CN102998953A - 定影装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定影装置，该蛇行抑制辊配置于定影辊的入纸侧的长边方向的两端。如果定影带从本来的位置向一端侧蛇行，则设置于该一端侧的蛇行抑制辊压接定影带，使定影带获得使带向另一端侧移动的力，定影带在被一端侧的蛇行抑制辊夹持的状态下稳定。另外，即使定影带因轴方向的温度分布和压接部负载的偏差等而向另一端侧蛇行，通过另一端侧的蛇行抑制辊也能够同样地抑制蛇行。

Description

定影装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及加热调色剂而使其定影于记录纸的定影装置及具备该定影装置的图像形成装置。

背景技术

基于电子照相法形成图像的电子照相方式的图像形成装置（以下，将电子照相方式的图像形成装置简称为“图像形成装置”），能够容易地形成具有良好的画质品质的图像。图像形成装置被广泛运用于复印机、打印机、传真装置和多功能机等。图像形成装置例如包括感光体、充电部、曝光部、显影部、转印部、定影部。图像形成装置使用感光体和这些结构进行充电工序、曝光工序、显影工序、转印工序和定影工序。图像形成装置为在记录纸上形成图像的装置。

作为进行定影工序的定影部，例如使用带定影方式的定影装置。带定影方式的定影装置包括加热辊、定影带、定影辊和加压辊。定影辊和加压辊为夹着定影带相互压接的辊对。在加热辊的内部，作为加热部包括卤素加热器等热源。

为了防止定影带的蛇行（向加热辊或定影辊的长边方向的移动），通常加热辊具备能够转动的定位部件，通过使定影带的端部与定位部件冲撞而抑制带的蛇行。另外，如专利文献1所述，也研究了设置带蛇行传感器，并通过以消除带蛇行的方式使辊位置变位那样的主动控制来抑制带蛇行的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献：日本特开2011－123382号公报

发明内容

但是，在上述的主动控制中，需要：检测带蛇行的传感器；控制电路；和对悬挂带的辊的位置进行控制的结构，存在定影装置的复杂化、成本上升的课题。

本发明的目的是提供一种能够以低成本自动地控制定影带的蛇行的定影装置和使用该定影装置的图像形成装置。

本发明提供一种定影装置，其特征在于，具备：无端状（环状）的定影带，其与被定影部件上的调色剂像接触而使上述调色剂像定影于上述被定影部件；加热上述定影带的加热辊；定影辊，其与上述加热辊一起将上述无端状的定影带拉伸架设，且包括隔着上述定影带与上述被定影部件上的调色剂像接触的硅橡胶层；隔着上述定影带与上述定影辊压接的加压辊；和蛇行抑制部件，其从上述定影带的入纸侧向定影辊压接定影带的端部，上述定影带的端部为相对于上述定影辊的长边方向上述定影带蛇行的一侧的定影带的端部。

在此，上述定影装置的特征在于：上述蛇行抑制部件配置于上述定影辊的长边方向的两端，使得定影带的至少一个端部由于定影带的蛇行而与上述蛇行抑制部件抵接。

另外，上述定影装置的特征在于：上述蛇行抑制部件为能够转动的辊。

另外，上述定影装置的特征在于：上述蛇行抑制部件为向轴方向的两端扩展的锥形状。

另外，本发明提供一种图像形成装置，其特征在于具备上述定影装置。

带蛇行是由于应该为并行的加热辊、定影带、定影辊以及加压辊交叉而产生的。例如，在定影辊与加压辊隔着定影带压接的压接部，当加压辊相对于定影辊的转动方向倾斜时，定影带向加压辊的转动方向被拉伸而蛇行。这是由于与加热辊的倾斜等相比，压接部的压接力大，因此，蛇行力大。因此，在压接部，使定影带上产生消除蛇行的力，能够有效地抑制蛇行。

