CN1282911C - 定影装置及配置有定影装置的成像装置 - Google Patents

Abstract

一种定影装置，包括：定影辊，用于在定影夹持部将图像热定影在记录材料上，所述定影辊与图像相接触；夹持部形成构件，用于与所述定影辊一起在夹持部形成构件和定影辊之间形成定影夹持部；以及加热辊，用于加热所述定影辊，所述加热辊与所述定影辊的外表明相接触；其中，所述定影辊在纵向方向上其端部外径比其中央部外径大，并且根据所述定影辊的外径，所述加热辊在纵向方向上其端部外径比其中央部外径小。

Description

定影装置及配置有定影装置的成像装置

技术领域

本发明涉及一种加热装置和定影装置，该加热装置配置有：加热辊、加压辊和外部加热辊，加热辊和加压辊互相表面压接且可自由旋转，外部加热辊压接着至少一方的辊表面且通过内设的热源边加热该辊表面边旋转，被加热材料在上述加热辊和上述加压辊之间加压运送且进行加热处理，该定影装置通过利用上述加热装置，把由电子照片方式的打印机、打印机等的成像装置在记录材料上形成的调色剂图像，加热定影在该记录材料上。

背景技术

现有技术中，使用了电子照片方式的成像装置具有定影装置，该定影装置使通过由静电吸附性的树脂、磁性体和染色材料等所组成的调色剂，在作为记录材料的转印材料(被加热材料)上形成的图像在与转印材料相互压接·旋转的定影辊(加热辊)和加压辊的压接部上边夹持运送边加热加压，令其在该转印材料上融化定影。

用于该定影装置的定影辊的构成为：在如铝或铁等的圆筒状辊的表面上覆盖硅橡胶等耐热弹性体，并在其上面覆盖聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)等构成的耐热性分型层树脂。定影辊具有硅橡胶等的耐热性弹性体的理由为：为了使由多层构成的调色剂混色并在记录材料上定影，热量十分必要，所以要提高调色剂的热跟踪性。

加压辊的构成为：在与上述定影辊加压接触时，使保持一定接触宽度地将硅橡胶等的耐热弹性体覆盖于铝或铁等的圆筒状辊的表面，在其上面覆盖由聚四氟乙烯(PTFE)或全氟烷氧基烷烃(PFA)等构成的耐热分型层树脂。

这样的定影装置，现有技术是在定影辊或加压辊的辊内部设置如卤素灯等的热源，通过点亮卤素灯来加热辊(内面加热方式)。

在该内面加热方式的情况下，在连续定影中，由于设置于辊表面的耐热弹性体的热传导性低，定影辊表面的温度低于温调温度之后，即使将设置于定影辊内部的卤素灯点亮，卤素灯的热到达辊表面也需要较长的时间。结果，定影辊的表面温度在从卤素灯传来的热传到辊表面之前，由于定影动作而不断下降，在最低定影保证温度之下，就会有发生定影不良的问题。另外，即使以内表面加热方式对加压辊进行加热的情况下，由于在加压辊上设置了耐热弹性层，也有同样的问题。

因此，作为防止该定影不良的对策，采用如下方式，即将内藏热源的使用高热传导率材料的辊(以下，称为外部加热辊)压接于定影辊的表面，通过使外部加热辊和定影辊在压接的同时旋转，对定影辊从表面直接加热(外部加热方式)的方式。

该外部加热方式中，由于将温度控制为外部加热辊表面比定影辊表面的温度高，在外部加热辊和定影辊的压接部(夹持部)从外部加热辊向定影辊表面直接传递热量，由于与上述内面加热方式相比可瞬间将热供给定影辊表面，所以能防止定影辊的温度降低。当然，在加压辊上设置外部加热辊的情况下，也可以得到同样的效果。

但是，在上述现有技术的外部加热方式的情况下，存在以下问题点。即，和与外部加热辊接触并直接加热的被加热外部辊的定影辊或加压辊的形状无关，外部加热辊是沿其纵向其中央部的辊直径和端部的辊直径相等的所谓的直线形状。

