CN117950288A - 热导管、定影装置及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
一种热导管、定影装置及图像形成装置,所述热导管具备:管状部件,其为在内部封入有液体的中空的部件,内表面预先进行了氧化处理;及移动机构,其为使封入在所述管状部件的内部且液化的所述液体通过毛细管现象沿着所述管状部件的长度方向移动的机构,表面预先进行了氧化处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种热导管、定影装置及图像形成装置。
背景技术
以往,作为与定影装置有关的技术,例如已提出了专利文献1及2等中所公开的技术。
专利文献1为一种图像加热装置,其具备:图像加热部件,通过夹压部对记录材料上的图像进行加热;加热源,向所述图像加热部件供给热;冷却风扇,通过送风对所述图像加热部件中与记录材料的传送方向正交的长度方向的一部分进行冷却;及控制机构,控制所述加热源及所述冷却风扇的动作,其中,所述加热源具有多个发热体,所述多个发热体在与记录材料的传送方向正交的长度方向上具有互不相同的发热分布,通过变更对所述多个发热体的通电比率,能够变更发热分布,所述控制机构构成为,在所述冷却风扇的动作时,以使与基于所述冷却风扇的冷却区域对应的长度方向区域中的发热量比冷却开始前变大的方式控制所述加热源的通电。
专利文献2为一种定影装置,其具有被行进驱动的定影膜和夹着该定影膜而按压接触的加热体和加压部件,所述定影装置通过导入记录材料并使其与行进的定影膜一同在定影夹压部移动通过从而从加热体经由定影膜向记录材料赋予热能来对可见图像进行加热定影,所述记录材料在夹着定影膜而由加热体与加压部件的加压形成的定影夹压部的定影膜与加压部件之间承载有未定影可见图像,在所述加热体的与和所述定影膜抵接的面相反的一侧设置有具有100〔kcal/mhr℃〕以上的导热率的高导热部件。
专利文献1:日本专利第5258386号公报
专利文献2:日本特开平05-289555号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够沿着长度方向长期维持良好的导热性能的热导管及使用了该热导管的定影装置及图像形成装置。
方案1所述的发明为一种热导管,其具备:
管状部件,其为在内部封入有液体的中空的部件,内表面预先进行了氧化处理;及
移动机构,其为使封入在所述管状部件的内部且液化的所述液体通过毛细管现象沿着所述管状部件的长度方向移动的机构,表面预先进行了氧化处理。
方案2所述的发明为方案1所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构在封入所述液体之前通过加热而实施氧化处理。
方案3所述的发明为方案2所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构的氧化处理执行至不阻碍液化的所述液体通过毛细管现象沿着所述管状部件的长度方向移动的程度。
方案4所述的发明为方案3所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构的氧化处理实施长于第1时间且短于第2时间。
方案5所述的发明为方案1所述的热导管,其中,
所述液体由纯水构成。
方案6所述的发明为方案5所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构与所述纯水反应而生成氧化物。
方案7所述的发明为一种定影装置,其具备:
加热机构,对被定影部件进行加热;及
热导管,与所述加热机构接触,
所述定影装置使用方案1至6中任一项所述的热导管作为所述热导管。
方案8所述的发明为一种图像形成装置,其具备:
图像形成机构,将图像形成于记录媒体上;及
定影机构,将所述图像定影在所述记录媒体上,
所述图像形成装置使用方案7所述的定影装置作为所述定影机构。
发明效果
根据本发明的第1方案,可提供能够沿着长度方向长期维持良好的导热性能的热导管及使用了该热导管的定影装置及图像形成装置。
根据本发明的第2方案,能够同时对管状部件及移动机构进行氧化处理。
根据本发明的第3方案,与过度实施管状部件及移动机构的氧化处理的情况相比,能够抑制阻碍液化的液体通过毛细管现象沿着管状部件的长度方向移动。
根据本发明的第4方案,与管状部件及移动机构的氧化处理少于第1时间且超出第2时间的情况相比,不会阻碍基于氧化处理的液体的移动而能够长期维持热导管的效果。
根据本发明的第5方案,与液体由除纯水以外的物质构成的情况相比,能够抑制成本上升。
根据本发明的第6方案,即使在管状部件及移动机构与纯水反应而生成氧化物的情况下,也能够长期维持热导管的效果。
根据本发明的第7方案,与作为热导管而不使用方案1至6中任一项所述的热导管的情况相比,能够沿着长度方向长期维持良好的导热性能,从而能够维持良好的定影性。
根据本发明的第8方案,与作为定影机构而不使用方案7所述的定影装置的情况相比,能够维持良好的定影性,从而能够维持画质。
附图说明
根据以下附图,对本发明的实施方式进行详细叙述。
图1是表示适用了本发明的实施方式1所涉及的定影装置的图像形成装置的整体结构图;
