CN102968034A - 定影器以及图像形成装置 - Google Patents
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Abstract
一种定影器及图像形成装置，该定影器包括：定影带，具有导电层；感应电流产生部，对所述导电层进行电磁感应加热；加压部，与所述定影带的外周相对；以及夹持形成部，包括第一支撑辊以及第二支撑辊，所述第一支撑辊位于所述定影带的内周，所述第一支撑辊的宽度比所述加压部的宽度短，所述第二支撑辊位于所述定影带的旋转方向上的所述第一支撑辊的下游，所述第二支撑辊的宽度比所述加压部的宽度短，所述夹持形成部在所述定影带与所述加压部之间形成夹持部。
Description
相关申请的交叉参考
本申请基于并要求于2011年8月29日提交的No.61/528674、2011年6月28日提交的No.61/528675的美国临时专利申请的优先权权益，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本实施方式涉及图像形成装置中使用的定影器，尤其涉及在夹持位置减小定影带受到的负荷的定影器以及图像形成装置。
背景技术
在复印机或打印机等图像形成装置中，定影器使用热容量较小的定影带，能够节约加热源的功耗，并使定影带快速启动。在利用凸缘支撑两侧并旋转行进的定影带中，在定影带的旋转轴方向的中间区域不会受到圆周方向的张力。因此，定影器在定影带的内部配置按压部件，将定影带夹在按压部件与加压辊之间而形成夹持部（nip）。
在使用按压部件形成夹持部的定影器中，如果定影带与按压部件之间的摩擦力较大，则定影带受到的负荷变大，需要增大定影带的旋转所需要的转矩。如果定影带与按压部件之间的摩擦力较大，则定影带的磨耗变大，存在定影带劣化加快的危险。
发明内容
本发明的实施方式涉及的定影器包括：定影带，具有导电层；感应电流产生部，对所述导电层进行电磁感应加热；加压部，与所述定影带的外周相对；以及夹持形成部，包括第一支撑辊以及第二支撑辊，所述第一支撑辊位于所述定影带的内周，所述第一支撑辊的宽度比所述加压部的宽度短，所述第二支撑辊位于所述定影带的旋转方向上的所述第一支撑辊的下游，所述第二支撑辊的宽度比所述加压部的宽度短，所述夹持形成部在所述定影带与所述加压部之间形成夹持部。
附图说明
图1是示出安装实施方式的定影器的MFP的概略构成图；
图2是从侧面观察实施方式的定影器的概略构成图；
图3是从正面观察实施方式的定影器的省略一部分的概略构成图；
图4是示出实施方式的定影带的层结构的概略说明图；
图5是示出实施方式的从入口侧辊、出口侧辊、加压辊以及引导部的宽度方向说明入口侧辊、出口侧辊、加压辊以及引导部的宽度的概略说明图；
图6是示出实施方式的定影带和辅助发热部的概略说明图；
图7是示出实施方式的金属板的切口的概略说明图；
图8是示出实施方式的定影带和加压辊的夹持部端部的概略说明图；
图9是示出比较例的定影带和加压辊的夹持部端部的概略说明图；以及
图10是示出实施方式的引导部和加压辊的端部的概略说明图。
具体实施方式
下面，对实施方式进行说明。
图1是示出安装了实施方式的定影器的作为串联式的图像形成装置的彩色MFP（Multi Functional Peripheral，多功能外围设备）1的概略构成图。MFP 1包括打印机部10、具备拾取辊34的供给部11、排出部12以及扫描部13。
打印机部10具备沿着中间转印带15并列配置的Y（黄色）、M（品红色）、C（青色）、K（黑色）这四组图像形成站（station）16Y、16M、16C以及16K。各图像形成站16Y、16M、16C以及16K在沿箭头a方向旋转的感光鼓17Y、17M、17C以及17K的周围，具备充电器18Y、18M、18C以及18K、显影装置20Y、20M、20C以及20K、以及感光体清洁器21Y、21M、21C以及21K。打印机部10的激光曝光装置22照射激光，并在各感光鼓17Y、17M、17C以及17K上形成静电潜像。
