CN103135419B - 图像加热设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像加热设备，所述图像加热设备用于加热形成在片材上的图像，所述图像加热设备包括：环形带；辊，其可与所述环形带接触以形成用于压合和进给片材的压合部；加热器，其设置在环形带内侧；导引构件，其设置在环形带内侧，用于导引环形带的转动；加强构件，其沿着加热器的径向方向设置在环形带与加热器之间，用于加强导引构件，所述加强构件设有开口以允许来自加热器的辐射光到达环形带；保护构件，其沿着径向方向设置在加热器与加强构件之间，从而通过开口与环形带相对，因而防止环形带与加热器之间接触。

Description

图像加热设备

技术领域

本发明涉及一种图像加热设备，所述图像加热设备可适当地用作定影器件，用于电子照相类型的、静电记录类型的或类似的成像处理的图像形成设备，例如复印机、LBP或类似物。图像加热设备可用于光泽度增加器件以及定影器件，所述光泽度增加器件用于通过对定影在记录材料上的图像加热而增加图像的光泽度。

背景技术

传统地，在采用电子照相类型的、静电记录类型的或类似的处理的图像形成设备中使用加热辊类型的图像加热设备。然而，由于具有较大热容量的热辊被加热，所以加热辊类型的图像加热设备需要大量的电力和较长的启动时间。最近，为了满足对于能量节约和快速启动的要求，已经提出了使用加热带的带类型的图像加热设备。

首先参照图8，将说明带类型的图像加热设备。加热带42（被部分地剖开以示出其内侧）和加压构件41通过压力施加装置（未示出）彼此压力接触。在加热带42的内侧在与加压构件41相对的部分处设置有作为支持（back-up）构件的滑动构件47以紧密接触和驱动加热带42。在加热带42的内侧在与加热带42间隔开的位置处设置有热源45，所述热源45用于加热加热带42的内表面42a和滑动构件47。

为了在加热带42与加压构件41之间形成均匀的压合部N，滑动构件47由滑动构件保持器43支撑，并且滑动构件保持器43由支撑构件46加压和支撑，用于在纵向上均匀地加压滑动构件保持器43。保持器43还起到导引带的转动的功能，并且支撑构件46起到加强保持器43的功能。对于热源45而言，使用卤素灯或类似物，热源45的辐射热传递到加热带42的内表面42a，并且通过设置在滑动构件保持器43中的狭缝43a传递到滑动构件47。加热带42的内表面42a用黑色着色以提高传热效率。

为了确保热效率，支撑构件46设有在基本整个纵向范围上延伸的开口46a。热源45通过开口46a暴露，以便使来自热源45的辐射热直接加热加热带42的内表面42a。

另一方面，已知这样一种定影器件，即，在所述定影器件中加强构件在热源与加热带之间设有相对于带行进方向倾斜的多个狭缝以沿着宽度方向均匀地加热带（日本特开专利申请2009-104114）。

在图9中所示的图像加热设备40中，由于热源45暴露于加热带42，产生了以下问题。将参照图9进行说明。图9（a）示出其中记录材料P沿着由箭头A指示的方向穿过图像加热设备40的状态。图9（b）示出其中记录材料P的前端部未与加热带42分离而导致片材在图像加热设备中卡住的状态。

如图9（b）中所示，热源45暴露于加热带42，并且因此，当在图像加热设备中发生片材卡住时，加热带42由于卡住的片材而变形，加热带42可能会接触到热源45。如果卡纸的量较大，则在这种情况下，加热带42和热源45强烈地接触，甚至使得在卤素灯用作热源的情况下卤素灯的表面玻璃被物理上破坏。

即使卤素灯没有被物理上破坏，对卤素灯的接触也在接触部分处导致热损失并且在接触部分与非接触部分之间导致温差。在操作中卤素灯的温度瞬间地升高，并且因此，热膨胀差会诱发玻璃破坏。

另外，诸如润滑脂的外来物质可能会从带的内表面沉积到热源上，导致热源的破坏。如果加热带被折叠或破裂，则加热带不能被均匀地加热。此外，不能正确地检测到加热带的温度，导致定影性能的问题。在图像加热设备被小型化的情况下，加热带的内壁与热源之间距离变得更短，上述问题变得明显。