在通过加压辊进行定影系统的驱动的情况下，定影带仅在加压辊的压接部获得进行转动的力。因此，在定影带通过压接部后的排纸侧，对定影带的转动施加制动，定影带在排纸侧产生若干松弛。在此，当从入纸侧压接定影带时，在进行压接的上游侧定影带松弛。当仅在定影带的长边方向的一侧进行由于该压接产生的松弛时，定影带在另一侧向排纸侧松弛，而在后侧（相反侧）向入纸侧松弛。这种情况与在压接部相对于定影带的转动方向使定影辊的一侧向上游倾斜而使另一侧向下游倾斜的情况相同，定影辊产生将定影带向一侧拉伸的力，能够使带向另一侧蛇行。

这样一来，通过向定影辊压接相对于所述定影辊的长边方向上述定影带蛇行的一侧的定影带的端部，能够抑制带蛇行。

另外，通过将蛇行抑制部件压接固定于定影辊的两端，例如在定影带向一侧蛇行时，定影带与配置于该一侧的蛇行抑制部件抵接，通过蛇行抑制部件的效果，定影带向相反侧被拉伸而保持平衡，结果定影带的蛇行停止。这样一来，定影带的蛇行能够不利用传感器和控制电路而自动地进行抑制。

另外，所述蛇行抑制部件能够减轻对作为能够转动的辊的定影带表面的摩擦，并且也伴有蛇行抑制的效果。

另外，当为了使蛇行抑制辊抑制带蛇行而压接带时，带表面以在被压接的附近变形那样的方式进行转动，当蛇行力强且蛇行抑制的压接力强时，存在在带表面出现皱纹的情况。这样，如果使对蛇行抑制辊的定影带的载荷缓慢地变化，则能够防止上述情况。因此，如果将蛇行抑制辊制成锥形状，越向长边方向的两端，越施加强的压接力，则能够减轻定影带的变形，带就难以产生皱纹。

附图说明

图1是示意地表示具备本发明的实施方式的定影装置的图像形成装置的概略图。

图2是示意地表示本发明的实施方式的定影装置的结构的剖面图。

图3A是具备蛇行抑制辊的定影装置的概略立体图，图3B是具备蛇行抑制辊的定影装置的概略侧面图。

图4是表示定影带的蛇行的说明图。

图5A是表示通常的带蛇行的侧面图，图5B是表示配置有蛇行抑制辊时的蛇行抑制的侧面图，图5C是表示蛇行抑制的平面图。

图6是表示定影带向F侧蛇行时的蛇行抑制辊的动作的说明图。

图7是表示锥状的蛇行抑制辊的概略图。

具体实施方法

下面，参照附图说明本发明的实施方式。

在下面的说明中，存在对与现有技术的方式中已经说明的事项对应的部分附带同一参照符号并省略重复的说明的情况。在仅说明结构的一部分的情况下，结构的其它部分与现有技术的方式同样。不仅可以组合在实施的各方式中具体说明的部分，如果在组合中不会特别产生故障，则也可以将实施方式彼此之间部分地组合。另外，各个实施方式都是为了将本发明的技术具体化而进行例示的实施方式，不限定本发明的技术范围。本发明的技术内容在专利申请所记载的技术范围内，能够加以各种变更。

（图像形成装置的说明）

图1是示意地表示具备本发明的实施方式的定影装置的图像形成装置的概略图。这是将图像形成装置100适用于彩色多功能机中的例子。

本发明实施方式的彩色多功能机100包括：第一～第四可视像形成单元51、52、53、54；中间转印带55；2次转印单元56；定影单元2；内部供纸单元57；和手动供纸单元58。

第一～第四可视像形成单元51、52、53、54、中间转印带55和2次转印单元56构成调色剂像形成部。

第一可视图像形成单元51包括感光体59、充电单元60、光学系单元L、显影单元61和1次转印单元62，用这些单元在感光体59上形成调色剂像，且将其转印在中间转印带55上。