图2是表示本发明的实施方式1所涉及的定影装置的剖面结构图;
图3是表示加热带的剖面结构图;
图4是表示陶瓷加热器的发热部的平面结构图;
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的定影装置的主要部分的剖面结构图;
图6是表示陶瓷加热器的发热温度的图表;
图7是表示对沿与传送方向交叉的方向的长度短的记录纸张进行定影的状态的立体结构图;
图8是表示本发明的实施方式1所涉及的定影装置的作用的图表;
图9是表示本发明的实施方式1所涉及的热导管的剖面结构图;
图10是表示本发明的实施方式1所涉及的热导管的作用的示意图;
图11是表示以往的热导管的导热性能随时间的变化的图表;
图12是表示本发明的实施方式1所涉及的热导管的煅烧时间的图表;
图13是表示本发明的实施方式1所涉及的热导管的导热性能随时间的变化的图表。
符号说明
1-图像形成装置,1a-图像形成装置主体,40-定影装置,42-加热带,43-加压辊,45-陶瓷加热器,452-发热部,456-陶瓷加热器的背面,61、62-热导管,63-管主体,64-工作液,65-芯。
具体实施方式
以下,参考附图对本发明的实施方式进行说明。
[实施方式1]
图1是表示适用了实施方式1所涉及的定影装置的图像形成装置的图。
<图像形成装置的整体结构>
实施方式1所涉及的图像形成装置1例如作为彩色打印机而构成。该图像形成装置1具备:形成用构成显影剂4的色调剂显影的色调剂图像的多个图像生成装置10、分别保持由各图像生成装置10形成的色调剂图像并最终传送至二次转印到作为记录媒体的一例的记录纸张5的二次转印位置的中间转印装置20、容纳应供给到中间转印装置20的二次转印位置的所需记录纸张5并进行传送的供纸装置50及使由中间转印装置20二次转印的记录纸张5上的色调剂图像定影的作为定影机构的一例的定影装置40等。多个图像生成装置10及中间转印装置20构成将图像形成于记录纸张5上的图像形成机构2。另外,图中的1a表示图像形成装置1的装置主体,该装置主体1a由支撑结构部件、外装罩等形成。并且,图中的双点划线表示在装置主体1a内传送记录纸张5的主要传送路径。图像形成机构2并不限于形成全色的图像的图像形成机构,当然也可以为形成单色的图像的图像形成机构。
图像生成装置10由分别专门形成黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)及黑色(K)这4色的色调剂图像的4个图像生成装置10Y、10M、10C、10K构成。这4个图像生成装置10(Y、M、C、K)配置成在装置主体1a的内部空间中以倾斜的状态排成1列的状态。
4个图像生成装置10由黄色(Y)、品红色(M)及青色(C)的彩色的图像生成装置10(Y、M、C)和黑色(K)的图像生成装置10K构成。黑色的图像生成装置10K配置于沿中间转印装置20的中间转印带21的移动方向B的最下游侧。在图像形成装置1中,作为图像形成模式,具备使彩色的图像生成装置10(Y、M、C)及黑色(K)的图像生成装置10K工作来形成全色的图像的全色模式和仅使黑色(K)的图像生成装置10K工作来形成黑白(单色)的图像的黑白模式。
如图1所示,各图像生成装置10(Y、M、C、K)具备作为图像保持体的一例的旋转的感光鼓11,在该感光鼓11的周围主要配置有如下的作为色调剂图像形成机构的一例的各装置。主要的装置是使感光鼓11的能够形成图像的周面(图像保持面)充电为所需电位的充电装置12、向感光鼓11的已充电的周面照射基于图像的信息(信号)的光来形成具有电位差的(各颜色用的)静电潜像的曝光装置13、将该静电潜像用对应的颜色(Y、M、C、K)的显影剂4的色调剂进行显影而使其成为色调剂图像的显影装置14(Y、M、C、K)、将该各色调剂图像转印到中间转印装置20的作为一次转印机构的一例的一次转印装置15(Y、M、C、K)及去除并清洁残留附着于一次转印后的感光鼓11的图像保持面的色调剂等附着物的鼓清洁装置16(Y、M、C、K)等。
感光鼓11是在接地处理的圆筒状或圆柱状的基材的周面形成具有由感光材料构成的光导电性层(感光层)的图像保持面而成的。该感光鼓11被支撑为从未图示的驱动装置被传递动力而沿箭头A所示的方向旋转。
充电装置12由以与感光鼓11接触的状态配置的接触型的充电辊构成。充电用电压供给到充电装置12。作为充电用电压,在显影装置14进行反转显影的情况下,供给与从显影装置14供给的色调剂的充电极性相同的极性的电压或电流。另外,作为充电装置12,可以使用以非接触状态配置于感光鼓11的表面的格栅电晕管(scorotron)等非接触型的充电装置。
曝光装置13由LED打印头构成,该LED打印头利用沿着感光鼓11的轴向排列的作为多个发光元件的LED(Light Emitting Diode:发光二极管)向感光鼓11照射与图像信息相对应的光来形成静电潜像。另外,作为曝光装置13,也可以使用沿着感光鼓11的轴向偏向扫描根据图像信息而构成的激光束的曝光装置。
