CN102455644B - 定影装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种定影装置，包括：无端状的定影带；定影辊；用于从定影带剥离定影并熔合有显影剂的纸张的剥离辊；用于加热定影带的加热辊；用于与定影带之间形成定影辊隙部的加压辊；固定有定影辊和剥离辊的第一杆，第一杆围绕用作中心点的第一支点枢转；固定有定影辊和加热辊的第二杆，第二杆围绕用作中心点的第二支点枢转；用于使第一杆偏置的第一弹簧；以及用于使第二杆偏置的第二弹簧。本发明还提供一种设置有该定影装置的图像形成装置。

Description

定影装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及用于将显影剂定影于记录材料的定影装置，也涉及设置有这样的定影装置的图像形成装置。

背景技术

电子照相图像形成装置包括定影装置，从而将转印到纸张上的调色剂图像定影并熔合。在常规的定影装置中，通常使加压辊与加热辊压接。

近来，在图像形成装置中，为了应对图像形成(打印)的高速化的需要，已改善了各个部件。定影装置已得以改善以增加定影辊隙部的辊隙长度，以便给予将调色剂图像定影并熔合在高速输送的纸张上所必需的热量。例如，如图5中所示，日本特开2005-227463号公报公开了一种定影装置，其设置有：加热辊1001；按压加热辊1001的加压辊1002；带伸展辊1003，相对于加压辊1002设置在纸输送方向的上游侧并且配置在加压辊1002上以通过拉簧(未示出)在箭头G的方向上偏置；带1004，卷绕在加压辊1002和带伸展辊1003的外周，并在与加热辊1001之间形成定影辊隙部1005的同时移动；以及预压弹簧(未示出)，使带伸展辊1003在箭头J的方向上偏置并使带伸展辊1003与加热辊1001接触。

根据日本特开2005-227463号公报中所述的定影装置，由于带伸展辊1003通过拉簧在箭头G的方向上偏置，因此带1004总是伸展。为此，由于带1004随着定影装置长时间的连续使用而延伸，因此带伸展辊1003移动至由双点划线表示的位置，并且定影辊隙部1005的辊隙长度改变(在这种情况下辊隙长度变长)。结果，导致对调色剂定影造成不利影响的问题。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供不改变定影辊隙部的辊隙长度而能够稳定地执行定影处理的定影装置，并且提供包括该定影装置的图像形成装置。

发明内容

根据本发明的定影装置包括定影带、定影辊、剥离辊、加热辊、加压辊、第一杆、第二杆、第一偏置构件和第二偏置构件。

定影带形成为无端带。定影辊与剥离辊和加热辊一同悬挂定影带。剥离辊从定影带剥离记录材料。加压辊通过定影带压接定影辊和剥离辊，以在定影带与加压辊本身之间形成定影辊隙部。加热辊包括芯金属部和对芯金属部加热的热源，通过芯金属部悬挂定影带，并且对定影带加热。固定有定影辊的旋转轴和剥离辊的旋转轴的第一杆以定影辊的旋转轴为支点围绕该旋转轴枢转。固定有定影辊的旋转轴和加热辊的旋转轴的第二杆以定影辊的旋转轴为支点围绕该旋转轴枢转。第一偏置构件使第一杆偏置并使剥离辊压接加压辊。第二偏置构件使第二杆偏置并使定影带在加热辊上伸展。

通过这种结构，因为与加压辊压接的定影辊和剥离辊各自具有固定于第一杆的旋转轴，所以定影辊隙部的辊隙长度总是一定。因而，能够将显影剂稳定地定影并熔合在记录材料上。

此外，定影带以定影辊为支点，由固定于第一杆的剥离辊和固定于第二杆的加热辊以一定的张力伸展。因此，能够防止定影带在定影辊隙部中偏斜。即使定影带随着时间弯曲或延长，第一杆与第二杆之间的相互作用也能够以一定的张力使定影带伸展。

另外，加热辊包括非弹性层，并且定影带由加热辊的芯金属部悬挂。为此，加热辊具有小的热容量并且能够以少的能量和短的时间对芯金属部和定影带加热。采用具有小热容量的定影带并使定影带高速旋转还能够改善对定影辊隙部的热传递特性。因此，能够在启动后的短时间内执行定影处理。

