CN103293926B - 定影装置以及具有定影装置的图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供定影装置以及具有定影装置的图像形成装置。本发明的定影装置包括加压部件、加热部件、以及磁性体芯。磁性体芯包括围绕线圈并在与记录介质运送方向正交的记录介质的宽度方向上排列多个的第一芯部、以及在线圈的中空部内配置于宽度方向的两端部的第二芯部。第二芯部被形成为其在记录介质运送方向上的截面积从宽度方向的中央部侧向端部侧连续地增大。根据本发明,提供能够以简单的构成使记录介质的端部也可良好地定影的定影装置以及具有该定影装置的图像形成装置。
Description
技术领域
本发明涉及定影装置以及具有定影装置的图像形成装置,特别是涉及电磁感应加热方式的定影装置以及具有该定影装置的图像形成装置。
背景技术
电磁感应加热方式的定影装置例如包括:加热部件、被压接到加热部件的加压部件、具有预定的居里温度的磁性体芯、以及产生通过该磁性体芯对加热部件进行感应加热的磁通的线圈。而且,该定影装置通过线圈产生的磁通经由磁性体芯使设置在加热部件内的感应发热层产生涡电流,通过由该涡电流产生的焦耳热使加热部件发热并加热到预定的定影温度。
线圈例如被沿着加热部件的长度方向被卷绕成环状,磁性体芯被设置为在被卷绕成环状的线圈环所形成的空隙中沿纸张宽度方向(长度方向)延伸。另外,线圈例如具有线圈的长度方向的端部的U字状的卷绕部的内侧部与被进行定影处理的最大尺寸的纸张宽度的端部大致对应的构成。通过该构成,相对于具有感应发热层的加热部件的线圈的配置认为是合适的,能够在纸张宽度方向上进行均匀的加热处理。
发明内容
本发明提供能够以简单的构成使记录介质的端部也可良好地定影的定影装置以及具有该定影装置的图像形成装置。
本发明的实施方式的一个方面所涉及的定影装置包括:加热部件;加压部件,所述加压部件被压接于所述加热部件,在所述加压部件与所述加热部件之间形成压印部,所述压印部夹持承载了未定影调色剂像的记录介质,并对记录介质上的未定影调色剂像进行熔融定影;线圈,所述线圈沿所述加热部件的长度方向被卷绕成环状,并产生对所述加热部件进行感应加热的磁通;以及磁性体芯,所述磁性体芯被配置为靠近所述线圈,并向所述加热部件的感应发热层引导磁通。所述磁性体芯包括:第一芯部,所述第一芯部围绕所述线圈并沿与记录介质的运送方向正交的记录介质的宽度方向配置;以及第二芯部,所述第二芯部在所述线圈的形成环的中空部内被配置于记录介质的所述宽度方向的两端部,并且被形成为所述第二芯部在记录介质的运送方向上的截面积从所述宽度方向的中央部侧向端部侧连续地增大。
本发明的实施方式的一方面所涉及的图像形成装置具有上述定影装置。
根据这种构成,提供能够以简单的构成使记录介质的端部也可良好地定影的定影装置以及具有该定影装置的图像形成装置。
附图说明
图1是示出具有本发明的第一实施方式涉及的定影装置的图像形成装置的概略构成的图;
图2是示出具有本发明的第一实施方式涉及的感应加热部的定影装置的侧面截面图;
图3是示出本发明的第一实施方式涉及的感应加热部的侧面截面图;
图4是示出本发明的第一实施方式涉及的感应加热部的拱形芯的配置的俯视图;
图5是示出本发明的第一实施方式涉及的感应加热部的端部中央芯的配置的俯视图;
图6是示出本发明的第一实施方式涉及的端部中央芯的构成的俯视图;
图7是示出本发明的第一实施方式涉及的端部中央芯的构成的立体图;
图8是示出本发明的第二实施方式涉及的端部中央芯的构成的俯视图;
图9是示出本发明的第三实施方式涉及的端部中央芯的构成的俯视图;
图10A是示出本发明的实施例1的端部中央芯的内侧面的形状的图;
图10B是示出本发明的实施例1的端部中央芯的形状的俯视图;
图10C是示出本发明的实施例1的端部中央芯的外侧面的形状的图;
图11A是示出本发明的实施例2的端部中央芯的内侧面的形状的图;
图11B是示出本发明的实施例2的端部中央芯的形状的俯视图;
图11C是示出本发明的实施例2的端部中央芯的外侧面的形状的图;
图12A是示出本发明的实施例3的端部中央芯的内侧面的形状的图;
图12B是示出本发明的实施例3的端部中央芯的形状的从上侧观察到的俯视图;
图12C是示出本发明的实施例3的端部中央芯的外侧面的形状的图;
图13A是示出本发明的比较例2的端部中央芯的内侧面的形状的图;
图13B是示出本发明的比较例2的端部中央芯的形状的俯视图;
