CN1704854A - 定影装置和图像形成设备 - Google Patents

Abstract

一种定影装置，包括：具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；耐热环带，其与所述加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时，所述耐热环带旋转；加压支持体，其安置在耐热环带的内部，并具有平坦部，用以挤压耐热环带以使得辊隙区域几乎平坦；以及热源，设置在所述耐热环带内部，在所述热源和辊隙区域之间设置加压支持体。优选地，所述耐热环带被来自所述热源的辐射热直接加热，并被经由所述加压支持体的热传导加热。

Description

定影装置和图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种定影装置，用于通过对记录介质加热和加压，将在记录介质表面上所承载的未定影的图像定影到记录介质上，并且本发明还涉及设置有该定影装置的图像形成设备。

背景技术

作为图像形成技术，由于电子照相系统具有多种优点：印刷速度快、无需每次都准备印刷板、可从图像信息的各种信息直接获取图像、设备尺寸相对小、可以容易地实现全着色(full-coloring)等，电子照相系统逐渐得到广泛使用。

在采用电子照相系统的图像形成设备(电子照相设备)中，通常，通过使带电荷的色调剂与其上形成有静电潜像的潜像载体的表面接触，色调剂被选择性地施加于潜像载体的表面以形成色调剂图像。通过或不通过中间转印体，将色调剂图像转印到记录介质上。通过加热和/或加压，色调剂被定影在记录介质表面上，从而形成图像。

在这种电子照相设备中，通常，在双辊系统中使用定影装置进行定影，该双辊系统是由彼此接触的加热辊和加压辊组成的。通过使在表面上形成有未定影色调剂图像的记录介质穿过由两辊接触而形成的辊隙区域，色调剂被热和压力所熔化，从而将色调剂图像作为永久图像定影在记录介质的表面上。根据具体情况，可以使用每一个均为环带形状的加热部件和/或加压部件，替代加热辊和/或加压辊。

加热辊为含有诸如卤素灯的热源的金属芯，其覆盖有弹性体层或者防粘层。加热辊的表面由热源从内部进行加热。从节约能源以及在使用该图像形成设备时避免使用者等候的角度出发，要求这样的定影装置：诸如加热辊的加热部件可以瞬时被加热，以减少预热时间。

相关技术的定影装置包括：定影辊(加热辊)，其为中空定影体；加压辊，其通过推压单元对定影辊进行加压；以及卤素加热器(定影加热器)，其作为加热单元。在这种定影装置中，电力从电源提供给卤素加热器，以便加热定影辊。检测定影辊表面温度的传感器的输出提供给温度控制器。温度控制器根据上述输出值控制卤素加热器开/关，以便使定影辊保持预定的表面温度。在由定影辊和加压辊形成的定影辊隙内，承载于记录介质上的未定影色调剂的未定影图像与记录介质一起被加热和加压，从而使得其被永久地定影。

由于定影辊隙难以形成自由形状，传统的具有中空圆筒状形状的定影辊存在这样的问题：记录介质起皱或者卷曲，影响了传送性能，并且限制了定影性能的改善。通过传统的定影辊难以消除这种对于所有种类记录介质的问题。

例如，在记录介质具有两层或者更多层结构时，诸如信封，如果定影辊和加压辊之间的辊隙区域的形状不是平坦的、而是具有曲率，即使两辊具有相等的转速，在它们表面上的线速度也会存在微小的差异，给记录介质的上和下表面的传输速度带来差异。这会导致诸如记录介质起皱的问题，以及对定影和送纸(传送)性能的影响。特别地，当处理速度加快时，容易出现上述问题。

为了解决上述问题，有人提出了JP-A-7-287460所披露的技术。该技术为一定影装置，包括含有热源的中空管、对该中空管加压的加压辊和缠绕该中空管的耐热环带，其中承载有未定影色调剂的记录纸(记录介质)在环带和加压辊之间穿过，以通过加热/加压实现定影。在这个定影装置中，承载有未定影色调剂的记录纸表面与环带相接触，其中环带以与记录纸的传送或输送速度相同的速度进行旋转移动，并且由加压辊挤压中空管的位置实际上是平坦的。

然而，在这种定影装置中，整个中空管被卤素加热器加热，从而使得对定影没有贡献的、中空管的辊隙区域之外的区域也被加热。这带来了将整个定影部件的温度加热到预定温度要花费很长时间的问题，从而无法缩短预热时间。

在记录纸连续地传送时，由于热量被记录纸吸收，温度下降。为了将中空管辊隙区域保持在预定温度，必须由热源进行加热。然而，中空管中相对于热源而与辊隙区域相向的、热量没有被吸收的区域被迅速地加热到高温。结果，为了将有关区域的温度降到预定温度或更低，需要降低印刷速度甚至停止印刷。

发明内容

考虑到上述情况，本发明提供了一种在定影时无论是哪一种类型的记录介质都不产生起皱和卷曲的定影装置，其具有良好的送纸和定影性能，具有优异的瞬时起动性能(实现了缩短预热时间)，可以抑制诸如印刷停止的问题，并具有优异的高速性能，本发明还提供了一种采用这种定影装置的图像形成方法。