此外，因为定影辊和加热辊各自的旋转轴均固定于第二杆，所以从加热辊到定影辊、即到定影辊隙部的距离总是一定。在定影带以恒定速度移动(旋转)的情况下，定影带的由加热辊加热的部分到达定影辊隙部为止的时间变得固定，从而能够使在定影辊隙部中给予记录材料的热量一定。因而能够将显影剂稳定地定影并熔合在记录材料上。

上述发明的定影装置包括第三杆和第三偏置构件。固定有加压辊的旋转轴的第三杆以与加压辊分离预定距离的点作为第三支点，围绕该点枢转。第三偏置构件在第三杆中安装在第三支点的相反侧，二者之间保持有加压辊，并且使第三杆偏置以使加压辊压接定影辊。

该结构使得第三偏置构件能够通过杠杆原理以小的力量使第三杆偏置。此外，不要求加压辊相对于其它辊的位置调整，并且加压辊能够容易地安装。

上述发明的定影装置包括设置在加压辊内的热源。通过加压辊的热源以辅助形式对定影带加热能够确实地使调色剂定影并熔合。

本发明的图像形成装置包括上述发明的定影装置和图像形成部。图像形成部将显影剂转印至输送到定影装置的记录材料从而形成图像。

由于图像形成部在记录材料上形成的图像被定影装置稳定且确实地定影并熔合，因此，这种结构防止定影错误出现并且能够形成品质良好的图像。

通过结合附图对本发明的以下详细说明的阅读，本发明的上述和其他特征以及所伴随的优点将变得更加显而易见。

附图说明

图1示出根据本发明的实施方式的图像形成装置的结构。

图2是示出根据本发明的实施方式的定影装置的结构的截面图。

图3是示出与根据本发明的实施方式的定影装置的定影辊隙部的形成相关的结构的截面图。

图4是定影带的截面图。

图5是示出常规定影装置的结构的截面图。

具体实施方式

如图1中所示，图像形成装置100是串联式彩色图像形成装置，包括形成黄色调色剂图像的第一图像形成单元1、形成品红色调色剂图像的第二图像形成单元2、形成青色调色剂图像的第三图像形成单元3、和形成黑色调色剂图像的第四图像形成单元4。以下，将图像形成装置100包括的四个图像形成单元总称为图像形成单元组5。

在图1中，一次转印带(无端带)6设置在图像形成单元组5的上方。一次转印带6经过支承辊61和一次转印带驱动辊62以伸展成环状，并且在箭头R表示的方向上旋转。一次转印带6由其中包括有具有电子传导性的导电材料的聚酰亚胺或聚酰胺等树脂制成，并且形成为薄膜状。

图像形成单元组5包括沿着一次转印带6在箭头R的方向上依次设置的第一图像形成单元1、第二图像形成单元2、第三图像形成单元3和第四图像形成单元4。

在一次转印带6的内周侧设置有用于将图像形成单元组5分别形成的单色调色剂图像分别转印到一次转印带6上的一次转印辊71、72、73、74。一次转印带6围绕其伸展的一次转印辊71、72、73、74分别设置成夹着一次转印带6与安装在图像形成单元组5内的感光鼓161、162、163、164相对。由图像形成单元组5分别形成的单色调色剂图像以重叠的方式依次转印(一次转印)到一次转印带6上，以形成一幅彩色调色剂图像。对应于图像承载构件的一次转印带6将一次转印的调色剂图像输送至二次转印位置。以下，在一次转印带6中，将支承辊61侧称为上游侧，并将一次转印带驱动辊62侧称为下游侧。

在夹着一次转印带6与一次转印带驱动辊62相对的二次转印位置，设置有二次转印单元51。在一次转印带驱动辊62和二次转印单元51彼此相对的二次转印位置，通过静电力使已形成在一次转印带6上的彩色调色剂图像转印到纸张(记录材料)P上。

在夹着一次转印带6与支承辊61相对的位置，安装有用于清洁一次转印带6的表面的一次转印带清洁单元10。一次转印带清洁单元10包括：设置成与一次转印带6接触的带清洁刷11；和带清洁刀片12，并且将残留在一次转印带6上的未转印到纸张P上的调色剂等除去。

参照图1，在图像形成单元组5的下部设置有用于存储纸张P的托盘14。托盘14内的纸张P由设置在输送路径130中的多对进纸辊131至134在箭头Y所示的输送方向上输送至二次转印单元51与一次转印带6相对的二次转印位置，随后在二次转印位置，一次转印带6上的彩色调色剂图像被二次转印到纸张P上。

