CN1818810A - 定影装置和图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定影装置，用于使记录材料上所携载的色调剂图像定影，包括：带部件，其在一种状态下旋转，在该状态下，其长轴被设定在所述记录材料的输送方向上，而其短轴则被设定在与所述记录材料的输送方向相垂直的方向上；以及加压部件，布置成与相交于所述带部件所述短轴方向的所述带部件表面压接触，以形成所述记录材料通过的压区部。
Description
技术领域
本发明涉及一种定影装置，在使用诸如电子照相法(静电复印法)的图像形成装置中，该定影装置将色调剂图像定影在记录材料上。
背景技术
在使用电子照相方法的图像形成装置如复印机和打印机中，均匀地使形状为如鼓形的感光体(感光鼓)荷电，并用基于图像信息控制的光对感光鼓进行扫描和曝光，从而在感光鼓上形成静电潜像。然后，用色调剂将静电潜像转变成可见图像(色调剂图像)。接着，将色调剂图像直接从感光鼓转印到记录材料上，或者，先将色调剂图像转印到中间转印介质上，再从中间转印介质转印到记录材料上。之后，通过定影装置将色调剂图像定影在记录材料上。
用于这种图像形成装置的定影装置包括例如：定影辊，在其中将热源布置在圆筒形芯棒内，并且这样形成定影辊，在芯棒上层叠耐热弹性层，并在弹性层外周面上层叠防粘层；以及加压辊，布置为和与之平行的定影辊压接触，并且这样形成加压辊，在芯棒上层叠耐热弹性层，并在弹性层的外周面上层叠由耐热树脂膜或耐热橡胶膜制成的防粘层。此外，使其上携载有未定影色调剂图像的记录材料在定影辊和加压辊之间通过，以便在未定影的色调剂图像上加热并加压，从而定影记录材料上的色调剂图像。这种定影装置称之为双辊定影方法，并已得到广泛应用。
然而，在使用定影辊如双辊定影方法的这种常规定影装置中，定影辊自身具有较大热容量。因此，存在这样的问题：当接通图像形成装置的电源时，即使同时开始给定影装置供电，定影辊也需要相当长的时间才能从室温升至可定影温度(预热)。因为定影辊这种难以快速起动的特性，当图像形成装置处于待机状态时，仍需要保持定影辊的温度始终不变，以备用于图像形成装置的起动。因此，还存在定影装置电能消耗大的问题。
为了解决此问题，已经开发了使用环形定影带部件的定影装置，以代替使用定影辊的结构。因为定影带部件具有由膜状耐热树脂等制成的基体，所以与辊形部件如定影辊相比，其优点在于热容量小并可以在短时间内完成预热。此外，由于易于快速起动，还可以降低待机状态下图像形成装置的电能消耗。
作为涉及采用定影带部件的定影装置已有技术实例，提出了下列技术(例如，参见JP-A-2003-223064)。根据此技术，这样构造定影装置，使定影装置也包括：加热膜(定影带部件)，由支撑部件可旋转地支撑，并具有布置在内部空间中的卤素加热器；以及加压辊部件，布置成与加热膜压接触以形成定影压区部，以驱动加热膜，从而使加热膜与加压辊部件随动。使从卤素加热器发射出的红外线汇聚在定影压区部，以对定影压区部中的加热膜进行加热，从而按照要求使通过定影压区部的记录材料上的色调剂图像得以定影。
此外，即使在采用上述定影带部件的定影装置中，进一步缩短预热时间的市场需求仍在不断增长。为了满足这种需求，就必须进一步减少定影带部件的热容量。为此目的，还需减小定影带部件的直径。
然而，如果将定影带部件的直径做得较小，按照其结构，给记录纸施加热的压区部的宽度必定变小。因此，当记录纸短时间内通过压区部压区部时，就难以提供足够的热量来将色调剂图像熔融到记录纸上。结果，存在的问题是，由于要保证压区部中的热量，就必须降低处理速度，因此，在高速图像形成装置中就难以缩短预热时间。
发明内容
为了解决上述问题而提出本发明。根据本发明的一个方面，一种用于定影记录材料上所携载色调剂图像的定影装置包括：带部件，其在一种状态下旋转，在该状态下，其长轴被设定在记录材料的输送方向上，而其短轴则被设定在与记录材料输送方向相垂直的方向上；以及加压部件，布置成与相交于带部件短轴方向的带部件表面压接触，以形成记录材料通过的压区部。
附图说明
根据以下参照附图进行的详细说明，本发明将更为清楚，其中：
图1是表示本发明图像形成装置构造的示意图；
图2是表示根据本发明实施方式的定影装置构造的侧剖视图；
图3是说明支撑定影带端部的构造的图；
图4A和图4B表示定影带和带引导部件之间尺寸关系；以及
图5是表示根据本发明另一实施方式的定影装置构造的侧剖视图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的实施方式进行描述。
