CN108303866B - 定影装置 - Google Patents

Abstract

一种定影装置，其包括：筒状的膜；加压构件；辊隙形成构件；以及限制构件，其设置在所述膜的长度方向端部并包括内表面限制面。当沿所述膜的长度方向看时，相对于所述膜的转动方向，所述内表面限制面包括距所述辊隙最远的第一区域和比所述第一区域接近所述辊隙的第二区域。所述内表面限制面倾斜成相对于所述膜的长度方向越向所述膜的长度方向中央去越与所述膜的内表面间隔开，所述内表面限制面的倾斜程度在所述第一区域中比在所述第二区域中大。

Description

定影装置

技术领域

本发明涉及安装在诸如复印机、打印机、传真机或具有这些机器的多种功能的多功能机等的图像形成设备中的定影装置(图像加热装置)。

背景技术

作为安装在图像形成设备中的定影装置(图像加热装置)，已知膜(带)加热式定影装置。具体地，加压辊(第二可转动构件)压接到诸如内置有陶瓷加热器的柔性筒状定影膜等的可转动构件(第一可转动构件)，使得在这两个可转动构件(第一可转动构件和第二可转动构件)之间形成辊隙。将承载未定影图像的记录材料(介质)插入并穿过辊隙，以便对未定影图像加热和加压。结果，使未定影图像定影在记录材料的表面上。

在该膜加热式装置中，需要在膜的转动期间防止(限制)定影膜的偏移运动，即防止膜沿推力方向移动。作为防止(限制)部件之一，在膜的两端侧或一端侧设置用于接收膜端部且用于防止膜移动的膜保持构件(以下，称为凸缘)。

除了上述功能以外，凸缘包括膜内表面限制面并具有限制膜的转动行进形状的功能。通过将内表面限制面形成为接近膜的自然转动形状的形状，诸如形成为相对于记录材料进给方向在上下游方向上长的椭圆形状，不容易产生诸如膜破裂等的疲劳现象。另一方面，在膜的内径较小的情况下，或者在膜中的内置构件大的情况下，为了防止与内置构件接触，在一些情况下会通过将膜从自然转动形状提升(升起)而将膜形状限制成接近正(完美)圆的形状。

在该状态下，当膜被转动驱动时，膜和凸缘在提升部分处连续地彼此剧烈摩擦。结果，膜的内周面和凸缘的内表面限制面易于磨损或劣化，最终膜端部会撕裂并变得不可用。此外，在膜伴随着图像形成设备的高速化而以更高的速度转动的情况下，该现象受到促进。结果，在膜加热式装置中，当想要实现装置的小型化和高速化时，膜的磨损(磨耗)形成瓶颈。

日本特开2002-246151号公报公开了凸缘的内表面限制面由不含玻璃纤维的天然材料形成。结果，与含有玻璃纤维的树脂材料相比，改善了平滑度和表面粗糙度，并且改善了滑动性，使得对膜的损伤减少，这些改善能够有助于膜的寿命延长。已提出了这种构造。具体地，凸缘在与膜接触的表面部分处由天然材料形成，在除了该表面部分以外的基材部分处由包含玻璃纤维的树脂材料形成，然后使这些部分彼此连接以用作凸缘。通过该双组分部件构造，实现了减轻对膜的损伤和增强凸缘自身的机械强度这两个目的。

然而，在采用日本特开2002-246151号公报的构造的情况下，出现了因双组分部件构造而导致的成本增加的问题。

发明内容

根据本发明的方面，提供一种定影装置，其包括：筒状的膜；加压构件，其与所述膜的外表面接触；辊隙形成构件，其被构造成隔着所述膜与所述加压构件配合形成辊隙，在所述辊隙中，在进给形成有图像的记录材料的同时对所述记录材料加热，使所述图像定影在所述记录材料上；以及限制构件，其设置在所述膜的长度方向端部并包括内表面限制面，所述内表面限制面与所述膜的内表面相对并被构造成限制所述膜的内表面的位置，当沿所述膜的长度方向看时，相对于所述膜的转动方向，所述内表面限制面包括距所述辊隙最远的第一区域和比所述第一区域接近所述辊隙的第二区域，其中，所述内表面限制面倾斜成相对于所述膜的长度方向越向所述膜的长度方向中央去越与所述膜的内表面间隔开，所述内表面限制面的倾斜程度在所述第一区域中比在所述第二区域中大。

根据本发明的另一方面，提供一种定影装置，其包括：筒状的膜；加压构件，其与所述膜的外表面接触；辊隙形成构件，其被构造成隔着所述膜与所述加压构件配合形成辊隙，在所述辊隙中，在进给形成有图像的记录材料的同时对所述记录材料加热，使所述图像定影在所述记录材料上；以及限制构件，其设置在所述膜的长度方向端部并包括内表面限制面，所述内表面限制面与所述膜的内表面相对并被构造成限制所述膜的内表面的位置，当沿所述膜的长度方向看时，相对于所述膜的转动方向，所述内表面限制面包括距所述辊隙最远的第一区域和比所述第一区域接近所述辊隙的第二区域，其中，所述内表面限制面的所述第一区域倾斜成相对于所述膜的长度方向越向所述膜的长度方向中央去越与所述膜的内表面间隔开，并且在所述内表面限制面的所述第二区域中，距所述膜的内表面的距离在所述膜的长度方向上相同。

从以下参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1的部分(a)和部分(b)是用于说明凸缘的形状的示意图。

