CN102736500A - 定影装置及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定影装置及图像形成装置。该定影装置包括：环形的定影带，所述定影带具备发热层并进行旋转；端部约束部件，用于支撑所述定影带的端部；发热源，所述发热源位于所述定影带的周围，用于使所述发热层发热；对向部，所述对向部与所述定影带的外周面接触；加压部，所述加压部位于所述定影带内部的与所述对向部相对的位置，将所述定影带压向所述对向部侧，从而使所述定影带与所述对向部之间形成夹持部；以及旋转部，所述旋转部在与所述发热源相对的位置与所述定影带的内周面接触。

Description

定影装置及图像形成装置

相关申请的交叉参照

本申请基于并要求于2011年4月14日提交的美国临时专利申请第61/475620号的优先权，其全部内容结合于此作为参照。

技术领域

在此描述的实施方式涉及用于获得定影带的稳定运行的、在图像形成装置中使用的定影装置。

背景技术

作为用于复印机或打印机等图像形成装置的定影装置，有一种使用发热部热容量小的定影带以节约外部加热源的能量、从而能够快速加热的定影装置。在为了旋转运行而在两侧用法兰支撑的定影带中，无法在定影带的旋转轴方向的中间区域施加张力。

因此，在周方不受制约的定影带的中间区域可能会在旋转运行时摆动。由于摆动，定影带与感应电流发生线圈(IH线圈)等外部加热源的间隙改变，可能难以获得均匀的发热温度。

发明内容

本发明的定影装置包括：环形的定影带，所述定影带具备发热层并进行旋转；端部约束部件，用于支撑所述定影带的端部；发热源，所述发热源位于所述定影带的周围，用于使所述发热层发热；对向部，所述对向部与所述定影带的外周面接触；加压部，所述加压部位于所述定影带内部的与所述对向部相对的位置，将所述定影带压向所述对向部侧，从而使所述定影带与所述对向部之间形成夹持部；以及旋转部，所述旋转部在与所述发热源相对的位置与所述定影带的内周面接触。

附图说明

图1是示出装载了实施方式的定影装置的多功能外设的简要结构图；

图2是实施方式的定影单元从侧面观看的简要结构图；

图3是示出实施方式的定影带的层结构的简要说明图；

图4是示出实施方式的定影带内部的滚轴的配置的简要说明图；

图5是示出实施方式的滚轴的简要侧视图；

图6是实施方式的定影带从侧面观看的简要说明图；以及

图7是示出实施方式的检测单元的结构的简要说明图。

具体实施方式

下面，对实施方式进行说明。

图1是示出装载了本实施方式的定影装置的串联方式的图像形成装置彩色MFP(Multi Functional Peripheral：多功能外设)1的简要结构图。MFP 1具备：作为图像形成部的打印部10、具备拾取辊34的给纸部11、排纸部12及扫描器13。

打印部10具备沿着中间转印带15并排配置的Y(黄色)、M(品红色)、C(青色)、K(黑色)的四组图像形成站16Y、16M、16C和16K。各图像形成站16Y、16M、16C和16K分别具有感光体鼓17Y、17M、17C和17K。

各图像形成站16Y、16M、16C和16K在沿箭头a方向旋转的感光体鼓17Y、17M、17C和17K的周围包括：使各感光体鼓17Y、17M、17C和17K的表面均匀带电的带电器18Y、18M、18C和18K；对各感光体鼓17Y、17M、17C和17K上形成的静电潜像供给色调剂并使之显影的显影装置20Y、20M、20C和20K；以及感光体清洁器21Y、21M、21C和21K。打印部10具备构成图像形成单元的激光曝光装置22。激光曝光装置22对各感光体鼓17Y、17M、17C和17K照射对应于各种颜色的激光22Y、22M、22C和22K。激光曝光装置22照射激光，在各感光体鼓17Y、17M、17C和17K上形成静电潜影。