显影装置14(Y、M、C、K)均通过在形成有开口部和显影剂4的容纳室的框体140的内部配置保持显影剂4并传送至与感光鼓11相对向的显影区域的显影辊141、以一边搅拌显影剂4一边使其通过显影辊141的方式传送的2个螺旋输送器等搅拌传送部件142、143及限制保持于显影辊141的显影剂的量(层厚)的层厚限制部件144等而构成。在该显影装置14中,从未图示的电源装置向该显影辊141与感光鼓11之间供给显影用电压。并且,显影辊141或搅拌传送部件142、143从未图示的驱动装置被传递动力而沿所需方向旋转。而且,作为上述4色的显影剂4(Y、M、C、K),使用包含非磁性色调剂和磁性载体的双组分显影剂。
一次转印装置15(Y、M、C、K)为具备一次转印辊的接触型的转印装置,该一次转印辊经由中间转印带21与感光鼓11的周围接触并旋转,并且被供给一次转印用电压。作为一次转印用电压,从未图示的电源装置供给显示出与色调剂的充电极性相反的极性的直流的电压。
鼓清洁装置16由一部分开口的容器状的主体160、配置成以所需压力与一次转印后的感光鼓11的周面接触并且去除并清洁残留色调剂等附着物的清洁板161、回收由清洁板161去除的色调剂等附着物并以送出到未图示的回收系统的方式传送的螺旋输送器等送出部件162等构成。作为清洁板161,使用由橡胶等材料构成的板状的部件(例如刮刀)。
如图1所示,中间转印装置20以存在于各图像生成装置10(Y、M、C、K)的上方的位置的方式配置。该中间转印装置20主要由以下构成:一边通过感光鼓11与一次转印装置15(一次转印辊)之间的一次转印位置一边沿箭头B所示的方向旋转的中间转印带21、将中间转印带21从其内表面保持为所期望的状态并将其支撑为旋转自如的多个带支撑辊22~27、配置于被带支撑辊25支撑的中间转印带21的外周面(图像保持面)侧并将中间转印带21上的色调剂图像二次转印到记录纸张5的作为二次转印机构的一例的二次转印装置30及去除并清洁通过二次转印装置30之后残留附着于中间转印带21的外周面的色调剂、纸粉等附着物的带清洁装置28。
作为中间转印带21,例如使用由在聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等合成树脂中分散炭黑等电阻调节剂等而成的材料制作的环状的带。并且,带支撑辊22作为兼作带清洁装置28的对置辊的由未图示的驱动装置旋转驱动的驱动辊而构成,带支撑辊23作为形成中间转印带21的图像形成面的表面露出辊(face-out roll)而构成,带支撑辊24作为对中间转印带21赋予张力的张力赋予辊而构成,带支撑辊25作为与二次转印装置30对置的对置辊而构成,带支撑辊26、27作为中间转印带21的从动辊而构成。
如图1所示,二次转印装置30为具备二次转印辊31的接触型的转印装置,该二次转印辊31在作为被中间转印装置20中的带支撑辊25支撑的中间转印带21的外周面部分的二次转印位置与中间转印带21的周面接触并旋转,并且被供给二次转印用电压。并且,显示出与色调剂的充电极性相反的极性或相同的极性的直流的电压作为二次转印用电压从未图示的电源装置供给到二次转印辊31或中间转印装置20的带支撑辊25。
定影装置40通过在形成有记录纸张5的导入口及排出口的框体41的内部配置沿箭头所示的方向旋转并且由加热机构加热成表面温度保持在规定的温度的加热带42、以大致沿该加热带42的轴向的状态在规定的压力下接触并旋转的加压辊43等而构成。在该定影装置40中,加热带42与加压辊43接触的接触部成为进行所需定影处理(加热及加压)的定影处理部。另外,关于定影装置40,将在后面详细叙述。
供纸装置50以存在于图像生成装置10(Y、M、C、K)的下侧位置的方式配置。该供纸装置50主要由以下构成:以装载有所期望的尺寸、种类等的记录纸张5的状态容纳的单个(或多个)纸张容纳体51、从纸张容纳体51一张一张地送出记录纸张5的送出装置52。纸张容纳体51例如安装成能够向装置主体1a的正面(使用者操作时相对向的侧面)侧拉出。
作为记录纸张5,例如可以举出电子照相方式的复印机、打印机等中所使用的普通纸或描图纸等薄纸、或OHP片等。为了进一步提高定影后的图像表面的平滑性,例如记录纸张5的表面也优选尽可能平滑,例如能够优选使用用树脂等涂布了普通纸的表面的涂层纸、印刷用的铜版纸等基重相对大的所谓的厚纸等。
在供纸装置50与二次转印装置30之间设置有由将从供纸装置50送出的记录纸张5传送至二次转印位置的单个或多个纸张传送辊对53、54或传送导向装置55构成的供纸传送路径56。在供纸传送路径56上配置于二次转印位置的紧跟前位置的纸张传送辊对54例如作为调整记录纸张5的传送时期的辊(配准辊)而构成。并且,在二次转印装置30与定影装置40之间设置有用于将从二次转印装置30送出的二次转印后的记录纸张5传送至定影装置40的纸张传送路径57。另外,在靠近形成于图像形成装置1的装置主体1a的纸张排出口的部分设置有具备用于将从定影装置40由出口辊36送出的定影后的记录纸张5排出到装置主体1a的上部的纸张排出部58的排纸辊对59a的排出传送路径59。
图1中,符号200表示总括控制图像形成装置1的动作的控制装置。控制装置200具备未图示的CPU(Central Processing Unit:中央处理器)或ROM(Read Only Memory:只读存储器)、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)或连接这些CPU或ROM等的总线、通信接口等。并且,符号201表示图像形成装置1与外部的设备进行通信的通信部,202表示处理经由通信部201输入的图像信息的图像处理部。