借助在日本特开专利申请2009-104114公开的结构，即使在图像加热设备中发生片材卡住，加热带由于卡纸而变形，也使得热源与加热带或诸如润滑脂的外来物质的接触是较小的。

然而，在热源与加热带的内表面之间布置有宽阶梯状的屏蔽部分，并且因此，没有形成充分大的开口，并且来自热源的加热带的加热的热效率显著降低。另外，设有屏蔽部分的支撑构件也起到用于滑动构件保持器的加压支撑构件的功能，并且因此，会容易地由加压而产生变形。因此，支撑构件与热源之间的距离应当使得支撑构件可靠地不接触到热源，这阻碍了小型化。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种图像加热设备，借助所述图像加热设备，可以在最小地阻隔从加热器到带的辐射光的情况下防止带和加热器之间的接触。

根据本发明的方面，提供一种图像加热设备，所述图像加热设备用于加热形成在记录材料上的图像，所述图像加热设备包括：环形带；辊，其可与所述环形带接触以形成用于压合和进给记录材料的压合部；加热器，其设置在所述环形带内侧；导引构件，其设置在所述环形带内侧，用于导引所述环形带的转动；加强构件，其相对于所述加热器的径向方向设置在所述环形带与所述加热器之间，用于加强所述导引构件，所述加强构件设有开口以允许来自所述加热器的辐射光到达所述环形带；保护构件，其相对于所述径向方向设置在所述加热器与所述加强构件之间，从而通过所述开口与所述环形带相对，因而防止所述环形带与所述加热器之间接触。

本发明的这些和其它目的、特征和优点将在考虑以下参照附图的本发明的具体实施方式的说明而变得更加显而易见。

本发明的这些和其它目的、特征和优点将在考虑以下参照附图的本发明的具体实施方式的说明而变得更加显而易见。

附图说明

图1A是根据本发明的第一实施例的图像加热设备的示意性剖视图；

图1B是如沿着片材进给方向看到的图像加热设备的示意性剖视图；

图2是使用根据本发明的实施例的图像加热设备的图像形成设备的示意性剖视图；

图3（a）是如沿着片材进给方向看到的、在图像加热操作期间的根据本发明的第二实施例的图像加热设备的示意性剖视图，并且图3（b）是如沿着片材进给方向看到的、当已经发生片材卡住时的图像加热设备的示意性剖视图；

图4是在第二实施例的设备中使用的保护构件的另一个示例的示意性剖视图；

图5是根据本发明的第三实施例的图像加热设备的示意性剖视图；

图6是如沿着片材进给方向看到的、第三实施例中的图像加热设备的示意性剖视图；

图7示出第三实施例中的保护构件的修改的示例；

图8是传统的图像加热设备的示意性透视图；和

图9（a）是在传统的示例中在正常的状态下的图像加热设备的示意性剖视图，并且图9（b）是在传统的示例中当已经发生片材卡住时的图像加热设备的示意性剖视图。

具体实施方式

<第一实施例>

（图像形成设备）

参照图2，将说明使用根据该实施例的图像加热设备的图像形成设备。图2的图像形成设备是使用电子照相图像形成处理的单色（黑色）图像形成设备。在图像形成设备中在中心部分中设有用于形成图像的图像形成站1。图像形成站1包括作为图像承载构件的鼓式电子照相感光构件2（感光鼓），围绕所述鼓式电子照相感光构件2设置有充电器3、显影器件4和鼓清洁器件5，并且在图像形成站1上方设置有曝光器件6。显影器件4容纳黑色调色剂。

感光鼓2是充负电的OPC感光构件，并且包括铝的鼓基部构件和光电导层，并且该感光鼓2通过驱动器件（未示出）以预定的处理速度沿着由箭头指示的方向（顺时针方向）转动。作为充电装置的充电器3从充电偏压电压源（未示出）被供给有充电偏压电压以将感光鼓2的表面均匀地充电到预定的负电势。显影器件4用黑色调色剂将形成在感光鼓2上的静电潜像显影（显现）成调色剂图像。