打印部10具备支撑中间转印带15的备份辊27和从动辊28，使中间转印带15沿箭头b方向运行。打印部10隔着中间转印带15在与各感光体鼓17Y、17M、17C和17K相对的位置上分别具备一次转印辊23Y、23M、23C和23K。各一次转印辊23Y、23M、23C和23K将各感光体鼓17Y、17M、17C和17K上形成的色调剂图像一次转印并按顺序重叠在中间转印带15上。各感光体清洁器21Y、21M、21C和21K除去一次转印后残留在各感光体鼓17Y、17M、17C和17K上的色调剂。

打印部10在与备份辊27相对的位置上隔着中间转印带15具备二次转印辊31。二次转印辊31从动于中间转印带15，沿箭头c方向旋转。二次转印时，打印部10在中间转印带15与二次转印辊31的夹持部处形成转印偏压，将中间转印带15上的色调剂图像整体二次转印到通过夹持部的薄片P上。

沿着输送路径36，打印部10在二次转印辊31的下游具备作为定影装置的定影单元32和排纸辊对33。

通过这些结构，当开始打印操作时，打印部10将形成的图像转印到作为由给纸部11供给的记录介质的薄片P上，定影后，向排纸部12排纸。

图像形成装置不仅限于串联方式，显影装置的数量也不受限定。图像形成装置也可以从感光体直接将色调剂图像转印到记录介质上。

下面，对定影单元32进行详细说明。如图2所示，定影单元32具备：中空的环形定影带60、作为对向部的压辊61、作为感应电流产生部的感应电流发生线圈(以下简称为“IH线圈”)70、作为加压部的加压垫74、作为整磁部件的感温磁性板78、作为与定影带60的内周面接触的旋转部滚轴80、以及滚轴80的支撑部77。

如图3所示，定影带60是在作为发热层的导电层60a上层叠弹性层60b、脱模层60c而形成的。定影带的结构只要具备发热层就可以，也可以是仅发热层表面具备脱模层。通过对IH线圈70施加例如20kHz至100kHz频率的交流电来使导电层60a发热。

作为导电层60a，例如，可使用镍(Ni)、铜(Cu)、不锈钢等。通过在导电层60a和脱模层60c之间设置硅橡胶等弹性层60b，可提高定影单元32的定影性。脱模层60c例如可使用PFA树脂等氟树脂。其中，选定弹性层60b、脱模层60c的厚度，使热容量不会过大，从而可缩短定影单元32的预热时间。

压辊61例如在芯棒61a的表面具备耐热性橡胶层61b，在表面具备例如由PFA树脂等氟系树脂构成的脱模层61c。压辊61具备将压辊61向定影带60侧加压的弹簧63。

如图4所示，作为端部约束部件的法兰62用于支撑定影带60的端部。法兰62嵌入定影带60的内径，使定影带60的端部保持为近似圆形。法兰62例如使用粘接剂固定在定影带60的内径上。法兰62与定影带60的固定不受限定。也可以将法兰62和定影带60嵌合后，再嵌缝(caulking)。例如，法兰62在一侧具备通过齿轮组66a将驱动源66的驱动传递给定影带60的齿轮62a。定影带60与法兰62一体地旋转。定影带60独立于压辊61地或者从动于压辊61地旋转。

加压垫74隔着定影带60处于与压辊61相对的位置。加压垫74将定影带60的内周面向压辊61侧按压。使用加压垫74将定影带60向压辊61侧按压，在加压垫74与压辊61之间形成夹持部76。

加压垫74例如由耐热性聚苯硫醚树脂(PPS)、液晶聚合物(LCP)、酚醛树脂(PF)等形成。在定影带60和加压垫74之间，也可以存在例如具有良好的滑动性、耐磨性的薄片等。在定影带60与加压垫74之间，可涂布硅油等润滑剂以进一步减小定影带60与加压垫74之间的摩擦阻力。在定影带60的轴向延伸的垫用支撑体75支撑加压垫74，将加压垫74固定在定影带60的内部。垫用支撑体75的两端被固定支撑在贯穿法兰62的固定的杆67上。

IH线圈70具备线圈71和加强线圈71的磁场的铁素体磁芯72。IH线圈70通过对线圈71施加高频电流并产生磁通量，从而使定影带60的导电层60a产生涡电流，使导电层60a发热，从而加热定影带60。