已二次转印有彩色调色剂图像的纸张P被输送至定影装置15。然后，纸张P在已由定影装置15将彩色调色剂定影并熔合之后，由一对排纸辊135从图像形成装置100排出。

接着，说明根据本发明的实施方式的定影装置15的具体结构。图2示出定影装置15的整体结构，图3示出与定影装置15的定影辊隙部的形成相关的结构。

定影装置15包括：定影带21；定影辊22；剥离辊23；加热辊24；加压辊25；第一杆26；第二杆27；第三杆28；作为第一偏置构件的第一弹簧29；作为第二偏置构件的第二弹簧30；以及作为第三偏置构件的第三弹簧31。定影装置15还包括第一温度传感器32和第二温度传感器33。此外，定影装置15包括纸张引导装置151至153。另外，定影装置15包括控制部20。

定影带21是无端带并且由定影辊22、剥离辊23和加热辊24悬挂。定影带21配置成形成具有圆角的三角形形状，如图2和图3中所示。

在定影装置15中，加压辊25是由电机34以恒定速度旋转的驱动辊；并且定影辊22、剥离辊23和加热辊24是随着加压辊25的旋转由定影带21以恒定速度旋转的从动辊。控制部20控制用于使加压辊25旋转的电机34。

如图4中所示，定影带21具有三层结构，并且包括从内周侧到外周侧顺次层叠的基体材料211、弹性层212和剥离层213。基体材料211由聚酰亚胺、不锈钢(SUS)或镍(Ni)的薄膜构成。弹性层212由硅橡胶形成。剥离层213由作为四氟乙烯树脂的聚四氟乙烯(PFA)形成，并具有非粘着性和自润滑性等特性。作为定影带21，使用薄的带以降低热容量。定影带21的厚度例如从150μm至500μm。基体材料211、弹性层212和剥离层213各自的厚度可以根据纸张P的输送速度和加热温度等条件来设定。

再次参照图2和图3，定影辊22包括旋转轴221、芯金属部222和弹性层223。旋转轴221从定影辊22的两端伸出。芯金属部222是由铁(Fe)和铝(Al)等金属形成的空心圆筒。弹性层223由聚氨酯泡沫和硅橡胶等材料形成并设置在芯金属部222周围。定影辊22通过定影带21与加压辊25一起夹持纸张(记录材料)P。

剥离辊23包括旋转轴231和芯金属部232。旋转轴231从剥离辊23的两端伸出。剥离辊23将定影并熔合有调色剂(显影剂)的纸张P从定影带21剥离。

加热辊24包括旋转轴241、热源242和芯金属部243。旋转轴241从加热辊24的两端伸出。加热辊24通过热源242对芯金属部243加热。热源242由电热丝或卤素灯(加热器灯)制成，并且安装在加热辊24的中心部分以便对芯金属部243均匀地加热。芯金属部243是由铁(Fe)和铝(Al)等金属形成的空心圆筒，并且具有0.4mm至1.2mm的径向厚度和小的热容量。加热辊24通过芯金属部243来悬挂定影带21并对定影带21加热。第一温度传感器32测量加热辊24的表面温度。控制部20通过根据第一温度传感器32测得的加热辊24的表面温度而开启和关闭热源242并调整发热量，来控制热源242的操作。

加压辊25包括旋转轴251、热源252、芯金属部253和弹性层254。旋转轴251从加压辊25的两端伸出。加压辊25通过热源252对芯金属部253加热。热源252由电热丝或卤素灯(加热器灯)制成，并且安装在加热辊24的中心部分以便对芯金属部253和弹性层254均匀地加热。芯金属部253是由铁(Fe)和铝(Al)等金属形成的空心圆筒。弹性层254由聚氨酯泡沫和硅橡胶等材料形成并设置在芯金属部253周围。

加压辊25通过定影带21压接定影辊22和剥离辊23，以在定影带21与加压辊25本身之间形成定影辊隙部215。定影辊隙部215具有从定影辊22通过定影带21接触加压辊25的部分到剥离辊23通过定影带21接触加压辊25的部分的长度。加压辊25在定影辊隙部215中将调色剂定影并熔合在纸张P上。第二温度传感器33测量加压辊25的表面温度。控制部20通过根据第二温度传感器33测得的加压辊25的表面温度而开启和关闭热源252并调整发热量，来控制热源252的发热量。在定影辊隙部215中，对已转印有调色剂的纸张P施加热和压力，以将调色剂定影并熔合在纸张P上。