图2是图像形成设备的示例的示意性结构图。

图3是中间部分被省略的定影装置的示例的示意性主视图。

图4是中间部分被省略的定影装置的示意性纵截面主视图。

图5是定影装置的示意性横截面右视图。

图6的部分(a)是膜单元的示意性分解立体图，图6的部分(b)是加热器的示意性横截面图。

图7的部分(a)至部分(d)是示出凸缘的结构的示意图。

图8是控制系统的框图。

图9的部分(a)和部分(b)是用于说明膜的转动轨迹的示意图。

图10的部分(a)至部分(c)是用于说明膜的转动轨迹的示意图。

图11是用于说明膜和凸缘的配置的示意图。

图12是用于说明凸缘的形状的示意图。

图13是用于说明膜内表面的轮廓的示意图。

图14是用于说明膜和凸缘的配置的示意图。

图15是用于说明凸缘的形状的示意图。

图16是用于说明凸缘的接触区域的曲线图。

图17是用于说明膜内表面的磨损(磨耗)的曲线图。

图18是用于说明凸缘的形状的示意图。

图19是用于说明膜和凸缘的配置的示意图。

图20是用于说明膜和凸缘的配置的示意图。

图21的部分(a)至部分(c)是用于说明膜和凸缘的配置的示意图。

图22是用于说明凸缘的形状的示意图。

图23的部分(a)和部分(b)是用于说明膜和凸缘的配置的示意图。

图24是用于说明凸缘的形状的示意图。

图25的部分(a)和部分(b)是用于说明凸缘的形状的示意图。

图26是用于说明凸缘的形状的示意图。

图27是用于说明膜内表面的磨损的曲线图。

具体实施方式

将参照附图具体说明本发明的实施方式。以下实施方式所述的构成要素的尺寸、材料、形状和相对配置应当根据适用于本发明的机构(设备)的结构和各种条件适当地改变。因此，本发明的范围不意图受限于以下实施方式。

<实施方式一>

[图像形成设备]

图2是示出图像形成设备100的示例的总体结构的示意图，该图像形成设备100安装有作为根据本发明的定影装置130的图像加热设备。图像形成设备100是使用电子照相处理的单色打印机。

在图像形成设备100中，用于在记录材料(以下，称为薄片或纸)S上形成调色剂图像的图像形成部101包括：感光鼓(以下，称为鼓)102，其作为图像承载构件；充电构件103，其用于对鼓102的表面进行充电处理。图像形成部101还包括：激光扫描器104，其用于对鼓102的充电后表面进行图像曝光；显影装置105，其用于利用调色剂对形成在鼓表面上的静电潜像进行显影；转印构件106；和鼓清洁器107。

鼓102、充电构件103、显影装置105和鼓清洁器107一体地构成可拆装地安装到设备主体100A的处理盒108。图像形成部101的图像形成操作(电子照相处理)是公知的并将省略详细说明。对于本实施方式中使用的图像形成设备100的规格，处理速度是350mm/sec。

通过薄片(纸)进给辊110的转动逐张进给收纳在设备主体100A的盒109中的薄片S。然后，沿着包括定位辊对112的进给路径111在预定的控制时刻将薄片S引入到由鼓102和转印构件106形成的转印辊隙113，并且对薄片S进行形成在鼓102侧的调色剂图像的转印。沿着进给路径114将从转印辊隙113出来的薄片S传送到定影装置(定影部)130，并且对薄片S进行调色剂图像的热压定影处理。使从定影装置130出来的薄片S穿过进给路径115，并且作为图像形成产品通过排出辊116排出到托盘117上。

[定影装置]

对于定影装置130，正面(侧)是薄片S的入口侧，后(背)面(侧)是薄片S的出口侧。左和右是指当从正面侧看定影装置130时的左(一端侧)和右(另一端侧)。上(上方)和下(下方)是指相对于重力方向的上和下。上游侧和下游侧是指相对于薄片进给方向(记录材料进给方向)的上游侧和下游侧。此外，加压辊的轴向或与该轴向平行的方向是长度方向，与长度方向正交的方向是宽度方向。

定影装置130是能够缩短启动时间(rise time)和低功耗的膜(带)加热式图像加热装置(OMF：按需定影装置(on-demand fixing device))。图3是定影装置130的示意性主视图，图4是定影装置130的示意性纵截面主视图。图5是沿着图3的线(5)-(5)截取的定影装置130的示意性截面右视图。定影装置130总体上包括膜单元(带单元)150、作为加压构件的弹性加压辊(可转动驱动构件)134和收纳这些构件的装置框架(壳体)160。

(1)膜单元150

图6的部分(a)是膜单元150的分解立体图。膜单元150包括定影膜(定影带，以下称为膜)133，膜133绕着内部组件(内置构件、内部构件)宽松地装配，并且膜133是柔性且筒状(环状)第一可转动构件。在膜133的内部，作为内部组件设置有：加热器132，其作为加热构件；引导构件(保持构件)131，其不仅保持加热器132，而且还引导膜133的转动；以及刚性加压柱140，其由例如铁等形成，用于保持引导构件131。加热器132是与膜133的内表面接触的接触构件。

加热器132、引导构件131和柱140均是长度比膜133的宽度(长度)长的长形构件，并且均从膜133的位于相关侧、即一端侧(左侧)或另一端侧(右侧)的端部向外伸出。此外，位于柱140的一端侧和另一端侧的凸缘(膜保持构件，防止(限制)构件)139L、139R分别与柱140的位于一端侧和另一端侧的向外突出部140a接合。即，在膜133的相对于长度方向的两端部处，布置有凸缘139L、139R。

1)膜133

柔性筒状膜133被设置成其内周长大于支撑加热器132的引导构件131的外周长。因此，膜133以在周长方面具有余量的方式外嵌于引导构件131。在本实施方式中，使用了内径为24mm的膜。

对于膜133，为了将加热器132的热有效地赋予辊隙N中的作为待加热材料的薄片S，能够使用膜层厚度为20μm-70μm且由如PTFE、PFA或FEP等的耐热材料形成的单层膜，其中辊隙N是膜133与加压辊134配合形成的。可选地，能够使用复合层膜。

作为复合层膜，使用具有通常由如下的层构成的三层结构的膜：基层；弹性层，其形成在基层的外周面，用于改善定影性的目的；离形层，其形成在膜的最外表面。基层由例如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、PEEK、PES、PPS或SUS等形成。弹性层由例如通过将诸如ZnO、Al₂O₃、SiC或金属硅等的导热填料混入诸如硅橡胶等的弹性材料而获得的材料形成。离形层是由例如PTFE、PFA或FEP等形成的涂覆层。

在本实施方式中，作为基层，使用通过混入填料而被赋予导电性的层厚为50μm的聚酰亚胺。作为弹性层，使用240μm厚的硅橡胶导热填料混合物层。作为离形层，使用PTFE的最外表面涂覆层。

