CN103389638B - 定影装置以及图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定影装置以及图像形成装置。本发明的定影装置包括定影部件、框体、加热侧保温板、以及加压侧保温板。定影部件具有加热部件和加压部件。框体容纳定影部件并在记录介质的运送方向上游侧以及下游侧形成开口部。加热侧保温板在与加热部件对置的位置与加热部件的外周面隔开预定的间隔而配置，并具有沿着加热部件的外周面的形状的金属板。加压侧保温板在与加压部件对置的位置与加压部件的外周面隔开预定的间隔而配置，并具有沿着加压部件的外周面的形状的金属板。加压部件和加压侧保温板的间隔构成为比加热部件和加热侧保温板的间隔更宽。根据本发明，能够以简易的构成抑制因向定影装置外部的散热而导致的能量损失。

Description

定影装置以及图像形成装置

技术领域

本发明涉及定影装置以及具有该定影装置的复印机、打印机等图像形成装置，特别涉及定影装置的绝热性的提高。

背景技术

图像形成装置包括带电单元、载像体（感光鼓）、曝光单元、显影单元、转印单元、以及定影装置。定影装置对未定影调色剂进行加热、加压，并使调色剂像定影在记录介质上。

在如上所述的定影装置中，由于将不对定影动作起作用的热量向定影装置外散热，因此向配置在定影装置周围的感光体和清洁部提供了不需要的热。其结果是，由于调色剂的固化而装置的驱动转矩上升，最坏的情况是装置停止，或者由于感光体表面的带电不均匀而发生浓度异常。另外，由于因来自定影装置的散热而设备内温度上升，因此装置内部的其他系统受到不好影响，图像质量或部件的耐久性降低。

进行了以下对策：通过在定影装置和其他的系统之间设置空气的流动来抑制温度上升。但是，由于为了确保对定影动作所需要的热量而使发热量增加，因此在冷却定影装置的情况下无用的能量的消耗变多。

因此，提出了不使用风扇等冷却单元而抑制来自定影装置的散热的方法。例如，有以下技术:在热辊方式的定影装置中，将阻断来自定影辊的散热的绝热体配置在定影辊的周围，在绝热体的内周面和定影辊的外周面之间形成绝热空气层，抑制来自定影辊的散热。另外，某些定影装置在与定影辊以及加压辊对置的定影单元的上下盖的内壁面上设置有绝热材料。

然而，从节省能量的观点出发，缩短定影稳定时间或削减消耗电力是重要的。关于这些方面，采取了通过定影辊的小径化、以及薄壁化来提高定影辊的升温特性的对策。

但是，在作为定影辊而使用了薄壁辊的情况下，由于热容量小，因此即使设置绝热材料也难以有效地抑制来自定影辊的散热。

发明内容

本发明鉴于上述问题点，其目的在于提供以下定影装置以及具有该定影装置的图像形成装置，所述定影装置能够以简易的构成抑制因向定影装置外部的散热而产生的能量损失。

本发明的一个方面涉及的定影装置包括定影部件、框体、加热侧保温板、以及加压侧保温板。所述定影部件具有被加热单元加热的加热部件以及以预定的压力与所述加热部件压接的加压部件。所述框体容纳所述定影部件并在记录介质的运送方向上游侧以及下游侧形成开口部。所述加热侧保温板在与所述加热部件对置的位置与所述加热部件的外周面隔开预定的间隔而配置，并具有沿着所述加热部件的外周面的形状的金属板。所述加压侧保温板在与所述加压部件对置的位置与所述加压部件的外周面隔开预定的间隔而配置，并具有沿着所述加压部件的外周面的形状的金属板。所述加压部件和所述加压侧保温板的间隔构成为比所述加热部件和所述加热侧保温板的间隔更宽。