在定影带60内部与IH线圈70相对的位置上，具备顺着定影带60的形状的作为整磁部件的感温磁性板78。感温磁性板78的两端固定在杆67上。感温磁性板78例如包括具有规定的居里温度的铁-镍合金(坡莫合金)等整磁金属层。感温磁性板78以居里温度为界线而起不同作用。当达不到居里温度时，感温磁性板78就从IH线圈70感应出磁通量，加速定影带60的快速升温。通过达到居里温度，感温磁性板78可防止定影带60的异常发热。

感温磁性板78具备用于安置滚轴80的多个窗口78a。窗口78a的配置相对于定影带60的旋转轴R的中心S对称。以图4的定影带60的中心线S为中心，a1＝a2，b1＝b2。相对于定影带60的中心S对称地配置滚轴80，在定影带60的长度方向，可实现定影带60的周向的张力均匀化。对滚轴80的配置位置没有限定。滚轴的配置位置只要是能在定影带60的周向上施加张力、防止定影带60摆动的位置即可。

滚轴80例如使用聚醚醚酮树脂(PEEK)、(PPS)、(LCP)、(PF)等非磁性耐热材料。滚轴80不会由于IH线圈70而被励磁。如图5所示，为了减小与定影带60的接触面积，滚轴80在外周面80a的端部形成锥部80b。由于与定影带60的接触面积小，可防止滚轴80阻碍定影带60的升温。

滚轴80与定影带60的内周面旋转自由地接触。作为构成支撑部77的支撑体的滚轴用支撑体77a和作为弹性部件的滚轴用弹簧77b将滚轴80压向定影带60。滚轴用弹簧77b用不锈钢等非磁性材料制成。滚轴用弹簧77b使滚轴80从感温磁性板78的与定影带60相对的面突出，使定影带60与感温磁性板78更可靠地分离。滚轴80通过滚轴用弹簧77b的弹性力对定影带60的周向施加张力。滚轴用弹簧的结构不受限制，可以是盘簧或板簧等任意弹簧。

滚轴用支撑体77a在定影带60的轴向延伸。固定的杆67固定支撑滚轴用支撑体77a的两端。滚轴80不仅限于依靠滚轴用弹簧77b的弹性支撑，也可以固定在滚轴用支撑体77a上。但是，在将滚轴80固定在滚轴用支撑体77a上时，滚轴80的外周比定影带60的内周面位置还向外侧突出。使滚轴80的外周比定影带60的内周面还向外侧突出，从而在定影带60的周向上施加张力。

杆67例如是圆柱状，贯穿法兰62。法兰62通过轴承82支撑着杆67。如图6所示，杆67具备一部分切口67a。切口67a用于防止定影带60内部空气被密封。为了防止定影带60内部空气被密封，也可以对杆67形成空气孔。

定影单元32具备检测定影带60的旋转的检测单元84。检测单元84通过检测定影带60内部的滚轴80的旋转，来检测定影带60的旋转。例如图7所示，定影带60内部的最端部的滚轴80n的旋转轴86通过杆67的切口67a延伸到定影带60外。旋转轴86在定影带60的外部具备转子87。检测单元84具备用于在定影带60周围检测转子87的例如光电传感器88。

当接通电源开始预热操作时，在定影单元32中，由于IH线圈70的励磁，定影带60的导电层60a发热。此外，压辊61通过弹簧63以预热时的压力对加压垫74加压，并沿箭头x方向旋转。定影带60通过齿轮组66a、齿轮62a，依靠驱动源66，沿箭头y方向旋转。

在定影带60旋转期间，法兰62限制定影带60的两侧。而且，在与定影带60的IH线圈70相对的区域，由于滚轴80对定影带60施加张力，定影带60就不会摆动，可边保持与IH线圈70的规定间隙边沿箭头y方向旋转。在定影带60旋转期间，由于定影带60与IH线圈70的间隙是保持固定的，因此，定影带60得以均匀地发热，可提高定影性能。

