CN102402163A - 定影单元和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了定影单元和图像形成装置，所述定影单元包括：定影部件；加压部件，其在挤压所述定影部件的同时旋转；定影部分，其为所述定影部件与所述加压部件之间的接触部分并且在记录介质上进行定影；以及均温部件，其沿着所述加压部件的旋转方向在所述定影部分的下游侧以及在比所述记录介质的轴向长度长的区域上抵靠所述加压部件，所述记录介质的轴向垂直于所述记录介质的传送方向。

Description

定影单元和图像形成装置

技术领域

本发明涉及定影单元和图像形成装置。

背景技术

迄今已经存在JP-A-2010-2691、JP-A-2005-128200和JP-A-2005-77880中披露的已知定影单元。例如，JP-A-2010-2691已经披露了这样一种技术：即，使得均热辊与加压辊形成接触，并且基于均热辊的温度来控制定影操作。

JP-A-2005-128200已经披露了这样一种技术：即，对具有加热源的加热辊的温度进行测量，并且基于测量到的温度的结果来控制加热源。

JP-A-2005-77880已经披露了一种定影单元，所述定影单元包括：环形带；加热单元，其加热所述环形带；加压单元，其向环形带的外周施加压力以形成定影咬合部分；以及均热单元，其与环形带形成接触以使环形带的宽度方向的温度均匀化。

发明内容

本发明提供能够抑制加压部件的温度下降的定影单元和图像形成装置。

本发明的第一构造是一种定影单元，所述定影单元包括：定影部件；加压部件，其在挤压所述定影部件的同时旋转；定影部分，定影部分，其为所述定影部件与所述加压部件之间的接触部分并且在记录介质上进行定影；以及均温部件，其沿着所述加压部件的旋转方向在所述定影部分的下游侧以及在比所述记录介质的轴向长度长的区域上抵靠所述加压部件，所述记录介质的轴向垂直于所述记录介质的传送方向。

本发明的第二构造是一种定影单元，所述定影单元包括：定影部件；加压部件，其在挤压所述定影部件的同时旋转；定影部分，其为所述定影部件与所述加压部件之间的接触部分并且在记录介质上进行定影；以及均温部件，其沿着所述加压部件的旋转方向在所述定影部分的下游侧抵靠所述加压部件，并且将热量从所述加压部件与所述记录介质的非接触区域轴向地传送到所述加压部件与所述记录介质的接触区域，以使所述非接触区域和所述接触区域之间的表面温度均匀化。

本发明的第三构造是根据第一或第二构造所述的定影单元，还包括：加热单元，其加热所述定影部件，其中当所述记录介质穿过所述定影部分时，在所述定影部件与所述记录介质的接触区域的轴向外侧的部分中的表面温度被设定得比所述定影部件的所述接触区域中的表面温度高。

本发明的第四构造是根据第一或第二构造所述的定影单元，还包括：加热单元，其加热所述定影部件，其中当所述记录介质穿过所述定影部分时，在所述定影部件与所述记录介质的接触区域的轴向外侧的部分中的表面温度被设定得比所述定影部件的所述接触区域中的表面温度低。

本发明的第五构造是根据第一至第四构造中的任一构造所述的定影单元，还包括：喷送单元，其向所述加压部件喷送空气。

本发明的第六构造是根据第一至第五构造中的任一构造所述的定影单元，所述定影部件包括：支撑部件，其与所述加压部件相对地旋转；以及环形带状主体，其在所述支撑部件之间拉伸。

本发明的第七构造是一种图像形成装置，包括：图像形成部分，其在记录介质上形成图像；以及根据第一至第六构造中的任一构造所述的定影单元，通过所述定影单元将形成在所述记录介质上的所述图像定影到所述记录介质上。