图13C是示出本发明的比较例2的端部中央芯的外侧面的形状的图;
图14是示出本发明的实施例以及比较例的加热部件的温度分布的图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式,但是本发明不限定于该实施方式。另外,发明的用途以及这里所示的用语等也不限定于此。
第一实施方式
图1是示出具有本发明的实施方式涉及的定影装置的图像形成装置的概略构成的图。图像形成装置1包括配置在其下部的供纸部2、配置在该供纸部2的侧方的纸张运送部3、配置在该纸张运送部3的上方的图像形成部4、与图像形成部4相比被配置在排出侧的定影装置5、以及配置在图像形成部4以及定影装置5的上方的图像读取部6。
供纸部2包括容纳作为记录介质的纸张9的多个供纸盒7,通过供纸辊8的旋转,从多个供纸盒7中被选出的供纸盒7向纸张运送部3一张一张地送出纸张9。
被送到纸张运送部3的纸张9经由纸张运送部3所具有的纸张运送路径10向图像形成部4运送。图像形成部4通过电子照片处理在纸张9形成调色剂像。图像形成部4包括以能够向图1的箭头方向旋转的方式被支承的感光体11、以及在该感光体11的周围沿其旋转方向配置的带电部12、曝光部13、显影部14、转印部15、清洁部16以及除电部17。
带电部12具有被施加了高电压的带电导线。通过来自带电导线的电晕放电而对感光体11表面施加预定电位,由此感光体11表面均匀地带电。然后,基于通过图像读取部6读取的原稿的图像数据的光通过曝光部13照射到感光体11时,感光体11的表面电位选择性地衰减,在感光体11表面形成静电潜像。
显影部14对感光体11表面的静电潜像显影,在感光体11表面形成调色剂像。该调色剂像通过转印部15转印到供应至感光体11和转印部15之间的纸张9。
转印了调色剂像的纸张9向配置在图像形成部4的纸张运送方向的下游侧的定影装置5被运送。在定影装置5中对纸张9加热以及加压,调色剂像被熔融定影在纸张9上。定影了调色剂像的纸张9被排出辊对20排出到排纸盘21上。
在通过转印部15向纸张9转印调色剂像后,残留在感光体11表面的调色剂被清洁部16去除,另外,感光体11表面的残留电荷被除电部17去除。然后,感光体11被带电部12再次带电,之后同样地进行图像形成。
定影装置5以图2所示的方式构成。图2是简要示出本实施方式的定影装置5的侧面截面图。
定影装置5使用电磁感应加热方式作为定影方式。定影装置5包括作为加热部件的发热带26、作为加压部件的加压辊19、一体地安装有发热带26的定影辊18、以及向发热带26供应磁通的感应加热部30。加压辊19以及定影辊18以能够在定影装置5的框体(省略图示)的长度方向上旋转的方式被支承。感应加热部30被固定支承在框体上。
发热带26是无端状的耐热带。发热带26例如具有以下构成,从内周侧依次层叠有例如使用电铸镍形成的厚度30μm以上且50μm以下的感应发热层26a、例如使用硅橡胶等形成的厚度200μm以上且500μm以下的弹性层26b、例如使用氟树脂等形成的厚度30μm左右的脱模层26c。通过设置脱模层26c,能够提高在压印部N熔融定影未定影调色剂像时的脱模性。
定影辊18以能够使发热带26一体旋转的方式张架发热带26的内周面。例如,定影辊18包括例如铝合金制的芯棒18a、以及形成在芯棒18a上的、例如发泡硅橡胶制的、厚度5mm以上且10mm以下的弹性层18b。弹性层18b张架发热带26。
加压辊19例如外径设定为30mm。加压辊19包括圆筒型的铁制的芯棒19a、形成在芯棒19a上的、例如发泡硅橡胶制的、厚度2mm以上且5mm以下的弹性层19b。另外,加压辊19具有使用氟树脂等形成在弹性层19b上的厚度50μm左右的脱模层19c。另外,加压辊19被未图示的电机等驱动源旋转驱动,通过加压辊19的旋转,发热带26从动旋转。在加压辊19和发热带26压接的部分形成压印部N。在压印部N处,运送来的纸张9上的未定影调色剂像被加热以及加压,从而调色剂像被定影在纸张9上。
感应加热部30包括线圈37、线轴38、以及磁性体芯39,并通过电磁感应使发热带26发热。感应加热部30沿长度方向(图2的纸面的里外方向)延伸,并被配置为以围绕发热带26的外周的大概一半的方式而与发热带26相对。