显影器件4的显影方法可以是接触类型的显影方法，在所述显影方法中调色剂颗粒和磁性载体颗粒的混合物（显影剂）由磁力进给并且接触到感光鼓2以对潜像显影。

作为转印装置的转印辊31由弹性构件制成并且在转印部分Te处接触到感光鼓2。在该实施例中，转印装置是转印辊31，但是可以是接触到感光鼓2的转印刮刀，当调色剂图像待被转印到转印材料上时，转印刮刀被供给有高电压。鼓清洁器件5去除和收集残留在感光鼓2的表面上的未转印的调色剂。

曝光器件6借助高速转动的多棱镜（未示出）等从激光输出部分（未示出）输出与成像对应地调制的激光束以使感光鼓2的表面暴露于激光束。由此根据在由充电器3充电的感光鼓2的表面上的图像信息形成静电潜像。

片材进给单元20包括片材进给盒21、一对拾取辊、进给导引件23、一对对齐辊和转印前进给导引件25，并且将记录材料P从片材进给盒21进给到转印部分Te。

在转印部分Te相对于片材进给方向的下游，设置有图像加热设备40，其包括围绕热源的加热带42和加压辊41，并且在转印部分Te与图像加热设备40之间设置有定影前进给导引件32。在图像加热设备40相对于片材进给方向的下游，设置有片材排出辊对52和片材排出进给导引件51，所述片材排出进给导引件51用于将从图像加热设备40进给的记录材料P导引到片材排出辊对52中。

（图像形成操作）

将说明图像形成设备的图像形成操作。当产生成像开始信号时，以预定的处理速度转动的感光鼓2由充电器3均匀地充电到负电势。曝光器件6使用激光输出部分（未示出）将图像信号转化成光信号（激光束)，并且激光束扫描已充电的感光鼓2。

然后，通过被供给有与感光鼓2的充电极性相同极性（负）的显影偏压电压的显影器件4在形成在感光鼓2上的静电潜像上沉积黑色调色剂，从而将潜像显现成调色剂图像。另一方面，在与朝向转印部分Te运动的感光鼓2上调色剂图像的前端部有定时关系的情况下，由拾取辊对22从片材进给盒21进给记录材料P。记录材料P沿着进给导引件23到达对齐辊24，并且在与形成在感光鼓2上的调色剂图像有定时关系的情况下进给到转印部分Te。

在进给到转印部分Te的记录材料P上，由转印辊31转印有黑色调色剂图像，所述转印辊31被供给有与调色剂极性相反极性（正）的转印偏压电压。具有调色剂图像的记录材料P被进给到图像加热设备40，在该处调色剂图像被形成在设有加热带42的加热单元与设有加压辊41的加压单元之间的定影压合部加热和加压，以便使调色剂图像被热定影在记录材料P的表面上。已经穿过定影单元40的记录材料P沿着片材排出进给导引件51进给，并且继而由片材排出辊对52排出到外部片材排出盘53，从而完成一系列图像形成操作。

（图像加热设备）

参照图1，将说明根据该实施例的图像加热设备。加热带（环形带）42被压合在作为加压构件的加压辊41与作为支持构件的滑板47之间，所述加热带42是可与加压辊41接触转动的柔性带构件。滑板47接触加热带42的内表面以由加热带42和加压辊41形成压合部N，承载图像的记录纸张穿过所述压合部N，在此期间调色剂图像被加热以将该调色剂图像定影成已定影的图像。

加热带42包括：诸如镍或SUS的金属或诸如聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺或PEEK的耐热树脂材料的基础材料；在基础材料上的弹性层；和在弹性层上的分隔层。耐热树脂材料的厚度是30μm至200μm，并且分隔层由含氟树脂材料制成。金属基础材料的厚度是30μm至100μm，并且在基础材料与分隔层之间的弹性层是具有100μm至1000μm的厚度的硅橡胶层。

加热带42的背面用耐热黑色涂料涂覆以有效地吸收来自热源的热。加压辊41包括：芯材料；在芯材料上的弹性层；和在弹性层上的分隔层。例如，芯材料由钢制成，弹性层由泡沫硅橡胶层制成，并且分隔层是含氟树脂管。