根据本发明的第一构造，可以抑制加压部件的温度下降。

根据本发明的第二构造，可以抑制加压部件的温度下降。

根据本发明的第三构造，与不提供该构造的情况相比，可以有效地抑制加压部件的温度下降。

根据本发明的第四构造，当在记录介质上进行定影时，可以抑制由于薄记录介质中含有的水蒸汽的膨胀引起的图像的颗粒化。

根据本发明的第五构造，当将记录介质从薄记录介质更换成厚记录介质时，可以抑制由于薄记录介质中含有的水蒸汽的膨胀引起的图像的颗粒化。

根据本发明的第六构造，当将记录介质更换成具有小轴向尺寸的记录介质时，可以抑制图像的不均匀光泽度。

根据本发明的第七构造，可以提供一种能够抑制加压部件的温度下降的图像形成装置。

附图说明

基于下列附图，详细地说明本发明的示例性实施例，其中：

图1是示出根据本发明示例性实施例的图像形成装置的整体的示意图；

图2是示出根据本发明示例性实施例的定影单元的整体的示意图；

图3是示出根据本发明示例性实施例的定影单元的主要部分的剖视图；

图4是示出根据本发明示例性实施例的变型例的定影单元的主要部分的剖视图；以及

图5是示出根据本发明示例性实施例的变型例的定影单元的整体的示意图。

具体实施方式

(1)图像形成装置的基本构造和操作

如图1所示，该图像形成装置1基于通过读取文档所获得的彩色图像信息或从诸如个人计算机的图像数据输入装置发送的彩色图像信息来执行图像处理，并且通过电子照相法在片材P上形成彩色图像。片材P为记录介质的实例。记录介质的实例包括诸如OHP片材的树脂片材以及纸张。

图像形成装置1具有作为图像形成部分的实例的图像形成单元10Y、10M、10C和10K，所述图像形成部分用于形成各种颜色，即黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(青色)(C)和黑色(K)的色调剂图像。图像形成单元10Y、10M、10C和10K相对于由支承辊34和多个辊32拉伸的环形中间转印带30的行进方向以所命名的顺序连续地排列。另外，中间转印带30穿过作为构成各个图像形成单元10Y、10M、10C和10K的图像保持体的感光鼓12和与感光鼓12相对布置的一次转印辊16之间，以及支承辊34和作为与支承辊34接触的图像转印部分的二次转印辊36之间。

此外，围绕各个感光鼓12设置充电器22、曝光单元14、显影单元15和感光体清洁器20。充电器22对感光鼓12的表面进行均匀地充电。曝光单元14用作利用光照射感光鼓12的表面以在感光鼓12的表面上形成静电潜像的曝光单元。显影单元15使用色调剂使静电潜像可视化以形成色调剂图像。感光体清洁器20去除感光鼓12的表面上的转印残余色调剂等。

供纸单元41布置在图像形成装置1的下部中。用于拾取堆叠的片材P中的最上一张的拾取辊42布置在供纸单元41的左端部的上方。在拾取辊42的左侧，导向件等使传送路径向上弯曲。成对传送辊43布置在传送路径的向上弯曲部分的下游侧。导向件等使传送路径进一步向右弯曲，并且成对传送辊43布置在传送路径的右弯曲部分的下游侧。成对的配准辊44用于使片材P暂停并且校正片材P的倾斜状态，并且布置在成对传送辊43的下游侧。上述成对的支承辊34和二次转印辊36布置在成对配准辊44的下游侧。在成对的支承辊34和二次转印辊36的右侧上布置有定影单元60，传送带45被置于成对的支承辊34和二次转印辊36与定影单元60之间。成对输出辊46和输出导向件47布置在定影单元60的下游侧。后面将详细地说明定影单元60的构造。

接下来，将代表性地说明由用于形成黄色色调剂图像的图像形成单元10Y所执行的图像形成操作。

由充电器22对设置在图像形成单元10Y中的感光鼓12的表面进行均匀地充电。然后，曝光单元14基于图像数据将光束发射到感光鼓12上以执行与黄色图像对应的曝光。因此，在感光鼓12的表面上形成与黄色图像对应的静电潜像。

使用保持在显影单元15的显影辊18上的色调剂对感光鼓12上与黄色图像对应的静电潜像进行显影以形成黄色色调剂图像。通过一次转印辊16的压力和施加到一次转印辊16上的转印偏压的静电引力将黄色色调剂图像一次转印到中间转印带30上。

在这种一次转印中，黄色色调剂图像没有被完全地转印到中间转印带30上，而是部分地残留在感光鼓12上。另外，色调剂中的外部添加剂等也粘附到感光鼓12的表面上。一次转印之后的感光鼓12经过与感光体清洁器20相对的位置，以去除感光鼓12上的转印残余色调剂等。此后，通过充电器22对感光鼓12的表面再次充电以用于下一个图像形成循环。

另外，在图像形成装置1中，在各个彩色图像形成单元10Y、10M、10C和10K中按如下定时执行与上述图像形成处理相同的图像形成处理：在该定时中考虑到了图像形成单元10Y、10M、10C和10K中的相邻图像形成单元之间的相对位置间隙。因此，各种颜色Y、M、C和K的色调剂图像顺序地叠加在中间转印带30上，以便在中间转印带30上形成多色色调剂图像。