实施方式1
图1是表示应用了本发明的图像形成装置构造的示意图。图1中示出的图像形成装置包括：电子照相装置，如荷电器11，使感光鼓10荷电；激光曝光装置12(在图中，用符号Bm代表曝光光束)，将静电潜像写到感光鼓10上；显影装置13，其容纳色调剂，并用色调剂使感光鼓10上的静电潜像可见；转印前荷电装置14，在转印部分15中静电转印之前，荷电装置14给感光鼓10上的色调剂图像荷电；转印单元20，在转印部分15中，将形成于感光鼓10上的色调剂图像转印到作为记录材料的记录纸P上；图像密度传感器18，在转印部分15的下游靠近于感光鼓10布置，用于执行图像密度的调整；清洁前荷电装置16，使静电转印后剩余色调剂的荷电量减少；以及鼓清洁器17，用来除去感光鼓10上的剩余色调剂，所有这些装置布置在作为色调剂图像载体实例的感光鼓10的周围，感光鼓10按箭头A所表示的方向旋转。图像形成装置进一步包括：定影装置60，将转印到纸P上的未定影色调剂图像定影；以及控制单元30，控制各装置(各部分或单元)的运行。
这里，转印单元20包括：转印输送带21，由驱动辊22与随动辊23将其张开；以及转印辊24，布置在转印输送带21内部，并与感光鼓10压接触，而转印输送带21位于转印辊与感光鼓之间。转印单元20还具有将感光鼓10上的色调剂图像转印于送到转印部分15的纸P上的功能，以及将已在转印部分15中转印有色调剂图像的纸P输送到定影装置60的功能。
此外，作为纸输送系统，本实施方式的图像形成装置包括：纸盘50，其容纳纸P(堆叠在纸盘50中)；拾取辊51，以预定的定时将堆叠在纸盘50中的纸P取出并输送；输送辊52，输送由拾取辊51给出的纸P；阻挡辊54，将输送来的纸P以预定的定时供给转印部分15；输送滑道53，将由输送辊52输送的纸P导向阻挡辊54；进口滑道55，将由阻挡辊54送进的纸P引导至转印部分15；定影进口导向装置56，将由转印单元20转印有色调剂图像并从转印单元输送的纸P导向定影装置60；以及排纸辊57，将从定影装置60排出的纸输送到排出纸放置部分(未示出)。
接下来，描述根据本实施方式的图像形成装置的基本图像形成过程。在图1中所示的图像形成装置中，由图像处理单元(未示出)，对来自如个人计算机(PC)等图像输入终端(image input terminal，IIT)(未示出)的图像数据进行预定的图像处理。在该图像处理单元中，对输入的反射率数据执行预定的图像处理，诸如图像“黑点”校正、位置偏差校正、伽马校正、各种移动编辑如边框删除编辑和移动编辑等。然后，将由图像处理单元图像处理过的图像数据输出到激光曝光装置12。
当在图像形成装置中开始图像形成操作时，感光鼓10开始旋转。与此同时，通过荷电装置11，其由在包括如不锈钢或铝的金属上涂覆高阻材料形成的辊部件构成，将感光鼓10的表面充电达预定电势。另外，在根据从图像处理单元输入的图像数据，用多面旋转镜以发射自半导体激光器的激光束Bm对感光鼓10的表面进行扫描时，激光曝光装置12照射感光鼓10的表面，从而在感光鼓10上形成静电潜像。
所形成的静电潜像由显影装置13用黑色色调剂显影为色调剂图像。亦即，来自电源(未示出)的直流电压构成的显影偏压，或者在交流电压上叠加有直流电压的显影偏压，施加到显影剂承载体(显影套筒)13a上，其携带有例如具有黑色色调剂和载体的显影剂，从而在显影剂承载体13a和感光鼓10之间形成显影电场。从而，显影套筒13a上的黑色色调剂转印到静电潜像的图像部分，并使静电潜像转变为可见图像。
这里，在本实施方式的图像形成装置中，在每个预定的周期中执行设定周期。具体而言，在实际图像形成操作之前，在预定条件下显影预定的斑点区域。此时，将转印单元20的转印输送带21设定为从感光鼓10隔开的状态。在此状态下，显影了的斑点区域就这样通过转印部分15，并由布置在转印部分15下游的图像密度传感器18，对斑点区域中色调剂图像的密度进行测量。由图像密度传感器18测量到的色调剂密度信号发送给控制单元30。然后，基于来自图像密度传感器18的信号，通过来自控制单元30的指令，对由荷电装置11所形成的感光鼓10上的充电势和/或施加到显影装置13的显影偏压值进行调整，籍此保持预定的图像密度。