<图像形成装置的动作>
以下,对基于图像形成装置1的基本的图像形成动作进行说明。
在此,首先,对使用所述4个图像生成装置10(Y、M、C、K)形成将4色(Y、M、C、K)的色调剂图像组合而构成的全色图像的全色模式下的动作进行说明。
若控制装置200从未图示的用户界面或打印机驱动器等经由通信部201接收到请求全色的图像形成动作(打印)的指令信息,则图像形成装置1启动4个图像生成装置10(Y、M、C、K)、中间转印装置20、二次转印装置30、定影装置40等。
然后,在各图像生成装置10(Y、M、C、K)中,如图1所示,首先,各感光鼓11沿箭头A所示的方向旋转,各充电装置12使各感光鼓11的表面分别充电成所需极性(在实施方式1中为负极性)及电位。接着,曝光装置13对充电后的感光鼓11的表面照射光来在该表面分别形成由所需电位差构成的各颜色成分的静电潜像,该光是根据将输入到图像形成装置1的图像的信息由图像处理部202转换为各颜色成分(Y、M、C、K)而得到的图像的信号来发出的。
接着,各图像生成装置10(Y、M、C、K)从显影辊141对形成于感光鼓11的各颜色成分的静电潜像分别供给充电为所需极性(负极性)的对应的颜色(Y、M、C、K)的色调剂并使其静电附着来进行显影。通过该显影,形成于各感光鼓11的各颜色成分的静电潜像作为由其对应的颜色的色调剂分别显影的4色(Y、M、C、K)的色调剂图像而被显像化。
接着,若形成于各图像生成装置10(Y、M、C、K)的感光鼓11上的各颜色的色调剂图像传送至一次转印位置,则一次转印装置15(Y、M、C、K)将该各颜色的色调剂图像以依次重合于中间转印装置20的沿箭头B所示的方向旋转的中间转印带21的状态一次转印。
并且,在一次转印结束的各图像生成装置10(Y、M、C、K)中,鼓清洁装置16刮取去除附着物来清洁感光鼓11的表面。由此,各图像生成装置10(Y、M、C、K)成为能够进行下一个图像生成动作的状态。
接着,在中间转印装置20中,保持通过中间转印带21的旋转而一次转印的色调剂图像并传送至二次转印位置。另一方面,在供纸装置50中,配合图像生成动作而将所需记录纸张5送出到供纸传送路径56。在供纸传送路径56上,作为配准辊的纸张传送辊对54配合转印时期将记录纸张5送出并供给到二次转印位置。
在二次转印位置,二次转印装置30将中间转印带21上的色调剂图像总括地二次转印到记录纸张5。并且,在二次转印结束的中间转印装置20中,带清洁装置28去除并清洁残留于二次转印后的中间转印带21的表面的色调剂等附着物。
接着,二次转印有色调剂图像的记录纸张5从中间转印带21剥离之后经由纸张传送路径57传送至定影装置40。在定影装置40中,使二次转印后的记录纸张5导入到旋转的加热带42与加压辊43之间的接触部并使其通过,由此进行所需定影处理(加热及加压)而使未定影的色调剂图像定影在记录纸张5上。最后,定影结束之后的记录纸张5由排纸辊对59a例如排出到设置于装置主体1a的上部的纸张排出部58。
通过以上动作,输出形成有将4色的色调剂图像组合而构成的全色图像的记录纸张5。
<定影装置的结构>
图2是表示该实施方式1所涉及的定影装置的剖面结构图。
定影装置40采用所谓的无带夹压方式。如图2所示,定影装置40大致区分具备作为加热装置的一例的加热单元44和相对于加热单元44按压接触的作为第2旋转体的一例的加压辊43,该加热单元44具有由旋转的环状的带构成的作为第1旋转体的一例的加热带42。在加热带42与加压辊43之间形成有使保持有作为未定影图像的一例的未定影色调剂图像T的作为被加热体(被定影部件)的一例的记录纸张5通过的区域即定影夹压部N。另外,记录纸张5以沿与传送方向交叉的方向的中央为基准(所谓的中央配准)被传送。
如图2所示,加热单元44具备:加热带42、配置于加热带42的内部并对加热带42进行加热的作为面状发热部件的一例的陶瓷加热器45、同样配置于加热带42的内部并以使陶瓷加热器45经由加热带42按压接触于加压辊43的表面的方式进行支撑的作为支撑机构的一例的支撑部件46、同样配置于加热带42的内部并以使支撑部件46按压接触于加压辊43的方式进行保持的作为保持机构的一例的保持部件47及配置于加热带42的内部并保持赋予到加热带42的内周面的润滑剂的作为润滑剂保持机构的一例的毛毡部件48等。
另外,就作为面状发热部件的一例的陶瓷加热器45而言,如后述,发热部本身无需为面状,即使发热部形成为直线状,只要对加热带42进行加热的陶瓷加热器的下端面为面状即可。
加热带42由具有挠性的材料构成,作为安装前的状态即自由形状为薄壁圆筒形的环状带而构成。如图3所示,加热带42具备基材层421、包覆在基材层421的表面的弹性体层422及包覆在弹性体层422的表面的防粘层423。加热带42不一定要具备基材层421、弹性体层422及防粘层423这全部,也可以仅由基材层421或由基材层421和防粘层423等构成。基材层421由聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺等具有耐热性的合成树脂或不锈钢、镍、铜等薄壁的金属形成。弹性体层422由具有耐热性的硅酮橡胶或氟橡胶等弹性体构成。防粘层423由全氟烷氧基烷烃(PFA)或聚四氟乙烯(PTFE)等形成。加热带42例如其厚度能够设定为50~200μm左右。