这里，PTFE是聚四氟乙烯。PFA是四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物。FEP是四氟乙烯-六氟丙烯共聚物。PES是聚醚砜。

2)加热器132

作为辊隙形成构件的加热器132，通常使用陶瓷加热器。作为加热器基板，使用由诸如氧化铝、氮化铝等的陶瓷形成的且具有良好的导热性和绝缘性的陶瓷基板。对于陶瓷基板的厚度，为了降低热容量，大约0.5mm-1.0mm的厚度是适当的，并且基板被形成为大约10mm宽、大约300mm长的矩形。

图6的部分(b)是加热器132的示意性放大横截面图。在加热器基板132a的一个表面(正面)，沿着长度方向形成有发热电阻器135。发热电阻器135由作为主要成分的银钯合金、镍锡合金或氧化钌合金形成，并且通过丝网印刷等形成为具有大约10μm的厚度和大约1mm-5mm的宽度。

形成有发热电阻器135的加热器基板132a的正面外覆有作为电绝缘层的绝缘玻璃136。绝缘玻璃136不仅具有确保发热电阻器135与外部导电构件(膜133的导电层)之间的绝缘性的功能，而且还具有防止机械损伤的功能。作为其厚度，大约20μm-100μm的厚度是适当的。绝缘玻璃136还具有作为在膜133上滑动的滑动层的功能。

3)引导构件131

引导构件131是由耐热树脂材料形成的构件，并且不仅支撑加热器132，而且还用作膜133的进给引导件。在引导构件131的下表面，沿着长度方向形成有槽部，加热器132以其正面朝外的方式接合在槽部中因而由槽部支撑。

作为引导构件131的材料，使用诸如聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯硫醚或液晶聚合物等的加工性优异的高耐热性树脂材料，或者使用这些树脂材料与陶瓷、金属、玻璃等的复合材料。在本实施方式中，使用液晶聚合物。

4)凸缘139

布置在膜133的相对于长度方向的两端部处的凸缘139L、139R是由耐热树脂材料形成的左右对称形状的模制成形品。图7的部分(a)、部分(b)和部分(c)分别是凸缘139的从内表面侧、侧表面侧和顶表面侧看的示意图。图7的部分(d)是凸缘139的纵截面图。如这些图所示，凸缘139包括内周限制部(内表面防止构件)139a、端部防止(限制)部(面)139b、压力接收部139c、能够与柱140的向外突出部140a接合的接合部139d以及能够与装置框架160接合的接合纵槽部139e。

内周限制部(表面构件)139a包括与膜133的端部的内周面相对的接触区域(以下，称为内表面限制面)139f。内周限制部139a从膜133的内侧限制膜的端部，因而起到使膜133描绘期望转动轨迹的作用。

在本实施方式中，对于内周限制部139a的外形，形成如下形状：直径为24.2mm的基本上正圆的下部被切除的形状。结果，与膜133的自然转动形状相比，膜133是被提升的，从而实现了诸如热敏电阻器138和加压刚性柱140等的许多内置构件在膜133中的收纳。

端部防止部139b与膜133的长度方向端面相对，并且起到当膜133沿长度方向移动时防止膜133沿长度方向移动的作用。端部防止部139b设置在内周限制部139a的相对于膜133的长度方向的外侧。

压力接收部139c与加压刚性柱140直接接触，并且通过被设置为压缩状态的加压弹簧164L、164R而起到对加压刚性柱140向下加压的作用。

凸缘139L、139R使用作为耐热性和润滑性优异且导热性较差的材料的诸如PPS、液晶聚合物、PET或PA等的包含玻璃纤维的树脂材料，在本实施方式中，使用PPS。在本实施方式中，内周限制部139a和端部限制部139b彼此成型为一体，但是也可以由分体部件构成。

(2)加压辊134

作为第二可转动构件(加压构件)的加压辊134在其自身与位于加热器132上的膜133之间形成辊隙N，并且加压辊134是用于转动地驱动膜133的构件。加压辊134是弹性辊，包括诸如SUS、SUM或Al等的金属芯134a和形成在金属芯134a的外周面的弹性层134b，弹性层134b由诸如硅橡胶或含氟橡胶等的耐热橡胶形成或通过使硅橡胶发泡而形成。对于加压辊134，在弹性层134b上，还可以形成由PFA、PTFE、FEP等形成的离形层134c。在本实施方式中，使用了铝制金属芯134a，并且使用4.0mm厚的硅橡胶作为弹性层134b。此外，使用50μm厚的PFA层作为离形层134c。

加压辊134被可转动地设置成轴部的一端侧和另一端侧经由轴承构件162分别轴支撑在装置框架160的位于一端侧的侧板161L和位于另一端侧的侧板161R之间。在轴部的另一端侧，与该轴部同心且一体地设置有驱动齿轮G。对于该齿轮G，由控制器(发动机控制器)50(图8)控制的马达M的驱动力通过驱动传递部(未示出)传递，由此使加压辊134作为可转动的驱动构件沿图5中的箭头R134方向以预定圆周速度被转动驱动。

膜单元150设置在装置框架160的侧板161L和161R之间，同时以加热器132面向下的方式与加压辊134大致平行地布置在加压辊134的上侧。膜单元150的凸缘139L和139R的接合纵槽部139e与设置在侧板161L和161R中的纵引导缝163和163的纵边缘部接合。

结果，凸缘139L和139R以能够相对于侧板161L和161R沿纵向(上下方向)滑动(移动)的方式保持。也就是，膜单元150具有使得膜单元150能够作为整体在侧板161L和161R之间沿着纵引导缝163和163在朝向和远离加压辊134的方向上移动的自由度。

(3)加压(施力)机构

被加压弹簧164L、164R加压(施力)的加压杆165L、165R分别与凸缘139L、139R的压力接收部139c接触。加压弹簧164L被压缩设置在装置框架160的顶板166的位于一端侧的弹簧接收部167L与加压杆165L之间。加压弹簧164R被压缩设置在装置框架160的顶板166的位于另一端侧的弹簧接收部167R与加压杆165R之间。