本发明的一个方面涉及的图像形成装置具有上述记载的定影装置。

附图说明

图1是示出搭载了本发明的定影装置的图像形成装置的内部构造的侧面截面图；

图2是本发明的一实施方式涉及的定影装置的侧面截面图；

图3是从内侧观察定影装置的上框体的立体图；

图4是示出定影装置的压印压力调整机构的构成的侧面图；

图5是示出从图4的状态使定影压印压力降低了的状态的定影装置的侧面图；

图6是示出定影压印压力处于第一压接状态时的加热辊和加热侧保温板的间隔d1、以及加压辊和加压侧保温板的间隔d2的侧面图；

图7是示出定影压印压力处于第二压接状态时的加热辊和加热侧保温板的间隔d1、以及加压辊和加压侧保温板的间隔d3的侧面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出搭载了本发明的定影装置15的图像形成装置100的内部构造的侧面截面图。在图像形成装置（黑白打印机）100中，在进行图像形成动作的情况下，通过带电单元4使图中绕顺时针旋转的感光鼓5均匀地带电，通过基于原稿图像数据的、来自曝光单元（激光扫描单元）7的激光束在感光鼓5上形成静电潜像，通过显影单元8使显影剂（调色剂）附着到静电潜像上来形成调色剂像。

调色剂从调色剂容纳盒9供应至显影单元8。此外，图像数据被从个人计算机（未图示）等发送。另外，除去感光鼓5的表面的残留电荷的除电装置（未图示）被设置在清洁装置19的下游侧。

容纳在供纸盒10或者手动进纸托盘11的纸张被朝向形成有调色剂像的感光鼓5并经由纸张运送路径12以及校准辊对13运送，形成在感光鼓5的表面的调色剂像通过转印辊14（图像转印部）被转印到纸张上。转印有调色剂像的纸张从感光鼓5分离，被向定影装置15运送并被定影调色剂像。通过了定影装置15的纸张通过纸张运送路径16被运送到装置上部，并从排出辊对17排出到排纸托盘18。

图2是示出本发明的定影装置15的一例的侧面截面图，图3是从内侧观察定影装置15的上框体15a的立体图。此外，在图3中，示出了从上框体15a的内表面拆卸下加热侧保温板31a的状态。

定影装置15的框体包括树脂制的上框体15a以及下框体15b，在上框体15a内容纳有绕图中顺时针方向旋转的加热辊20a（加热部件），在下框体15b内容纳有绕逆时针方向旋转的加压辊20b（加压部件）。加热辊20a内置有加热器21（加热单元），加压辊20b通过未图示的施力部件以预定的压力压接到加热辊20a。加热辊20a以及加压辊20b构成使通过定影压印部N的纸张上的未定影调色剂定影的定影辊对20（定影部件）。

本实施方式的加热辊20a例如在外径27mm的铝制的芯金的外周面层叠了厚度为25μmPFA（四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物）的涂层（脱模层）来构成。另外，加压辊20b在外径12mm的芯金上层叠了厚度为6.5mm的硅橡胶层（弹性层）并用PFA管（脱模层）覆盖来构成。

加热器21由卤素加热器或设有包括激励线圈和铁芯的感应加热部的IH加热器等构成。本实施方式的加热器21由输出800W的卤素加热器构成。

通过转印辊14（参照图1）转印了调色剂像的纸张向图2的左方进入，并从上游侧开口部22a运入到定影装置15内而通过定影辊对20的定影压印部N。当纸张通过定影压印部N时，纸张通过预定的温度以及压力被加热、加压，调色剂像被定影到纸张上。之后，纸张从下游侧开口部22b被运动到定影装置15的外部，并从排出辊对17（参照图1）排出到图像形成装置的外部。

在上游侧开口部22a设置有引导进入到定影压印部N的纸张的上表面的定影进入引导部23，下框体15b的一部分构成引导进入到定影压印部N的纸张的下表面的定影进入引导部24。纸张的前端沿着定影进入引导部23、24的引导面被导引到定影压印部N。另外，上框体15a的一部分构成引导通过了定影压印部N的纸张的上表面的定影排出引导部28，下框体15b的一部分构成引导通过了定影压印部N的纸张的下表面的定影排出引导部29。定影排出引导部29设置有检测定影压印部N中的纸张的通过的定影排出路闸（未图示）。