线圈37沿着发热带26的宽度方向(图2的纸面的里外方向)多次卷绕成环状并安装于线轴38。另外,线圈37被与未图示的电源连接,通过由电源供应的高频电流产生交流磁通。来自线圈37的磁通通过磁性体芯39,被向与图2的纸面平行的方向引导,通过发热带26的感应发热层26a。根据通过感应发热层26a的磁通的交流的强度的变化而在感应发热层26a中产生涡电流。当涡电流在感应发热层26a中流动时,由于感应发热层26a的电阻而产生焦耳热,发热带26发热(自身发热)。
当发热带26被加热升温至预定的温度时,在压印部N被夹持的纸张9被加热,并且被加压辊19加压,由此纸张9上的粉末状态的调色剂被熔融定影于纸张9。发热带26使用薄的热传导性良好的材质形成,热容量小,因此能够在短时间内进行定影装置5的加热,能够迅速地开始图像形成。
图3示出感应加热部30的详细构成。图3是示出感应加热部30的侧面截面图。
感应加热部30如前所述包括线圈37和作为支承部件的线轴38以及磁性体芯39。磁性体芯39包括作为第一芯部的拱形芯41、作为第二芯部的端部中央芯42以及侧芯43。并且,感应加热部30还包括拱形芯固定器45、覆盖磁性体芯39和线圈37的罩部件47。拱形芯41被安装在拱形芯固定器45上。
线轴38被配置为与发热带26的表面相隔规定的间隔并与定影辊18的旋转中心轴同心。线轴38包括包围发热带26的圆周表面的大致一半的圆弧部38i和延伸设置在圆弧部38i的两端的凸缘部38d。圆弧部38i和凸缘部38d构成线轴38的主骨架。圆弧部38i和凸缘部38d具有预定的厚度以能够维持该骨架部的强度。另外,圆弧部38i和凸缘部38d例如通过LCP树脂(液晶聚合物)、PET树脂(聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂)、PPS树脂(聚苯硫醚树脂)等耐热性树脂形成。圆弧部38i和凸缘部38d通过使用上述的树脂形成,例如,能够提高对来自发热带26的散热的耐性。
线轴38的圆弧部38i包括与发热带26的表面隔开规定的间隔相对的相对面38a和位于该相对面38a的相反侧的圆弧状的安装面38b。在安装面38b的大致中央,即在连接定影辊18和加压辊19(参照图2)的各旋转中心轴的直线上通过粘接剂安装有一对端部中央芯42。在端部中央芯42的周围,以在长度方向(图3的纸面的里外方向)延伸的方式形成有从安装面38b立起设置的立壁部38c。另外,线圈37被安装在安装面38b上。发热带26的表面以及线轴38的相对面38a隔开规定的间隔配置。通过该构成,能够抑制发热带26旋转时接触线轴38。
线圈37例如使用将多根在漆包线上覆盖了熔敷层的线捻在一起而成的线形成,例如可使用AIW线。线圈37在沿着安装面38b的截面视图中为圆弧状且将长度方向(图3的纸面的里外方向)的周长卷绕成环状的状态下加热使熔敷层熔融,之后冷却而成形为预定的形状(环状)。被固化成预定形状的线圈37被配置在线轴38的立壁部38c的周围并通过硅粘接剂等安装在安装面38b上。
在各凸缘部38d、38d的圆弧部38i侧通过粘接剂安装有在长度方向排列多个的侧芯43。另外,在凸缘部38d的外边缘侧安装有拱形芯固定器45。
拱形芯固定器45包括安装在线轴38的凸缘部38d的固定器凸缘部45a和从各固定器凸缘部45a形成为拱状的、在长度方向形成有多个的芯安装部45b。在各芯安装部45b通过粘接剂安装有与芯安装部45b大致相同的拱形形状的拱形芯41。
因此,当拱形芯41、端部中央芯42以及侧芯43各自被安装于线轴38以及拱形芯固定器45的预定的位置时,通过拱形芯41和侧芯43包围线圈37的外侧。另外,端部中央芯42与拱形芯41相比被配置为接近发热带26的表面。而且,线圈37被发热带26的表面、侧芯43、拱形芯41、以及端部中央芯42包围。通过向线圈37供应高频电流,从线圈37产生的磁通被引导到侧芯43、拱形芯41以及端部中央芯42并沿发热带26流动。这时,在发热带26的感应发热层26a产生涡电流,从而由于感应发热层26a的电阻而在感应发热层26a中产生焦耳热,发热带26发热。
罩部件47屏蔽从感应加热部30发出的磁通。罩部件47例如构成为通过铝制的板材从线轴38的相反侧覆盖线圈37和磁性体芯39的周围。罩部件47的安装例如通过在线轴38的凸缘部38d上依次地层积拱形芯固定器45的固定器凸缘部45a和罩部件47的凸缘部的状态下将螺钉51紧固到螺母52来进行。
图4及图5示出了线圈37和磁性体芯39的详细的配置构成。图4是示出从图3的下侧(线轴38侧)观察到的拱形芯41相对于拱形芯固定器45的配置的俯视图。图5是示出从图3的上侧(拱形芯固定器45侧)观察到的线圈37、端部中央芯42以及侧芯43相对于线轴38的配置的俯视图。