通过加压弹簧164L和164R的压缩反作用力，会有预定的均等施力经由凸缘139L和139R作用到膜单元150的柱140的位于一端侧的向外突出部140a和位于另一端侧的向外突出部140a。

结果，位于引导构件131上的膜133、包括加热器132以预定的加压力在抵抗加压辊134的弹性层134b的弹性的状态下与加压辊134压接。在本实施方式的定影装置130中，加热器132和引导构件131的一部分或加热器132用作与膜133的内表面接触的滑动构件(支持构件(back-up member))。为此，如图5所示，在膜133与加压辊134之间形成相对于薄片进给方向a具有预定宽度的辊隙N。

(4)定影操作

如上所述，由控制器50控制的马达M的驱动力经由驱动传递部传递到加压辊134的齿轮G，使得加压辊134作为可转动的驱动构件沿图5中的箭头R134方向以预定的圆周速度被转动驱动。通过加压辊134的该转动，基于加压辊134与膜133之间的辊隙N处的摩擦力，会有转动力作用到膜133。结果，膜133通过该转动力以与加压辊134的转动圆周速度基本上对应的圆周速度沿箭头R133方向转动，同时膜133在其与加热器132的表面和引导构件131的外表面的一部分紧密接触的内表面处滑动。

另一方面，通过未示出的给电路径从由控制器50控制的给电部51对加热器132供给电力，使加热器132急剧地发热。通过被设置为与加热器132的后(背)面接触的热敏电阻器138检测该加热器132的温度，并且将检测到的温度信息输入到控制器50。控制器50根据检测到的温度信息适当地控制从给电部51流出的电流并将加热器132的温度升高到预定温度，从而进行温度控制。

热敏电阻器138是用于检测加热器132的长度方向中央部处的温度的元件。将由热敏电阻器138检测到的温度输入到控制器50。热敏电阻器138是NTC(负温度系数)热敏电阻器，所以电阻值随温度升高而减小。通过控制器50监测陶瓷加热器132的温度，并且将该温度与控制器50内设定的目标温度比较，从而调整向加热器132供给的电力。结果，控制了向加热器132供给的电力，使得加热器温度保持在目标温度。

因而，在转动驱动加压辊134并利用加压辊134的转动驱动来驱动膜133，然后将加热器132升温到预定温度的状态下，将承载未定影调色剂图像的薄片S从图像形成部101侧引入辊隙N。以未定影调色剂图像T的承载面面对膜133的方式将薄片S引入辊隙N，并且夹持和进给薄片S。结果，通过加热和加压使薄片S上的未定影调色剂图像T定影为定影图像。穿过辊隙N的薄片S从膜133的表面曲率分离(curvature-separated)并从定影装置130进给和排出。也就是，在将形成有调色剂图像T的薄片S进给穿过辊隙N的同时对薄片S加热，其结果是调色剂图像T被定影在薄片S上。

(5)膜的转动轨迹

图9的部分(a)和部分(b)分别是在转动驱动加压辊134而膜133的两端部未安装凸缘139、即未通过凸缘139的内周限制部139a限制膜两端部的情况下的膜133和加压辊134的示意性主视图和示意性截面图。膜133通过在辊隙N中受到加压辊134的驱动力而转动。

虽然膜133在辊隙N中会受到来自加压辊134的转动方向上的力，但是作为膜133的基层材料的聚酰亚胺的刚性不强。为此，如图9的部分(b)所示，膜133在维持如下椭圆形状的状态下行进：该椭圆形状相对于加压方向短。

另一方面，在膜133的两端部安装有包括基本上正圆形状的内周限制部139a的凸缘139L、139R的情况下，膜133沿着图10所示的转动轨迹行进。如作为主视图的图10的部分(a)所示，膜133的转动轨迹在膜133的中央部和由凸缘139L、139R限制的各端部之间不同。图10的部分(b)和部分(c)中的实线分别示出了膜133的长度方向中央部和长度方向端部处的转动轨迹，图10的部分(b)和部分(c)中的虚线示出了在膜133未被凸缘139(图9)限制的情况下的转动轨迹。

膜133的各端部的内周均被基本上正圆形状的内周限制部139a限制，因此膜133沿着形状接近基本上正圆形状的转动轨迹行进。另一方面，在膜133的中央部处，膜133的内周不被限制，因此膜的形状略微接近椭圆形，但是与膜两端部未被内周限制部139a限制的情况相比，膜133以向正上方提升的形状转动。

在膜133的两端部安装有凸缘139L、139R的情况下，转动轨迹在长度方向中央部与长度方向两端部之间不同，使得膜133在长度方向中央部处挠曲。在该情况下，膜133会受到“用于将膜形状限制为基本上正圆形状的力”和“用于成形为自然椭圆形状的力”两者。然后，在凸缘139的内周限制部139a的最内侧点处，即在图11中的箭头部分J处，膜133和凸缘139彼此强力地摩擦。

当在该状态连续使用定影装置130时，膜133的内周面和作为内周限制部139a的与膜133的内周面相对的接触区域的内表面限制面139f易于磨损或劣化，最终膜端部会被撕裂，膜133会变得不可用。

传统上，为了防止该问题，如图12所示，在内周限制部139a的最内侧点处设置倒圆部(R字状部分)，从而引入使得膜133和凸缘139不彼此强力地摩擦的凸缘形状。然而，在兼顾地实现小直径的膜133和凸缘139的内周限制部139a的基本上正圆形状的情况下，即使当采用这种构造时，在由箭头K所示的从内表面限制面139f的平坦表面部起的圆弧开始部分处，滑动压力会增大。在膜133以高速转动的情况下，会促进该现象，因此在图像形成设备的高速化和长寿命化方面形成了瓶颈。

在本实施方式中，为了解决该问题，优化了内周限制部139a的内表面限制面139f的倾斜角度，将在以下事项(6)中说明其细节。

(6)凸缘内周限制部的角度

作为与膜133的内周面和凸缘139的内周限制部139a的最内侧点J(图11)之间的滑动压力相关的事项，存在以下三个事项。

第一个事项是膜133容易挠曲。该事项能够因诸如膜133的内径、长度方向尺寸、基层材料和弹性层的有无等多种因素而改变。

第二个事项是内周限制部139a的形状。从低热容量等的观点出发，膜133的直径越小越好，另一方面，膜的诸如许多保护(安全)元件等的内置构件的数量增加，使得内周限制部139a在很多情况下均具有与膜133的自然椭圆形状不同的形状，诸如基本上正圆形状等。