支撑辊（back up roller）27以及从动辊28支撑中间转印带15，使中间转印带15沿箭头b方向行进。位于中间转印带15内侧的一次转印辊23Y、23M、23C以及23K将形成于各感光鼓17Y、17M、17C以及17K的色调剂图像一次转印在中间转印带15上，并使色调剂图像重叠在中间转印带15上。各感光体清洁器21Y、21M、21C以及21K去除一次转印后残留在感光鼓17Y、17M、17C以及17K上的色调剂。
处于隔着中间转印带15与支撑辊27相对的位置上的二次转印辊31从动于中间转印带15而沿箭头c方向旋转。二次转印辊31将中间转印带15上的色调剂图像一起二次转印在沿着输送路径36从供给部11供应的作为记录介质的薄片P上。
中间转印带15、图像形成站16Y、16M、16C以及16K、激光曝光装置22、一次转印辊23Y、23M、23C以及23K以及二次转印辊31构成图像形成部。打印机部10沿输送路径36在二次转印辊31的下游具备定影器32、排出辊对33。
在开始打印的情况下，MFP1利用打印机部10在薄片P上形成色调剂图像，在将色调剂图像定影于薄片P之后，将薄片P排出至排出部12。
图像形成装置并不限于串联式，显影装置的数量也没有限定。图像形成装置也可以从感光体将色调剂图像直接转印于记录介质。
对定影器32进行详细描述。如图2、图3所示，定影器32包括定影带60、作为加压部的加压辊61、作为感应电流产生部的感应电流产生线圈（以下简称为IH线圈）70、夹持形成部71、辅助发热部80以及支板（stay）90。定影器32包括：检测定影带60的温度的热敏电阻66、以及检测定影器32的异常发热的作为安全装置的恒温器67。
定影带60是沿着箭头f方向旋转的筒状的环形带。如图4所示，定影带60包括：作为导电层的导电发热层60a、弹性层60b、表面离型层60c。导电发热层60a通过将交流电流施加于IH线圈70而进行感应发热。导电发热层60a可以为单层，也可以为将不同部件层叠而成的多层构造。例如使用镍（Ni）、铜（Cu）等作为导电发热层60a。弹性层60b例如由硅胶（silicon gom）等弹性体构成，弹性层60b用于提高定影器32的定影性。表面离型层60c例如使用PFA树脂等氟树脂。但是，弹性层60b、表面离型层60c选定厚度使得热容量不至于过大，从而实现定影器32的预热时间的缩短。
加压辊61例如在芯轴61a的表面具备耐热性的橡胶层61b，且在橡胶层61b的表面具备例如由PFA树脂等氟树脂构成的离型层61c。加压辊61例如通过加压机构68与定影带60接触/分离。
支撑定影带60的端部的凸缘62嵌于定影带60的内周，将定影带60大致保持为圆形。电动机63通过齿轮组63a使加压辊61旋转。定影带60从动于加压辊61而旋转。定影带60也可以独立于加压辊61旋转。凸缘62在其与支板90之间具备轴承62a。
在与加压辊61相对向的位置，在定影带60的内侧，夹持形成部71具备作为第一支撑辊的入口辊72和作为第二支撑辊的出口辊73。沿着定影带60的箭头f方向的旋转，在入口辊72的下游配置有出口辊73。
入口辊72以及出口辊73形成分别在芯轴72a、73a上缠绕橡胶72b、73b的结构。例如，出口辊73的外径比入口辊72的外径小。橡胶72b、73b使用例如硅胶、氟橡胶。出口辊73的橡胶73b的橡胶硬度比入口辊72的橡胶72b的橡胶硬度硬。入口辊72及出口辊73的构造或者材质并不仅限于此。
如图5所示，在宽度方向上，入口辊72以及出口辊73形成为在定影器32的端部比加压辊61短宽度（α）。入口辊72以及出口辊73分别通过弹簧92a、93a被弹性支撑于支板90的托架（bracket）92、93。
夹持形成部71具备与入口辊72接触地旋转的入口按压滚轮74、与出口辊73接触地旋转的出口按压滚轮76。入口按压滚轮74、出口按压滚轮76分别按压入口辊72、出口辊73的中央区域的弯曲。入口按压滚轮74或者出口按压滚轮76的配置的数量或者配置位置没有限定。入口按压滚轮74及出口按压滚轮76分别通过托架94、96被支板90支撑。
夹持形成部71在入口辊72与出口辊73之间具备引导部（guide）77。引导部77被支板90支撑，引导部77的与加压辊61相对的面例如沿着加压辊61的外周形状。如图5所示，引导部77的两端部比入口辊72以及出口辊73短宽度（β）。引导部77在入口辊72与出口辊73之间对定影带60在与行进方向垂直的方向上的移动进行按压。通过引导部77按压定影带60的与行进方向垂直的方向上的移动，从而从入口辊72至出口辊73为止，定影带60保持沿着加压辊61的外周的形状。引导部77使从入口辊72到出口辊73的夹持部78稳定。
