伸的电阻性发热层，所述电阻性发热层被配置为当向其供电时产生热，并且其中设置有多个孔，并且

所述孔不均匀地分布在所述电阻性发热层中，以使所述电阻性发热层的电阻率在所述旋转轴方向上变化。

2.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上仅设置在所述电阻性发热层的两个端部中，以使得所述端部中的电阻率比除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的电阻率大，因而，在供电时，与在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中所产生的热量相比，在所述电阻性发热层的所述端部中产生更多热量。

3.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上以第一密度设置在所述电阻性发热层的两个端部中，并且所述孔以比所述第一密度低的第二密度设置在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中，以使得所述端部中的电阻率比除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的电阻率大，因而，在供电时，与在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中所产生的热量相比，在所述电阻性发热层的所述端部中产生更多热量。

4.根据权利要求3所述的定影装置，其中，

所述电阻性发热层的所述端部对应于所述发热带中所述记录片未经过的区域，而除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分对应于所述发热带中所述记录片经过的区域。

5.根据权利要求4所述的定影装置，其中，

d1＜d2，其中，

d1表示设置在所述电阻性发热层的所述端部中的孔之间的、在垂直于所述旋转轴方向的方向上的恒定间隔，而d2表示设置在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的孔之间的、在垂直于所述旋转轴方向的方向上的恒定间隔。

6.根据权利要求4所述的定影装置，其中，

d3＜d4，其中，

d3表示设置在所述电阻性发热层的所述端部中的孔之间的、在所述旋转轴方向上的恒定间隔，而d4表示设置在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的孔之间的、在所述旋转轴方向上的恒定间隔。

7.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上仅设置在除了所述电阻性发热层的两个端部之外的部分中，以使得除了所述端部之外的部分中的电阻率比所述电阻性发热层的所述端部中的电阻率大，因而，在供电时，与在所述电阻性发热层的所述端部中所产生的热量相比，在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中产生更多热量。

8.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上以第一密度设置在除了所述电阻性发热层的两个端部之外的部分中，并且所述孔以比所述第一密度低的第二密度设置在所述电阻性发热层的所述端部中，以使得除了所述端部之外的部分中的电阻率比所述电阻性发热层的所述端部中的电阻率大，因而，在供电时，与在所述电阻性发热层的所述端部中所产生的热量相比，在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中产生更多热量。

9.根据权利要求8所述的定影装置，其中，

除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分对应于所述发热带中所述记录片经过的区域，而所述电阻性发热层的所述端部对应于所述发热带中所述记录片未经过的区域。

10.根据权利要求9所述的定影装置，其中，

d1＞d2，其中，

d1表示设置在所述电阻性发热层的所述端部中的孔之间的、在垂直于所述旋转轴方向的方向上的恒定间隔，而d2表示设置在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的孔之间的、在垂直于所述旋转轴方向的方向上的恒定间隔。

11.根据权利要求9所述的定影装置，其中，

d3＞d4，其中，

d3表示设置在所述电阻性发热层的所述端部中的孔之间的、在所述旋转轴方向上的恒定间隔，而d4表示设置在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的孔之间的、在所述旋转轴方向上的恒定间隔。

12.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

所述发热带还包括弹性层，所述弹性层与所述电阻性发热层重叠，并且被配置为使在所述电阻性发热层中设置有所述孔的预定部分中所产生的热量均匀。

13.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

设置在所述电阻性发热层中的每个孔的直径被确定为使得每个孔的直径与所述电阻性发热层的表面面积之比不超过预定值。

14.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

设置在所述电阻性发热层中的所述孔包括穿透所述电阻性发热层的通孔。

15.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

设置在所述电阻性发热层中的所述孔包括未穿透所述电阻性发热层的凹口。

16.一种发热带，其围绕旋转轴旋转，所述发热带包括：

电阻性发热层，其在所述发热带的旋转轴方向上延伸并且被配置为当向其供电时产生热，所述电阻性发热层在所述旋转轴方向上被分成多个部分，并且其中设置有多个孔，其中，

所述孔以不同的密度设置在每个所述部分中，以使每个所述部分具有独特的发热特性。

17.根据权利要求16所述的发热带，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上仅设置在所述电阻性发热层的两个端部中，以使得所述端部中的电阻率比除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的电阻率更大，因而，在供电时，与在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中所产生的热量相比，在所述电阻性发热层的所述端部中产生更多热量。

18.根据权利要求16所述的发热带，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上以第一密度设置在所述电阻性发热层的两个端部中，并且所述孔以比所述第一密度低的第二密度设置在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中，以使得所述端部中的电阻率比除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的电阻率大，因而，在供电时，与在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中所产生的热量相比，在所述电阻性发热层的所述端部中产生更多热量。