这两个事项(因素)在很多情况下由定影装置130的所需性能决定。

第三个事项是内表面限制面139f的倾斜角度。在本实施方式中，执行该事项的优化，并且将说明其细节。

图1的部分(a)是凸缘139的内表面视图，点G示出了关于内周限制部139a的重心。图1的部分(b)是凸缘139R的侧(表面)视图并示出了内周限制部139a的内表面限制面139f的倾斜角度。在图1的部分(b)中，连接分别位于膜133的两端部处的凸缘139R的重心G和凸缘139L的重心G'的线(即，连接膜两端部的内周限制部139a的重心的线)是母线Q。

由母线Q和从内周限制部139a的内表面限制面139f延长的线P形成的角度为角度θ，将该角度θ定义为内表面限制面139f的倾斜角度。在许多情况下，母线Q还与膜133和加压辊134的重心线(转动轴或母线)平行。因此，能够将母线Q定义为作为内置在定影装置中的第一可转动构件的膜133的母线。也就是，内表面限制面139f倾斜成相对于膜133的长度方向越向膜133的长度方向中央去越与膜133的内表面间隔开。

根据角度θ的值，膜133的挠曲度与内周限制部139a之间的关系会发生改变，因此膜内周面与内表面限制面139f之间的接触方式会发生改变。如图11所示，在内表面限制面139f与母线Q平行的情况下，并且在角度θ接近0°的情况下，膜内周面和内周限制部139a在最内侧点J处彼此强力地摩擦，因而会导致膜133和内周限制部139a的磨损和劣化。

图13示出了在通过使用包括倾斜角度为0.5°的内表面限制面139f的凸缘139L、139R执行打印5小时的情况下的膜内表面的轮廓。在图13中，从膜133的长度方向中央部朝向长度方向端部的轮廓，可以理解膜内表面在距离膜133的端部(端)5mm的部分(位置)处发生磨损。这表明膜内表面已经在最内侧点J处发生磨损。

在本实施方式中，如图14所示，使膜133的挠曲度和内表面限制面139f的倾斜角度彼此接近。结果，内周限制部139a在最内侧点J处不会强力地摩擦膜133，从而减轻了膜和凸缘的磨损和劣化。以下，进行用于确认这些效果的实验。

<实验1>

检查当内表面限制面139f的倾斜角度θ改变时膜133与内周限制部139a之间的接触。对于图像形成设备主体，使用本实施方式所述的图像形成设备主体。对于定影装置130，制备凸缘139的内表面限制面139f的倾斜角度θ以0.5°的增量从0°增加至4°这九种定影装置。

然后，为了确认膜133与内周限制部139a之间的接触，在膜133的内表面上涂布润滑脂。在内表面限制面139f与膜133接触的部分处，当膜133转动时，润滑脂会附着，因此如图15所示，能够观察到接触部U。

使用九种定影装置中的每一种，执行打印两分钟，然后在打印结束之后比较彼此的润滑脂附着区域。

实验结果示出在下面出现的表1和图16中。在内周限制部139a(内表面限制面139f)的角度θ小的情况下，接触部U的长度为5mm，使得膜133与内表面限制面139f的整个区域接触。随着角度θ的增大，内表面限制面139f的角度大于膜133的挠曲度，使得内表面限制面139f的内侧逐渐不与膜133接触。在角度θ为3°以上的情况下，内表面限制面139f仅在内表面限制面139f的1/2的区域内与膜133接触，使得膜133的提升(升起)效果降低，因此从确保膜133的内置构件的空间的观点出发，可以说这是不期望的。

表1

<实验2>

检查当内表面限制面139f的角度θ改变时膜内表面的磨损量。对于图像形成设备主体和定影装置，制备与实验1相同的图像形成设备主体和定影装置。然后，使用图像形成设备主体和每个定影装置，执行打印大约100小时，然后，比较膜内表面在各膜内表面于内表面限制面139f上滑动所在的部分处彼此的磨损量。

实验结果示出在下面出现的表2和图17中。在角度θ接近0°的情况下，内周限制部139a和膜内表面在最内侧点处强力地摩擦，使得50μm厚的整个基层被完全磨损(磨耗)。随着角度θ的增大，内周限制部139a与膜内表面在最内侧点J处的滑动(摩擦)程度减弱，并且在角度θ为2.0°以上的情况下，内周限制部139a与膜133在最内侧点J处彼此不接触，使得磨损量变得极小。对于膜133的磨损量，期望将磨损量抑制到大约10μm，并且期望内表面限制面139f的倾斜角度θ为1.5°以上。

表2

从实验可知，在内表面限制面139f的倾斜角度θ小于1.5°的情况下，从膜内表面的磨损的观点出发，是不期望的。在倾斜角度θ大于3.0°的情况下，膜133的提升效果降低。

从以上结果可知，对于膜133的磨损问题，内表面限制面139f的倾斜角度θ可以优选为1.5°以上。此外，当考虑到膜133的提升效果时，内表面限制面139f的倾斜角度θ可以期望设定在1.5°和3.0°之间。

以上说明了膜133与凸缘139之间在使膜133提升的凸缘139的内周限制部139a处的滑动。然后，将说明膜133与凸缘139的内周限制部139a之间在除了凸缘139的膜提升部以外的部分处的接触。

图18是凸缘139L、139R的内表面视图，其中将内周限制部139a的区域分成三个区域。在图18中，薄片S从左(左手)侧向右(右手)侧进给穿过辊隙N，左侧是上游侧，右侧是下游侧。