滑板47是大约具有5mm至20mm的宽度、200mm至400mm的长度和0.5mm至2mm的厚度的金属板、陶瓷板或类似物。滑板47可以设有凹凸构造以改变压合部N中的压力分布。板构件可以设有含氟树脂材料或类似物的树脂涂层、或玻璃涂层或类似物。在该实施例中，滑板47是具有10mm的宽度、270mm的长度和1mm的厚度的铝平板，铝平板的表面用含氟树脂涂覆。

滑板保持器（导引构件）43由耐热树脂材料、金属或类似物制成并且起到支撑滑板47的功能。滑板保持器43设有沿着纵向方向延伸的狭缝开口43a，以便使来自热源45的辐射热H直接辐射到滑板47。滑板保持器43还具有导引功能，用于确保加热带42的转动轨道。

（热源以及对热源的保护）

如图1中所示，热源45布置在加热带42内侧的、与加热带42间隔开的位置处，优选地布置在中心部分处或邻近中心部分的位置处。在该实施例中，使用卤素灯（卤素加热器）。另外，该结构使得来自热源45的辐射热（辐射光）H被投射到加热带42内表面42a的、基本全部没有被滑板保持器43阻隔的区域上。辐射光通过设置在滑板保持器43中的狭缝开口43a加热滑板47。

设置有支撑构件46，并且该支撑构件46设有在基本整个长度上延伸的开口46a以将来自热源45的辐射热H辐射到加热带42的内表面42a。支撑构件46由金属、高耐热的树脂材料或类似物制成，并且在相对的纵向端部部分处由未示出的压力施加装置朝向加压辊加压。支撑构件46还用作用于保持器43的加强构件，所述保持器43有效地导引带。如图1中所示，支撑构件（加强构件）46沿着加热器的径向方向布置在加热器45和环形带42之间。支撑构件46设有开口46a以允许由加热器45产生的辐射光到达环形带42。滑板保持器43通过支撑构件46在长度上被均匀地加压，并且通过作为支持构件的滑板47在加热带42和加压辊41之间均匀地形成压合部N。

附图标记44指示的是用于防止环形带42与加热器45之间接触的保护构件。保护构件44沿着加热器45的径向方向布置在加热器45和加强构件46之间，从而通过开口46a与环形带42相对。

如图1A中所示，保护构件44是沿着热源的外表面设置的螺旋弹簧并且由具有0.5mm至3mm的直径的金属丝制成。即使记录纸张如图9（b）中所示被卡住，并且带变形，也可以防止带42与加热器45之间的接触。如图1A中所示，保护构件44与滑板保持器43的邻接部分43b之间的距离D1短于保护构件44与热源45之间的距离D2。

通过这样做，即使保护构件44在片材卡住时通过带42变形，保护构件44也会在保护构件44接触到热源45之前接触邻接部分43b，并且因此，避免保护构件44与热源45之间接触。如图1中所示，邻接部分43b沿着保护构件44的外表面是弓形的，并且在加热器的整个长度上延伸。

参照图1（b），将进一步说明保护构件44。图1（b）是如从相对于图1A中的片材进给方向的上游侧（由箭头A指示的方向）看到的图像加热设备的示意性剖视图。图1B仅示出相对于纵向方向的一个端部部分，在相对的端部处的结构是基本相同的，但是对称的。保护构件44在片材正常进给的状态下，即，在片材没有卡住的情况下具有螺旋形构造，所述螺旋形构造在正常的进给条件（图像加热）下具有节距宽度C1。选择节距宽度C1，以便使来自热源45的辐射热大部分到达加热带的内表面42a。保护构件44的端部部分在法兰构件48中的连接部分48a处与法兰构件48连接。

法兰构件48设置成与环形带42的相对端部中的每个相对并且支撑加热器45。法兰构件48由金属或高耐热的树脂材料制成，并且在连接部分48a中与保护构件44连接，并且在连接部分48b中与热源45连接。法兰构件48还具有导引带42的转动的功能。此外，法兰构件48在连接部分48d中与图像加热设备的侧板49连接，以便使热源45、加热带42和保护构件44被一体地支撑。