如图4及图5所示,陶瓷加热器45具备:陶瓷制的基板451、在基板451的表面上沿着长度方向以直线状形成有多根的第1发热部4521至第3发热部4523、用于向第1发热部4521至第3发热部4523单独地通电的第1电极4531至第3电极4533、用于向第1发热部4521至第3发热部4523的另一端部共同通电的共同电极454及至少包覆第1发热器4521至第3发热部4523的表面的玻璃包覆层455。
如图4所示,第1发热部4521至第3发热部4523沿着基板451的宽度方向彼此平行地配置。第1发热部4521至第3发热部4523设定为通过使构成该第1发热部4521至第3发热部4523的发热材料的线宽和/或厚度不同而各第1发热部4521至第3发热部4523的沿长度方向的发热区域不同。另外,第1发热部4521至第3发热部4523设定为沿其长度方向的长度相同。
第1发热部4521设定为位于发热区域的中央C的长度L1的区域的发热材料的线宽细、电阻大,以使以沿长度方向的发热区域的中央C为基准,在左右长度L1的区域中发热。第1发热部4521设定为位于长度L1的两端部的区域的发热材料的线宽粗、电阻小,且构成为不发热,或者即使发热也极其微量。
第2发热部4522设定为以沿长度方向的中央C为基准在左右长度L1以外的区域的发热材料的线宽细,以使与第1发热部4521相反地,以沿长度方向的中央C为基准,在左右长度L1以外的区域中发热。第2发热部4522设定为位于长度L1的两端部的区域的发热材料的线宽粗,且构成为不发热,或者即使发热也极其微量。
第3发热部4523与第1发热部4521及第2发热部4522不同,设定为位于发热区域的中央C的长度L3的区域的发热材料的线宽细、电阻大,以使以沿长度方向的发热区域的中央C为基准,在左右长度L3的区域中发热。第3发热部4523设定为位于长度L3的两端部的区域的发热材料的线宽粗、电阻小,且构成为不发热,或者即使发热也极其微量。
图6是示意地表示第1发热部4521至第3发热部4523的发热温度的图表。
如图6所示,第1发热部4521以如下方式发热:以沿长度方向的发热区域的中央C为基准,在左右长度L1的区域中成为预先设定的设定温度。第2发热部4522以如下方式发热:以沿长度方向的中央C为基准,在左右长度L1以外的区域中成为预先设定的设定温度。第3发热部4523以如下方式发热:以沿长度方向的发热区域的中央C为基准,在左右长度L3的区域中成为预先设定的设定温度。
如图4所示,在对沿与记录纸张5的传送方向交叉的方向的长度为L1的具有中等程度的长度的记录纸张5进行加热定影时使用第1发热部4521。
第2发热部4522与第1发热部4521同时使用,并且在对沿与记录纸张5的传送方向交叉的方向的长度为L1+2·L2的具有大尺寸的记录纸张5进行加热定影时使用第2发热部4522。
在对沿与记录纸张5的传送方向交叉的方向的长度为L3的具有最小尺寸的记录纸张5进行加热定影时使用第3发热部4523。
如图2所示,保持部件47例如由不锈钢或铝、或钢铁等金属制的板材料构成。保持部件47由垂直板部471、472和水平板部473形成为剖面大致“コ”字形状,该垂直板部471、472在定影夹压部N的沿加热带42的旋转方向的上游侧及下游侧相对于陶瓷加热器45的表面分别大致垂直地配置,该水平板部473以连结垂直板部471、472的基端部的方式沿着水平方向配置。
如图5所示,加热带42利用以和陶瓷加热器45的与定影夹压部N相反的一侧的面接触的方式配置的温度传感器49来检测定影夹压部N的温度。如上所述,陶瓷加热器45具备沿长度方向的发热区域不同的第1发热部4521至第3发热部4523。因此,对应于第1发热部4521至第3发热部4523而沿着陶瓷加热器45的长度方向配置有多个(例如,3个)温度传感器49。加热带42根据温度传感器49的检测结果利用未图示的温度控制电路来控制向陶瓷加热器45的第1发热部4521至第3发热部4523各自的通电,由此定影夹压部N根据记录纸张5的尺寸被加热为所需定影温度(例如,200℃左右)。
如图2所示,支撑部件46例如由通过注射成型等一体地成型为所需形状的具有耐热性的合成树脂构成。作为具有耐热性的合成树脂,例如可以举出液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或它们的复合材料等。
支撑部件46具有与陶瓷加热器45的平面形状对应的细长矩形的支撑用凹部461,该支撑用凹部461在定影夹压部N中以将陶瓷加热器45经由加热带42加压于加压辊43的方式进行支撑。支撑部件46配设成长于加热带42的沿长度方向的总长。
如图2所示,在支撑部件46中,在定影夹压部N的沿加热带42的旋转方向的上游侧设置有第1引导部462,该第1引导部462将加热带42引导到定影夹压部N,且剖面形状形成为曲面形状。保持部件46的下端面463形成为平面形状。并且,在支撑部件46中,在定影夹压部N的沿加热带的旋转方向的下游侧设置有弯曲部464,该弯曲部464比加热带42的弯曲形状更向内侧弯曲,以便与通过了定影夹压部N的加热带42成为非接触状态。