接着，在正常的图像形成操作期间，形成在感光鼓10上的色调剂图像被输送到转印部分15，在该处感光鼓10与转印单元20相邻接。在此情形下，转印单元20的转印输送带21预先被设定成与感光鼓10相邻接的状态。当色调剂图像输送到转印部分15时，在纸输送系统中，根据色调剂图像输送到转印部分15的时间周期，拾取辊51旋转，并从纸盘50提供预定尺寸的纸P。由拾取辊51提供的纸P由输送辊52经由输送滑道53送到阻挡辊54。在阻挡辊54中，纸P一度被阻挡，以及，根据携载有色调剂图像的感光鼓10的运动定时，阻挡辊54旋转。从而将纸P的位置与色调剂图像的位置对齐，并将纸P从进口滑槽55递送到转印部分15。
在转印部分15中，按预定定时输送的纸P与感光鼓10和转印辊24之间的转印单元20转印输送带21一起，插入到感光鼓10和转印辊24之间。此时，由于与色调剂的荷电极性(这里称之为负极性)相反极性的电压(转印偏压)施加到转印辊24上，与感光鼓10上色调剂的充电极性相反极性的电荷从转印辊24传递给转印输送带21。从而，在感光鼓10和转印辊24推压色调剂图像的转印部分15，携载在感光鼓10上的未定影色调剂图像被静电转印到的纸P上。
其上静电转印有色调剂图像的纸P在静电吸附于转印单元20转印输送带21的状态下从感光鼓10上剥离并进行输送，并被递送到沿纸P的输送方向设置在转印单元20下游的定影装置60。顺便提及，如果纸P没有从感光鼓10上剥离，而是被吸附留在感光鼓10上，就由布置在转印部分15下游感光鼓10表面附近的分离爪(未示出)，将纸P从感光鼓10上分离，并将纸静电吸附至转印输送带21。
在输送纸P的转印输送带21的后端，在定影装置60处，借助于转印输送带21卷绕在驱动辊22上时转印输送带21的弯曲，并借助于纸P自身的硬挺性，使纸P从转印输送带21剥离。然后，由定影进口导板56对纸P进行引导，并将其向定影装置60输送。
输送到定影装置60的纸P上未定影色调剂在定影装置60中经受加热和加压的定影处理，以将其定影在纸P上。然后，借助于排纸辊57，将通过定影装置60的纸P输送到设置在图像形成装置排出口部分的排出纸放置部分(未示出)，从而完成一系列图像形成操作。
顺便提及，尽管本实施方式的图像形成装置适合于形成单色(黑色)色调剂图像，但本发明也可以应用于例如彩色图像形成装置，这种设备将黄色、品红色、青色、及黑色的色调剂图像叠于彼此之上，从而形成彩色图像。
下面对布置在本实施方式图像形成装置中的定影装置60进行描述。
图2是表示根据本实施方式的定影装置60构造的侧剖视图。如图2所示，本实施方式的定影装置60包括下述装置作为其主要部件：加压辊61，作为加压部件的实例；定影带62，作为带部件，布置在纸P的色调剂图像携载侧；带引导部件63，作为支撑部件的实例，支撑定影带62的内周面，并且与其间的定影带62一起，受到来自加压辊61的推压；以及卤素加热器64，作为加热部件，布置在定影带62内部，以对定影带62进行加热。
加压辊61布置成与定影带62相互平行，并调整为推压定影带62。此外，借助于驱动电机(未示出)，加压辊适合于沿箭头C表示的方向旋转，并且由于定影带62和加压辊61之间的摩擦力，定影带62随加压辊61旋转。
这里，这样构造加压辊61，使得芯棒(圆柱形芯棒)611既作为支撑部件又作为旋转轴，涂覆在芯棒611的外周面上的耐热弹性层612，以及用耐热树脂或耐热橡胶涂覆的防粘层613，该两层层压在一起。
定影带62也是原始形状为圆筒形的环形带，以及组成如下：基层621，含有热固性聚酰亚胺树脂、热塑性聚酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并咪唑树脂等作为主要成分；以及防粘层622，涂覆于加压辊61侧的基层表面(外周面)上，并由具有优异防粘性和耐久性的氟碳树脂如FPA(聚四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)制成。基层621的厚度为40μm至80μm，而防粘层622的厚度设定为1μm至30μm。此处，由于例如将碳黑混入基层621，就使定影带62易于吸收来自卤素加热器64的辐射热，从而提高了热的使用效率。因此，基层621还具有如热吸收层的功能。顺便提及，也可以使用这样一种结构，其中不是由在基层621中混入碳黑形成热吸收层，而是通过将碳黑和PFA混合来形成热吸收层，与基层621分开，将这样的热吸收层涂覆在基层621的内周面上。
具有这种结构的定影带62由带引导部件63和边缘引导部件80可旋转地支撑，带引导部件63布置在定影带62内部，而边缘引导部件80则布置在定影带62的两端(参见图3)。
现在对边缘引导部件80的构造进行描述，边缘引导部件80沿定影带62宽度方向对定影带62的两端进行支撑。图3是说明对定影带62端部进行支撑构造的图，并示出从纸P输送方向的下游侧看去的定影装置60一个端部区域。