内周限制部139a的上游终点为点A。内周限制部139a的下游终点为点B。内周限制部139a的相对于薄片进给方向a和竖直方向距辊隙N最远的点为点C。内周限制部139a与如下线的交点分别为点D和点E：绕着重心G从连接点C和凸缘139的重心G点的线分别向上游侧和下游侧转动45°的线。在该图(图18)中，将A点与点D点之间的区域称为上游区域(第二区域)X，将点D与点E之间的区域称为顶面区域(第一区域)Y，将点E与点B点之间的区域称为下游区域Z。相对于膜133的转动方向，上游区域X和下游区域Z比顶面区域Y接近辊隙N。

图19中的虚线示出了使用包括基本上正圆形状的内周限制部139a的凸缘139通过加压辊134而转动的膜133的转动轨迹。膜133在辊隙N处受到来自加压辊134的朝向下游侧的方向上的进给力，并且以朝向下游侧偏转的状态转动。因此，内周限制部139a的内表面限制面139f与膜133的接触在任意部分处均始终不均一。具体地，在上游区域X、顶面区域Y和下游区域Z中，膜133与内表面限制面139f之间的接触程度发生改变，因此对各个区域要求的功能彼此不同。

首先，膜133与内表面限制面139f之间在顶面区域Y中的接触如上所述。内周限制部139a使膜133提升，因此膜133和内表面限制面139f于彼此强力地相对滑动。因此，需要通过优化内表面限制面139f的倾斜角度θ来减轻膜133和内周限制部139a的磨损。

然后，将说明膜133与内表面限制面139f之间在下游区域Z中的接触。如上所述，膜133以朝向下游侧偏转的状态转动，使得膜133与内表面限制面139f彼此基本上不接触。凸缘139的位于下游侧的内周限制部部分具有在为了定影装置10中的卡堵清除而使膜133反转的情况下对膜133进行限制的功能。因此，在下游区域Z中基本上不会发生膜133与内表面限制面139f之间的相对滑动。

最后，将说明膜133与内表面限制面139f之间在上游区域X中的接触。如上所述，膜133以朝向下游侧偏转的状态转动，使得在上游区域X中，膜133在跟随内表面限制面139f的同时转动。因此，还在上游区域X中，与在顶面区域Y中同样，膜133与内表面限制面139f彼此积极地相对滑动。然而，在上游区域X中，内表面限制面139f的倾斜角度θ可以优选接近0°，稍后将说明其原因。

图20是当从顶面侧看时的膜133和凸缘139的示意图。通常，膜端部与凸缘139L、139R的端部防止(限制)面139b之间设置有间隙α。这是因为在膜自身的长度因热膨胀等而增大的情况下，防止膜133在端部防止面139b之间拉伸。因此，在常规使用中，因薄片S进给等的影响，存在膜133朝向凸缘139L和139R中的任一者偏移的可能性。

图21示出了在膜133自身的长度短且膜与凸缘139的端部防止面139b之间的间隙大的情况下，当膜朝向一端侧偏移时的状态。在图21中，部分(a)示出了内表面限制面139f在上游区域中的倾斜角度小的情况，部分(b)示出了内表面限制面139f在上游区域中的倾斜角度大的情况。

如上所述，在上游区域中，膜133在跟随内表面限制面139f的同时转动。在内表面限制面139f在上游区域中的倾斜角度大的状态下(图21的部分(b)的情况)、在膜133朝向一端侧偏移的情况下，在膜133发生偏移所在侧的相反侧，内表面限制面139f在其倾斜的内侧部分处接收膜133。结果，膜133被内表面限制面139f限制(防止)的状态在左侧和右侧之间不同，使得膜133以膜133相对于加压辊134的转动方向和薄片进给方向a倾斜的状态转动。

从以下两点出发，该状态不是优选的。第一点是薄片进给的稳定性。相对于薄片进给方向a，膜133以倾斜的状态转动，因此用于倾斜地进给薄片S的力会作用到膜133。结果，这导致薄片S相对于图像倾斜并导致进给卡堵等问题。

第二点是膜133的耐久性。膜133处于倾斜状态，因此膜133与端部防止面(部)139b的抵接(接触)方式会发生改变。在膜133以如图21的部分(c)所示的倾斜状态偏移的情况下，在上游侧，膜端面与端部防止面139b之间会形成间隙β，并且在除了上游侧部分以外的部分处，膜133与端部防止面139b强力地相对滑动。在该情况下，会有比膜133以所有周向部分整体抵靠端部防止面139b的情况强的滑动力施加到膜133，使得膜133的耐久性降低。

从以上结果可知，在顶面区域Y中，兼顾地实现了膜133的耐久性和膜133的提升效果，因此存在内表面限制面139f的适当的倾斜角度。具体地，期望内表面限制面139f在顶面区域Y中的倾斜角度优选为大约2°(2°以上)。在上游区域X中，从薄片S的进给稳定性和膜133的耐久性的观点出发，内表面限制面139f的倾斜角度可以优选是小的。顺便地，在上游区域X中，内表面限制面139f的倾斜角度也可以是0°，即内表面限制面139f与膜133的内表面之间的距离在膜133的长度方向上相同。

具体地，内表面限制面139f在上游区域X中的倾斜角度优选为大约0°。也就是，内表面限制面139f在顶面区域Y中的倾斜角度可以优选比内表面限制面139f在上游区域X中的倾斜角度大，具体地，使顶面区域Y中的倾斜角度比上游区域X中的倾斜角度大1°以上，由此能够以简单的构造延长膜133的寿命。

此外，在本实施方式中，对于内表面限制面139f，使用倾斜角度作为参数说明了膜133与内表面限制面139f在上游区域X和顶面区域Y之间的接触的差异，但是还可以使用内表面限制面的高度差作为参数。

图22是示出在内表面限制面139f在顶面区域Y中倾斜的情况下的凸缘139R、139L的状态的示意图，其中当从穿过重心G的母线Q看时，内表面限制面139f的最远点为点F，内表面限制面139f的最近点为点H。此时，点F与母线Q之间的距离为f，点H与母线G之间的距离为h，表示内表面限制面的倾斜程度的指标能够用点F与点H之间的高度差、即f-h来表达。

根据本实施方式，通过在顶面区域Y中设置适当的高度差，能够兼顾地实现膜133的耐久性和膜133的提升效果。通过使上游区域X中的高度差最小化，能够兼顾地实现膜133的耐久性和进给稳定性。具体地，在内表面限制面139f的长度为5mm的情况下，顶面区域Y中的倾斜的高度差可以期望为0.15mm以上，通过使顶面区域中的高度差Y比上游区域X中的高度差大0.08mm，能够以简单的构造延长膜133的寿命。