并且,如图2所示,在支撑部件46中,在与定影夹压部N相反的一侧的面设置有与保持部件47的垂直板部471、472的前端抵接的抵接部465、466。
如图2所示,加压辊43具有:由不锈钢或铝、或铁(薄壁高张力钢管)等金属构成的圆柱形状或圆筒形状的芯棒431、相对较厚地包覆在芯棒431的外周的由硅酮橡胶或氟橡胶等具有耐热性的弹性体构成的弹性体层432及较薄地包覆在弹性体层432的表面的由聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烷氧基烷烃(PFA)等构成的防粘层433。另外,在加压辊43的内部根据需要可以配置由卤素灯等构成的加热机构(加热源)。
加压辊43的沿其长度方向(轴向)的两端部经由轴承部件可旋转地支撑于定影装置40的未图示的装置壳体的框架。加压辊43经由安装于兼作旋转轴的芯棒431的沿轴向的一端部的未图示的驱动齿轮,通过驱动装置沿着箭头C方向以所需速度旋转驱动。另外,加热带42按压接触于旋转驱动的加压辊43而从动旋转。
如图2所示,如上述那样构成的定影装置40将沿与记录纸张5的传送方向交叉的方向的中央作为基准(所谓的中心对准)而被传送并被加热及加压,从而将未定影色调剂图像T定影在记录纸张5上。此时,如图7所示,在定影装置40中,在对沿加热带42的长度方向的长度相对短的小尺寸的记录纸张5连续进行了定影的情况下等,即使第1发热部4521至第3发热部4523根据记录纸张5的尺寸被切换并发热,也会存在记录纸张5的尺寸与第1发热部4521至第3发热部4523的发热区域不一致的情况,在位于加热带42的沿长度方向的两端部的非通纸区域中,该加热带42的热不会被记录纸张5夺走,因此如图8所示,具有非通纸区域的温度上升的倾向。
因此,在以往的定影装置中,为了抑制沿加热机构的长度方向的端部的温度上升,提出了在加热体的与和定影膜抵接的面相反的一侧设置高导热部件的技术(专利文献2等)。
然而,如此在加热体的与和定影膜抵接的面相反的一侧设置了高导热部件的情况下,在定影动作开始时,加热体的热容量增加与设置高导热部件相当的量,新产生将加热体加热至所需定影开始温度所需要的时间、所谓的预热时间变长的技术问题。
在该实施方式1中,构成为具备导热促进机构,该导热促进机构以和面状发热机构的与被加热体相反的一侧的面接触的方式配置,并促进面状发热机构的沿长度方向的热传导。
即,如图2所示,该实施方式1所涉及的定影装置40在陶瓷加热器45的背面侧设置有作为导热促进机构的一例的外径相对小的两根热导管61、62。
如图9所示,热导管61、62具备:形成为两端部由不锈钢或铝等导热率相对高的金属闭塞的气密且中空圆筒形状的管主体63、由封入在管主体63的内部的纯水等液体构成的工作液64、设置于管主体63的内周面的整个长度上并通过毛细管现象沿着管主体的长度方向传送液化的工作液64的作为工作液传送部(移动机构)的一例的芯(Wick)65。作为芯65,例如使用铜制的细线或烧结金属或金属丝网等。
如图10所示,在热导管61、62中,在沿其长度方向温度相对高的区域HI中封入在内部的工作液64发生气化,气化的工作液64因该工作液64的气化所伴随的压力上升而向沿管主体63的长度方向的温度相对低且压力相对低的区域移动。然后,在热导管61、62的沿其长度方向的温度相对低的区域中,气化的工作液64发生液化。液化的工作液64通过芯65的毛细管现象沿着管主体63的长度方向向温度相对低的区域LO移动。
热导管61、62通过重复上述的动作而沿着长度方向从沿着管主体63的长度方向温度相对高的区域HI向相对低的区域LO迅速传递与基于通常的导热等的热的移动相比非常大的热量。
在该实施方式1中,作为热导管61、62,采用管主体63的外径为2~3mm的非常细的热导管。作为热导管61、62,例如优选使用导热率为104(W/m·K)以上的热导管。另外,热导管61、62的外径并不限定于2~3mm,当然也可以比其大。但是,例如,若热导管61、62的外径为很小的2~3mm左右的小径,则热导管61、62本身的热容量小,因此优选。
如图5所示,热导管61、62配置成在沿与第1发热部4521至第3发热部4523的长度方向交叉的方向的中心C1~C3与支撑部件46的内壁面467、468之间与位于陶瓷加热器45的与加压辊43相反的一侧的背面456接触。
进一步详细说明,第1热导管61在位于陶瓷加热器45的与加压辊43相反的一侧的背面456上配置于比距离L4的1/2更偏靠支撑部件46的位置,该距离L4为沿与第1发热部4521的长度方向交叉的方向的中心C1与支撑部件46的一个内壁面467之间且沿与该第1发热部4521的长度方向交叉的方向的中心C1与支撑部件46的一个内壁面467之间的距离。从抑制支撑部件46的温度上升的观点而言,第1热导管61例如优选以与支撑部件46接触的方式配置。