如图3所示，定影带62的两端在其宽度方向上由边缘引导部件80支撑，边缘引导部件80固定于布置在定影带62内部的带引导部件63的两端。边缘引导部件80具有下述构成：带运转引导部分801，其形成为圆筒形，亦即，形成为截面为字母“C”的形状，该截面在对应压区部N及其邻近部开有切口；凸缘部分802，设置在带运转引导部分801的外侧，并形成为具有比定影带62大的外径；以及保持部分803，其设置在边缘引导部件80的外表面上，以便将边缘引导部件80定位在定影装置60主体中，并将边缘引导部件固定于其中。
在本实施方式的边缘引导部件80中，带运转引导部分801的外周面在定影带62宽度方向对其两端的内周面部分进行支撑。在由带运转引导部分801的外周面部分支撑的同时，定影带62的两端旋转。此时，所谓的带移时有发生，即，力(侧向推力)在定影带62宽度方向施加到定影带62上，使定影带沿其两端任意之一的方向偏斜。在这种情形下，由边缘引导部件80的凸缘部分802限制定影带62的带步，以对定影带62中发生的偏斜进行校正。
此外，如上所述，边缘引导部件80的凸缘部分802在其相对的内表面处支撑带引导部件63的两端，还支撑卤素加热器64的两端，并将卤素加热器64固定地布置在定影带62内的预定位置处。
其次，如图2所示，带引导部件63布置在定影带62内部，以在加压辊61侧对定影带62大致一半的内周面进行支撑。具体而言，带引导部件63形成为大致半椭圆筒(半管形)的形状。此外，带引导部件在其与布置有加压辊61一侧相反的区域开放，并且形成为向加压辊61弯曲。此外，相对于纸P的输送方向，带引导部件63具有在压区部N上游形成的弯曲部分(上游弯曲部分)63b，以及在压区部N下游形成的弯曲部分(下游弯曲部分)63c。并且，在根据本实施方式的定影装置60中，相对于压区部N，对称地形成带引导部件63的上游弯曲部分63b和下游弯曲部分63c。将这样形成的带引导部件63布置在定影带62内部，籍此，带引导部件支撑定影带62，同时使定影带62的截面形状变形为大致椭圆形，其长轴(长径)在纸P的输送方向上，而短轴(短径)在与纸P输送方向相垂直的方向上。
布置在定影带62内的带引导部件63还具有接受来自卤素加热器64的辐射热的功能，以被加热并将热传递给定影带62，以对定影带62进行加热。另外，当定影带62受到加压辊61的推压时，带引导部件还具有从定影带内部与自加压辊61的推力相反方向支撑定影带62的功能。因此，用具有高导热性和优异机械强度及刚性的材料如铝、铁、和SUS形成带引导部件63，从而来自卤素加热器64的热辐射有效地传递给定影带62，并不因相对于自加压辊61的推压力而产生挠曲。
除此之外，在与压区部N相对应区域周围的带引导部件63内周面经过黑化处理。这就使在与压区部N相对应区域周围的带引导部件63可以更有效地吸收来自卤素加热器64的辐射热。
另外，在带引导部件63的外周面，即在定影带62上带引导部件63滑动的表面，优选涂覆具有较小摩擦系数并具有耐热和耐磨性的材料，以减小带引导部件63和定影带62之间的滑动阻力。具体地说，可以使用特氟隆(注册商标)片、氟碳树脂片、氟碳树脂涂覆膜等。
此外，为了进一步减小带引导部件63和定影带62之间的滑动阻力，在定影带62的内周面上施加润滑剂如氨基改性硅油也是有效的。
其次，卤素加热器64是加热源，其额定输出设定为500W至1000W。此外，卤素加热器64布置在弯曲的带引导部件63的内部区域。具体而言，将卤素加热器64布置在压区部N沿纸P的输送方向中部的上方，而且布置在比带引导部件63的开口面63a(参见图2)更靠近加压辊61(带引导部件63)大约7mm处。此外，在带引导部件63附近，卤素加热器64对主要围绕压区部N的带引导部件63进行加热。
此外，在与压区部N侧表面相对的表面上，卤素加热器64涂有白陶瓷制成的半反射膜65，用于反射一部分来自卤素加热器64灯丝的辐射热。设置半反射膜65以反射百分之几十来自所使用卤素加热器64灯丝的辐射热。在本实施方式的定影装置60中，半反射膜65反射卤素加热器64总热值大约60％的热量。通过这样构造卤素加热器64，在卤素加热器没有涂覆半反射膜65且位于压区部N侧的表面中，来自卤素加热器64灯丝的辐射热加热压区部N周围的带引导部件63，并由来自加热了的带引导部件63的热传导间接地加热定影带62。另一方面，在卤素加热器涂覆有半反射膜65且位于与压区部N侧相对一侧的表面，只传导一部分(总热值的大约40％)来自半反射膜65的辐射热，并且由所传导的辐射热直接加热定影带62。以此种方式，卤素加热器64在短时间内将定影带62加热到预定温度。