如图4所示,在拱形芯固定器45上形成有将拱形芯41安装于预定的位置的芯安装部45b。芯安装部45b在拱形芯固定器45的长度方向(与纸张运送方向Y正交的纸张宽度方向X)上大致均匀地形成有多个。在邻接的芯安装部45b之间形成有固定器开口部45c。另外,在芯安装部45b的周围形成有嵌入安装螺钉51(参照图3)的多个螺钉孔45d,所述螺钉51将拱形芯固定器45安装于线轴38(参照图3)。
拱形芯41由MnZn合金系等高导磁率的铁氧体形成为截面视图中为矩形的拱状。拱形芯41的居里温度被设定为压印部N变为能够定影的温度时的拱形芯41的温度以上。当拱形芯41的温度超过其居里温度时,拱形芯41的导磁率急剧下降,而不能作为磁性体发挥作用。多个拱形芯41被收进线圈37(参照图5)的长度方向(纸张宽度方向X)的长度内,并均匀地被配置在线圈37(参照图5)的长度方向(纸张宽度方向X)的长度内。
如图5所示,在线轴38上形成有从安装面38b立起设置的立壁部38c、凸缘部38d、以及嵌入安装螺钉51(参照图3)的多个螺钉孔38e。在凸缘部38d安装有多个侧芯43。
侧芯43由MnZn合金系等高导磁率的铁氧体形成为长方体状,其居里温度被设定为当压印部N变为能够定影的温度时的侧芯43的温度以上。当侧芯43的温度超过居里温度时,侧芯43的导磁率急剧下降,而不能作为磁性体发挥作用。多个侧芯43在线轴38的一侧的凸缘部38d上在纸张宽度方向X(以下,简称为宽度方向X)上被相互接触侧面地配置。另外,多个侧芯43在另一侧的凸缘部38d上在宽度方向X上相互接触侧面地配置。
线轴38的立壁部38c包括沿宽度方向X延伸并相互相对的壁部和在该相对的壁部上延伸并形成宽度方向X的两端部的外边缘的圆弧状的壁部。
立壁部38c的外边缘被构成为与形成在卷绕的线圈37的环内的中空部37a大致相同的形状,能够嵌入线圈37的中空部37a而安装线圈37。在立壁部38c的内边缘形成有配置一对端部中央芯42的矩形空间。该矩形空间具有与在宽度方向X上能够定影的最大尺寸的纸张9的通过纸张区域A对应的长度。立壁部38c具有预定的厚度以便抑制励磁后的线圈37的热向端部中央芯42放射、传导。
在立壁部38c的矩形空间中安装有一对端部中央芯42、42。端部中央芯42、42分别被配置为当最大尺寸的纸张9通过压印部N时与最大尺寸的纸张9的通过纸张区域A的端部区域C相对。端部区域C是在例如尺寸比最大尺寸的纸张9小的纸张9通过压印部N时,作为通过纸张区域而形成的中央部区域B的宽度方向X的外侧形成的区域。
端部中央芯42由MnZn合金系等高导磁率的铁氧体形成为后述的形状。另外,其居里温度被设定为当压印部N变为能够定影的温度时的端部中央芯42的温度以上。当端部中央芯42的温度超过居里温度时,端部中央芯42的导磁率急剧下降,而不能作为磁性体发挥作用。
图6、图7示出端部中央芯42的详细构成。图6是示出端部中央芯42的构成的俯视图。图7是示出图6的右侧的端部中央芯42的构成的立体图。图7的右边近前侧是宽度方向X的端部侧(外侧),图7的左边里侧是宽度方向X的中央部侧(内侧)。此外,在图6中,为了便于理解图而省略了线圈37、线轴38、以及拱形芯固定器45。
如图6所示,端部中央芯42被形成为具有梯形形状的一对面的四棱柱状(参照图7)。如图7所示,端部中央芯42包括第一面42a、第二面42b、第三面42c、42c、内侧面42d、以及外侧面42e。
第一面42a是与发热带26(参照图6)相对的面。第二面42b是与拱形芯41(参照图6)相对,且包含宽度方向X以及纸张运送方向Y的面。第三面42c是在纸张运送方向Y上彼此相对的一对面。内侧面42d是宽度方向X的中央部侧的面。外侧面42e是与内侧面42d相对的宽度方向X的端部侧的面,并且与内侧面42d平行。内侧面42d被形成为长方形状并具有内侧芯面积S1,外侧面42e被形成为长方形状并具有外侧芯面积S2。此外,内侧面42d以及外侧面42e可以是纵向长或者横向长的长方形,或者也可以是正方形。
第一面42a被形成为长方形状。第二面42b被形成为长方形状。第三面42c、42c分别被形成为梯形形状,并且彼此平行地相对。第一面42a被配置为从宽度方向X的中央部侧(图7的左边里侧)向端部侧(图7的右边近前侧)向接近发热带26(参照图6)的方向倾斜。第二面42b被配置为与发热带26平行。因此,端部中央芯42的外侧芯面积S2比内侧芯面积S1大。另外,端部中央芯42的芯截面积朝向宽度方向X的端部逐渐增大。