而且，在定影带60旋转期间，在与IH线圈70相对的区域，由于定影带60不摆动，定影带60的内周面就不会有触及感温磁性板78的可能。滚轴80可防止由于定影带60的内周面触及感温磁性板78而引起的定影带60的驱动转矩的增加和定影带60的内周面的磨损以及由于定影带60的磨损而引起的掉屑。滚轴80使定影带60稳定地旋转，能够使定影带60长寿命长，并可防止由于掉屑带来污垢。

由于相对于定影带60的中心S对称地配置滚轴80，定影带60与IH线圈70之间的间隙在定影带60的中心S的两边不会产生偏差。定影带60可在整个长度方向上均匀地发热。

定影带60一发热，定影带60内部的空气就膨胀。膨胀的空气从杆67上形成的切口67a向外部排出，可防止定影带60的内压上升。

定影带60一达到可定影温度，定影单元32就结束预热进入就绪模式。在就绪模式下，定影单元32根据需要通过驱动源66使定影带60向箭头y方向旋转，励磁IH线圈，将定影带60维持在就绪温度。在就绪模式下，压辊61调整弹簧63，将压辊61对加压垫74的加压力减压至就绪模式的压力。将压辊61的加压力减小，可防止定影带60或加压垫74的变形。

在就绪模式下，当定影带60沿箭头y方向旋转时，在定影带60与IH线圈70相对的中间区域，将产生基于滚轴80的周方的张力。定影带60就不会摆动，而是将定影带60与IH线圈70之间的间隙保持为恒定，并保持均匀的就绪温度。

当MFP 1开始打印操作，定影单元32就将在打印部10形成的色调剂图像定影在薄片P上。定影单元32调整弹簧63，使压辊61以高的压力对加压垫74加压，并沿箭头x方向旋转。定影带60沿箭头y方向旋转，通过IH线圈70的励磁，可让定影带60发热至定影温度。

定影时，在定影带60沿箭头y方向旋转期间，在定影带60的中间区域，产生基于滚轴80的周方的张力，可抑制定影带60的摆动。定影带60旋转时，定影带60与IH线圈70的间隙能够保持固定，定影带60可在长度方向均匀地发热。

假设不通过滚轴80在周向上限制定影带60的中央区域，那么，定影带60的中间区域在旋转时会变形，可能产生摆动。即使由于定影带60长时间停止旋转、与压辊61接触的特定部位长时间处于夹持状态而发生蠕变现象，通过滚轴80也能起缓和蠕变现象的作用。

而且，假设不通过滚轴80在周向上限制定影带60的中央区域，如果定影带60摆动，定影带60的内周面可能会接触到感温磁性板78。如果定影带60的内周面接触到感温磁性板78，由于定影带60的驱动转矩的增加，定影带的旋转变得不稳定，定影带60的内周面磨损，产生掉屑，可能缩短定影带60的寿命。

定影单元32在定影带60沿箭头y方向旋转期间，检测定影带60内部的最端部的滚轴80n的旋转。滚轴80n与定影带60接触，定影带60一旋转就从动于其旋转。例如，定影带60断裂而旋转停止，滚轴80n也停止旋转。检测单元84通过光电传感器88检测与滚轴80n一起旋转的支撑轴86的转子87。光电传感器88一检测到转子87的旋转，就识别到定影带60在旋转，MFP 1就继续驱动定影单元32。当光电传感器88未检测到转子87的旋转时，MFP 1就认识到定影带60断裂，而强制停止(减缓)驱动。

通过检测随定影带60从动旋转的滚轴80n的旋转而确认定影带60的旋转，可更可靠地检测定影带60的断裂。从而不会存在定影带60没有旋转也还继续IH线圈70的励磁而使定影带60局部高温发热的危险，定影单元32的安全性可进一步得到保障。

根据本实施方式，在与IH线圈70相对的区域，使滚轴80接触定影带60的内周面。当定影带60旋转时，通过法兰62限制定影带60的两侧，同时，在定影带60的中间区域，依靠滚轴80对定影带60的周向施加张力。可防止定影带60的中间区域在旋转时发生摆动。由于在整个长度方向上将定影带60与IH线圈70的间隙保持为恒定，可使定影带60均匀地发热。通过防止定影带60的内周面与感温磁性板78接触，可使定影带60稳定地旋转，从而获得良好的定影图像。