这里，涂覆在卤素加热器64上的半反射膜65中，调整白陶瓷的涂覆量，以在定影带62和带引导部件63位于压区部N周围的部分中能获得预定的温度上升率。白陶瓷的涂覆量理想设置为，使得以预定的温度上升率加热定影带62和带引导部件63位于压区部N周围的部分，该预定温度上升率与形成带引导部件63的材料、材料的厚度、热容量、卤素加热器64的额定输出等相对应。
此外，将涂覆在卤素加热器64上的半反射膜65涂覆在围绕卤素加热器64中心轴的圆心角从180°到270°的区域中。通过涂覆这一区域，卤素加热器64对带引导部件63的区域(与压区部N相对应)进行有效的加热，从而消除带引导部件63对应于压区部N区域之外的区域过热，或者避免对定影带62直接进行加热的热量过度。因此，可以有效地利用来自卤素加热器64的热，并能避免定影带64热损坏。
此外，在如此构造的本实施方式定影装置60中，纸P由定影进口导板56引导至定影装置60的压区部N，在纸上具有在图1中所示的图像形成装置的转印部分15中静电转印上去的色调剂图像。当纸P通过压区部N时，由作用在压区部N上的压力和定影带62提供的热对纸P上的色调剂图像进行定影。
在定影处理完成之后，借助于在压区部N出口区域中定影带62曲率的改变，将通过压区部N的纸从定影带62上剥离下来，并将其输送到设置在图像形成装置排出部分的排出纸放置部分。此时，作为在定影之后将纸P从定影带62上完全分离的辅助单元，剥离辅助部件70可以布置在定影带62压区部N的下游。由挡板保持部件72将剥离辅助部件70保持在这样的状态，使剥离挡板71在与定影带62旋转方向相反的方向(反方向)上靠近定影带62。
这里，在本实施方式的定影装置60中，如上所述，布置在定影带62内部的带引导部件63使定影带62的截面形状变形为大致椭圆形，其长轴(长径)在纸P的输送方向上，而短轴(短径)则在与纸P输送方向相垂直的方向上。此外，将加压辊61布置成与垂直于短轴的定影带62表面(与短径方向相交的表面)压接触。以此方式，通过将定影带62变形为平坦的、在纸P输送方向上较长的大致椭圆形，并通过使加压辊61与垂直于短轴的定影带62表面压接触，在定影带62邻接加压辊61的表面处，就可以形成具有较小曲率(具有较大的曲率半径)的定影带62。
因此，即使定影带62的直径做得较小，也可以将加压辊61与定影带62邻接的压区部N设置为具有较大的宽度。亦即，由于定影带62在其曲率半径较大的区域与加压辊61邻接，定影带62与加压辊61邻接的区域就可以设置得较大。籍此，当纸P通过压区部N时，由于可以给予纸P足以熔融色调剂图像的热量，即使对采用减小直径定影带62的图像形成装置提高处理速度，仍然可以保持较好的定影性能。
此外，由于压区部N的宽度设定得较大，就能够增加定影带62与带引导部件63接触的时间。因此，当由于从定影带62向纸P传导热而使定影带62温度降低时，由于从带引导部件63给定影带62快速地补充热量，还可以容易地将定影带62的温度保持为基本恒定。
在此情形下，被加压辊61推压的定影带引导部件63的表面，其间有定影带62，该表面也可以形成为宽度如沿纸P的输送方向为8mm至9mm的大致平坦部分63d(参见图2)。通过以此种方式构造带引导部件63，在由于定影带62变形为大致椭圆状而具有扩大宽度的压区部N中，纸P通过的通道就可以形成为大致平坦表面的形状。借助于形成这种平坦表面的压区部N，就可以将在加宽的压区部N的整个区域上均匀而充足的辊隙压力施加到通过压区部N的纸P上。籍此，在压区部中，由于能够以与定影带62相同的速度输送纸P，即使是记录纸，例如由将纸P叠起而形成的信封，也可减少纸张起皱或卷曲发生。
如上所述，在本实施方式的定影装置60中，借助于布置在定影带62内部的带引导部件63，定影带62形成为大致椭圆状，其长轴在纸P的输送方向上，而短轴则在与纸P输送方向相垂直的方向上。此外，将加压辊61布置成与垂直于短轴的定影带62的表面(与短径方向相交的表面)压接触。因此，即使当定影带62的直径做得较小时，加压辊61与定影带62邻接的压区部N的宽度也可以设置得较大。籍此，当纸P通过压区部N时，由于可以给予纸P足以熔融色调剂图像的热量，即使提高图像形成装置的处理速度，仍然可以保持良好的定影性能。
此外，定影带62的直径可以做得较小以减少定影带62的热容量。因此，由于用较少的热量就可以使整个定影带62的温度提高到可定影的温度，同时也可以缩短预热时间。