相对于加热辊20a的旋转方向（图2的绕顺时针方向）在定影压印部N的下游侧配置有将纸张从加热辊20a分离的分离爪25。分离爪25以前端部与加热辊20a的外周面接触的方式沿加热辊20a的轴向（图2的与纸面垂直的方向）在多个位置配置。

另外，如图3所示，在上框体15a的内表面的大致中央部配置有以非接触方式检测加热辊20a的表面温度的热敏电阻40、以及当加热辊20a为预定温度以上时切断对加热器21的通电的恒温器41。该热敏电阻40通过检测加热辊20a的表面温度、接通/断开在加热器21中流动的电流来进行定影温度的控制。

在上框体15a的内表面和加热辊20a之间沿加热辊20a的外周面配置有侧面观察时为圆弧状的加热侧保温板31a。另外，在下框体15b的内表面和加压辊20b之间沿加压辊20b的外周面配置有侧面观察为圆弧状的加压侧保温板31b。加热侧保温板31a以及加压侧保温板31b反射加热辊20a的辐射热来抑制向定影装置15的外部的散热。构成加热侧保温板31a以及加压侧保温板31b的金属板是铝板、SECC板（镀锌钢板）、SUS（不锈钢）板等。这里，为了优先加热辊20a的保温效果，可以使用热容量大的金属。

此外，优选的是：在可能的范围内扩大上框体15a的内表面和加热侧保温板31a的间隙、下框体15b的内表面和加压侧保温板31b的间隙，由此存在于间隙的空气层成为绝热层而用于抑制从加热侧保温板31a向上框体15a侧、以及从加压侧保温板31b向下框体15b侧的散热。

在加热辊20a侧，需要抑制由于被加热的空气的对流而产生的热移动来提高保温效果。特别是，抑制来自朝向定影装置15的外部而较大地开口的纸张的进入侧（上游侧开口部22a侧）的散热是重要的。因此，加热侧保温板31a以在可能的范围内覆盖加热辊20a的外周面的方式来与加热辊20a接近地（隔开间隙d1）配置。这里，将间隙d1设定为2mm。

另外，为了不使加热侧保温板31a成为散热板而从上游侧开口部22a向定影装置15的外部散热，加热侧保温板31a的周向的端缘31aa用绝热性比加热侧保温板31a高的上框体15a（定影进入引导部23）覆盖。并且，加热侧保温板31a的下游侧开口部22b侧的端缘31ab也由上框体15a（定影排出引导部28）覆盖，由此抑制来自下游侧开口部22b的散热。

另一方面，在加压辊20b侧，减少向加压侧保温板31b的热移动、并向加热辊20a侧供应热量是重要的。因此，与加热辊20a和加热侧保温板31a的间隙d1相比，使加压辊20b和加压侧保温板31b的间隔d2更宽地构成。这里，将间隙d2设定为3mm～5mm。

另外，为了不使加压侧保温板31b成为散热板而从上游侧开口部22a向定影装置15的外部散热，加压侧保温板31b的周向的端缘31ba用绝热性比加压侧保温板31b高的下框体15b（定影进入引导部24）覆盖。并且，加压侧保温板31b的下游侧开口部22b侧的端缘31bb由下框体15b（定影排出引导部29）覆盖，由此抑制来自下游侧开口部22b的散热。

通过上述的构成，进行印刷动作后的加压辊20b被有效地保温，从加压辊20b向加热辊20a进行热量的供应，因此在下次印刷时用于升温到能够使加热辊20a定影的温度的消耗能量变少。另外，在升温到能够定影的温度的等待时间被缩短。因此，作为加热辊20a，即使在使用热容量少且保温效果小的薄壁辊的情况下，通过提高加压辊20b的保温效果（蓄热效果）也能够抑制加热辊20a的升温所需要的消耗电力。

并且，在本实施方式中，进入到定影装置15的纸张的运送方向由于是横向运送（图2的从右向左的方向），因此加热辊20a位于加压辊20b的上方。因此，由于加压辊20b蓄积的热上升并被有效地供应到加热辊20a，因此能够有效地利用加压辊20b蓄积的热。