在本发明中，通过热源252对加压辊25的表面(弹性层254)加热。因此，能够提高定影装置15的定影性能。

第一杆26(26A，26B)安装在定影辊22和剥离辊23的两侧部分。定影辊22的旋转轴221和剥离辊23的旋转轴231以预定间隔自由且可旋转地固定于第一杆26。第一杆26能够以定影辊22的旋转轴221作为支点261自由旋转。

第一弹簧29的一端固定于第一杆26的支点261的相反侧的一端，即第一支点261的相反侧上的点262，两点之间保持有剥离辊23。第一弹簧29的另一端固定于第三杆28的点283。第一弹簧29总是以预定的力偏置第一杆26，第一杆26以支点261作为中心点在靠近加压辊25的方向上枢转，并且剥离辊23通过定影带21压接加压辊25。

第二杆27(27A，27B)安装在定影辊22和加热辊24的两侧部分。定影辊22的旋转轴221和加热辊24的旋转轴241以预定间隔自由且可旋转地固定于第二杆27。第二杆27能够以定影辊22的旋转轴221作为支点271自由旋转。

第二弹簧30的一端固定于第二杆27的支点271的相反侧的一端，即第二支点271的相反侧上的点272，两点之间保持有加热辊24。第二弹簧30的另一端固定于图像形成装置100的主体的点101。第二弹簧30总是以预定的力偏置第二杆27，第二杆27以支点271作为中心点在与剥离辊23分离的方向上枢转，并且加热辊24使定影带21伸展。

第三杆28(28A，28B)安装在加压辊25的两侧部分。加压辊25的旋转轴251自由且可旋转地固定于第三杆28。第三杆28能够以与加压辊25分开预定距离的点(图3中旋转轴251下方的点)作为第三支点281，围绕该点自由旋转。

第三弹簧31的一端固定于第三杆28的支点281的相反侧的一端，即第三支点281的相反侧上的点282，两点之间保持有加压辊25。第三弹簧31的另一端固定于安装在纸张引导装置152(如图2中所示)附近的固定部41的点411。第三弹簧31总是以预定的力偏置第三杆28，第三杆28以支点281作为中心点在靠近定影辊22的方向上枢转，并且加压辊25通过定影带21压接定影辊22。

纸张引导装置151至153限制纸张P的输送方向。

在本发明中，通过定影装置15的特征结构能够实现特有的操作效果。以下总结该内容。

(1)定影辊隙部215的辊隙长度总是固定不变，从而能够稳定地执行定影处理。

由于定影辊22的旋转轴221和剥离辊23的旋转轴231固定于第一杆26，因此定影辊22与剥离辊23之间的间隔不会改变。因此，由定影带21、定影辊22、剥离辊23和加压辊25形成的定影辊隙部215的辊隙长度总是固定不变，从而能够稳定地执行定影处理。此外，不要求辊隙长度的调整，并提高了组装工作效率。

(2)能够防止定影带21在定影辊隙部215中偏斜。

定影带21以定影辊22作为支点，被固定于第一杆26的剥离辊23和固定于第二杆27的加热辊24以固定的张力伸展。从而，能够防止定影带21在定影辊隙部215中偏斜。此外，即使定影带21延长，定影辊隙部215的辊隙长度和定影带21的张力也是固定的，并且不要求各个辊的位置调整。

(3)可以使用具有小偏置力的廉价弹簧，从而可以降低成本。

剥离辊23的旋转轴231固定于第一杆26。在第一杆26中，隔着剥离辊23与定影辊22(支点)相反的一侧的端部由第一弹簧29偏置。因此，通过杠杆原理，能够通过比使剥离辊直接压接加压辊时所使用的力更小的力使剥离辊23压接加压辊25，这使得能够使用具有小偏置力的廉价弹簧，从而可降低成本。

类似地，加热辊24的旋转轴241固定于第二杆27。在第二杆27中，隔着加热辊24与定影辊22(支点)相反的一侧的端部由第二弹簧30偏置。因此，通过杠杆原理，能够通过比直接使加热辊24的旋转轴偏置时所使用的力更小的力使加热辊24偏置，这使得能够使用具有小偏置力的廉价弹簧，从而可降低成本。

类似地，加压辊25的旋转轴251固定于第三杆28。第三杆28具有夹着加热辊24的支点281和作用点282，并且围绕用作中心点的支点281通过第三弹簧31使作用点偏置。因此，通过杠杆原理，使加压辊25压接定影辊22的力能够比使加压辊直接压接时所使用的力更小，这使得能够使用具有小偏置力的廉价弹簧。