现在对采用具有较小直径的定影带62形成宽压区部N的方法进行描述。图4A和图4B表示定影带62和带引导部件63之间尺寸上的关系。这里，图4A表示将带引导部件63布置到定影带62内部之前的状态，以及图4B表示将带引导部件63布置到定影带62内部之后的状态。
如图4A所示，定影带62具有其原始形状，例如，30mm直径(r)的圆筒。相对的，带引导部件63是半椭圆筒，其长轴(图中用“m”表示)为33mm，短轴(图中用“n”表示)为14mm。亦即，与圆筒形(原始形状)的定影带62相比，带引导部件63的长轴(其沿纸P输送方向的长度)形成为具有较大的直径。当将这种带引导部件63布置到定影带62内部时，如图4B所示，借助于带引导部件63，就可以使定影带62的截面形状变形为大致椭圆状，在图中横向上较长，而纵向上较短。
具体而言，当定影带62的原始形状是直径r＝30mm的圆筒，而将与该原始形状直径相比具有较小长轴(例如，28mm)的带引导部件63布置到定影带内部时，定影带62的截面形状保持大致圆形。此时，使加压辊61与定影带压接触，由此，在定影带62和加压辊61之间辊隙的最大宽度变为大约8.5mm。作为比较，如本实施方式的定影装置60中，当截面长轴m＝33mm和短轴n＝14mm的半椭圆筒形的带引导部件63布置到原始形状为直径r＝30mm圆筒形的定影带62内部时，如图4B所示，定影带62变形为椭圆状，其长轴(图中用“q”表示)为33mm，而短轴(图中用“p”表示)为26.5mm。同样地，在此状态下，使定影带与加压辊61压接触，就可以使定影带62和加压辊61之间辊隙的最大宽度增加到大约13mm。
通过以这种方式将长轴比定影带62原始形状直径长的半椭圆筒布置到定影带62内部，借助于带引导部件63，就可以使定影带62变形为大致椭圆形，其在图中横向上较长，而在纵向上较短。结果，即使使用具有较小直径的定影带62，也可以将定影带和加压辊61之间辊隙的最大宽度设定得比较大。
如以上所述，在本实施方式的定影装置60中，借助于布置在定影带62内部的带引导部件63，定影带62变形为大致椭圆状，其长轴在纸P的输送方向上，而短轴则在与纸P的输送方向相垂直的方向上。此外，将加压辊61布置成与垂直于短轴的定影带62表面(与短径方向相交的表面)压接触。因此，即使定影带62的直径做得较小，也可以将加压辊61与定影带62邻接的压区部N设定为具有较大的宽度。籍此，当纸P通过压区部N时，由于可以给予纸P足以熔融色调剂图像的热量，所以，即使加快采用减小直径定影带的图像形成装置的处理速度，仍然可以保持良好的定影性能。
另外，在本实施方式的定影装置60中，由于可以采用具有较小直径的定影带62，就可以减少定影带62的热容量。因此，由于用较少的热量就可以使整个定影带62的温度升高到可定影的温度，同时还可以缩短预热时间。
实施方式2
对实施方式1关于定影装置60进行了描述，该定影装置60构造为使得所使用的带引导部件63形成为：相对于压区部N，在纸P的输送方向上游和下游侧是对称的，并且带引导部件63从内部支撑定影带62，以使定影带62的截面变形为椭圆形。现在对实施方式2关于定影装置90进行描述，其中所使用的带引导部件63这样形成：相对于压区部N，在纸P的输送方向上游和下游侧是不对称的，以及，带引导部件63从内部支撑定影带62，以使定影带62的截面变形为大致椭圆形，但是变化的形状使上游弯曲部分的曲率与下游弯曲部分的曲率彼此不同。顺便提及，与实施方式1中相同的部件用相同的标号表示，并省略其描述。
图5是表示根据本实施方式的定影装置90构造的侧剖视图。如图5所示，在基本构造上，本实施方式的定影装置90与实施方式1中示出的定影装置60是相同的，而与定影装置60的不同在于：相对于压区部N，布置在定影带62内部以支撑定影带62的带引导部件63在纸P的输送方向上游侧和下游侧形成为不对称的。亦即，这样形成带引导部件63，使得在压区部N上游所形成的弯曲部分(上游弯曲部分)63b的曲率较小(具有较大的曲率半径)，而在压区部N下游所形成的弯曲部分(下游弯曲部分)63c的曲率较大(其曲率半径较小)。
通过以这种方式形成带引导部件63，可以将定影带62变形为大致椭圆的形状，其在压区部N的上游具有较小的曲率(较大的曲率半径)，而在压区部N的下游具有较大的曲率(较小的曲率半径)。因此，在本实施方式的定影状装置90中，即使定影带62的直径做得较小，也可以将加压辊61与定影带62相邻接的压区部N设定为较大的宽度。籍此，当纸P通过压区部N时，由于可以给予纸P足以熔融色调剂图像的热量，即使提高图像形成装置的处理速度时，仍然可以保持良好的定影性能。进一步地，由于可以采用具有较小直径的定影带62，就可以降低定影带62的热容量。因为用较少的热量就可以将整个定影带62的温度提升到可定影温度，所以，还可以同时缩短预热时间。