端部中央芯42的芯截面积越大,端部中央芯42能够收集更多的从线圈37(参照图3)产生的磁通,该磁通被引导到发热带26。因此,通过端部中央芯42的芯截面积从宽度方向X的中央部侧向端部侧逐渐增大,由此在感应加热时,发热带26的端部侧的发热量从宽度方向X的中央部侧向端部侧增加。
在本实施方式的定影装置5中,当在最大尺寸的纸张9定影调色剂像的情况下,如果线圈37被通电,压印部N被维持在能够定影的温度以下时,拱形芯41、侧芯43、以及端部中央芯42处于导磁率高的状态。因此在中央部区域B(参照图6),在图3中,从线圈37产生的磁通通过经过发热带26的感应发热层26a、侧芯43、以及拱形芯41的磁路。由此,涡电流在发热带26的感应发热层26a中流动,发热带26的感应发热层26a发热。
另一方面,在端部区域C(参照图6)中,从线圈37产生的磁通在图3中通过经过端部中央芯42、发热带26的感应发热层26a、侧芯43、以及拱形芯41的磁路。由此,涡电流在发热带26的感应发热层26a中流动,发热带26的感应发热层26a发热。
在如上所述的、例如包括线圈和磁性体芯并且线圈具有例如线圈的长度方向的端部的U字状的卷绕部的内侧部与被定影处理的最大尺寸的纸张宽度的端部大致对应的构成的定影装置中,磁性体芯构成为延伸至最大尺寸的纸张宽度的两端部,但是在线圈的U字状的卷绕部的附近,从线圈产生的磁通比从线圈的其他的部分产生的磁通少,所述线圈沿着加热部件的长度方向被卷绕成环状,所述磁性体芯在被卷绕成环状的线圈环所形成的空隙中沿纸张宽度方向(长度方向)延伸设置。另外,在加热部件的长度方向的两端部,加热部件的热由于热放射或者热传导等容易放出到定影装置的外部。因此,加热部件的长度方向的温度难以均匀,加热部件的两端部的温度容易变得比加热部件的中央部低。因此,即使在纸张的中央部成为合适的定影温度,在纸张的两端部,有时变得比期望的定影温度低,可以认为在该情况下可能产生冷胶印(coldoffset)等定影不良。
在本发明的实施方式的定影装置5中,如上述那样,能够通过简单的构成使记录介质的端部也可良好地定影。
即,通常在加热发热带26时,端部区域C的温度容易较中央部区域B下降。在本实施方式中,通过在宽度方向X的两端部配置端部中央芯42,能够通过端部中央芯42更多地收集从线圈37产生的磁通,端部侧的发热带26的发热量增加。而且,通过构成为端部中央芯42的芯截面积向宽度方向X的端部变大,从而端部中央芯42越是向宽度方向X的端部侧,越是收集更多的磁通,因此能够使发热带26的宽度方向的磁通密度的分布均匀化。因此,发热带26的宽度方向的温度差变小,通过使端部中央芯42的截面积在宽度方向X变化这种简单的构成,在纸张9的端部也能够抑制定影不良。因此,能够得到良好的图像。
即,在本实施方式的定影装置中,在加热部件的长度方向的端部的区域,从线圈产生的磁通通过第二芯部与加热部件的感应发热层以及第一芯部之间形成的磁路,其结果是,加热部件的端部区域被加热。通过设置第二芯部,第二芯部收集其周围的磁通。而且,通过形成为第二芯部的芯截面积从记录介质的宽度方向的中央部侧向端部侧连续地增大,由此第二芯部越是接近记录介质的宽度方向的端部侧,越是能够收集更多的磁通,因此能够使加热部件的长度方向的磁通密度分布均匀化。因此,加热部件的长度方向的温度差变小,通过使第二芯部的芯截面积在记录介质的宽度方向上变化这种简单的构成,在记录介质的端部也能够抑制定影不良,能够得到良好的图像。
第二实施方式
图8是示出第二实施方式涉及的端部中央芯42的构成的俯视图。此外,在图8中,为了便于理解图,省略了线圈37、线轴38、以及拱形芯固定器45。第二实施方式的端部中央芯42的形状与第一实施方式不同,主要说明端部中央芯42,之后,省略与第一实施方式相同部分的说明。
端部中央芯42被构成为具有梯形形状的一对面的四棱柱状,包括第一面42a、第二面42b、第三面42c、42c、内侧面42d、以及外侧面42e。
第一面42a是与发热带26相对的面。第二面42b是与拱形芯41相对,并且包含宽度方向X以及纸张运送方向Y的面。第三面42c是在纸张运送方向Y上彼此相对的一对面。内侧面42d是宽度方向X的中央部侧的面。外侧面42e是与内侧面42d相对的宽度方向X的端部侧的面,并且与内侧面42d平行。内侧面42d被形成为长方形状并具有内侧芯面积S1,外侧面42e被形成为长方形状并具有外侧芯面积S2。此外,内侧面42d以及外侧面42e可以是纵向长或者横向长的长方形状,或者也可以是正方形状。