另外，定影装置15具有压印压力调整机构60，所述压印压力调整机构60使加压辊20b与加热辊20a压接来形成定影压印部N，并进行定影压印部N中的压印压力的切换。图4是示出定影装置15的压印压力调整机构60的构成的侧面图，图5是示出从图4的状态使定影压印压力降低了的状态的侧面图。

如图4所示，压印压力调整机构60由摆动轴承61、离接杆62、施力弹簧63、切换杆64等构成，并被设置在下框体15b的两端部。此外，在图4以及图5中，对定影装置15的一个压印压力调整机构60的动作进行了说明，但是对于另一个压印压力调整机构60的动作也是同样的。

摆动轴承61可旋转地支承加压辊20b的旋转轴201b，并且通过被形成在一个端部的支承部61a可摆动地被支承在设置于下框体15b的支承部65。另外，在隔着摆动轴承61的支承旋转轴201b的部分，与支承部61a对置的一侧（相对于纸张运送方向在下游侧）的前端设置有推压部61b。

离接杆62被配置在加压辊20b的后方侧（相对于纸张运送方向在下游侧），并以可转动的方式由形成在下框体15b上的支点销66支承。离接杆62的下端部向下框体15b的下方突出，并在前端设置与下框体15b抵接的抵接部62a。另外，在离接杆62的上部形成卡合部62b，以将卡合部62b和设置在摆动轴承61上的卡合孔61c连接的方式架设施力弹簧63。

另外，在摆动轴承61的推压部61b的附近配置有切换杆64。切换杆64以可转动的方式由设置在下框体15b上的支点销68支承。在切换杆64上形成有扇形状的开口部64b，在该开口部64b卡合有设置在下框体15b上的限制销69。通过在开口部64b卡合限制销69以将切换杆64的转动限制到预定的位置来构成。

离接杆62以其上端缘与被设置在下框体15b上的限制部67抵接的方式被定位，并且被施力弹簧63施力，以使摆动轴承61以支承部65为中心在图4中绕顺时针方向旋转。在图4的状态下，加压辊20b对加热辊20a的压接力（定影压印压力）以适于定影普通纸等单层构造的纸张时的压接状态（第一压接状态）被压接到加热辊20a。

另外，如图4所示，当定影压印压力是第一压接状态时，切换杆64被配置在突起部64a不与推压部61b接触的位置（第一位置）。

当从图4的状态使切换杆64绕逆时针方向转动时，切换杆64的突起部64a与推压部61b的上表面抵接，反抗施力弹簧63的施加力而使摆动轴承61绕逆时针方向旋转。并且，当使切换杆64旋转到图5所示的位置（第二位置）时，定影压印压力成为比第一压接状态低的预定的压接状态（第二压接状态）。

此外，当使切换杆64旋转到第二位置时，通过被施力弹簧63施力的摆动轴承61，切换杆64以向逆时针方向转动的方式被施力，但切换杆64通过与限制销69的卡合避免了与图5所示的位置相比向逆时针方向转动。即，当使切换杆64转动到第二位置时，能够将摆动轴承61卡定在该位置。

如此，由于能够使用压印压力调整机构60将定影辊对20的压接状态在第一压接状态和第二压接状态上切换，因此例如在对信封等多层构造的纸张进行印刷的情况下，在使定影辊对20成为第二压接状态的状态下进行印刷，由此能够防止信封等通过定影压印部N时产生褶皱。

图6以及图7是示出分别在定影压印压力处于第一压接状态和第二压接状态时的加热辊20a和加压辊20b与加热侧保温板31a和加压侧保温板31b的位置关系的侧面图。此外，为了便于说明，在图6以及图7中仅图示出加热辊20a和加压辊20b与加热侧保温板31a和加压侧保温板31b。

当定影压印压力处于第一压接状态时，如图6所示，加热辊20a和加热侧保温板31a的间隔为d1，加压辊20b和加压侧保温板31b的间隔为d2。当压印压力调整机构60从图4的状态切换到图5的状态而定影压印压力成为第二压接状态时，加压辊20b向从加热辊20a离开的方向（图7的白色箭头方向）移动预定量。其结果是，加压辊20b由于与加压侧保温板31b接近，加压辊20b和加压侧保温板31b的间隔从d2变化为d3（d2>d3）。