此外，在本实施方式的定影装置90中，这样设定定影带62，使其在压区部N下游的曲率变得较大(其曲率半径变小)。这种构造使得从压区部N排出的纸P易于从定影带62上剥离。
具体而言，当纸P通过压区部N时，纸P上的色调剂图像接受定影带62的热而进入熔融状态。因此，由于色调剂图像起到粘合剂的作用，从压区部N排出的纸P就处在粘附于定影带62的状态。然而，在本实施方式的定影装置90中，借助于在压区部N下游形成的带引导部件63的弯曲部分63c，使已经通过压区部N的定影带62的行进方向急剧地向上弯曲。因此，在压区部N中处在粘附于定影带62状态下输送的纸P，在通过压区部N之后，由于定影带62的行进方向急剧改变，而纸P不能跟随定影带62在行进方向上的改变。因此，借助于纸自身的硬挺性，使处在粘附于定影带62的状态下的纸P从定影带62上可靠地剥离。
如上说述，即使提高本实施方式定影装置90中图像形成装置的处理速度时，也可在减少预热时间的同时，保持良好的定影性能。
作为利用本发明的实例，有在采用电子照相方法的如复印机或打印机图像形成装置方面的应用，以及在对例如记录薄片上所携载的未定影色调剂图像进行定影的定影装置方面的应用。还有在采用喷墨方法如复印机或打印机的图像形成装置方面的应用，以及在对例如记录薄片上所携载的未干的墨水图像进行干燥的定影装置方面的应用。
如以上所述，根据本发明的一个方面，一种用于使记录材料上携载的色调剂图像定影的定影装置，包括：带部件，在一种状态下旋转，在该状态下，所述带部件的长轴被设定在所述记录材料的输送方向上，而其短轴则被设定在与所述记录材料的所述输送方向相垂直的方向上；以及加压部件，布置成与相交于所述带部件所述短轴方向的所述带部件表面压接触，以形成所述记录材料通过的压区部。
这里，定影装置可以进一步包括带引导部件，其从内部支撑所述带部件，同时使所述带部件保持在一种状态下，在该状态下，所述长轴被设定在所述记录材料的所述输送方向上，而所述短轴则被设定在所述与所述记录材料的所述输送方向相垂直的方向上。特别地，至少在所述压区部中，所述带引导部件支撑所述带部件的表面。此外，定影装置可以进一步包括加热部件，其加热所述带引导部件与所述压区部相对应的区域。而且，所述带引导部件具有在所述记录材料所述输送方向中的所述压区部上游形成的上游弯曲部分，以及在所述记录材料所述输送方向中所述压区部下游形成的下游弯曲部分。上游及下游弯曲部分可形成为向加压部件弯曲。
此外，根据本发明的另一方面，一种使记录材料上携载的色调剂图像定影的定影装置，包括：可旋转的带部件；带引导部件，使所述带部件的截面变形为大致椭圆形，并从内部支撑变形的带部件；以及加压部件，布置成与相交于由所述带引导部件变形的所述带部件短轴方向的所述带部件表面压接触，以形成所述记录材料通过的压区部。
这里，所述带引导部件可形成为，使其沿所述记录材料输送方向上的长度大于所述带部件形成为圆筒状时所述带部件的直径。此外，所述带引导部件可形成为，使其向所述加压部件弯曲，并从内部支撑包括所述压区部的所述带部件区域。在此情形下，在与所述压区部相对应的区域，所述带引导部件可形成平面。此外，在所述记录材料的输送方向上，所述带引导部件具有在所述压区部上游形成的上游弯曲部分，以及在所述压区部下游形成的下游弯曲部分，以及，所述下游弯曲部分的曲率半径形成为小于所述上游弯曲部分的曲率半径。
另外，带引导部件形成为在与所述加压部件相背的部分开放。此外，定影装置可以进一步包括加热部件，在所述带引导部件与所述压区部相对应的区域附近，加热所述带引导部件。在此情形下，所述带引导部件可形成为在其与所述加压部件相背的部分开放，以及所述加热部件可形成有半反射膜，该半反射膜限制向与所述加压部件相背侧辐射的一部分热。
此外，根据本发明的又一方面，一种图像形成装置，包括：色调剂图像形成单元，其形成色调剂图像；转印单元，将由所述色调剂图像单元形成的所述色调剂图像转印到记录材料上，以及定影单元，在所述记录材料上定影转印到所述记录材料上的所述色调剂图像，所述定影单元包括：带部件，在一种状态下旋转，在该状态下，其长轴被设定在所述记录材料的输送方向上，而其短轴则被设定在与所述记录材料所述输送方向相垂直的方向上；加压部件，布置成与相交于所述带部件所述短轴方向的所述带部件表面压接触，以形成所述记录材料通过的压区部，以及带引导部件，从内部支撑所述带部件，同时使所述带部件保持在一种状态，在该状态下，所述长轴被设定在所述记录材料的所述输送方向上，而所述短轴则被设定在所述与所述记录材料所述输送方向相垂直的方向上。