根据该实施例，热源45由螺旋弹簧状保护构件44围绕，以便使当在图像加热设备中发生片材卡住时，可以避免由于卡住的片材使加热带42变形而使加热带42接触到热源。另外，保护构件44由金属丝构成，并且因此，来自热源45的辐射光充分地到达加热带42。

此外，加热带42、热源45和保护构件44由同一个法兰构件48支撑，所述法兰构件48可以使加热带42、热源45和保护构件44之间的相对位置精确。因此，加热带42、热源45和保护构件44之间的间隙可以设定成必要的最小水平，从而促进图像加热设备的小型化。

此外，在保护构件44与设置在滑板保持器43上的邻接部分43b之间的距离小于热源45与保护构件44之间的距离。通过这样做，甚至当发生片材卡住并且卡住的片材使加热带42和保护构件44变形时，也可以可靠地保护热源45。这是因为保护构件44在接触到热源45之前抵靠到滑板保持器43的邻接部分43b。

在该实施例中，保护构件44由具有圆形横截面构造的金属丝制成，但是金属丝可以具有矩形横截面构造，如在图4中由401所示。在该情况下，优选的是，保护构件401的横截面的矩形形状的长边沿着与加热器的径向方向平行的方向延伸，并且矩形形状的短边与加热器平行地延伸，因为这样可以在确保保护构件的强度的同时，使得投射到带的辐射光投射效率较高。

<第二实施例>

参照图3，将说明本发明的第二实施例，在所述第二实施例中保护构件是可压缩的（柔性的）。图3（a）是如从相对于片材进给方向（由箭头A指示的方向）的上游看到的、在正常进给操作（图像加热操作）期间图像加热设备的示意性剖视图，图3（a）是与图1（b）类似的视图。图3（a）仅示出相对于纵向方向的一个端部部分，但是相对的一侧具有基本相同的但是对称的结构。如图3（a）中所示，在法兰构件48中设置有推动构件（膨胀和收缩机构）400，所述推动构件400可沿着纵向方向运动。推动构件400在连接部分400a中与保护构件44连接。图3（b）示出推动构件400的运动状态。

在图3（b）中，推动装置（未示出）沿着箭头E的方向推动该推动构件400的推动部分400b。保护构件44则通过推动构件400沿着箭头E的方向收缩。因此，保护构件44在收缩之前具有节距宽度C2，并且此后节距宽度改变到C3。对于推动装置推动推动构件400的定时而言，当片材卡住检测装置（未示出）检测到发生片材卡住时，推动装置操作以推动推动构件400，如图3（b）中所示。

如以上说明的，在该实施例中，围绕热源的螺旋弹簧状保护构件的节距在正常片材进给状态中是较大的，以便使辐射到加热带的辐射效率较高。另一方面，在图像加热设备中发生片材卡住时，推动构件推动保护构件，使得螺旋形保护构件的节距减小。通过这样做，可以更可靠地防止由于卡住的片材使加热带变形而导致加热带接触到热源。

同样在该实施例中，可使用图4中所示的具有矩形横截面构造的保护构件401。

<第三实施例>

参照图5、6，将说明本发明的第三实施例，在所述第三实施例中保护构件是在沿着热源外表面的预定平面中的直线形式的金属丝。图5是与图1A类似的图像加热设备的放大示意性剖视图。在该实施例中，至少一个直线金属丝402在加热带42与热源45之间沿着纵向方向在热源45的整个长度上延伸。金属丝402布置在热源45与加热带42的相对于片材进给方向在压合部N下游的部分之间，从而当发生片材卡住时防止加热带42接触热源45。

当发生片材卡住的位置不限于特定位置时，优选地设置有多个金属丝402。金属丝402具有0.5mm至3mm的直径，从而能抵抗住加热带42的变形，并且金属丝402布置成与热源相距充分大的距离，以便使金属丝402不会由于加热带42的变形而接触到热源。