然后，通过施加有转印偏压的二次转印辊36的静电引力将多色色调剂图像从中间转印带30一同转印到片材P上，所述片材P例如经由拾取辊42和成对传送辊43从供纸单元41传送，并且在由配准辊44确定的传送定时到达二次转印辊36。由带清洁器33来回收未转印到片材P而残留在中间转印带30上的色调剂等。

此外，已从中间转印带30转印有多色色调剂图像的片材P被传送到定影单元60，所述定影单元60通过加热和加压将多色色调剂图像定影到片材P上。因此，在片材P上形成全色图像。此后，通过输出导向件47和成对输出辊46输出片材P。

(2)定影单元的构造

接下来，将参考图2和图3说明定影单元60的构造。在这些图中，附图标记61表示作为支撑部件实例的定影辊。定影辊61为由铝等形成的圆筒形辊。作为加热单元实例的卤素灯61a设置在定影辊61的内部并且在定影辊61的整个长度上延伸。卤素灯61a被设计为能够根据定影辊61的轴向位置来设定不同的温度。通过未示出的驱动机构使定影辊61沿图2中的逆时针方向旋转。

如图3所示，由附图标记B表示的区域为如下所述的接触区域：在该接触区域中，以长边沿着传送方向的方式传送的A4尺寸的片材P与定影辊61和加压辊70(后面将要说明)抵靠(接触)。在下面的说明中，该接触区域被称作“片材穿过区域B”，并且任何尺寸的片材P不应当与定影辊61和加压辊70抵靠的区域、即片材穿过区域B外侧的任何其它区域被称作“片材非穿过区域A”。卤素灯61a能够使得定影辊61的片材非穿过区域A的温度高于片材穿过区域B的温度，或者反之使得片材非穿过区域A的温度低于片材穿过区域B的温度。

作为定影部件实例的定影带62缠绕在定影辊61上。定影带62缠绕在张紧辊63、64、65、66、67和68之中。因此，在定影带62上施加恒定的张力。这些张紧辊63等由铝等形成，并且各自具有与卤素灯61a相同的功能的卤素灯63a和64a分别设置在张紧辊63和64内。

定影带62为环形带，其由包括基层、硅橡胶层和防粘层的多层结构构成。基层由聚酰亚胺树脂等形成。在基层的表面侧(外周表面侧)上层压有硅橡胶层。在硅橡胶层上进一步形成防粘层并且该防粘层由四氟乙烯全氟乙烯醚共聚树脂(PFA)等形成。

使得作为加压部件实例的加压辊70与缠绕有定影带62的定影辊61形成挤压接触。在加压辊70中，如图3所示，硅橡胶层72形成在由铝等形成的圆筒状型芯71的外周上，并且由PFA制成的防粘层73设置在硅橡胶层72的外周上。受到定影辊61挤压的硅橡胶层72弹性变形，以在定影辊61和加压辊70之间形成作为定影部分的咬合部分N。加压辊70随着定影带62的移动而沿图2中的顺时针方向旋转。当片材P被放置于定影带62与加压辊70之间时，通过定影带62的热量和压力将多色色调剂图像定影到片材P上以形成全色图像。

作为均温部件实例的热导管80与加压辊70的外周形成接触。热导管80比加压辊70的轴向长度长。热导管80具有如下功能：当加压辊70在其各部分中具有不同温度时，该热导管80能够将热量从高温部分传递到低温部分以使这些部分的温度接近于均匀状态。在热导管80中，由铝等形成的圆筒形管被填充有作为热传递介质的水81。热导管80在其相对的两个端部上被可旋转地支撑并且由未示出的弹簧挤压到加压辊70上。通过加压辊70的旋转，热导管80逆时针旋转。除了填充有诸如水的热传递介质的热导管之外，可以将由导热率不低于铜的导热率(0.94cal/cm·℃·sec)的金属制成的圆棒用作均温部件。

热导管80在下述位置处抵靠加压辊70：即，从定影辊61与加压辊70之间的咬合部分N在加压辊70的旋转方向上的中心起围绕加压辊70的旋转中心旋转角度θ的位置。也就是说，热导管80的中心O3位于从连接定影辊61的中心O1与加压辊70的中心O2的线段沿加压辊70的旋转方向转移角度θ的位置处。

(3)定影单元的操作

已经二次转印有多色色调剂图像的片材P从图2中的左侧进入定影带62与加压辊70之间的咬合部分N中。通过定影带62的热量和压力将多色色调剂图像定影到片材P上。因此，在片材P上形成全色图像。此时，由定影辊61的卤素灯61a等来加热定影带62。另外，由来自定影带62的热传导来对加压辊70加热。