此外，在本实施方式中，上游区域X与顶面区域Y之间以及下游区域Z与顶面区域Y之间的边界分别设定在点D和点E处，点D和点E设置在从点C起分别朝向上游侧和下游侧去45°的位置。然而，根据凸缘139的内表面限制面139f的形状的不同，内表面限制面139f与膜133的接触程度会发生改变，因此边界的位置也可能根据接触的程度而发生改变。

上述内周限制部(内表面限制构件)139a的构造概述如下。内周限制部139a的内表面限制面(接触区域)139f以外径朝向膜(第一可转动构件)133的长度方向内侧部分减小的方式相对于膜133的母线G倾斜。此外，包括相对于接触区域的周向距辊隙N最远的最远点C在内的顶面区域Y中的倾斜程度大于沿着接触区域的周向位于顶面区域Y与相对于薄片进给方向a的上游侧终点A之间的上游区域X中的倾斜程度。

内表面限制面139f的倾斜程度是内表面限制面139f的最高部分F和较低部分H之间的高度差(f-h)，并且顶面区域Y中的高度差大于上游区域X中的高度差。顶面区域Y的高度差为0.15mm以上。顶面区域Y中的高度差与上游区域X中的高度差之间的差为0.08mm以上。

<实施方式二>

在实施方式一中，在内表面限制面139f的顶面区域Y中设置了倾斜，防止了膜133与内表面限制面139f之间的局部相对滑动，从而实现了膜133的寿命延长。然而，通过对内表面限制面139f设置倾斜，膜133的提升效果会大幅降低，使得在一些情况下难以进一步增加内置构件的数量。

在本实施方式(实施方式二)中，通过优化凸缘139的内表面限制面139f在顶面区域Y中的形状来实现膜133的耐久性和膜133的提升效果的进一步兼顾性。本实施方式中的图像形成设备100和定影装置130的基本构造与实施方式一中的同样。用相同的附图标记代表与实施方式一中相同的构成构件并将省略其说明。

图23的部分(a)和部分(b)是当从正面(正面侧)看时的膜133和凸缘139的示意图。图23的部分(a)示出了凸缘139的内表面限制面139f不设置倾斜的情况，并且在该情况下，如参照图11所述，在最内侧点J处膜内表面与内周限制部139a之间的磨损是个问题。图23的部分(b)示出了如实施方式一(图14)所述的内表面限制面139f设置有倾斜的情况，尽管抑制了膜内表面磨损，但是与图23的部分(a)的情况相比，膜133的提升效果降低。

在这种背景下，本实施方式中的凸缘139在接近内表面限制面139f的端部的外侧部分处不设置倾斜，从而获得了与传统构造同样的膜提升效果。在内表面限制面139f的内侧部分处，设置预定的倾斜，从而抑制了膜133的内表面磨损。

图24示出了在内表面限制面139f的长度为5mm的整个区域中设置有角度为2.5°的倾斜的情况下的内表面限制面139f的高度差。在设置有倾斜的情况下，与不设置倾斜的情况相比，内侧端部下降大约175μm，结果膜133的提升效果降低。

图25的部分(a)和部分(b)是示出本实施方式中的凸缘139的示例的示意图。内表面限制面139f的5mm的长度区域由倾斜区域V1和圆弧区域V2构成，在倾斜区域V1中，在距内侧端1mm的内侧部分处设置有角度为2.0°的倾斜，在圆弧区域V2中，内表面限制面139f以R＝300mm的大圆弧从倾斜区域V1起延伸。

首先，从膜133的提升效果的观点出发，凸缘139的内表面限制面139f的高度差为47μm，因此可以说该效果大于内表面限制面139f在整个区域(图23的部分(b)和图24)设置有倾斜的情况。这里，内表面限制面139f的高度差根据设置在内表面限制面139f的5mm的长度区域中的倾斜区域V1的位置而改变。

以下出现的表3示出了倾斜区域V1的长度和内表面限制面139f的高度差。随着倾斜区域V1的长度增大，内表面限制面139f的高度差变大，因此膜133的提升效果降低。

表3

接着，从膜内表面在凸缘139的内表面限制面139f的最内侧点J处磨损的观点出发，以内表面限制面139f具有2.0°的倾斜角度的方式设置倾斜区域V1，因此与不对内表面限制面139f设置倾斜的构造(图23的部分(a))相比，该构造是有利的。另一方面，在角度于倾斜区域V1与圆弧区域V2之间的连接部分W处急剧变化的情况下，膜内表面在一些情况下会在该部分W处磨损。

对于膜内表面在连接部分W处的磨损，存在如下两个因素。第一个因素是倾斜区域V1的外侧区域的形状。图26是示出在内侧倾斜区域V1和倾斜角度为0°的外侧直线区域V2由小(半径)R的圆弧区域V3连接的情况下的凸缘的示意图。在该情况下，由于圆弧区域V3的R小，因此促进了膜133的内表面在连接部分W处的磨损。在本实施方式中，外侧区域V2(图25)在其整个区域中由R＝300mm的大圆弧构成，使得连接部分W的角度变化减小。

第二个因素是倾斜区域V1的宽度。倾斜区域V1的宽度越窄，与外侧区域V2连接的连接部分W越向内侧移动，倾斜区域V1的宽度越宽，与外侧区域V2连接的连接部分W越向外侧移动。根据膜133的挠曲部分与连接部分W之间的位置关系的不同，膜133与内表面限制面139f之间的接触程度会发生改变，使得膜133的内表面磨损状态会发生变化。在该情况下，倾斜区域V1越窄，连接部分W越接近不对内表面限制面139f设置倾斜的情况，使得膜133的内表面易于磨损。