加压辊61、入口辊72/出口辊73、以及引导部77的宽度的关系是：
引导部77＜入口辊72/出口辊73＜加压辊61。
辅助发热部80在定影带60的内侧具备薄壁的金属板83和导热管81。金属板83是模仿定影带60的形状的圆弧形状。如图6所示，金属板83在与定影带60之间隔开微小的空间θ、或者与定影带60接触。金属板83在与定影带60滑动的面上具备涂覆氟的离型层85。金属板83例如使用铁等磁性部件。金属板83通过IH线圈70的感应电流产生涡电流进行感应加热，以辅助定影带60的发热。也可以使用感温磁性部件代替金属板83。
如图7所示，金属板83贯穿整个区域地具备狭槽（slit）84。狭槽84将在金属板83上产生的涡电流86切断。通过狭槽84，在金属板83上流动的涡电流86成为在狭槽84之间产生的较小的漩涡。与无狭槽的金属板相比，提供狭槽84的金属板83的感应电流减少。
通过改变金属板83的狭槽84的间隔，从而能够改变金属板83的感应发热条件。例如，在金属板83的中央（C），狭槽84之间的间隔较宽，在金属板83的端部（E），狭槽84之间的间隔较窄。与金属板83的端部（E）周边区域相比，在金属板83的中央（C）周边区域，通过IH线圈70产生的感应发热较高，提供给定影带60的供热较大。在金属板83的端部（E）周边区域，通过IH线圈70产生的感应发热较低，提供给定影带60的供热较小。
通过调整狭槽84的间隔，从而例如在连续通过薄片的情况下，在中央（C）周边区域的薄片通过区域，从金属板83提供给定影带60的供热量较多，以维持定影温度。在端部（E）周边区域的非薄片通过区域，抑制提供给定影带60的供热，从而抑制非薄片通过区域的定影带60的温度变高而过热。
导热管81与金属板83的内侧接触。导热管81例如通过在将铝材拉拔成形而得的多根中空部中注入水等溶剂而形成。导热管81的长度（L）被配置成跨越金属板83的整个加热区域。导热管81实现定影带60以及金属板83的长度方向（与作为定影带60的旋转方向的箭头f方向垂直的方向）的整个区域的温度的均热化。通过利用例如铝等非磁性材料形成导热管81，从而遮断来自IH线圈70的磁场透过金属板83而到达定影带60的内部。
具备金属板83和导热管81的辅助发热部80通过弹簧87被支板90弹性支撑。弹簧87调整辅助发热部80针对定影带60方向的配置位置，使辅助发热部80以保持微小的空间θ的方式与定影带60接近或者与定影带60接触。通过使具有热容量的辅助发热部80与定影带60接近或者接触，从而增大定影区域的热容量。在使用热容量非常小的定影带60来进行高速的连续印刷的情况下，防止利用定影带60的供热不及时而导致的定影区域的温度降低。
辅助发热部80也可以在定影器32的预热开始最初从定影带60的内周分离，在进行辅助发热部80的加热之后，使辅助发热部80与定影带60接近或者接触。通过在预热开始最初使具有热容量的辅助发热部80与定影带60分离，从而能够抑制辅助发热部80夺走定影带60的热量，实现预热时间的缩小。
对定影器32的操作进行描述。
如果MFP 1的电源开启（ON），开始预热或者从休眠模式复原，则定影器32通过加压机构68将加压辊61向定影带60方向加压。通过加压机构68的加压力，在定影带60从入口辊72到达出口辊73期间，定影器32在定影带60与加压辊61之间形成夹持部78。定影器32驱动电动机63，经由齿轮组63a将加压辊61沿着箭头g方向旋转，并使定影带60沿着箭头f方向进行从动旋转。定影器32励磁IH线圈70，并开始定影带60和金属板83的发热。辅助发热部80经由微小的空间θ将金属板83的热量热传导至定影带60。
在定影带60与加压辊61之间形成了夹持部78的情况下，加压辊61、入口辊72/出口辊73、以及引导部77的宽度的关系满足：引导部77＜入口辊72/出口辊73＜加压辊61。
由于入口辊72以及出口辊73的宽度比加压辊61短，因此可以防止定影带60的劣化。如图8所示，如果入口辊72以及出口辊73比加压辊61短，则在夹持部端部78a，定影带60被加压辊61支撑。在夹持部端部78a，定影带60未受到基于入口辊72或者出口辊73的负荷，从而防止定影带60在夹持部端部78a劣化。