根据本发明第一个方面的定影装置包括：具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；耐热环带，其与所述加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时，所述耐热环带旋转；加压支持体，其设置在所述耐热环带的内部，并具有平坦部用以挤压耐热环带以使得辊隙区域几乎平坦；以及热源，设置在所述耐热环带内部，在所述热源和辊隙区域之间设置所述加压支持体。优选地，所述耐热环带被来自所述热源的辐射热直接加热，并被经由所述加压支持体的热传导加热。

根据本发明另一个方面的定影装置包括：具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；耐热环带，其与所述加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时，所述耐热环带旋转；加压支持体，其设置在耐热环带的内部，并具有平坦部用以挤压所述耐热环带以使得辊隙区域几乎平坦；以及热源，设置在所述耐热环带的内部，在所述热源和辊隙区域之间设置所述加压支持体。优选地，所述加压支持体以平坦部为中心，沿耐热环带的内周面延伸以围绕所述热源，并在与平坦部相向的位置具有开口。

根据本发明又一个方面的图像形成设备包括：图像形成单元，其在记录介质表面上形成未定影图像；以及定影单元，其通过加热和加压将在所述记录介质表面上形成的未定影图像定影，其中所述定影单元包括：具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；耐热环带，其与所述加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时，所述耐热环带旋转；加压支持体，在设置在所述耐热环带的内部，并且具有平坦部用以挤压耐热环带以使得所述辊隙区域几乎平坦；以及热源，设置在所述耐热环带内部，在所述热源和辊隙区域之间设置所述加压支持体。优选地，所述耐热环带被来自所述热源的辐射热直接加热，并被经由所述加压支持体的热传导加热。

根据本发明又一个方面的图像形成设备包括：图像形成单元，其在记录介质表面上形成未定影图像；以及定影单元，其通过加热和加压将在所述记录介质表面上形成的所述未定影图像定影。优选地，所述定影单元包括：具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；耐热环带，与所述加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时，所述耐热环带旋转；加压支持体，其设置在所述耐热环带内部，并且具有平坦部，用以挤压所述耐热环带，以使得所述辊隙区域几乎平坦；以及热源，设置在所述耐热环带内部，在所述热源和辊隙区域之间设置所述加压支持体。优选地，所述加压支持体以平坦部为中心，沿耐热环带的内周面延伸以围绕所述热源，并且在所述平坦部相向的位置具有开口。

附图说明

以下将参照附图详细说明本发明的具体实施方式，其中：

图1是根据第一实施例的定影装置的示意剖视图，其为根据本发明的定影装置的实例；

图2是设置有图1所示定影装置的图像形成设备的构成示意图；

图3是图1所示定影装置中的卤素灯(热源)的前视图；

图4是沿图3中F-F线获得的放大剖面图；

图5是图1所示定影装置中的定影带的放大剖视图；

图6是根据第二实施例的定影装置的示意剖视图，其为根据本发明的定影装置的另一实例；

图7是根据第三实施例的定影装置的示意剖视图，其为根据本发明的定影装置的又一实例；

图8是设置有图7所示定影装置的图像形成设备的构成示意图；

图9是图7所示定影装置的示意剖视图，其中只有形成在记录纸上面的单色的色调剂图像被定影；以及

图10是图7所示定影装置的示意剖视图，其中只有形成在记录纸底面的全色的色调剂图像被定影。

具体实施方式

下面将参考实施例详细说明本发明。

实施例1

图1是根据第一实施例的定影装置的示意剖视图，其为根据本发明的定影装置的实例。图2是设置有图1所示定影装置的图像形成设备的构成示意图。

如从图2中所看出的，本图像形成设备大致包括两个单元，图像形成单元X和定影单元Y。

图像形成单元X设置有感光鼓(潜像载体)1，在感光鼓表面上，在被均匀地充电后，通过用图像状光束照射形成潜像，所述潜像是由于静电势差异所形成的，该感光鼓沿箭头D所示方向转动。在感光鼓1周围，图像形成单元X沿旋转方向(箭头D方向)依次包括：充电辊2，其用于使感光鼓1的表面均匀地带上电荷；图像曝光装置(潜像形成单元)3，其使用图像状光束照射感光鼓1，以在其表面上形成静电潜像；显影装置，选择性地将色调剂转移到在感光鼓1表面上形成的潜像上，以形成色调剂图像(未定影图像)；转印辊，其与感光鼓1相向，用于在其与感光鼓1之间产生转印偏压电场，其中记录纸P夹在此两者之间；清洁器(清洁部件)，用于在色调剂图像被转印之后将残留在感光鼓上的色调剂去除。

设置有送纸机构(图中未示出)，以便沿箭头C的方向从上游侧(图2中右侧)向感光鼓1和转印辊5相向的区域传送记录纸P。通过转印辊5，色调剂转印到已传送到相向区域的记录纸P的表面。即，在图像形成单元X中，在记录纸(记录介质)P的表面上形成色调剂图像(未定影图像)。

另一方面，在记录纸P传送方向(箭头C所指方向)上，定影单元Y设置在图像形成单元X的下游侧，该定影单元Y由定影装置7构成，用于将转印到记录纸P表面上的色调剂图像加热/熔融以施加于记录纸上。定影装置7为根据图1所示第一实施例的定影装置。