尽管描述了某些实施方式，但是这些实施方式仅仅是示例，并不限制本发明的范围。实际上，在此描述的新的方法和系统可以用各种其他方式实施，并且，在不脱离本发明的精神下，在此描述的方法和系统的方式可以有各种省略、替代和改变。在本发明的范围和精神内，所附权利要求及其等价物意在覆盖这些方式和改变。

Claims (20)

1.一种定影装置，包括：

环形的定影带，所述定影带具备发热层并进行旋转；

端部约束部件，用于支撑所述定影带的端部；

发热源，所述发热源位于所述定影带的周围，用于使所述发热层发热；

对向部，所述对向部与所述定影带的外周面接触；

加压部，所述加压部位于所述定影带内部的与所述对向部相对的位置，将所述定影带压向所述对向部侧，从而使所述定影带与所述对向部之间形成夹持部；以及

旋转部，所述旋转部在与所述发热源相对的位置与所述定影带的内周面接触。

2.根据权利要求1所述的定影装置，其中，所述发热层是导电层，所述发热源是对所述导电层进行电磁感应加热的感应电流产生部。

3.根据权利要求1所述的定影装置，其中，所述定影装置还包括支撑所述旋转部并通过所述旋转部对所述定影带的周向施加张力的支持部。

4.根据权利要求3所述的定影装置，其中，所述支撑部包括向所述定影带的外方向对所述旋转部施力的弹性部件、以及支撑所述弹性部件的支撑体。

5.根据权利要求4所述的定影装置，其中，所述支撑体的端部贯穿所述端部约束部件。

6.根据权利要求2所述的定影装置，其中，在隔着所述定影带与所述感应电流产生部相对的一侧还具备整磁部件。

7.根据权利要求6所述的定影装置，其中，所述旋转部通过在所述整磁部件上形成的窗口与所述定影带的内周面接触。

8.根据权利要求6所述的定影装置，其中，所述整磁部件是整磁金属。

9.根据权利要求1所述的定影装置，其中，还具备用于检测所述旋转部的旋转的检测部。

10.根据权利要求1所述的定影装置，其中，所述旋转部以所述夹持部的长度方向的中央为中心对称地配置。

11.一种图像形成装置，包括：

图像形成部，用于在记录介质上形成图像；

环形的定影带，所述定影带具备发热层并进行旋转，用于与所述记录介质接触从而将所述图像定影在所述记录介质上；

端部约束部件，用于支撑所述定影带的端部；

发热源，所述发热源位于所述定影带的周围，用于使所述发热层发热；

对向部，所述对向部与所述定影带的外周面接触；

加压部，所述加压部位于所述定影带内部的与所述对向部相对的位置，将所述定影带压向所述对向部侧，从而使所述定影带与所述对向部之间形成夹持部；以及

旋转部，所述旋转部在与所述发热源相对的位置与所述定影带的内周面接触。

12.根据权利要求11所述的图像形成装置，其中，所述发热层是导电层，所述发热源是对所述导电层进行电磁感应加热的感应电流产生部。

13.根据权利要求11所述的图像形成装置，其中，所述图像形成装置还包括支撑所述旋转部并通过所述旋转部对所述定影带的周向施加张力的支持部。

14.根据权利要求13所述的图像形成装置，其中，所述支撑部包括向所述定影带的外方向对所述旋转部施力的弹性部件、以及支撑所述弹性部件的支撑体。

15.根据权利要求14所述的图像形成装置，其中，所述支撑体的端部贯穿所述端部约束部件。

16.根据权利要求12所述的图像形成装置，其中，在隔着所述定影带与所述感应电流产生部相对的一侧还具备整磁部件。

17.根据权利要求16所述的图像形成装置，其中，所述旋转部通过在所述整磁部件上形成的窗口与所述定影带的内周面接触。

18.根据权利要求16所述的图像形成装置，其中，所述整磁部件是整磁金属。

19.根据权利要求11所述的图像形成装置，其中，还具备用于检测所述旋转部的旋转的检测部。

20.根据权利要求11所述的图像形成装置，其中，所述旋转部以所述夹持部的长度方向的中央为中心对称地配置。

Images