第一可视图像形成单元51在作为像承载体的感光体59的周围，配置充电单元60、显影单元61和清洗单元63。

光学系单元L配置为使得基于图像信息的来自光源64的光到达4组感光体59、65、66、67。

1次转印单元62隔着中间转印带55与感光体59压接配置。

其它的第二～第四可视图像形成单元52、53、54为与第一可视图像形成单元51同样的结构，因此，它们的记载省略。在各单元54、53、52、51的显影单元中，收容有黄（Y）、品红（M）、青（C）、黑（B）各色调色剂。

上述的各色调色剂像被转印在中间转印带55上，形成彩色调色剂像。中间转印带55利用张力辊68、69无偏斜地配置，在张力辊69一侧抵接配置有废弃调色剂箱70。

2次转印单元56将形成于中间转印带55上的彩色调色剂像转印于纸体上。2次转印单元56与张力辊68抵接配置。

定影单元2具有定影部件71、加压部件72，通过未图示的加压部以规定的压力压接定影部件71和加压部件72。定影单元2配置于2次转印单元56的纸体的流动方向下游侧。

表示使用图像形成装置100的图像形成的工序。

以第一可视图像形成单元51为例进行说明时，使感光体59表面与充电单元60带一样的电，之后通过光学系单元L使感光体59表面根据图像信息进行激光曝光而形成静电潜像。

作为充电单元60，为了使感光体59表面一样地且尽可能不会发生臭氧地充电，采用充电辊方法。

通过显影单元61使用调色剂使感光体59上的静电潜像显影。将该显影化的调色剂像，通过施加有与调色剂相反极性的偏置电压的1次转印单元62转印于中间转印带55上。

另外3组第二～第四可视图像形成单元52、53、54也同样地进行动作，依次转印于中间转印带55上。

中间转印带55上的调色剂像被输送到2次转印单元56。另一方面，从内部供纸单元57的供纸辊73或手动供纸单元58的供纸辊74输送的记录纸也被输送到2次转印单元56。而且，在2次转印单元56上施加与调色剂相反极性的偏置电压，在通过2次转印单元56期间，调色剂像从中间转印带55转印在记录纸上。承载被转印的调色剂像的记录纸被输送到定影单元2，详细地说，通过后述的定影辊和加压辊而充分地加热，调色剂像与记录纸融合，向外部排出。

（带定影的说明）

图2是示意地表示本发明实施方式的定影装置2的结构的剖面图。

图像形成装置100所包括的定影装置2包括定影部件71和加压部件72。

定影部件71包括：定影辊3；无端状（环状）的定影带5；用于悬挂并加热定影带5的加热辊6；作为用于对加热辊6进行加热的热源的加热灯7b；作为构成检测定影带5和加压辊4等的温度的温度检测部的温度传感器的第一热敏电阻10；和防止蛇行的蛇行抑制辊15（图3A、图3B、详细后述）。

加压部件72具备：加压辊4；作为用于加热加压辊4的热源的加热灯7a；和作为构成检测加压辊4的温度的温度检测部的温度传感器的第二热敏电阻11。

定影辊3具有大致圆筒形的形状，为从大致圆筒形的中心轴朝向外周形成芯棒和弹性层的双层结构。

定影辊3的芯棒使用铁、不锈钢、铝或铜等金属或它们的合金等。

定影辊3的弹性层适合硅橡胶或氟橡胶等具有耐热性的橡胶材料。

在本实施方式中，定影辊3的直径为50mm。定影辊3的芯棒使用直径20mm的不锈钢，定影辊3的弹性层使用厚度15mm的硅海绵橡胶。

定影辊3以大致圆筒形的中心轴为中心可旋转地设置，相对于加压辊4的旋转进行从动旋转。定影辊3隔着定影带5与加压辊4压接，由此，形成作为定影辊3与加压辊4隔着定影带5彼此抵接的部分的定影压接部12。