下面将说明图像形成单元X的操作。

感光鼓1可以为形成在金属鼓表面上的有机感光材料、无定形硒感光材料或无定形硅感光材料的感光层。

充电辊2可以为涂有高电阻材料的、具有导电性的金属辊，如不锈钢或铝。充电辊2与感光鼓1接触，并随着感光鼓1旋转。将预定电压施加于充电辊2上，使得在充电辊2和感光鼓1接触区域附近的小间隙内发生连续的放电，从而使感光鼓1的表面几乎均匀地带上电荷。

图像曝光装置3放射出基于图像信号闪烁的激光束。这样放射出的激光束通过多棱镜在其主扫描方向上扫描感光鼓1。从而，在感光鼓1的表面上形成静电潜像。

显影器4含有黑色色调剂。使用承载有色调剂、设置在与感光鼓1相向并邻近位置的显影辊，显影器4根据形成于感光鼓1表面上的静电潜像转移色调剂，从而形成(显影)可见色调剂图像(未定影图像)。

转印辊5为导电性或半导电性的辊状部件。当用于转印的偏压施加于感光鼓1和转印辊5之间时，转印辊5将感光鼓1表面上的色调剂图像转印到记录纸P上。

清洁器6为压在感光鼓1表面上的叶片状部件，并将残留在感光鼓1表面上的色调剂刮除。作为叶片状部件的替代，清洁器可以为将色调剂刮掉的旋转部件或者将色调剂扫除的刷子。

下面，参照图1，说明定影单元Y的操作。

根据图1所示实施例的定影装置包括：卤素灯(热源)74，其产生500W到1000W的输出；加压支持体72，其具有平坦部H，并围绕卤素灯设置；耐热定影带(耐热环带)71，环绕加压支持体72的外周面；以及加压辊73，用于通过定影带71在加压支持体72的平坦部H的位置上加压。辊隙区域N形成于定影带71和加压辊73之间。通过使承载有未定影色调剂图像的记录纸P沿箭头C的方向穿过辊隙区域N，通过加热/加压进行定影。

加压支持体72在与平坦部H相向侧开口。卤素灯74设置在从定影带71的轴心位置向辊隙区域N偏离7mm的位置处，以便主要加热辊隙区域N。加压支持体72设置为环绕于卤素灯74的周面，以卤素灯74(更具体的，卤素灯74中的灯丝)作为其基点覆盖圆心角270°的范围。在本发明中，圆心角优选在180°到300°的范围内，更优选在200°到240°的范围内。

加压支持体72由具有良好的耐用性和耐热性的材料制成，如铁和铝。

图3是当从图1中记录纸P传送方向的上游侧看去时卤素灯74的视图(前视图)。图4是沿图3中F-F线获得的放大剖面图。如从图3中看出的，卤素灯74包括：辐射部分76，用于加热加压支持体72的平坦部H的背面；以及白色陶瓷涂层部分(热半屏蔽部件)75，其形成在与辊隙区域N相向一侧的灯管的外部。白色陶瓷涂层部分75采用白色陶瓷涂覆来反射来自灯丝的光。白色陶瓷涂层部分75以全部辐射热能量的大约60％的程度反射从卤素灯74发出的辐射热。由于大约60％的辐射热被反射，用剩下的40％辐射热以辐射的方式直接加热定影带71。

在本实施例中，采用白色陶瓷涂层作为热半屏蔽部件。在本发明中，热半屏蔽部件可以为任何部件，只要通过反射或吸收可以屏蔽(阻断或反射)全部辐射热能量的一部分。具体的，热半屏蔽部件可以为任何能够大体上屏蔽全部辐射热能量的10％到90％的部件。优选地，为能够屏蔽10％到50％的部件，更优选地，为能够屏蔽10％到30％的部件。此外，从热效率的角度出发，热半屏蔽部件优选具有能够像白色部件那样反射辐射热的性能。从耐热和成型性的角度出发，优选采用陶瓷涂层。

从而，定影带71可直接地被来自卤素灯74的辐射热、在与辊隙区域N相向一侧加热，在该侧，加压支持体72被开口。此外，定影带71可以由经由加压支持体72的热传导间接地加热。具体地讲，在热量被吸收的辊隙区域，定影带71可由经由加压支持体72的热传导加热。在辊隙区域被吸收了热量的定影带71，在远离辊隙区域N的位置可被来自卤素灯74的辐射热加热。从而，总体上，可有效地给予定影带71热量，从而辊隙区域N的定影带71和加压支持体72的温度能够被简单地、适当地控制在指定温度。此外，由于有效地进行加热，可以实现缩短预热时间。

白色陶瓷涂层75涂覆的量可以考虑定影带71和加压支持体72的温度升高程度进行控制，并且可以根据加压支持体72的材料、厚度、热容量以及接通的电力进行适当的控制。

如图4所示，用作热源的卤素灯74包括设置在圆筒形玻璃灯管70轴心的灯丝79，和在灯管70的周面部分区域G涂覆有白色陶瓷的白色陶瓷涂层部分75。在本发明中，区域G的范围优选以灯丝79作为其基点(中心)、圆心角在180°到270°的范围内，更优选地圆心角在240°到270°的范围内。通过在此范围内设置热半屏蔽部件，对应于辊隙区域N的加压支持体72的平坦部H可以被可靠地加热，从而防止定影带71和加压支持体72的平坦部H之外的其它区域被过度加热。在本实施例中，上述涂层部分75在圆心角为270°的范围内涂覆有白色陶瓷。