但是，当定影辊在纵向方向上端部的外径比中央部的外径大即在所谓的逆凸形状的情况下，在夹持部由于在记录材料上力向端部方向作用，所以可以防止在记录材料上形成定影时的纸皱。当将直线形状的外部加热辊压接在这样的逆凸形状的定影辊上的情况下，定影辊和外部加热辊的压接部分(夹持部)，由于外部加热辊对于定影辊的压力为一定，直径大的部分上比直径小的部分压力要大，从而定影辊的弹性层的变形宽度不同。其结果，形成在纵向方向上端部的夹持部宽度比中央部的夹持部宽度大的逆凸形状。这样，在压接部(夹持部)上，从外部加热辊向定影辊表面直接传热时，由于外部加热辊和定影辊的接触宽度较大的端部方向比中央部的传热量多，所以在定影辊的表面上产生纵向温度不均。

相反，例如定影辊为正凸形状的场合，直线形状的外部加热辊压接，则定影辊和外部加热辊的压接部(夹持部)在纵向方向成为中央部的夹持宽度比端部的夹持宽度大的正凸形状，其结果，在压接部(夹持部)上，从外部加热辊向定影辊直接传热时，由于外部加热辊和定影辊的接触距离长的中央部比端部的传热量多，所以与上述相同在定影滚轮表面产生纵向温度不均。

当这样所产生的定影辊表面的纵向温度不均显著时，就会发生定影后的图像的纵向光泽不均、纸在定影时的动作不稳定、以及由纸皱和纸后端跳动所引起的图像不良等问题。

另外，完全同样地，在直线形状的外部加热辊压接于正凸或逆凸形状的加压辊上的情况下，在压接表面上发生纵向温度不均，从而发生定影后的图像的纵向方向光泽不均、纸在定影时的动作不稳定、以及由纸皱或纸后端跳动所引起的图像不良等问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于对与外部加热体接触的旋转体在纵向方向上均匀加热。

本发明的进一步的目的在于提供一种定影装置，该定影装置包括：定影辊，用于在定影夹持部将图像热定影在记录材料上，所述定影辊与图像相接触；夹持部形成构件，用于与定影辊一起在夹持部形成构件和定影辊之间形成定影夹持部；以及加热辊，用于加热所述定影辊，所述加热辊与所述定影辊的外表明相接触；其中，所述定影辊在纵向方向上其端部外径比其中央部外径大，并且根据所述定影辊的外径，所述加热辊在纵向方向上其端部外径比其中央部外径小。

附图说明

图1是成像装置的断面图。

图2是表示适用本发明加热装置的第1实施方式的定影装置的断面概略图。

图3是说明图2的第1实施方式的定影辊和外部加热辊的概略图。

图4是说明由图2的第1实施方式的定影辊和外部加热辊产生的夹持部形状图。

图5是说明第3实施方式的定影辊和外部加热辊的概略图。

图6是说明由第3实施方式的定影辊和外部加热辊产生的夹持部形状图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的一实施方式进行说明。

(第1实施方式)

首先，使用图1，对有关成像的一系列的过程进行说明。

图1中，作为本实施方式的成像装置的一个例子，显示了具有多个光扫描机构的4鼓型激光打印机(以下简称为打印机)的大致构造。如图1所示，本实施方式的打印机的构造为：在作为潜像承载体的电子照片感光体(以下称为“感光鼓”)的周围，设置有由带电装置、显影装置和清洁装置等构成的4个作为成像机构的成像站，在该各成像站上形成的感光鼓上的图像，转印至与该感光鼓邻接并移动通过的运送机构上的纸等的记录材料(以下简单地设定为纸)上。在形成品红、深蓝、黄色和黑色的各种颜色的图像的各成像站Pa、Pb、Pc、Pd上，分别配置有各感光鼓1a、1b、1c和1d，各感光鼓沿箭头方向自由旋转。而且，在各感光鼓1a、1b、1c和1d的周围，沿上述感光鼓的旋转方向依次配置有：使感光鼓表面带电的带电器5a、5b、5c和5d，以及用于使带电、图像曝光后的图像信息显影的显像装置2a、2b、2c和2d，还有用于除去转印后的感光鼓上残留调色剂的清洁器4a、4b、4c和4d，在各感光鼓的下方，配置有用于将感光鼓上的调色剂像转印到记录材料上的转印部3。该转印部3具有在各成像站上作为共同的记录材料运送机构的转印传送带31及转印用带电器3a、3b、3c和3d。