加压辊4具有大致圆筒形的形状，为从大致圆筒形的中心轴朝向外周形成芯棒、弹性层和脱模层的3层结构。

加压辊4的芯棒使用铁、不锈钢、铝铜等金属或它们的合金等。

加压辊4的弹性层使用硅橡胶或氟橡胶等具有耐热性的橡胶材料。

加压辊4的脱模层使用PFA（四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的聚合体）或PTFE（聚四氟乙烯）等氟树脂。

在本实施方式中，加压辊4的直径为50mm。加压辊4的芯棒使用直径48mm、壁厚1mm的铁（STKM）。加压辊4的弹性层使用厚度1mm的硅酮固体橡胶。加压辊4的脱模层使用厚度50μm的PFA管。

加热灯7a配置于加压辊4的内部，对加压辊4进行加热。未图示的控制电路从未图示的电源电路向加热灯供给电力（通电），由此，加热灯7a发光，从加热灯7a放射红外线。

加压辊4通过加压辊4的内周面吸收从加热灯7a放射的红外线，来加热加压辊4整体。在本实施方式中，使用额定功率300W的加热灯。

加压辊4以大致圆筒形的中心轴为中心可旋转地设置。

加压辊4为通过作为未图示的驱动部的驱动电动机旋转驱动的辊状部件。定影辊3通过隔着定影带5与加压辊4压接而构成定影压接部12，同时通过从动旋转来输送定影带5。定影辊3向加压辊4的反方向旋转。

定影辊3和加压辊4以规定的负载例如800N彼此压接。当定影辊3与加压辊4压接时，形成定影压接部12。在本实施方式中，定影压接部12的记录纸输送方向的宽度（以下称为“压接宽度”）为11mm。向定影压接部12供给作为承载有未定影调色剂图像的被定影部件的记录纸8。记录纸8通过定影压接部12，由此，调色剂图像9被定影在记录纸8上。在记录纸8通过定影压接部12时，定影带5与记录纸8的调色剂图像形成面抵接，加压辊4与记录纸8的调色剂图像形成面的背面侧的面抵接。

定影带5在未安装的状态下直径为75mm。定影带5形成有包括聚酰亚胺等耐热树脂、或不锈钢和镍等金属材料的中空圆筒状的基材。

在定影带5的基材的表面，形成有包括耐热性和弹性优异的例如硅橡胶等弹性体材料的弹性层。

在定影带5的弹性层的表面，形成有包括耐热性和脱模性优异的例如PFA或PTFE等氟树脂即合成树脂材料的脱模层。

定影带5为基材、弹性层和脱模层3层结构。

在本实施方式中，使用厚度70μm的聚酰亚胺作为定影带5的基材，使用厚度200μm的硅橡胶作为定影带5的弹性层，使用厚度30μm的PFA涂层作为定影带5的脱模层。

通过加热辊6加热到规定的温度的定影带5，对通过定影压接部12的形成有未定影调色剂图像9的记录纸8进行加热。

定影带5通过加热辊6和定影辊3来拉伸架设。

定影带5从动于加压辊4的旋转，向箭头R2方向旋转。

加压辊4向箭头R1方向旋转，定影带5向箭头R2的方向旋转，由此，记录纸8通过定影压接部12。

加热辊6具有大致圆筒形的形状，从大致圆筒形的中心轴朝向外周包括形成有红外线吸收层、芯棒和保护层的3层结构。

加热辊6的红外线吸收层通过在芯棒内侧涂装、烧制耐热性的含碳涂料来形成。

加热辊6的芯棒使用例如铁、不锈钢、铝、铜等金属或它们的合金。

作为加热辊6的保护层，使用PFA（四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的聚合体）或PTFE（聚四氟乙烯）等氟树脂。加热辊6的保护层防止因定影带5与加热辊6的接触而引起的定影带5的聚酰亚胺层和加热辊6磨损。

在本实施方式中，加热辊6的直径为35mm，使用厚度100μm的炭黑涂装作为加热辊6的红外线吸收层，使用直径35mm且壁厚1mm的中空铝作为加热辊6的芯棒。作为加热辊6的保护层，使用厚度50μm的PTFE涂层。