图5是定影带71的放大剖视图。如图5所示，定影带71包括防粘层77和吸热层78。防粘层77由具有良好防粘性能和耐用性(例如聚酰亚胺树脂或氟树脂，本实施例中为PFA)、厚度大约1到30μm的材料制成。吸热层78由厚度为40μm到80μm(本实施例中为80μm)的聚酰亚胺树脂和碳黑组成的混合物制成。这样，定影带71优选包括被进行了用于提高吸热率的处理(吸热处理)的吸热层，从而使得来自卤素灯74的辐射热可容易地被定影带71所吸收。作为另一实例，吸热层可由PFA和碳黑的混合物制成。在这种情况下，兼具防粘性和吸热率的定影带可制成由该吸热层构成的单层结构。

加压支持体72优选至少在平坦部H上的与卤素灯74相向的表面(图1中双箭头I所指区域)上经过吸热处理。如果至少此区域经受过诸如黑化处理的吸热处理，可以容易地从用作热源的卤素灯74吸收辐射热，从而改善了热效率。

另一方面，加压辊73为在金属芯上形成有弹性层的“软辊”，其中弹性层由具有高弹性的材料制成，诸如氨甲酸乙酯。由于加压辊73为软辊，加压辊73在辊隙区域N处适当地缩进，使得其在辊隙区域N处的形状在加压支持体72的平坦部H的作用力下变得几乎平坦。

此外，加压辊73的表面必须具有一定程度的弹性和柔韧性，使得在与加压支持体72的平坦部H接触时其变得几乎平坦。加压辊73可由为此目的而适当选出的多种材料中的一种制成。

由于加压支持体72的平坦部H几乎平坦，通过加压辊73可以向定影带71施加足够的压力。从而，当加压辊73旋转时，定影带71和记录纸P都被传送，并且辊隙区域N成为平坦形状，使得两者的传送速度(线速度)变得几乎相同，从而防止纸起皱和卷曲的发生。

如上所述，在根据本实施例的定影装置中，在辊隙区域N处，定影带71和加压辊73的线速度没有差异。由于这个原因，即使在记录纸P为诸如信封的多层结构的记录介质时，也可以得到改善了的传送和定影性能，而不会起皱或卷曲。

由于定影带(耐热环带)71在定影侧用作定影部件，所以瞬时起动性能良好。另外，由于辊隙区域N被经由加压支持体的热传导所加热，而辊隙区域N之外的其它区域被来自卤素灯74的辐射热加热，耐热环带中的温降被抑止，从而进一步改善了瞬时起动性能，并且还带来了良好的高速性能。

随便提及，在本实施例中，已说明了用于单色用途的定影装置，但对于用于彩色用途的定影装置也可以得到同样的结果，该定影装置使用包括弹性层的定影带。

实施例2

图6是根据第二实施例的定影装置的示意剖视图，其为根据本发明的定影装置的另一实例。根据本实施例的定影装置包括多个卤素灯，每一个均用作热源。根据本实施例的定影装置包括许多具有与第一实施例中相同结构的元件。对图6中具有相同参考标号的元件不进行详细说明。此外，作为定影装置7的替代，本实施例可应用于与第一实施例中图1所示相同构造的图像形成设备中，因此将不对该图像形成设备进行举例和详细说明。

如图6所示，根据本实施例的定影装置构造为包括两个卤素灯(热源)74-1和74-2。此处，在本发明中指出可以应用多个卤素灯，其数量不应限为两个，可以为三个或更多。在根据本实施例的定影装置中，作为热源，两个卤素灯被设置为在定影带71内被加压支持体72环绕的状态，其中当记录纸P为全尺寸时使用卤素灯74-1，当记录纸P为小尺寸时使用卤素灯74-2。

加压支持体72的结构、组成等与其在第一实施例中的相同。然而，由于存在多个卤素灯，所以决定加压支持体72应以何种程度环绕卤素灯(热源)的标准，不能采用按照第一实施例中指定的标准。由于这个原因，存在多个热源情况下，使用连接各个热源中心点的图形的重心作为基点，然后采用第一实施例中的标准。在如本实施例中存在两个热源(卤素灯74-1和74-2)的情况下，用连接两个卤素灯灯丝的线段的中心点(本实施例中为图6中J点)作为基点。

卤素灯74-1和74-2设置在从定影带71的轴心位置向着辊隙区域N偏离的位置处(两个卤素灯的中心点J从轴心点向着辊隙区域N偏离7mm)。

为了将定影带71的表面控制在预定温度，用于检测定影带71表面温度的温度检测传感器设置在辊隙区域上游侧靠近定影带71表面的位置处，并且输出的检测结果被提供给温度控制器。基于输出的检测结果，温度控制器独立地开/关控制卤素灯74-1和74-2。从而，定影带71保持在预定表面温度。