第一面42a被形成为长方形状。第二面42b被形成为长方形状。第三面42c、42c分别被形成为梯形形状,并彼此平行地相对。第一面42a被配置为与发热带26平行。第二面42b被配置为向从宽度方向X的中央部侧向端部侧离开发热带26的方向倾斜。因此,端部中央芯42的外侧芯面积S2比内侧芯面积S1大。另外,端部中央芯42的芯截面积由宽度方向X的中央部侧向端部逐渐地变大。
端部中央芯42的芯截面积越大,端部中央芯42收集越多的从线圈37(参照图3)产生的磁通,该磁通被引导到发热带26。因此,通过端部中央芯42的芯截面积向宽度方向X的端部逐渐变大,在感应加热时,从宽度方向X的中央部侧向端部侧,发热带26的端部侧的发热量增加。
在本实施方式的定影装置5中,通过在宽度方向X的两端部配置端部中央芯42,能够通过端部中央芯42收集更多的从线圈37产生的磁通,端部侧的发热带26的发热量增加。而且,通过构成为端部中央芯42的芯截面积从宽度方向X的中央部侧向端部侧增大,能够与第一实施方式同样地,端部中央芯42越是从宽度方向X的中央部侧接近端部侧,能够收集越多的磁通,因此能够使发热带26的宽度方向的磁通密度的分布均匀化。因此,发热带26的宽度方向X的温度差变小,通过使端部中央芯42的截面积在宽度方向X变化这种简单的构成,在纸张9的端部也能够抑制定影不良。因此,能够得到良好的图像。
第三实施方式
图9是示出第三实施方式涉及的端部中央芯42的构成的从图3的上侧观察的俯视图。第三实施方式的端部中央芯42的形状与第一以及第二实施方式不同。此外,在图9中,为了便于理解图,省略了线轴38、拱形芯固定器45。
端部中央芯42被构成为具有梯形形状的一对面的四棱柱状,第一面42a(是与第二面42b相对的下侧的面,其在图9中不可见)、第二面42b、第三面42c、42c、内侧面42d、以及外侧面42e。
第一面42a是与发热带26(参照图3)相对的面。第二面42b是与拱形芯41相对,且包含宽度方向X以及纸张运送方向Y的面。第三面42c是在纸张运送方向Y上彼此相对的一对面。内侧面42d是宽度方向X的中央部侧的面。外侧面42e是与内侧面42d相对的宽度方向X的端部侧的面,并与内侧面42d平行。内侧面42d被形成为长方形状并具有内侧芯面积S1,外侧面42e被形成为长方形状并具有外侧芯面积S2。此外,内侧面42d以及外侧面42e可以是纵向长或者横向长的长方形状,或者也可以是正方形状。
第一面42a以及第二面42b分别是梯形形状的面,并被配置为与发热带26平行。第三面42c、42c是长方形状的面,并被相对配置为从宽度方向X的中央部侧向端部侧彼此离开。因此,端部中央芯42的外侧芯面积S2比内侧芯面积S1大。另外,端部中央芯42的芯截面积从宽度方向X的中央部侧向端部侧逐渐地增大。
端部中央芯42的芯截面积越大,端部中央芯42能够收集越多的从线圈37(参照图3)产生的磁通,该磁通被引导至发热带26。因此,通过端部中央芯42的芯截面积向宽度方向X的端部逐渐地增大,发热带26的端部侧的发热量增加。
在本实施方式的定影装置5中,通过在宽度方向X的两端部配置端部中央芯42,能够通过端部中央芯42更多地收集从线圈37产生的磁通,端部侧的发热带26的发热量增加。而且,通过构成为端部中央芯42的芯截面积从宽度方向X的中央部侧向端部侧变大,与第一实施方式同样地,端部中央芯42从宽度方向X的中央部侧越接近端部侧,能够收集更多的磁通,因此能够使发热带26的宽度方向的磁通密度的分布均匀化。因此,发热带26的宽度方向的温度差变小,通过使端部中央芯42的截面积在宽度方向X变化这种简单的构成,在纸张9的端部也能够抑制定影不良。因此,能够得到良好的图像。
此外,上述第一实施方式是使端部中央芯42的第一面42a相对于发热带26倾斜地配置的构成,第二实施方式是使第二面42b相对于发热带26倾斜地配置的构成,但是本发明不限于此。例如,只要是端部中央芯42的芯截面积向宽度方向X的端部增大的构成,也可以构成为第一面42a以及第二面42b均相对于发热带26倾斜。还可以从宽度方向X的中央部侧向端部侧彼此离开的方式相对地配置第一面42a以及第二面42b、和一对第三面42c、42c。
另外,在上述实施方式中,以四棱柱体构成端部中央芯42,但是本发明不限于此。例如,可以采用其他的多棱柱体的至少一个在宽度方向X延伸的面相对于发热带26倾斜地配置的构成,另外,可以用圆锥体构成端部中央芯42。