在加热辊6的内部配置有对加热辊6进行加热的加热灯7b。未图示的控制电路从未图示的电源电路向加热灯7b供给电力（通电），由此，加热灯7b发光，从加热灯7b放射红外线。加热辊6通过加热辊6的内周面吸收从加热灯7b放射的红外线来对加热辊6整体进行加热。在本实施方式中，使用额定功率1600W的加热灯7b。对加热辊6施加规定的载荷例如50N，该载荷的方向为相对于加热辊6与配置有定影辊3的方向相反的方向。因为对定影带5施加张力，所以加热辊6随着定影带5的旋转而旋转。

为了抑制定影带5从定影辊3上的与定影辊3的长边方向相关的规定位置移动（以下，称为“带蛇行”），一对蛇行抑制辊15（图3A、图3B）设置为与定影辊3的长边方向的两端分别抵接。

蛇行抑制辊15在辊直径30mm、宽20mm时，抵接载荷为约100N，能够抑制带蛇行。

蛇行抑制辊15也可以是Al、铁、SUS等金属辊，但具有绝热性和耐热性的硅海绵橡胶不夺取定影辊3的热，不损害节能性，因此优选。在使用海绵辊的情况下，由于海绵的变形，压力降低，因此优选橡胶厚度为5mm以下，阿斯卡C硬度设定为30度以上且保持压接力。其中，阿斯卡C硬度规定于日本橡胶协会标准规格。

另外，本实施方式使用蛇行抑制辊15，但也可以是衬垫等不旋转的材料。但是，在该情况下，作为其适用条件，该不旋转的材料在按压并接触定影带5时能够维持定影带5的表面的耐久性。如本实施方式那样使用可转动的辊具有如下优点，即，在按压并接触按压定影带5时，能够减轻对于定影带5的表面的磨损，另外，在定影带蛇行时能够自然地将定影带夹入该辊与定影辊3之间，因此，作为蛇行抑制部件合适。

〔抑制带蛇行的说明〕

用图3A、图3B对带蛇行的抑制进行说明。在此，图3A的右侧为图像形成装置100的前（F）侧，图3B的左侧为图像形成装置100的后（R）侧。

如图3A所示，蛇行抑制辊15配置于定影辊3的入纸侧的长边方向的两端。例如，当定影带5从与定影辊3的长边方向相关的本来的位置向图面左侧的R（后）侧蛇行时，定影带5挤入配置于R侧的蛇行抑制辊15与定影辊3之间。于是，由于该定影带5的厚度，蛇行抑制辊15使定影辊3的R侧相对于加压辊4偏移。由于定影辊3的R侧相对于该加压辊4偏移，定影带5获得使带5向与其蛇行相反侧的F（前）侧移动的力，定影带5在被R侧的蛇行抑制辊15夹持的状态下稳定。另外，即使由于轴方向的温度分布、夹负荷偏重等，定影带15向相反侧（F侧）蛇行，通过F侧的蛇行抑制辊15也能够同样地抑制蛇行。

这样，即使定影带5蛇行，一对蛇行抑制辊15也会自主地成为抑制带蛇行的系统，因此，与使用蛇行传感器的主动控制相比，简便、可靠性高、成本低。

使用图4对带蛇行进行说明。

带蛇行是由于并行的加热辊、定影带5、定影辊3和加压辊4以它们的旋转轴线交叉的方式倾斜而产生的。例如，在定影辊3与加压辊4隔着定影带5压接的压接部12，当相对于定影辊3的长边方向，加压辊4的长边方向倾斜时，在定影辊3与加压辊4之间的抵接面多的一侧，定影带5更多地向加压辊4的转动方向拉伸，变为蛇行。这是由于与加热辊6相对于定影辊3的倾斜等相比，压接部12的压接力大，因此蛇行力大。