与第一实施例中类似，卤素灯74-1和74-2具有第一实施例中图3和4所示的形状和结构，并被设置以便它们的辐射部分76与辊隙区域N的中心相向。

其他的与第一实施例中相同的结构将不进行说明。与第一实施例中相同的根据本实施例定影装置的操作、功能和模式将不再进行说明。

如上所述，毫无疑问本发明的结构可以应用于设置有多个热源的定影装置，并从而同样带来良好的效果。

实施例3

图7是根据第三实施例的定影装置的示意剖视图，其为根据本发明的定影装置的又一实例。图8是设置有这种定影装置的图像形成设备(数字复印机)的构成示意图。

如图8中所示，本图像形成设备大致包括两个单元：图像形成单元X’和定影单元Y’。

图像形成单元X’设置有感光鼓(潜像载体)11，在感光鼓表面，在被均匀地充电后，通过用图像状光束照射形成潜像，所述潜像是由于静电势差异所形成的，感光鼓沿箭头L所示方向转动。通过光束写入装置(潜像形成单元)13，在潜像写入位置形成潜像。在感光鼓11周围设置有充电辊12，诸如电晕管。图像形成单元X’在感光鼓11周围、从充电辊12开始沿旋转方向(箭头L方向)依次包括：含有色调剂的显影14；第一转印装置15，用于在其与感光鼓11之间产生转印偏压电场，其中记录纸P’和转印/传送带18夹在此两者之间；放电电晕管(放电器)，用于将感光鼓11表面的剩余电荷去除；以及清洁器(清洁部件)16，用于将残留在感光鼓11上的色调剂去除。

转印装置15设置在第一转印位置，在该处，在感光鼓11表面上形成的未定影色调剂图像(未定影图像)被转印到转印/传送带18和记录纸P’的第一表面(上表面)上。

从图8可以看出，转印/传送带18为环状，并可旋转地/可移动地悬挂在驱动辊19和随动辊20上。驱动辊19被驱动电动机(图中未示出)旋转地驱动，并使转印/传送带18在箭头M的方向上旋转。从而，转印/传送带18具有在从随动辊20向着驱动辊19的方向上移动的上部以及在相反方向上移动的下部。

第二转印装置21设置在邻近驱动辊19的第二转印位置，该位置为转印/传送带18上部的下游端(图中靠上的左端)。在与第二转印装置21邻近的更下游侧，设置有剥离电晕管22。在转印/传送带18下部，设置有一对放电电晕管23，将转印/传送带18夹在其间。从而，转印/传送带18被放电。

从送纸托盘24取出的记录纸P’以预定的定时(该定时对应于当光束写入装置13开始写入潜像的时间)被传送。被吸附在转印/传送带18上部的记录纸P’沿箭头M的方向传送，穿过第一转印位置和第二转印位置，并被剥离电晕管22放电。这样被放了电的记录纸P’在驱动辊19的上端从转印/传送带18上剥离，并被传送至设置有定影装置17的定影位置。已通过定影装置17的记录纸P’被排纸辊(exhausting roll)排出到排纸托盘。

参照图7说明定影单元Y’。根据本实施例的定影装置，包括许多与第一实施例中相同的结构的元件。不对与图7中的参考标号相同的元件进行详细说明。

对应辊隙区域的、根据本实施例的定影装置的上部结构(第一定影部分Q)基本与第一实施例相同。对应辊隙区域N的下部结构(第二定影部分R)由具有与第一实施例中加压辊73类似的结构的加热辊(加压辊)27构成。加热辊27与第一实施例中加压辊73的不同之处在于其含有输出为500W到1000W的卤素灯(热源)25。

加热辊27具有与“两辊类型定影装置”中的定影辊结构相同的结构，在两辊类型定影装置中，在不锈钢或铝的中空圆筒形管的表面上形成硅橡胶或氟橡胶的耐热弹性层以及氟树脂的防粘层。

通过使承载有未定影色调剂图像(未定影图像)T(以及T’)的记录纸P’穿过位于第一定影部分Q处的定影带71和位于第二定影部分R处的加热辊27之间的辊隙区域N，通过加热/加压进行定影。

现在参照图8说明根据本实施例含有定影装置的图像形成设备。

(双面记录时的操作)

通常，图像形成设备的用户界面设置有模式选择开关、复印开始开关等。在通过模式选择开关选择了双面记录模式之后，当按下复印开始开关时，图像形成设备以双面记录模式进行操作。在本实施例中，尽管未示出，图像形成设备也以类似方式操作。

在双面记录过程中，将形成于一面的第一色调剂图像(未定影图像形成在感光鼓11表面上。第一色调剂图像被第一转印装置15转印到转印/传送带18的外表面上。转印到转印/传送带18外表面上的第一色调剂图像沿箭头M的方向行进，以便其通过转印/传送带18的上部传送，然后通过转印/传送带18的下部。然后，第一色调剂图像回到设置有第一转印装置15的第一转印位置。

在转印到转印/传送带18的外表面上的第一色调剂图像回到第一转印装置15位置处的时刻，在感光鼓11表面上形成第二色调剂图像，其为将形成于另一面上的图像。在第二色调剂图像和上述第一色调剂图像移动到第一转印位置处的时刻，容纳在送纸托盘24中的记录纸P’被送到转印/传送带18的外表面，使得其从第一色调剂图像的上面吸附于转印/传送带的外表面，并被输送到第一转印位置。

在被输送到第一转印位置的记录纸P’的上面，该面未与转印/传送带18接触，形成于感光鼓11表面上的第二色调剂图像被转印。之后，当记录纸P’沿箭头M的方向被传送到第二转印位置时，形成在转印/传送带18外表面上的第一色调剂图像现在被第二转印装置21转印到记录纸P’的下面(与上述上面相对的后面)。两面这样转印有色调剂图像的记录纸P’被剥离电晕管22从转印/传送带18上剥离，并被送到定影装置17。