另一方面,第2热导管62在位于陶瓷加热器45的与加压辊43相反的一侧的背面456上配置于比距离L5的1/2更偏靠支撑部件46的位置,该距离L5为沿与第3发热部4523的长度方向交叉的方向的中心C3与支撑部件46的内壁面468之间且沿与该第3发热部4523的长度方向交叉的方向的中心C3与支撑部件46的另一个内壁面468之间的距离。从抑制支撑部件46的温度上升的观点而言,第2热导管62例如仍优选以与支撑部件46接触的方式配置。
另外,在图示例中,第2热导管62以与陶瓷加热器45的第3发热部4523部分重叠的方式配置,但如上所述,陶瓷加热器45构成为线宽宽的区域基本上不发热,或者即使发热也为极其微量,因此来自第3发热部4523的发热也不会直接传递到陶瓷加热器,或者即使传递也为极其微量。
然而,一般由导热率高的金属的铜等构成的热导管61、62并未设想在如定影装置40的陶瓷加热器45那样的200℃左右的高温下使用。
因此,根据本发明人等的研究,铜和水通常为惰性,但若在200℃左右的高温下铜与水长时间接触,则会发生如下的化学式所示的氧化反应。
通过氧化反应而产生的氢(H2)在热导管61、62的内部作为惰性气体而滞留,因此会阻碍水蒸气的移动,导致该热导管61、62的导热性能下降。
其结果,根据本发明人等的研究,若在定影装置40中接受定影处理的记录纸张5的累计张数达到约300kPV(30万张)左右,则如图11所示,热导管61、62的导热性能急剧下降,会导致无法抑制陶瓷加热器45的沿长度方向的两端部的温度上升的事态。
因此,该实施方式1所涉及的热导管构成为具备:管状部件,其为在内部封入有液体的中空的部件,内表面预先进行了氧化处理;及移动机构,其为使封入在管状部件的内部且液化的所述液体通过毛细管现象沿着所述管状部件的长度方向移动的机构,表面预先进行了氧化处理。
即,该实施方式1所涉及的热导管61、62在其制造工序中并不是在沿长度方向的一端部密封的由铜等金属构成的管主体63的内周面容纳由铜等细线构成的芯65,然后,在管主体63的内部注入作为工作液的一例的纯水而进行封入,而是在管主体63的内周面容纳由铜等细线构成的芯65之后,实施对管主体63的内表面及芯65的表面预先进行氧化处理的氧化处理工序。
氧化处理工序通过如下进行:在管主体63的内周面容纳了芯65的状态且管主体63的沿长度方向的另一端部开口的状态下放入高温炉的内部并进行加热(煅烧)而使由铜等金属构成的管主体63及芯65与空气中的氧反应来实施氧化处理,生成氧化物。
高温炉内部的温度例如设定为与定影装置40的定影温度大致相同的200℃左右或比其高的245℃左右。并且,如图12所示,通过对管主体63的内周面及芯65的表面进行煅烧来实施氧化处理的时间例如优选设定为作为第1时间的一例的4小时以上且作为第2时间的一例的8小时以下。
若煅烧时间小于4小时,则管主体63的内周面及芯65的表面的氧化处理有可能变得不充分,若煅烧时间超出8小时,则管主体63的内周面及芯65的表面的氧化处理过度进行,这些管主体63的内周面及芯65的表面因过度的氧化处理而产生微细的凹凸,有可能阻碍液化的水沿着长度方向移动时的毛细管现象。
<定影装置的动作>
在该实施方式1所涉及的定影装置中,能够如下提供能够沿着长度方向长期维持良好的导热性能的热导管及使用了该热导管的定影装置及图像形成装置。
即,如图2所示,该实施方式1所涉及的定影装置40通过陶瓷加热器45的第1发热部4521至第3发热部4523中的至少一个以上发热而对加热带42进行加热。
被加热的加热带42与加压辊43一同沿着图2中箭头C方向旋转,并在定影夹压部N中对保持有未定影色调剂图像T的记录纸张5进行加热及加压,从而进行定影处理。
在定影装置40中,每次进行定影处理时,陶瓷加热器45的第1发热部4521至第3发热部4523中的至少一个以上发热,配置于陶瓷加热器45的背面侧的热导管61、62与陶瓷加热器45一同被加热至约200℃左右的高温。然后,若定影处理结束,则定影装置40向陶瓷加热器45的通电被切断而被冷却至与室温相同的温度,并维持与室温相同的温度直至开始下一个定影处理。
然而,热导管61、62通过具备由铜等金属构成的管主体63和芯65并在内部封入纯水而构成。
构成热导管61、62的管主体63及芯65的金属材料的铜和水通常为惰性,但若在定影装置40的定影温度即200℃左右的高温下铜与水长时间接触,则发生如以下化学式所示的氧化反应。
然而,在该实施方式1所涉及的定影装置40中,热导管61、62的管主体63及芯65预先实施有氧化处理。因此,热导管61、62即使在200℃左右的高温下长时间接触,也不会产生或抑制铜被氧化而产生氢(H2)的氧化反应。
因此,在该实施方式1所涉及的定影装置40中,如图13所示,即使在长期间使用的情况下,由热导管61、62的管主体63及芯65被氧化而引起的导热性能的下降也会被抑制,能够维持良好的导热性能直至定影装置40达到寿命。
另外,在图13中,呈现在某一期间暂时下降的热导管61、62的导热性能再次上升的倾向,认为这是由于铜与水的氧化反应为可逆反应,通过铜与水的氧化反应产生的氢(H2)与氧化铜(CuO)的氧(O)反应而恢复为水(H2O)。
另外,在所述实施方式中,对使用陶瓷加热器作为面状发热机构的情况进行了说明,但作为面状发热机构,并不限定于陶瓷加热器,只要在定影夹压部N如文字那样以面状发热即可。
并且,在所述实施方式中,对使用加压辊作为加压机构的情况进行了说明,但也可以使用加压带作为加压机构。