根据本发明，可以实现既缩短图像形成装置预热时间又加快其速度。
2005年2月10日提交的日本专利申请No.2005-034700的全部公开内容，包括说明书、权利要求书、附图和摘要，在此以全部引用的方式并入本文。
Claims (16)
1.一种用于使记录材料上携载的色调剂图像定影的定影装置，包括：
带部件，在一种状态下旋转，在该状态下，所述带部件的长轴被设定在所述记录材料的输送方向上，而其短轴则被设定在与所述记录材料的所述输送方向相垂直的方向上；以及
加压部件，布置成与相交于所述带部件所述短轴方向的所述带部件表面压接触，以形成所述记录材料通过的压区部。
2.根据权利要求1所述的定影装置，进一步包括
带引导部件，其从内部支撑所述带部件，同时使所述带部件保持在一种状态下，在该状态下，所述长轴被设定在所述记录材料的所述输送方向上，而所述短轴则被设定在所述与所述记录材料的所述输送方向相垂直的方向上。
3.根据权利要求2所述的定影装置，
其中，至少在所述压区部中，所述带引导部件支撑所述带部件的表面。
4.根据权利要求2所述的定影装置，
其中所述带引导部件由具有优异的导热性、机械强度和刚性的材料制成。
5.根据权利要求4所述的定影装置，
其中所述带引导部件由铝、铁、和SUS中的任意一种制成。
6.根据权利要求2所述的定影装置，进一步包括
加热部件，其加热所述带引导部件与所述压区部相对应的区域。
7.根据权利要求2所述的定影装置，
其中，所述带引导部件具有在所述记录材料所述输送方向中的所述压区部上游形成的上游弯曲部分，以及在所述记录材料所述输送方向中所述压区部下游形成的下游弯曲部分，所述上游和下游弯曲部分形成为使得所述带引导部件整个向所述加压部件弯曲。
8.一种使记录材料上携载的色调剂图像定影的定影装置，包括
可旋转的带部件；
带引导部件，使所述带部件的截面变形为大致椭圆形，并从内部支撑变形的带部件；以及
加压部件，布置成与相交于由所述带引导部件变形的所述带部件短轴方向的所述带部件表面压接触，以形成所述记录材料通过的压区部。
9.根据权利要求8所述的定影装置，
其中所述带引导部件形成为，使其沿所述记录材料输送方向上的长度大于所述带部件形成为圆筒状时所述带部件的直径。
10.根据权利要求8所述的定影装置，
其中所述带引导部件形成为，使其向所述加压部件弯曲，并从内部支撑包括所述压区部的所述带部件区域。
11.根据权利要求10所述的定影装置，
其中，在与所述压区部相对应的区域，所述带引导部件形成平面。
12.根据权利要求10所述的定影装置，
其中，在所述记录材料的输送方向上，所述带引导部件具有在所述压区部上游形成的上游弯曲部分，以及在所述压区部下游形成的下游弯曲部分，以及，所述下游弯曲部分的曲率半径形成为小于所述上游弯曲部分的曲率半径。
13.根据权利要求8所述的定影装置，
其中，所述带引导部件形成为在与所述加压部件相背的部分开放。
14.根据权利要求8所述的定影装置，进一步包括加热部件，在所述带引导部件与所述压区部相对应的区域附近，加热所述带引导部件。
15.根据权利要求14所述的定影装置，
其中，所述带引导部件形成为在与所述加压部件相背的部分开放，以及所述加热部件形成有半反射膜，该半反射膜反射向与所述加压部件相背侧辐射的一部分热。
16.一种图像形成装置，包括：
色调剂图像形成单元，其形成色调剂图像；
转印单元，将由所述色调剂图像单元形成的所述色调剂图像转印到记录材料上，以及
定影单元，在所述记录材料上定影转印到所述记录材料上的所述色调剂图像，
所述定影单元包括：
带部件，在一种状态下旋转，在该状态下，其长轴被设定在所述记录材料的输送方向上，而其短轴则被设定在与所述记录材料所述输送方向相垂直的方向上；
加压部件，布置成与相交于所述带部件所述短轴方向的所述带部件表面压接触，以形成所述记录材料通过的压区部，以及
带引导部件，从内部支撑所述带部件，同时使所述带部件保持在一种状态，在该状态下，所述长轴被设定在所述记录材料的所述输送方向上，而所述短轴则被设定在所述与所述记录材料所述输送方向相垂直的方向上。
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