在本实施方式中，外侧区域V2由圆弧(形状)部分连接，并且倾斜区域V1窄到不产生膜133的内表面磨损的程度，从而提高了膜133的提升效果。

以下，进行用于确认这些效果的实验。

<实验3>

检查当内表面限制面139f的倾斜区域V1的长度改变时膜内表面的磨损量。对于图像形成设备主体，使用实施方式一所述的图像形成设备主体。对于定影装置130，制备内表面限制面139f在倾斜区域V1中具有2.5°的角度且倾斜区域V1的长度以0.5mm的增量从0mm变为4mm这九种定影装置。

然后，使用图像形成设备主体和各定影装置执行打印100小时，然后检查此时膜内表面的在凸缘上滑动的部分处的磨损量。

表4

实验结果示出在表4和图27中。随着倾斜区域V1的长度增大，连接部分W朝向内表面限制面139f的外侧移动，并且与膜内表面的相对滑动程度变弱，因此磨损量减少。膜内表面的磨损量可以期望达到大约10μm，使得内表面限制面139f的倾斜区域V1的长度可以期望为2.0mm以上。此时，内表面限制面139f的高度差为79μm，使得该高度差能够小于实施方式一中的175μm的高度差。

根据以上结果可知，通过使用形状为在内表面限制面139f的内侧区域V1中设置倾斜且在外侧区域V2中设置圆弧连接部分的凸缘139，与传统构造相比，能够在减小内表面限制面139f的高度差的同时增强膜133的耐久性。此外，确认在内侧区域V1由圆弧形状部分连接以形成接近本实施方式(实施方式二)中的内表面限制面139f的形状的情况下也获得了同样的效果。

因而，通过对使膜133提升的内表面限制面139f设置倾斜，膜133与内表面限制面139f之间的相对滑动压力变得均一，并且膜内表面的磨损速度变慢。在内表面限制面139f的上游侧，倾斜程度减小，从而防止了膜133倾斜转动，因而能够稳定地进给薄片。通过采用这种构造，能够以简单的构造延长膜133的寿命。

<其它实施方式>

实施方式一和实施方式二中的凸缘的内表面限制面的倾斜角度、高度差和倾斜区域的长度的适当范围根据膜的材料、厚度等的不同而不同。在实施方式一和实施方式二中，通过采用上述特征(构造)，即使当使用任意类型的膜时，也会实现能够抑制因与凸缘的相对滑动而导致的磨损的效果。在该构造中，凸缘的内表面限制面倾斜成相对于膜的长度方向越向膜的长度方向中央去越与膜内表面间隔开，并且内表面限制面在顶部表面区域中的倾斜角度大于在上游区域或下游区域中的倾斜角度。

(1)还能够将膜单元150和加压辊134的用于形成辊隙N的加压构造改变成用于使加压辊134对膜单元150加压的装置构造。还能够采用用于使膜单元150和加压辊134对彼此加压的装置构造。也就是，可以仅要求加压构造采用其中膜单元150和加压辊134中的一方朝向另一方加压的构造。

(2)设置在膜133内侧的滑动构件(支持构件)还可以是除了加热器132以外的构件。

(3)用于加热膜133的加热装置不限于加热器132。能够采用诸如内部加热构造、外部加热构造、接触式加热构造和非接触式加热构造等使用诸如卤素加热器和电磁感应线圈等其它加热部件的适当的加热构造。

(4)在本实施方式中，作为图像加热设备，作为示例说明了通过加热使形成在记录材料上的未定影调色剂图像定影的定影装置，但是本发明不限于此。本发明还能够适用于通过对定影或暂时定影在记录材料上的调色剂图像再加热来改善图像的光泽(光泽度)的装置(光泽度改善装置)。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。

Claims (5)

1.一种定影装置，其包括：

可转动的筒状的膜；

加压构件，其与所述膜的外表面接触；

辊隙形成构件，其被构造成隔着所述膜与所述加压构件配合形成辊隙，在所述辊隙中，在进给形成有图像的记录材料的同时对所述记录材料加热，使所述图像定影在所述记录材料上；以及

限制构件，其设置在所述膜的长度方向端部的内侧空间并包括内表面限制面，所述内表面限制面与所述膜的内表面接触并被构造成限制所述膜的内表面的位置，当沿所述膜的长度方向看时，相对于所述膜的转动方向，所述内表面限制面包括距所述辊隙最远的第一区域和比所述第一区域接近所述辊隙的第二区域，并且所述第二区域相对于记录材料进给方向位于所述辊隙的中央的上游侧，

其特征在于，所述内表面限制面倾斜成相对于所述膜的长度方向越向所述膜的长度方向中央去越与所述膜的内表面间隔开，所述内表面限制面的倾斜程度在所述第一区域中比在所述第二区域中大。

2.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

所述限制构件包括端部防止面，所述端部防止面被构造成当所述膜沿所述膜的长度方向移动时与所述膜的长度方向端面接触，以防止所述膜沿所述长度方向移动，并且

所述端部防止面相对于所述膜的长度方向设置在所述内表面限制面的外侧。

3.根据权利要求1所述的定影装置，其中，相对于所述膜的长度方向，所述内表面限制面在所述第一区域中的倾斜角度为1.5度以上。

4.根据权利要求1所述的定影装置，其中，所述辊隙形成构件是加热器。

5.一种定影装置，其包括：

可转动的筒状的膜；

加压构件，其与所述膜的外表面接触；

辊隙形成构件，其被构造成隔着所述膜与所述加压构件配合形成辊隙，在所述辊隙中，在进给形成有图像的记录材料的同时对所述记录材料加热，使所述图像定影在所述记录材料上；以及

限制构件，其设置在所述膜的长度方向端部的内侧空间并包括内表面限制面，所述内表面限制面与所述膜的内表面接触并被构造成限制所述膜的内表面的位置，当沿所述膜的长度方向看时，相对于所述膜的转动方向，所述内表面限制面包括距所述辊隙最远的第一区域和比所述第一区域接近所述辊隙的第二区域，并且所述第二区域相对于记录材料进给方向位于所述辊隙的中央的上游侧，

其特征在于，所述内表面限制面的所述第一区域倾斜成相对于所述膜的长度方向越向所述膜的长度方向中央去越与所述膜的内表面间隔开，并且在所述内表面限制面的所述第二区域中，距所述膜的内表面的距离在所述膜的长度方向上相同。

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