19.根据权利要求16所述的发热带，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上仅设置在除了所述电阻性发热层的两个端部之外的部分中，以使得除了所述端部之外的部分中的电阻率比所述电阻性发热层的所述端部中的电阻率大，因而，在供电时，与在所述电阻性发热层的所述端部中所产生的热量相比，在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中产生更多热量。

20.根据权利要求16所述的发热带，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上以第一密度设置在除了所述电阻性发热层的两个端部之外的部分中，并且所述孔以比所述第一密度低的第二密度设置在所述电阻性发热层的所述端部中，以使得除了所述端部之外的部分中的电阻率比所述电阻性发热层的所述端部中的电阻率大，因而，在供电时，与在所述电阻性发热层的所述端部中所产生的热量相比，在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中产生更多热量。

21.根据权利要求16所述的发热带，还包括：

弹性层，其与所述电阻性发热层重叠，并且被配置为使在所述电阻性发热层中设置有孔的预定部分中所产生的热量均匀。

22.根据权利要求16所述的发热带，其中，

设置在所述电阻性发热层中的每个孔的直径被确定为使得每个孔的直径与所述电阻性发热层的表面面积之比不超过预定值。

23.根据权利要求16所述的发热带，其中，

设置在所述电阻性发热层中的所述孔包括穿透所述电阻性发热层的通孔。

24.根据权利要求16所述的发热带，其中，

设置在所述电阻性发热层中的所述孔包括未穿透所述电阻性发热层的凹口。

25.一种图像形成设备，包括：

图像形成装置，用于在记录片上形成未定影图像；以及

定影装置，用于在形成有未定影图像的所述记录片经过定影间隙时，通过向所述未定影图像施加热和压力来将所述未定影图像定影到所述记录片上，所述定影间隙是通过使加压辊挤压发热带而形成的，其中，

所述发热带围绕旋转轴旋转，并且包括在其旋转轴方向上延伸的电阻性发热层，所述电阻性发热层被配置为当向其供电时产生热，并且其中设置有多个孔，并且

所述孔不均匀地分布在所述电阻性发热层中，以使所述电阻性发热层的电阻率在所述旋转轴方向上变化。

26.根据权利要求25所述的图像形成设备，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上仅设置在所述电阻性发热层的两个端部中，以使所述端部中的电阻率比除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的电阻率大，因而，在供电时，与在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中所产生的热量相比，在所述电阻性发热层的所述端部中产生更多热量。

27.根据权利要求25所述的图像形成设备，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上以第一密度设置在所述电阻性发热层的两个端部中，并且所述孔以比所述第一密度低的第二密度设置在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中，以使得所述端部中的电阻率比除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中的电阻率大，因而，在供电时，与在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中所产生的热量相比，在所述电阻性发热层的所述端部中产生更多热量。

28.根据权利要求25所述的图像形成设备，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上仅设置在除了所述电阻性发热层的两个端部之外的部分中，以使得除了所述端部之外的部分中的电阻率比所述电阻性发热层的所述端部中的电阻率大，因而，在供电时，与在所述电阻性发热层的所述端部中所产生的热量相比，在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中产生更多热量。

29.根据权利要求25所述的图像形成设备，其中，

所述孔在所述旋转轴方向上以第一密度设置在除了所述电阻性发热层的两个端部之外的部分中，并且所述孔以比所述第一密度低的第二密度设置在所述电阻性发热层的所述端部中，以使得除了所述端部之外的部分中的电阻率比所述电阻性发热层的所述端部中的电阻率大，因而，在供电时，与在所述电阻性发热层的所述端部中所产生的热量相比，在除了所述电阻性发热层的所述端部之外的部分中产生更多热量。

30.根据权利要求25所述的图像形成设备，其中，

所述发热带还包括弹性层，所述弹性层与所述电阻性发热层重叠，并且被配置为使在所述电阻性发热层中设置有所述孔的预定部分中所产生的热量均匀。

31.根据权利要求25所述的图像形成设备，其中，

设置在所述电阻性发热层中的每个孔的直径被确定为使得每个孔的直径与所述电阻性发热层的表面面积之比不超过预定值。

32.根据权利要求25所述的图像形成设备，其中，

设置在所述电阻性发热层中的所述孔包括穿透所述电阻性发热层的通孔。

33.根据权利要求25所述的图像形成设备，其中，

设置在所述电阻性发热层中的所述孔包括未穿透所述电阻性发热层的凹口。

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