因此，在压接部12，使定影带5上产生抵消蛇行那样的力，对于抑制带蛇行有效。

用图5A～图5C对抑制带蛇行的原理进行说明。

如图5A所示，定影系统的驱动一般情况下是通过加压辊4进行驱动，定影带5仅在加压辊4的压接部获得进行转动的力。因此，在定影带5通过压接部后的排纸侧，在定影带5的转动中受到制动，定影带5在排纸侧产生若干松弛。在此，如图5B、图5C所示，当通过蛇行抑制辊15从入纸侧压接定影带5时，定影带5在压接方向的上游侧松弛（图5B）。当仅在定影辊3的长边方向的前侧（F侧）进行使该松弛产生的压接时，定影带5在后侧（R侧）向排纸侧松弛，而在前侧向入纸侧松弛（图5C）。这种情况与在压接部相对于定影带5的转动方向使定影辊3的R侧向上游而使F侧向下游倾斜的情况相同，定影辊3产生将定影带5向R侧拉伸的力，能够使定影带5向R侧蛇行（移动）。

这样一来，如图6所示，在定影带5向定影辊3的F侧蛇行的情况下，压接定影辊3的F侧端部的入纸侧，相反，在定影带5向定影辊3的R侧蛇行的情况下，压接定影辊3的R侧端部的入纸侧，由此，能够抑制带蛇行。因此，相对于定影辊3的长边方向，配置于其两端部的一对蛇行抑制辊15进行如下的蛇行抑制动作。即，通过定影带5蛇行的一侧的蛇行抑制辊15，定影带5的端部被夹持并压接于该蛇行抑制辊15与定影辊3之间。而且，由于定影带5的厚度，定影辊3在夹持定影带5的一侧偏移，其与加压辊4的压接量减少，从加压辊4向定影带5传递的旋转力减小，由此，抑制蛇行的力作用于定影带5上。

另外，配置于定影辊3的两端的蛇行抑制辊15也可以从一开始就处于与定影带的两端侧抵接的状态。在该情况下，当蛇行开始时，定影带5仅与一个蛇行抑制辊15抵接，与上述同样地，能够获得蛇行抑制效果。

在此，当蛇行抑制辊15为了抑制带蛇行而与定影带5压接时，如果带表面以在被压接的附近变形的方式转动，蛇行力强且蛇行抑制的压接力强，则存在在带表面出现皱纹的情况。对此，如果向蛇行抑制辊15的定影带5的载荷缓慢地变化，则能够防止上述情况。因此，如图7所示，只要将蛇行抑制辊15制成锥形状，越向长边方向的两端，越施加强的压接力，就能够减轻定影带5的变形，而难以发生带皱。

以上，参照附图详细地叙述了该发明的实施方式，但是，具体的结构并不局限于该实施方式，不脱离该发明的宗旨的范围内的设计等也包括在专利要求范围内。

Claims (5)

1.一种定影装置，其特征在于，包括：

无端状的定影带，其与被定影部件上的调色剂像接触而使所述调色剂像定影于所述被定影部件；

加热所述定影带的加热辊；

定影辊，其与所述加热辊一起将所述无端状的定影带拉伸架设，且包括隔着所述定影带与所述被定影部件上的调色剂像接触的硅橡胶层；

隔着所述定影带与所述定影辊压接的加压辊；和

蛇行抑制部件，其从所述定影带的入纸侧向定影辊压接定影带的端部，所述定影带的端部为相对于所述定影辊的长边方向所述定影带蛇行的一侧的定影带的端部。

2.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于：

所述蛇行抑制部件配置于所述定影辊的长边方向的两端，使得定影带的至少一个端部由于定影带的蛇行而与所述蛇行抑制部件抵接。

3.如权利要求2所述的定影装置，其特征在于：

所述蛇行抑制部件为能够转动的辊。

4.如权利要求3所述的定影装置，其特征在于：

所述蛇行抑制部件为向轴方向的两端扩展的锥形状。

5.一种图像形成装置，其特征在于：

所述图像形成装置包括权利要求1所述的定影装置。

Images