在上述打印机中，从作为图1所示的记录材料供给机构的给纸盒61供给的纸P支承于转印传送带31上被运送到各成像站，依次转印在上述各感光鼓上形成的各种颜色的调色剂像。该转印工序结束时，记录材料上形成未定影调色剂像。承载有该未定影调色剂像的记录材料P从转印传送带31分离并由作为记录材料导向机构的运送带62向着定影装置7运送。

图2为适用本发明第1实施方式的加热装置的定影装置主要部分断面说明图。图2中，定影装置A的构成包括：定影辊71和加压辊72、外部加热辊73、第一温度传感器77和第二温度传感器76、运送导向62、分离爪711等，其中，作为定影旋转体的定影辊71及作为加压旋转体的加压辊72在其表面互相压接的同时自由旋转地配置，外部加热辊73的内部设置有热源75，在压接在定影辊71的表面的同时自由旋转地配置，并且一边给该定影辊表面加热一边旋转，第一温度传感器77和第二温度传感器76配置为与定影辊71和外部加热辊73的表面相接触，并作为检测辊的表面温度的温度检测体而被设置，运送导向62将承载着未定影的调色剂像的转印材料运送导向至定影辊71和加压辊72的压接部(夹持部)，分离爪711与加压辊72的表面接触或接近并将转印材料从加压辊72分离。这样，旋转体对由定影旋转体和加压旋转体构成。

定影辊71形成为例如在外径为50mm厚度为3mm的芯骨的铝制圆柱筒71a的表面上覆盖作为弹性层的厚度为3mm的JIS-A硬度为30～60度的硅橡胶71b。另外，为了提高表面的分型性，例如，也可以设置作为分型层的厚度为20～70μm的PTFE或厚度为50～100μm的PFA等的氟树脂层71c。

加压辊72形成为例如在外径为38mm厚度为2mm的芯骨的铝制圆柱筒72A的表面上覆盖作为弹性层的厚度为2mm的JIS-A硬度为40～70度的硅橡胶72b。另外，为了提高表面的分型性，例如，也可以设置作为分型层的厚度为20～70μm的PTFE和厚度为50～100μm的PFA等的氟树脂层72c。

另外，在定影辊71的圆柱筒内的中心部，沿着旋转轴的轴向方向，配置作为热源的加热器74，该加热器74应用例如以500W的功率其配光分布在纵向方向上均匀的卤素灯，通过该加热器74的动作而对定影辊71进行加热。

作为热供给体的外部加热体的外部加热辊73，使用了作为芯骨的外径为30mm，厚度为3mm的铝制圆柱筒或铁制圆柱筒73a。为了提高圆柱筒表层上的分型性，也可以将作为分型层的氟树脂层73b当作覆盖物使用。另外，在外部加热辊的内表面上涂有用于提高热吸收率的黑色涂漆。

另外，在外部加热辊73的圆柱筒内部的中心部，沿着旋转轴的轴向方向，配置作为热源的加热器75，该加热器75应用例如以400W的功率其配光分布在纵向方向上均匀的卤素灯，通过该加热器75的动作而对定影辊73进行加热。

图3显示了外部加热辊3与定影辊1的凸量的关系，为最好地说明了本实施方式1的概略图。作为解决纸皱的对策，在定影辊71上设置有逆凸面，使定影辊1的纵向方向中央部的外径D1和端部的外径D2的关系满足D2-D1＝150～200μm。

在外部加热辊73上设置有正凸面，使外部加热辊的纵向方向中央的外径D3和端部D4的关系满足D3-D4＝150～200μm。

如图4所示，当用大约10kg的载荷压力将外部加热辊73压向上述形状的定影辊71时，定影辊71和外部加热辊73的中央部的夹持宽度N1约为4.5mm，端部的夹持宽度N2也约为4.5mm，大致与中央部的夹持宽度N1相一致。结果，从外部加热辊73向定影辊71的传热距离(传热量)在纵向方向上相等，能保持定影辊的温度在纵向方向均匀。

实际上，使用逆凸量为150～200μm的定影辊1和正凸量为150～200μm的外部加热辊3，对用A4尺寸的纸配置数为500张连续定影中的定影辊71的中央部和端部(A4纸的端部)的温度进行监视，结果定影辊71的中央部和端部的表面温度之差保持在几乎没有的状态。定影后的图像在纵向全区域上可以得到没有光泽不均的良好图像。