另外,在上述实施方式中,示出了分开设置拱形芯41和侧芯43的构成,但是本发明不限于此,也可以构成为进一步向侧芯43侧延伸拱形芯41,使拱形芯41代替侧芯43的功能。
另外,在上述实施方式中,示出了拱形芯41经由拱形芯固定器45安装于线轴38的构成,但是本发明不限于此,可以采用拱形芯41直接安装于线轴38的构成。
另外,在上述实施方式中,示出了应用于将发热带26张设于定影辊18上的定影装置5的例子,但是本发明不限于此,也可以应用于在与感应加热部相对配置的加热辊和压接加压辊的定影辊之间张设有无端状的发热带的定影装置。另外,可以应用于包括加热无端状的发热带的感应加热部、压接发热带的外周面的加压辊、以及配置在发热带的内周面的、与加压辊之间压接纸张和发热带的按压部件的定影装置。而且,能够应用于包括加压辊和被压接于加压辊的加热辊,且加热辊在内部包含感应发热层,并且与感应加热部相对配置的定影装置等具有感应加热部的各种定影装置。
以下,说明进一步具体化本发明的实施方式的实施例1~3和比较例1、2。此外,本发明不限定于以下的实施例。
在使用第一实施方式的电磁感应加热方式的定影装置5,包含不同形状的端部中央芯42或者不具有端部中央芯42的实施例1~3以及比较例1、2中,进行了试验并评估了发热带26的长度方向的温度分布。
在试验所使用的定影装置5中,作为发热带26使用了其内径为35mm,长度方向的长度为340mm的带。感应发热层26a使用电铸镍形成为厚度是40μm。弹性层26b使用硅橡胶,形成为厚度是200μm。脱模层26c使用厚度为30μm的氟树脂管形成。
作为定影辊18使用了在铝合金制的芯棒18a上具有厚度9mm的发泡硅橡胶制的弹性层18b的辊。作为加压辊19使用了其外径为30mm,在铁制的芯棒19a上具有厚度5mm的发泡硅橡胶制的弹性层19b,在弹性层19b上还具有使用氟树脂管形成的厚度50μm的脱模层19c的辊。
线圈37多次卷绕成环状,长度方向的长度为370mm。作为拱形芯41、端部中央芯42、以及侧芯43,使用了用铁氧体形成的芯。
定影载荷设定为300N(单侧150N×2),以外周面速度270mm/sec旋转的方式驱动发热带26,而且,使发热带26的长度方向的中央部发热到175℃。
在上述规格的定影装置5上,将实施例1~3、以及比较例2的端部中央芯42分别安装于线轴38的宽度方向X的两端部的预定位置进行了试验。在图10A~图13C中示出各端部中央芯42的形状。图10A~图10C示出了实施例1的端部中央芯42的形状。图11A~图11C示出了实施例2的端部中央芯42的形状。图12A~图12C示出了实施例3的端部中央芯42的形状。图13A~图13C示出了比较例2的端部中央芯42的形状。此外,比较例1没有设置端部中央芯42因此没有图示。图10A、图11A、图12A、以及图13A示出端部中央芯42的内侧面42d。图10B、图11B、图12B、以及图13B是端部中央芯42的俯视图(此外,图12B是从上侧观察的俯视图)。图10C、图11C、图12C、以及图13C示出端部中央芯42的外侧面42e。端部中央芯42的各边的长度如图所示。
实施例1具有与实施方式1对应的形状,实施例2具有与实施方式2对应的形状,实施例3具有与实施方式3对应的形状。实施例1~3的各内侧面42d的芯面积S1是10mm2,各外侧面42e的芯面积为35mm2。另一方面,比较例1是如前述那样没有设置端部中央芯42的例子,比较例2使用了长方体状的端部中央芯42,其内侧面42d的芯面积S1是35mm2,其外侧面42e的芯面积是35mm2。
图14示出定影处理了最大尺寸的纸张时的发热带26的温度分布。图14的曲线图的横轴表示发热带26的最大尺寸的纸张的通过纸张区域A的长度方向位置(单位:mm),其纵轴表示发热带26的温度(单位:℃)。此外,横轴的长度方向位置是以发热带26的中央位置为基准的长度。另外,图14的线M表示可产生由于热胶印(hotoffset)而引起的定影不良的最低温度,线N表示可产生由于冷胶印而引起的定影不良的最高温度。另外,实施例1~3以及比较例1、2的评估结果示出在表1中。在表1中,定影性没有问题的情况为○,产生了由于冷胶印或者热胶印而引起的定影不良的情况为×。
【表1】
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 比较例1 | 比较例2 | |