如从图7中看出的，输送到定影装置17的记录纸P’承载有形成在其双面上的色调剂图像T和T’，并且T。当记录纸P’在箭头M的方向上被传送时，由于其穿过第一定影部分Q和第二定影部分R之间的辊隙区域，如第一实施例，在第一定影部分Q中，位于记录纸P’上面的色调剂图像T通过加热/加压被定影。另一方面，在本实施例中，位于第二定影部分R一侧的加热辊27的表面也被卤素灯加热，使得位于记录纸P’下面的色调剂图像T’通过加热/加压被定影。简而言之，利用根据本实施例的定影装置，形成于记录介质两面上的未定影图像都可以通过独立的定影操作被定影。从而，可以高速地将色调剂图像形成在两面，并且可以缩短定影时间，从而节约能源。

(单面记录时的操作)

通常，在能够形成彩色图像的图像形成设备中，在形成单色图像(黑色的色调剂图像)时，使用包括在用户界面中的模式选择开关选择与彩色模式不同的模式。在使用模式选择开关选择了图像类型之后，当按下复印开始开关时，图像形成设备根据选择的模式，以全彩色模式或单色模式工作。在一般的图像形成设备中，模式选择仅影响图像形成单元中未定影图像的形成。另一方面，在根据本实施例的图像形成设备中，模式选择还影响定影单元Y’。

首先，如果选择了单色模式，只有位于记录纸P’上面的色调剂图像被图像形成单元X’形成。记录纸P’被传送到定影单元Y’。图9是根据本实施例的定影装置的示意剖视图，其中只有形成在记录纸P’上面的单色的色调剂图像T被定影。在这种情况下，不向第二定影部分R一侧的热源卤素灯25供电，因此加热辊27不被加热。在此状态，记录纸P’穿过辊隙区域N。位于已经穿过辊隙区域N的记录纸P’上面的色调剂图像T被第一定影部分Q的定影带71通过加热/加压进行定影。之后，记录纸P’被排出到排纸托盘(未示出)。

通常，仅使用黑色色调剂形成的色调剂图像T，即使使用具有硬辊的定影装置对其进行定影也没有问题。在根据本实施例的图像形成设备中，定影可通过第一定影部分Q实现，其中第一定影部分Q在辊隙区域由于压力支持而提供了硬的表面，但具有良好的瞬时起动性能和高速性能，从而节约了能源。

另一方面，如果选择了彩色模式，位于记录纸P’下面的色调剂图像T’被图像形成单元X’形成。此外，在图8中，为了简化说明，只示出了对应一种将形成在记录纸P’上色调剂颜色的配置。然而，实际上，可以通过“串联类型的图像形成设备”实现能够使用三或四种重叠色调剂图像来形成全彩色图像的配置，该配置中，在转印/传送带18的行进方向(箭头M的方向)上串联设置对应三或四种颜色的感光鼓11，或者可以通过另一包括旋转显影器的图像形成设备实现，该旋转显影器由对应三或四种颜色的显影器14构成。

在下面形成有色调剂图像T’的记录纸P’照这样沿箭头M的方向行进，并被送到定影单元Y’。图10是根据本实施例的定影装置的示意剖视图，其中仅形成在记录纸P’下面的全彩色的色调剂图像T’被定影。在这种情况下，不向位于第一定影部分Q一侧的热源卤素灯74供电，因此定影带71不被加热。在此状态，记录纸P’穿过辊隙区域N。位于已经通过辊隙区域N的记录纸P’下面的色调剂T’被第二定影部分R的加热辊27通过加热/加压进行定影。之后，记录纸P’被排出到排纸托盘(未示出)。

考虑图像质量，具有多个重叠的彩色色调剂层的色调剂图像T’通常使用具有软辊的定影装置进行定影。在根据本实施例的图像形成设备的情况下，定影可以通过第二定影部分R实现，其中具有非常软的表面的加热辊27与色调剂图像T’接触。

以这种方式，根据使用本实施例的定影装置的图像形成设备，当记录纸P’进入辊隙区域N时，记录纸P’的面朝向由定影单元Y’中的定影装置17根据由图像形成单元X’在记录纸P’表面上形成的色调剂图像(T或T’)的类型(全色或单色)进行控制，从而根据色调剂图像的类型适当地实现定影。

在上述实施例中，参照记录纸P’的面朝向说明了单面记录的操作过程，在该记录纸P’上将根据适当选择的图像类型而形成色调剂图像。然而，本实施例不仅可以适当地应用于控制记录纸面朝向的构造，在该记录纸上将根据图像的类型形成色调剂图像，还可以应用于这样的构造，其中色调剂图像只形成在记录纸P’的任一面上，并且不改变使记录纸穿过辊隙区域N的方向而使其定影。在定影彩色图像的情况下，第一定影部分Q和第二定影部分R的定影性能之间的差异优选很小。在这种情况下，通过在定影带上施加弹性层，在辊隙区域中第一定影部分Q和第二定影部分R都可以被赋予软的定影部件表面，从而减小两部分之间的定影性能的差异。以这种方式，根据本实施例的定影装置可以被用于彩色双面定影装置。此外，通过将第二定影部分R中的加热辊27构造为由具有高表面硬度的材料制成的硬辊，可以提供专用于单色图像的图像形成设备。