并且,本发明以电子照相方式的图像形成装置进行了说明,但并不限于电子照相方式的图像形成装置,例如也能够适用于与保持由油墨形成的未干燥层的图像(未定影的油墨图像)而被传送的纸张接触并将该未定影油墨图像定影在纸张上的喷墨方式的图像形成装置等。
(附记)
(1)
一种热导管,其具备:
管状部件,其为在内部封入有液体的中空的部件,内表面预先进行了氧化处理;及
移动机构,其为使封入在所述管状部件的内部且液化的所述液体通过毛细管现象沿着所述管状部件的长度方向移动的机构,表面预先进行了氧化处理。
(2)
根据(1)所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构在封入所述液体之前通过加热而实施氧化处理。
(3)
根据(2)所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构的氧化处理执行至不阻碍液化的所述液体通过毛细管现象沿着所述管状部件的长度方向移动的程度。
(4)
根据(3)所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构的氧化处理实施长于第1时间且短于第2时间。
(5)
根据(1)所述的热导管,其中,
所述液体由纯水构成。
(6)
根据(5)所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构与所述纯水反应而生成氧化物。
(7)
一种定影装置,其具备:
加热机构,对被定影部件进行加热;及
热导管,与所述加热机构接触,
所述定影装置使用(1)至(6)中任一项所述的热导管作为所述热导管。
(8)
一种图像形成装置,其具备:
图像形成机构,将图像形成于记录媒体上;及
定影机构,将所述图像定影在所述记录媒体上,
所述图像形成装置使用(7)所述的定影装置作为所述定影机构。
根据(1)所涉及的热导管,可提供能够沿着长度方向长期维持良好的导热性能的热导管及使用了该热导管的定影装置及图像形成装置。
根据(2)所涉及的热导管,能够同时对管状部件及移动机构进行氧化处理。
根据(3)所涉及的热导管,与过度实施管状部件及移动机构的氧化处理的情况相比,能够抑制阻碍液化的液体通过毛细管现象沿着管状部件的长度方向移动。
根据根据(4)所涉及的热导管,与管状部件及移动机构的氧化处理小于第1时间且超出第2时间的情况相比,不会阻碍基于氧化处理的液体的移动而能够长期维持热导管的效果。
根据(5)所涉及的热导管,与液体由除纯水以外的物质构成的情况相比,能够抑制成本上升。
根据(6)所涉及的热导管,即使在管状部件及移动机构与纯水反应而生成氧化物的情况下,也能够长期维持热导管的效果。
根据(7)所涉及的定影装置,与作为热导管而不使用(1)至(6)中任一项所述的热导管的情况相比,能够沿着长度方向长期维持良好的导热性能,从而能够维持良好的定影性。
根据(8)所涉及的图像形成装置,与作为定影机构而不使用(7)所述的定影装置的情况相比,能够维持良好的定影性,从而能够维持画质。
上述本发明的实施方式是以例示及说明为目的而提供的。另外,本发明的实施方式并不全面详尽地包括本发明,并且并不将本发明限定于所公开的方式。很显然,对本发明所属的领域中的技术人员而言,各种变形及变更是自知之明的。本实施方式是为了最容易理解地说明本发明的原理及其应用而选择并说明的。由此,本技术领域中的其他技术人员能够通过对假定为各种实施方式的特定使用最优化的各种变形例来理解本发明。本发明的范围由以上的权利要求书及其等同物来定义。
Claims (8)
1.一种热导管,其具备:
管状部件,其为在内部封入有液体的中空的部件,内表面预先进行了氧化处理;及
移动机构,其为使封入在所述管状部件的内部且液化的所述液体通过毛细管现象沿着所述管状部件的长度方向移动的机构,表面预先进行了氧化处理。
2.根据权利要求1所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构在封入所述液体之前通过加热而实施氧化处理。
3.根据权利要求2所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构的氧化处理执行至不阻碍液化的所述液体通过毛细管现象沿着所述管状部件的长度方向移动的程度。
4.根据权利要求3所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构的氧化处理实施长于第1时间且短于第2时间。
5.根据权利要求1所述的热导管,其中,
所述液体由纯水构成。
6.根据权利要求5所述的热导管,其中,
所述管状部件及所述移动机构与所述纯水反应而生成氧化物。
7.一种定影装置,其具备:
加热机构,对被定影部件进行加热;及
热导管,与所述加热机构接触,
所述定影装置使用权利要求1至6中任一项所述的热导管作为所述热导管。
8.一种图像形成装置,其具备:
图像形成机构,将图像形成于记录媒体上;及
定影机构,将所述图像定影在所述记录媒体上,
所述图像形成装置使用权利要求7所述的定影装置作为所述定影机构。
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