纸张的中央部 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
纸张的两端部 | ○ | ○ | ○ | × | × |
如图14以及表1所示,比较例1中,通过纸张区域A的端部侧的温度达到155。C,产生了由于冷胶印而引起的定影不良。另外,比较例2中,通过纸张区域A的端部侧的温度达到210。C,产生了由于热胶印而引起的定影不良。另一方面,实施例1中,通过纸张区域A的端部侧的温度达到185。C,定影性没有问题。在实施例2、3中也得到与实施例1几乎一样的结果,定影性没有问题。
本发明能够利用于复印机、打印机、传真机、以及它们的数码复合机等所使用的定影装置以及具有定影装置的图像形成装置,特别是,能够利用于电磁感应加热方式的定影装置以及具有该定影装置的图像形成装置。
Claims (8)
1.一种定影装置,包括:
加热部件;
加压部件,所述加压部件被压接于所述加热部件,在所述加压部件与所述加热部件之间形成压印部,所述压印部夹持承载了未定影调色剂像的记录介质,并对记录介质上的未定影调色剂像进行熔融定影;
线圈,所述线圈沿所述加热部件的长度方向被卷绕成环状,并产生对所述加热部件进行感应加热的磁通;以及
磁性体芯,所述磁性体芯被配置为靠近所述线圈,并向所述加热部件的感应发热层引导磁通,
所述磁性体芯包括:
第一芯部,所述第一芯部围绕所述线圈并沿与记录介质的运送方向正交的记录介质的宽度方向配置;以及
第二芯部,所述第二芯部在所述线圈的形成环的中空部内被配置于记录介质的所述宽度方向的两端部,并且所述第二芯部在宽度方向上具有内侧面和外侧面,并且被形成为所述第二芯部在记录介质的运送方向上的截面积从所述宽度方向的中央部侧向端部侧连续地增大,所述内侧面和所述外侧面是纵向长或者横向长的长方形。
2.如权利要求1所述的定影装置,其中,
所述第二芯部被形成为四棱柱状,并具有:第一面,所述第一面与所述加热部件相对;第二面,所述第二面与所述第一芯部相对,且包含所述记录介质的运送方向以及所述记录介质的宽度方向;以及一对第三面,所述一对第三面被形成为梯形形状并在记录介质运送方向上相互相对,
所述第一面被配置为向从所述宽度方向的中央部侧向端部侧接近所述加热部件的方向倾斜,
所述第二面被配置为与所述加热部件平行。
3.如权利要求1所述的定影装置,其中,
所述第二芯部被形成为四棱柱状,并具有:第一面,所述第一面与所述加热部件相对;第二面,所述第二面与所述第一芯部相对,且包含所述记录介质的运送方向以及所述记录介质的宽度方向;以及一对第三面,所述一对第三面被形成为梯形形状并在记录介质运送方向上相互相对,
所述第一面被配置为与所述加热部件平行,
所述第二面被配置为向从所述宽度方向的中央部侧向端部侧离开所述加热部件的方向倾斜。
4.如权利要求1所述的定影装置,其中,
所述第二芯部被形成为四棱柱状,并具有:第一面,所述第一面与所述加热部件相对;第二面,所述第二面与所述第一芯部相对,且包含所述记录介质的运送方向以及所述记录介质的宽度方向;以及一对第三面,所述一对第三面被形成为梯形形状并在记录介质运送方向上相互相对,
所述第一面被配置为向从所述宽度方向的中央部侧向端部侧接近所述加热部件的方向倾斜,
所述第二面被配置为向从所述宽度方向的中央部侧向端部侧离开所述加热部件的方向倾斜。
5.如权利要求1所述的定影装置,其中,
所述第二芯部被形成为四棱柱状,并具有:第一面,所述第一面与所述加热部件相对;第二面,所述第二面与所述第一芯部相对,且包含所述记录介质的运送方向以及所述记录介质的宽度方向;以及一对第三面,所述一对第三面在记录介质运送方向上相互相对,
所述第一面以及所述第二面分别具有梯形形状的面,且被配置为与加热部件平行,
所述一对第三面分别具有长方形状的面,且以从所述宽度方向的中央部侧向端部侧相互离开的方式相对配置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的定影装置,其中,
包括与所述加热部件的表面相对的支承部件,
所述第二芯部被安装于所述支承部件的与所述加热部件相对的面的相反侧的安装面。
7.如权利要求1所述的定影装置,其中,
所述加热部件包括以能够一体地旋转的方式张设在定影辊上的无端状的带,
所述加压部件包括压接于所述加热部件的加压辊。
8.一种图像形成装置,具有权利要求1至7中任一项所述的定影装置。
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