这里，优选的是，当图像形成时，图像的光泽度低。可以通过降低定影带62的温度来降低光泽度。然而，当定影带62的温度降低时，恐怕会发生定影不良。另一方面，当加压辊70的温度被设定得高时，加压辊70的热量从片材P传递到被二次转印的色调剂，以使色调剂的位于片材P侧的部分能够被充分地熔化，从而牢固地结合在片材P上。反之，被二次转印的色调剂的位于定影带62侧的部分受到加压辊70的加热的影响小，从而能够使光泽度降低。因此，通过将加压辊70的温度设定得高而不增加定影带62的温度，能够在确保定影性能的同时降低图像的光泽度。

然而，当在厚片材P上连续地进行图像形成时，片材P从加压辊70吸收大部分热量。有鉴于此，在本示例性实施例中使得热导管80与加压辊70的外周形成接触。结果，虽然加压辊70的片材穿过区域B的热量被片材P吸收，但是片材非穿过区域A的热量能够被热导管80传递到片材穿过区域B，以使片材非穿过区域A的温度和片材穿过区域B的温度接近于均匀状态。因此，即使在厚片材P上连续地进行图像形成的情况下，也能够抑制加压辊70的片材穿过区域B的温度下降，从而在确保定影性能的同时降低图像的光泽度。顺便提及，在本示例性实施例中，“厚片材”指的是不薄于82g/m²的片材。

在本示例性实施例中，热导管80在从定影辊61与加压辊70之间的咬合部分N在加压辊70的旋转方向上的中心起旋转角度θ的位置处抵靠加压辊70，并且热导管80布置在咬合部分N的下游侧且靠近咬合部分N。在片材S已穿过咬合部分N之后的瞬间加压辊70的表面中，片材穿过区域B的温度下降，并且在片材穿过区域B与片材非穿过区域A之间存在大的温度差。结果，热导管80使得热量在片材穿过区域B与片材非穿过区域A之间高效地传递，以使片材穿过区域B的温度和片材非穿过区域A的温度能够接近于更加均匀的状态。因此，期望热导管80被布置为尽可能地靠近咬合部分N。优选地，角度θ被设定为不大于90°或不大于60°。

这里，当没有设置如同本示例性实施例中的热导管80时，可以考虑将诸如卤素灯的加热单元设置在加压辊70内来作为抑制加压辊70的温度下降的单元。然而，加压辊70在型芯71的外周上设有硅橡胶层72。硅橡胶层72的导热率低。因此，难以快速地增加加压辊70的表面温度，同时使得加压辊70的构造复杂。因此，也是从制造成本的角度考虑，可实现性低。另一方面，当用于增加加压辊70的表面温度的加热单元设置在加压辊70的外部时，制造成本可能相对地增加以使可实现性低。当定影带62的温度被设定得足够高以抑制加压辊70的温度下降时，可能会提高图像的光泽度。

关于这点，根据本示例性实施例，加压辊70的温度下降能够被抑制，而无需新的加热单元且不会增加定影带62的温度。

另外，根据本示例性实施例，加热定影带62的条件根据片材P的尺寸或厚度而改变。例如，当片材P为A3尺寸时，所有的卤素灯61a、63a和64a被打开，并且当片材P为B5尺寸时卤素灯61a、63a和64a中的任一个被关闭。基于在供纸单元41中容纳的片材P的尺寸来进行这种控制。

另外，还是在定影辊61不是通过定影带62而是直接被压到加压辊70上的构造中，向卤素灯61a的通电根据片材P的尺寸或厚度而改变。当在这种构造中片材P的尺寸从大尺寸变成小尺寸时，即使向卤素灯61a的通电改变，在对于大尺寸片材P的条件下定影辊61的温度分布将保持一小会。结果，由于在定影辊61对于小尺寸片材P的相应部分中的温度差，在形成的图像中可能出现不均匀的光泽度。

关于这点，根据上述示例性实施例，通过热容量小的定影带62进行定影。因此，定影带62的位置之间的温度差能够迅速地接近于均匀的状态，从而能够抑制不均匀光泽度的发生。

(4)示例性实施例的变型例

在前述示例性实施例中，设定在卤素灯61a、63a和64a中的温度可以根据轴向位置而改变，以便将定影带62的片材非穿过区域A的温度设定得高于片材穿过区域B的温度。即使片材非穿过区域A中定影带62的温度升高，由于通过热导管80从片材非穿过区域A传递到片材穿过区域B的热量增加，将不会影响图像的光泽度，而能够有效地抑制片材穿过区域B中加压辊70的温度下降。