参照图6，将进一步说明。图6是如从相对于片材进给方向（由箭头A指示的方向）的上游侧看到的图像加热设备的示意性剖视图。图6仅示出相对于纵向方向的一个端部部分，但是相对的一侧具有基本相同的但是对称的结构。金属丝402在连接部分48a处与法兰构件48连接。在考虑到由于加热带42的变形和加热带的内侧部件的热膨胀所导致的弯曲的情况下，金属丝402通常通过拉伸装置（未示出）借助适当的张力拉伸。

法兰构件48分别在连接部分48b和连接部分48c处与热源45和加热带42连接，以一体地支撑金属丝402、热源45和加热带42。

如以上说明的，在该实施例中，至少一个基本直线的金属丝在热源与加热带之间在整个长度上拉伸。通过这样做，当在图像加热设备中发生片材卡住时，金属丝防止加热带接触到热源，所述接触可以是由于卡住的片材使加热带变形所导致。除此之外，因为使用直线拉伸的金属丝，所以可以充分地确保在正常的加热操作期间从热源到加热带的辐射热的热效率。

另外，加热带、热源和金属丝由同一个法兰构件支撑。由此可以使加热带42、热源45和保护构件44之间的相对位置精确，所述保护构件44是金属丝，由此可以将加热带42、热源45和保护构件44之间的间隙设定成必要的最小水平，从而促进图像加热设备的小型化。

通过借助适当的张力拉伸金属丝，甚至当发生片材卡住并且卡住的片材使加热带42和保护构件44变形时，可以可靠地保护热源45。

在该实施例中，保护构件由具有圆形横截面构造的金属丝制成，但是金属丝可以具有矩形横截面构造（金属板材料）。

（修改示例1）

在第一实施例和第二实施例中，作为保护构件的金属丝是螺旋形的，并且对于第三实施例而言，金属丝是直线的，但是这些结构对于本发明而言不是必然的。例如，第三实施例可以如图7中所示被修改，其中可压缩的弹簧金属丝X代替第三实施例的金属丝。在该情况下，宽度W可以是较大的，以便避免接触到热源。另外，通过使金属丝在发生片材卡住时是可收缩的，节距L与在正常片材进给（图像加热）期间相比可以减小，以便进一步确保对于热源的保护。

（修改示例2）

在上述实施例中，金属丝用作线材，但是这对于本发明而言不是必然的，并且诸如硬树脂材料的具有较高强度的材料可用于在发生片材卡住时保护热源。通过使用由从热源至少部分地传递辐射热的材料（包括金属材料）制成保护构件，可以提高在图像加热操作期间的热效率。在该情况下，保护构件保护热源并且提高热效率。

虽然已经参照此处公开的结构说明了本发明，但是本发明不受所阐述的细节的限制，并且该申请意欲覆盖会落在以下权利要求书的范围或改进的目的内的这些修改或变化。

Claims (4)

1.一种图像加热设备，所述图像加热设备用于加热形成在记录材料上的图像，所述图像加热设备包括：

环形带；

辊，其能与所述环形带接触以形成用于压合和进给所述记录材料的压合部；

加热器，其设置在所述环形带内侧；

导引构件，其设置在所述环形带内侧，用于导引所述环形带的转动；

加强构件，其相对于所述加热器的径向方向设置在所述环形带与所述加热器之间，用于加强所述导引构件，所述加强构件设有开口以允许来自所述加热器的辐射光到达所述环形带；

其特征在于，所述图像加热设备还包括：

保护构件，其相对于所述径向方向设置在所述加热器与所述加强构件之间，从而通过所述开口与所述环形带相对，因而防止所述环形带与所述加热器之间的接触，

其中，所述保护构件包括螺旋形线材，所述螺旋形线材设置成使得所述加热器能被所述螺旋形线材围绕，

所述图像加热设备还包括膨胀和收缩机构，所述膨胀和收缩机构用于使所述螺旋形线材沿着所述加热器的纵向方向膨胀和收缩。

2.根据权利要求1所述的图像加热设备，还包括与所述环形带的端面相对的法兰构件，其中，所述保护构件由所述法兰构件支撑。

3.根据权利要求2所述的图像加热设备，其中，所述加热器由所述法兰构件支撑。

4.根据权利要求1所述的图像加热设备，其中，当检测到片材卡住时，所述膨胀和收缩机构使所述保护构件收缩。