这样，在本实施方式1中，由于定影辊1从外部被外部加热辊73直接加热，勿庸置疑可以有效地防止定影辊71的温度降低，还可使定影辊的温度在纵向方向上保持均匀。

(第2实施方式)

在第1实施方式中作为纸皱对策，考虑到将定影辊71设置为逆凸形状的情况，将外部加热辊73设置为正凸形状，虽然对于其效果进行了说明，但为了减轻纸后端的跳动，在定影辊71为正凸形状的情况下，通过将外部加热辊73设置为逆凸形状，也可以使外部加热辊73和定影辊71的夹持宽度在纵向方向上相等，使定影辊温度在纵向方向上保持均匀。

(第3实施方式)

本发明的第3实施方式在图5和图6中进行说明。

在图5中，作为纸皱对策将定影辊71设置为逆凸，使定影辊71的纵向方向的中央部的外径D1和端部的外径D2的关系满足D2-D1＝150～200μm。

外部加热辊73构成为纵向方向中央部的外径和端部的外径相等的直线形状。令直线形状的外部加热辊73向逆凸量为150～200μm的定影辊71加载压接，当将在中央部的夹持宽度N1设定为约4.5mm时，如图6所示，端部的夹持宽度N2约为5.5mm，比中央部大大约1mm。这意味着从外部加热辊73向定影辊71的传热距离(传热量)在沿着纵向方向上，端部比中央部大。

因此，内藏于外部加热辊73中的加热器75使用了纵向方向的配光分布相对于中央部的相对照度为120％其端部的相对照度为80％的卤素灯。使用这种构造的加热器75的目的是通过使中央部比端部大来填充供给热量差和外部加热辊73的内部加热器75的相对照度，供给热量差是由在定影辊71和外部加热辊73的纵向方向上的中央部和端部的传热距离之差产生，从而控制向定影辊71的供给热量在纵向方向上保持一定。

使用上述构造，对用A4尺寸的纸配置数为500张连续定影中的定影辊71的中央部和端部(A4纸的端部)的温度进行监视，结果定影辊71的中央部和端部的表面温度之差大致保持在几乎没有的状态。定影后的图像在纵向全区域上可以得到没有光泽不均的良好图像。可保持转印动作中的定影辊71的中央部和端部的表面温度之差几乎没有的状态，定影后的图像在纵向全区域上可以得到没有光泽不均的良好图像。

另外，在上述的实施例中，虽然对本发明的加热装置适用于定影装置的情况进行了说明，但本发明的加热装置也有效地适用于进行被加热材料的去皱和表面压光等的以提高该加热材料的品质为目的的情况。另外，如果将本发明的加热装置的定影辊71和外部加热辊73作为如图1所示的定影装置的定影辊71和外部加热辊73那样应用，一般有能得到可实现适当加热处理的定影装置的效果。

如上述说明，本发明具有以下效果：有效地防止定影辊(或加压辊)的温度降低是勿庸置疑的，能保持定影辊(或加压辊)的温度在纵向方向均匀，其效果是加热后的被加热体在纵向全区域上能得到无光泽不均的良好的加热处理。

以上虽然对本发明的实施例进行了说明，但本发明并不限于上述实施例，可以是在本发明的技术思想内的所有变形。

Claims (5)

1.一种定影装置，包括：

定影辊，用于在定影夹持部将图像热定影在记录材料上，所述定影辊与图像相接触；

夹持部形成构件，用于与所述定影辊一起在夹持部形成构件和定影辊之间形成定影夹持部；以及

加热辊，用于加热所述定影辊，所述加热辊与所述定影辊的外表面相接触；

其中，所述定影辊在纵向方向上其端部外径比其中央部外径大，并且根据所述定影辊的外径，所述加热辊在纵向方向上其端部外径比其中央部外径小。

2.如权利要求1记载的定影装置，其特征为：在所述定影辊和所述加热辊之间的接触宽度在纵向方向上基本上相同。

3.如权利要求1记载的定影装置，其特征为：所述定影辊端部的外径比中央部的外径大150至200μm，并且所述加热辊端部的外径比中央部的外径小150至200μm。

4.如权利要求1记载的定影装置，其特征为：所述加热辊在其内部具有热源。

5.如权利要求1记载的定影装置，其特征为：所述定影辊在其内部具有热源。

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