与此相对于，如图9所示，例如作为比较例，入口辊172以及出口辊173比加压辊161长。在夹持部端部178a，定影带160受到加压辊161端部的负荷。定影带160存在与加压辊161端部抵碰的部分发生劣化的危险。
由于引导部77比入口辊72以及出口辊73的宽度短，因此防止定影带60的劣化。如果引导部77比入口辊72以及出口辊73短，则如图10的实线所示，引导部端部77a位于夹持部78的区域内。如果引导部端部77a位于夹持部78的区域内，则即使定影带60抬起与引导部77接触，定影带60受到的负荷也较小。
针对于此，如果引导部77比入口辊72以及出口辊73长，则如图10的虚线所示，引导部端部77b位于夹持部78的区域外。在夹持部78的区域外，可能定影带60的抬起程度会变大。如果引导部端部77b位于夹持部78的区域外，则如虚线所示，抬起的定影带60与引导部端部77b接触而受到负荷，存在劣化的危险。
如果定影带60达到就绪（ready）温度，则定影器32完成预热。预热完成之后，定影器32根据热敏电阻66的检测结果，对IH线圈70进行开启-关闭（ON-OFF）控制，将定影带60保持在准备温度。加压机构68将与定影带60接触的加压辊61的加压力从预热的加压力减压至准备模式的加压力。
在准备模式中，在沿着箭头f方向旋转期间，定影带60通过引导部77按压与行进方向垂直的方向上的移动，并从入口辊72至出口辊73为止，保持沿着加压辊61的外周的稳定的形状。
如果MFP 1开始打印，则定影器32将具有由打印机部10形成的色调剂图像的薄片P夹在夹持部78，并沿着箭头h方向输送。加压机构68将与定影带60接触的加压辊61的加压力从准备模式的加压力增加至打印模式的加压力。
定影器32从入口辊72侧将薄片P导入夹持部78。定影器32在导入的薄片P通过夹持部78的期间，将色调剂图像加热加压定影于薄片P。通过引导部77，按压定影带60在入口辊72与出口辊73之间的移动，保持沿着加压辊61的外周的形状。在从入口辊72到达出口辊73之间，定影器32通过沿着加压辊61的形状的夹持部78，将热量和压力稳定地供应至色调剂图像。
入口按压滚轮74、出口按压滚轮76在输送薄片P期间，分别与入口辊72或者出口辊73的中央区域接触并旋转，防止入口辊72或者出口辊73的弯曲。稳定地形成从入口辊72至出口辊73为止的夹持部78的宽度。
在将色调剂图像加热加压定影于薄片P的情况下，虽然定影带60的热容量较小，但是定影带60通过利用IH线圈70的磁通量被直接发热的热量、和从辅助发热部80传导的热量，能得到充分的热量。
在定影中，辅助发热部80使定影带60的薄片通过区域中热量充足。在辅助发热部80，如果金属板83的与薄片通过区域相对向的区域的温度降低，则导热管81将金属板83的非薄片通过区域的热量输送至薄片通过区域。通过导热管81进行的热输送，抑制金属板83的薄片通过区域温度降低。通过导热管81，实现金属板83的均热化，并实现定影带60的均热化。
即使是利用MFP 1进行的高速连续印刷，通过辅助发热部80，也可实质性地增大定影带60的热容量，防止定影带60的温度降低。
在薄片P为小尺寸的情况下，如果连续定影，则在定影带60的薄片通过区域，温度降低，在定影带60的非薄片通过区域，温度逐渐上升。金属板83在与薄片通过区域相对的区域，将金属板83的热量向赋予定影带60的方向进行导热，在与非薄片通过区域相对向的区域，将定影带60的热量向赋予金属板83的方向进行导热。
由于在金属板83的与定影带60的非薄片通过区域相对的端部（E）周边区域的发热量较小，因此定影带60的非薄片通过区域的热量顺利地传递至金属板83。导热管81将金属板83的温度上升的端部（E）区域的热量输送至温度降低的中央（C）区域，以实现金属板83的均热化。防止定影带60的薄片通过区域的温度降低，并防止非薄片通过区域的过热。
在定影器32的驱动中，例如在定影带60或者金属板83异常发热的情况下，恒温器67工作，遮断向IH线圈70的供电。
定影器32将在夹持部78经过加热加压定影后的薄片P从出口辊73排出。由于出口辊73的外径较小且橡胶硬度较硬，因此薄片P的前端容易从定影带60剥离。