(4)定影辊22具有弹性，从而能够保证定影辊隙部215的辊隙长度并且能够提高定影性能。

在定影带由两支辊悬挂的结构中，加热辊需要面对加压辊。在本发明中，定影带21由三支辊：定影辊、加压辊和加热辊悬挂。因此，可以使不具有加热功能但包括弹性层223的定影辊22面对加压辊25，并且可以将加热辊24安装在定影带21的输送方向上的定影辊22的上游。因此，定影辊22具有弹性，从而能够保证定影辊隙部并且能够提高定影性能。由于在加热辊24中不需要安装弹性层，因此可以使径向厚度变薄且热容量变小。此外，采用具有小热容量的带作为定影带21且使定影带21高速旋转能够改善对定影辊隙部215的热传导特性。从而，能够以少的能量和短的时间对加热辊24和定影带21加热。因此，可以在短时间内开始定影处理，这改善了定影装置15和图像形成装置100的可操作性。

(5)能够稳定在定影辊隙部215中给予调色剂的热量。

由于定影辊22的旋转轴221和加热辊24的旋转轴241固定于第二杆27，因此定影辊22与加热辊24的间隔不改变。定影带21以恒定速度旋转，使得被加热辊24加热的定影带21的部分到达定影辊隙部215为止的时间变得固定，并且能够稳定在定影辊隙部215中给予调色剂的热量。因此，能够稳定地执行定影处理。此外，不要求调整定影辊22与加热辊24之间的间隔，并提高了组装工作效率。

(6)热源252设置在加压辊25内，从而能够通过由加压辊25的热源252以辅助方式对定影带21加热而确实地使调色剂定影并熔合。

虽然已说明了一些实施方式，但这些实施方式仅以实例的方式来呈现，并且目的不在于限制本发明的范围。当然，本文所述的新颖的实施方式可以多种其它形式来实施；此外，可以在不偏离本发明的精神的情况下对本文所述的实施方式的形式作出各种省略、替代和改变。所附权利要求及其等效形式旨在涵盖将落入本发明的范围和精神的这些形式或修改。

Claims (6)

1.一种定影装置，包括：

无端状的定影带；

用于悬挂所述定影带的定影辊；

用于悬挂所述定影带并从所述定影带剥离记录材料的剥离辊；

加压辊，用于通过所述定影带压接所述定影辊和所述剥离辊，以在所述定影带与所述加压辊之间形成定影辊隙部；

加热辊，包括：

芯金属部；和

用于对所述芯金属部加热的热源，所述加热辊通过所述芯金属部悬挂所述定影带，并对所述定影带加热；

第一杆，固定有所述定影辊的旋转轴和所述剥离辊的旋转轴，所述第一杆围绕用作第一支点的所述定影辊的旋转轴枢转；

第二杆，固定有所述定影辊的旋转轴和所述加热辊的旋转轴，所述第二杆围绕用作第二支点的所述定影辊的旋转轴枢转；

第一偏置构件，用于使所述第一杆偏置并使所述剥离辊压接所述加压辊；以及

第二偏置构件，用于使所述第二杆偏置并使所述定影带在所述加热辊上伸展。

2.根据权利要求1所述的定影装置，还包括：

第三杆，固定有所述加压辊的旋转轴，所述第三杆以与所述加压辊分离预定距离的点作为第三支点，围绕该点枢转；以及

第三偏置构件，所述第三偏置构件的一端固定在所述第三杆中所述第三支点的相反侧，所述第三偏置构件的该固定端和所述第三支点两者之间保持有所述加压辊，所述第三偏置构件使所述第三杆偏置并使所述加压辊压接所述定影辊。

3.根据权利要求2所述的定影装置，其中所述加压辊内包括热源。

4.一种图像形成装置，包括：

根据权利要求1所述的定影装置；以及

图像形成部，用于通过将显影剂转印至输送到所述定影装置的记录材料而形成图像。

5.一种图像形成装置，包括：

根据权利要求2所述的定影装置；以及

图像形成部，用于通过将显影剂转印至输送到所述定影装置的记录材料而形成图像。

6.一种图像形成装置，包括：

根据权利要求3所述的定影装置；以及

图像形成部，用于通过将显影剂转印至输送到所述定影装置的记录材料而形成图像。