因此，根据本实施例的图像形成设备在单面记录或者双面记录时，可以使位于记录纸P’单面或者双面上的色调剂图像一次通过定影装置就被定影。

由于本实施例其余的结构与第一实施例相同，所以本实施例可以得到与第一实施例相同的效果。例如，即使在记录纸P’具有诸如信封那样的多层结构时，也不形成起皱或者卷曲，从而改善了传送和定影性能。此外，抑止了耐热环带的温降，从而进一步改善了瞬时起动性能，并且还带来了良好的高速性能。

根据本发明的定影装置为这样一种定影装置，其包括：具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；耐热环带，其与加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时该耐热环带旋转；加压支持体，其具有平坦部，从内部挤压耐热环带以使得辊隙区域几乎平坦；以及设置在耐热环带的内部的热源、在所述热源和辊隙区域之间设置加压支持体，其特征在于，耐热环带被来自热源的辐射热直接加热，并被经由加压支持体的热传导加热(本发明A)。

根据本发明，由于穿过记录介质的辊隙区域几乎平坦，所以加压辊向耐热环带施加足够的压力。从而，当加压辊旋转时，耐热环带和记录纸以同样的速度被输送，从而防止出现纸起皱和卷曲。换句话说，耐热环带和加压辊在辊隙区域的线速度没有差别。由于这个原因，即使在记录介质具有诸如信封那样的多层结构时，也能够在不起皱或者不卷曲的情况下改善传送和定影性能。

由于耐热环带被用于定影部件，所以瞬时起动性能就很良好。另外，由于辊隙区域被经由加压支持体的热传导加热，而辊隙区域之外的其它区域被来自卤素灯的辐射热加热，抑止了耐热环带的温降，从而进一步改善了瞬时起动性能，并还带来了良好的高速性能。

根据本发明的定影装置以这种形式进行加热：耐热环带被来自热源的辐射热直接加热并被经由加压支持体的热传导加热，为了实现这样的定影装置，给出了这样的具体构造：加压支持体在耐热环带行进方向上从平坦部向前和向后延伸以环绕热源，并至少在与平坦部相向的侧部开口(本发明B)。

根据具有这种构造的定影装置，形成为围绕热源形状的加压支持体首先被来自热源的辐射热加热，并且与加压支持体的平坦部接触的耐热环带被热传导加热。由于平坦部与定影装置的辊隙区域相对应，记录纸被有效地加热。

由于加压支持体以热源作为基点，至少在与平坦部相向的侧部开口，所以在开口部分，没有被加压支持体屏蔽掉的、来自热源的辐射热直接加热耐热环带。由于这个原因，耐热环带可在平坦部之外的其它位置被来自热源的辐射热直接加热，耐热环带的热量可在辊隙区域被吸收，并且通过旋转操作而在更远离加压支持体的平坦部的位置进一步冷却。这提供了定影装置优选的性能。此外，由于在开口的部分处不存在加压支持体，抑制了加压支持体过热的危险，从而很难产生诸如印刷速度降低和印刷停止那样的问题，并没有必要采取防止这类问题发生的措施。

加压支持体优选以热源作为基点、在覆盖180°到300°圆心角范围内形成。大量的热量必须辐射到将热量传导给辊隙区域的加压支持体上，其中辊隙区域作为定影装置直接作用在记录介质上。另一方面，直接加热耐热环带的区域即加压支持体的开口部分不要求太多的热量，该区域与辊隙区域相向。因此，为了在有效地将来自热源的热量给予加压支持体的同时，从上述开口部分辐射出足够直接加热耐热环带的热量，加压支持体优选形成为如上所述适当地围绕热源的形状。

基于同样的考虑，热源优选设置在从耐热定影带的轴心位置向辊隙区域偏离的位置上。通过将热源设置在靠近加压支持体的位置上，更多的辐射热被投射到需要较多能量的加压支持体上，并通过将热源设置在与耐热环带距离远的位置上，抑制了辐射热直接被投射到需要较少能量的耐热环带上。从而，可有效地利用来自热源的辐射热。此外，“耐热定影带的轴心位置”指在目标耐热环带的外周面形状为具有诸如圆形或椭圆形这样的形状的情况下的轴，以及在没有特定轴的情况下的目标耐热环带的外周面形状的重心。

耐热环带优选至少具有吸热层。其中，以“吸热层”指对其进行处理以增强其吸热性能的层，例如涂有黑色的层，使其可以容易地吸收辐射热。

因为耐热环带具有吸热层，用较少的辐射热，就可在很短的时间内将所需要的热量有效地给予耐热环带。

优选地，在热源中，在与面向辊隙区域的侧相向的侧，即加压支持体开口部分侧，设置形成热半屏蔽部件。热半屏蔽部件被用作阻断或反射来自相向侧全部辐射热能量的一部分。为了将具有足够能量的辐射热投射到辊隙区域，需要具有相应输出的热源。然而，如果热源的输出升高，从自热源投射的、穿过开口部分的辐射热可能过量地加热耐热环带。为了避免这种问题，由于设置有阻断或反射全部辐射热能量的一部分的热半屏蔽部件，所以远离辊隙区域的耐热环带可被柔和地、适当地加热。