根据实施方式，使用具备入口辊72和出口辊73的夹持形成部71，在定影带60与加压辊61之间形成夹持部78。夹持形成部71相对于定影带60的摩擦力较小，通过夹持形成部71，定影带60受到的负荷较小。定影带60的驱动所需要的转矩减小，从而可以稳定地驱动定影带60。通过减小定影带60与夹持部71的摩擦所产生的定影带60的磨耗，从而实现延长定影带60的使用寿命。
根据实施方式，在入口辊72与出口辊73之间配置引导部77，以抑制定影带60的移动。从入口辊72到出口辊73的夹持部78将热量和压力稳定地供应至形成于薄片P的色调剂图像。
根据实施方式，加压辊61、入口辊72/出口辊73、以及引导部77的宽度形成为：引导部77＜入口辊72/出口辊73＜加压辊61。由于在定影带60未受到夹持形成部71端部所产生的负荷，因此可防止定影带60在夹持部端部78a劣化。
根据实施方式，使出口辊73的外径减小、或者使出口辊73的硬度加强。提高通过夹持部78后的薄片P的前端从定影带60的剥离性。
已经对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例示，没有限定本发明的范围。这些新的实施方式可以用其他各种方式实施，在不超出发明宗旨的范围内可以进行各种省略、替换、更改。这些实施方式及其变形包含在发明范围和宗旨内，并且包含在权利要求范围所述的发明及其均等范围内。
Claims (10)
1.一种定影器，其特征在于，包括：
定影带，具有导电层；
感应电流产生部，对所述导电层进行电磁感应加热；
加压部，与所述定影带的外周相对；以及
夹持形成部，包括第一支撑辊以及第二支撑辊，所述第一支撑辊位于所述定影带的内周，所述第一支撑辊的宽度比所述加压部的宽度短，所述第二支撑辊位于所述定影带的旋转方向上的所述第一支撑辊的下游，所述第二支撑辊的宽度比所述加压部的宽度短，所述夹持形成部在所述定影带与所述加压部之间形成夹持部。
2.根据权利要求1所述的定影器，其特征在于，
所述夹持形成部还包括：引导部，所述引导部位于所述第一支撑辊至所述第二支撑辊之间，所述引导部在所述加压部的宽度方向上比所述第一支撑辊以及所述第二支撑辊的宽度短，所述引导部沿着所述加压部的外周形状。
3.根据权利要求1所述的定影器，其特征在于，
所述第二支撑辊的外径小于所述第一支撑辊的外径。
4.根据权利要求1所述的定影器，其特征在于，
所述第二支撑辊的硬度比所述第一支撑辊的硬度硬。
5.根据权利要求1所述的定影器，其特征在于，
在与所述定影带相对的一侧，所述定影器还包括与所述第一支撑辊接触的第一按压滚轮、以及与所述第二支撑辊接触的第二按压滚轮。
6.一种图像形成装置，其特征在于，包括：
图像形成部，在记录介质上形成图像；
定影带，具有导电层，所述定影带与形成有所述图像的所述记录介质接触；
感应电流产生部，对所述导电层进行电磁感应加热；
加压部，与所述定影带的外周相对；以及
夹持形成部，包括第一支撑辊以及第二支撑辊，所述第一支撑辊位于所述定影带的内周，所述第一支撑辊的宽度比所述加压部的宽度短，所述第二支撑辊位于所述定影带的旋转方向上的所述第一支撑辊的下游，所述第二支撑辊的宽度比所述加压部的宽度短，所述夹持形成部在所述定影带与所述加压部之间形成夹持部。
7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于，
所述夹持形成部还包括：引导部，所述引导部位于所述第一支撑辊至所述第二支撑辊之间，所述引导部在所述加压部的宽度方向上比所述第一支撑辊以及所述第二支撑辊的宽度短，所述引导部沿着所述加压部的外周形状。
8.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于，
所述第二支撑辊的外径小于所述第一支撑辊的外径。
9.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于，
所述第二支撑辊的硬度比所述第一支撑辊的硬度硬。
10.根据权利要求6所述的图像形成装置，其特征在于，
在与所述定影带相对的一侧，所述图像形成装置还包括与所述第一支撑辊接触的第一按压滚轮、以及与所述第二支撑辊接触的第二按压滚轮。
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