在本实施方式中，定影压印压力处于第二压接状态时的加压辊20b和加压侧保温板31b的间隔d3被设定得比加热辊20a和加热侧保温板31a的间隔d1更宽。由此，在对普通纸等单层构造的纸张进行印刷的情况、以及对信封等多层构造的纸张进行印刷的情况这两种情况下，能够提高加压辊20b的保温效果，抑制加热辊20a的升温所需要的消耗电力。

本发明不限于上述各实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。例如，在上述实施方式中，用定影进入引导部23、24、定影排出引导部28、29覆盖加热侧保温板31a、加压侧保温板31b的周向两端缘，但是也可以设置覆盖加热侧保温板31a、加压侧保温板31b的周向端缘的专用部件。另外，可以构成为仅覆盖加热侧保温板31a以及加压侧保温板31b的周向单侧的端缘。该情况下，可以覆盖开口宽度大的上游侧开口部22a侧的端缘。

另外，在上述实施方式中，由于使用了圆筒状的加热辊20a作为加热部件、使用了圆筒状的加压辊20b作为加压部件，因此配置了沿加热辊20a以及加压辊20b的外周面的侧面观察为圆弧状的加热侧保温板31a以及加压侧保温板31b，但加热侧保温板31a以及加压侧保温板31b的形状可以根据加热部件以及加压部件的外周面的形状适当决定。例如，在使加热辊和定影辊架设无端状的定影带、隔着定影带而使加压辊压接于定影辊的带定影式的定影装置的情况下，可以配置沿着定影带的外周面的形状的加热侧保温板31a。

另外，本发明不限于如图1所示的黑白打印机，也能应用在彩色打印机、黑白以及彩色复印机、数码复合机或者传真机等其他类型的图像形成装置中。

Claims (6)

1.一种定影装置，包括:

定影部件，所述定影部件具有被加热单元加热的加热部件以及以预定的压力与所述加热部件压接的加压部件；

框体，所述框体容纳所述定影部件并在记录介质的运送方向上游侧以及下游侧形成有开口部；

加热侧保温板，所述加热侧保温板在与所述加热部件对置的位置与所述加热部件的外周面隔开预定的间隔而配置，并具有沿着所述加热部件的外周面的形状的金属板；以及

加压侧保温板，所述加压侧保温板在与所述加压部件对置的位置与所述加压部件的外周面隔开预定的间隔而配置，并具有沿着所述加压部件的外周面的形状的金属板，

将所述加压部件和所述加压侧保温板的间隔构成为比所述加热部件和所述加热侧保温板的间隔更宽，

其中，

还包括压印压力调整机构，所述压印压力调整机构将定影压印部的压接状态在第一压接状态和压力比所述第一压接状态小的第二压接状态上切换，

将所述定影压印部处于所述第二压接状态时的所述加压部件和所述加压侧保温板的间隔构成为比所述加热部件和所述加热侧保温板的间隔更宽。

2.如权利要求1所述的定影装置，其中，

将所述加热侧保温板的周向的端缘中的、至少记录介质的运送方向上游侧的端缘构成为用绝热性比所述加热侧保温板高的材料覆盖。

3.如权利要求2所述的定影装置，其中，

将所述加压侧保温板的周向的端缘中的、至少记录介质的运送方向上游侧的端缘构成为用绝热性比所述加压侧保温板高的材料覆盖。

4.如权利要求3所述的定影装置，其中，

将所述加热侧保温板或者所述加压侧保温板的周向的端缘中的、记录介质的运送方向上游侧的端缘构成为用树脂制的定影进入引导部覆盖，所述定影进入引导部引导进入到所述定影压印部的记录介质。

5.如权利要求1所述的定影装置，其中，

所述加热部件以及所述加压部件分别是圆筒状的加热辊以及加压辊，所述加热侧保温板以及所述加压侧保温板分别沿所述加热部件以及所述加压部件的外周面形成为侧面观察时为圆弧的形状。

6.一种图像形成装置，包括权利要求1至5中任一项所述的定影装置。