相反地，定影带62的片材非穿过区域A的温度可以被设定得低于片材穿过区域B的温度。当在薄纸P上连续地形成图像时，由于从加压辊70吸收的少量热量，加压辊70的温度可能过度升高。在这种情况下，由于来自正在被定影的片材P的水蒸汽的膨胀，图像可能被颗粒化。为了解决这个问题，如上所述来设定定影带62的温度。因此，能够防止加压辊70的温度过度升高。在本示例性实施例中，“薄纸”指代比82g/m²薄的片材。

接下来，当在厚纸P上形成图像时，考虑到将由片材P吸收的热量，加压辊70的温度被设定得比当在薄纸P上形成图像时高。如果当用于在其上形成图像的片材从厚纸P变成薄纸P时加压辊70的温度保持得高，由于来自正在其上进行定影的片材P的水蒸汽的膨胀，图像将被颗粒化。为了解决这个问题，如图5所示，可以设置作为将空气喷送到加压辊70上的喷送单元的实例的风扇95。风扇95冷却加压辊70的整个轴向区域。喷送单元不限于风扇95。可选择地，可以将管道连接至设置在定影单元外部的吹气单元，而使管道的端部面向加压辊70。

另外，热导管80不限于上述示例性实施例中的热导管，而是可以进行各种变型。例如，可使构造如图4所示，以使得在环形带92被压到加压辊70上的同时该环形带92可以绕两个可旋转热导管90和91缠绕。在这种状态下，由于多个热导管90和91以及环形带92与加压辊70之间的表面接触，能够有效地进行加压辊70中从片材非穿过区域A到片材穿过区域B的热传递。

根据本发明的定影单元可应用于诸如印刷机、复印机、打印机、传真机和与这些装置具有相同功能的复合机等图像形成装置。

出于解释和说明的目的提供了本发明的示例性实施例的前面的说明。不意在穷举或将本发明限制为所公开的确切形式。显然，对于本技术领域的技术人员可以进行许多修改和变型。选择和说明本示例性实施例是为了更好地解释本发明的原理及其实际应用，因此使得本技术领域的其他人能够为实现各种实施例理解本发明和各种适合于所构想的特定应用的修改。目的在于通过所附权利要求及其等同内容限定本发明的范围。

Claims (7)

1.一种定影单元，包括：

定影部件；

加压部件，其在挤压所述定影部件的同时旋转；

定影部分，其为所述定影部件与所述加压部件之间的接触部分并且在记录介质上进行定影；以及

均温部件，其沿着所述加压部件的旋转方向在所述定影部分的下游侧以及在比所述记录介质的轴向长度长的区域上抵靠所述加压部件，所述记录介质的轴向垂直于所述记录介质的传送方向。

2.一种定影单元，包括：

定影部件；

加压部件，其在挤压所述定影部件的同时旋转；

定影部分，其为所述定影部件与所述加压部件之间的接触部分并且在记录介质上进行定影；以及

均温部件，其沿着所述加压部件的旋转方向在所述定影部分的下游侧抵靠所述加压部件，并且将热量从所述加压部件与所述记录介质的非接触区域轴向地传送到所述加压部件与所述记录介质的接触区域，以使所述非接触区域和所述接触区域之间的表面温度均匀化。

3.根据权利要求1或2所述的定影单元，还包括：加热单元，其加热所述定影部件，其中当所述记录介质穿过所述定影部分时，在所述定影部件与所述记录介质的接触区域的轴向外侧的部分中的表面温度被设定得比所述定影部件的所述接触区域中的表面温度高。

4.根据权利要求1或2所述的定影单元，还包括：加热单元，其加热所述定影部件，其中当所述记录介质穿过所述定影部分时，在所述定影部件与所述记录介质的接触区域的轴向外侧的部分中的表面温度被设定得比所述定影部件的所述接触区域中的表面温度低。

5.根据权利要求1或2所述的定影单元，还包括：喷送单元，其向所述加压部件喷送空气。

6.根据权利要求1或2所述的定影单元，其中，所述定影部件包括：支撑部件，其与所述加压部件相对地旋转；以及环形带状主体，其在所述支撑部件之间拉伸。

7.一种图像形成装置，包括：

图像形成部分，其在记录介质上形成图像；以及

根据权利要求1或2所述的定影单元，通过所述定影单元将形成在所述记录介质上的所述图像定影到所述记录介质上。

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