其中，“热半屏蔽部件”指通过反射或者吸收能够屏蔽(阻断或反射)全部辐射热能量的一部分的部件。具体地，热半屏蔽部件指屏蔽掉全部辐射热能量中的大约10％到90％的部件。如果应用反射全部辐射热能量中的大约60％的半反射膜，全部辐射热能量的大约40％用来以辐射的方式加热耐热环带。

因而，耐热环带可在与辊隙区域相向的加压支持体一侧被适当地加热，使得其被来自热源的辐射热和经由加压支持体的热传导加热。从而，在辊隙区域处耐热环带和加压支持体的温度可适当地被控制在预定温度。此外，可以缩短用于预热的时间(可以实现瞬时起动性能)。

热半屏蔽部件通常可以为诸如其自身可以屏蔽全部辐射热能量的一部分的半透性或半反射膜这样的部件。然而，即使是全部反射或吸收辐射热的部件时，其可以为任何通过制成条或格子形状的小开口或通过将其设置为百叶窗的排列而减小固有投射区域的部件。

热源通常为灯丝设置在圆筒状玻璃灯管轴心处的卤素灯。在这种情况下，热半屏蔽部件可以为涂覆于卤素灯中灯管的外周面的部分区域上的膜部件。在这种情况下，热半屏蔽部件(以下也称为“热半屏蔽膜”)具体可以为陶瓷涂层，并优选为白色。

此外，热半屏蔽膜(半反射膜)涂覆的量考虑到辊隙区域耐热环带的温度升高程度以及加压支持体的温度升高程度来决定，并根据加压支持体的材料、厚度、热容量以及提供的电力而决定。

在热源为卤素灯以及灯管外周面的部分区域涂有热半屏蔽部件的膜部件的情况下，灯管优选以灯丝为基点、在圆心角为180°到270°范围内涂覆有用作热半屏蔽部件的膜部件。以这种方式，由于热半屏蔽膜设置在上述适当的范围内，远离辊隙区域的耐热环带可适当地被加热，而不会过热，其中该热半屏蔽膜可以屏蔽掉热源从开口部分直接投射到耐热环带的辐射热能量的一部分。

至少加压支持体平坦部的与热源相向的面优选经过吸热处理。由于该面经过吸热处理，来自热源的热有效地被上述面所吸收。热量从位于后侧的平坦部传导到耐热环带的辊隙区域。以这种方式，可以有效地将热量给予辊隙区域。

其中，吸热处理指改善吸热性能的处理。黑化处理是吸热处理的一个例子。提供吸热层是吸热处理的一个例子。

上述热源可以为设置在耐热环带内部的多个热源中的一个。考虑使用小尺寸的纸的情况，具有这种构造的定影装置包括，例如，至少两个热源：一个用于全尺寸的长卤素灯和一个用于小尺寸的短卤素灯，这些卤素灯被环绕在耐热环带内。

在根据本发明的定影装置中，加压辊优选在其内部具有热源。通过将独立的热源设置在加压辊内，加压辊侧可以被赋予定影功能，即可使记录介质穿过辊隙区域，使得其表面上的未定影图像与加压辊接触。从而，例如，通过使双面承载有未定影图像的记录介质穿过辊隙区域，定影装置可同时将承载在双面上的未定影图像定影。记录介质通过的面可以根据形成在记录介质一面上的非定像图像的类型进行选择(记录介质穿过辊隙区域使，例如对于彩色图像，使未定影图像与软的加压辊接触，而对于单色黑色图像，使未定影图像与具有良好“瞬时起动”性能的耐热环带接触)。

另一方面，根据本发明的图像形成设备为包含在记录纸表面形成未定影图像的图像形成单元和将形成在记录纸表面上的未定影图像通过加热和加压进行定影的定影单元的图像形成设备，其特征在于该定影单元为根据本发明的定影装置(本发明A或B)。

此外，在根据本发明的图像形成设备中，定影装置中被用作定影单元的加压辊可包括热源。

在此情况下，在优选实施例中，当记录介质穿过辊隙区域时其面朝向由被用作定影单元的定影装置、根据由图像形成单元在记录介质表面上形成的未定影图像的类型进行控制。在此优选实施例中，记录介质通过的面可根据在记录介质一面上形成的未定影图像的类型进行选择而控制(记录介质穿过辊隙区域使，例如对于彩色图像，使未定影图像与软的加压辊接触，而对于单色黑色图像，使未定影图像与具有良好“瞬时起动”性能的耐热环带接触)。

此外，优选通过图像形成单元在记录介质两面的每一面上形成未定影图像。根据本实施例，通过使双面都有未定影图像的记录介质一次穿过定影装置，就可以使在记录介质双面上形成的未定影图像同时定影。这实现了高速的双面图像形成，并缩短了定影时间，从而节约了能源。

根据本发明，提供了无论定影时记录介质的类型为哪一种都不产生起皱或卷曲的定影装置，其具有良好的运送和定影性能，并具有优越的瞬时起动性能(实现了缩短预热时间)，可抑制诸如印刷停止这样的问题，并且具有优异的高速性能，本发明还提供了使用这种定影装置的图像形成设备。

此外，根据本发明，提供了设置有具有优异性能的定影装置的图像形成设备。进一步，提供了适用于形成彩色和单色两种图像的图像形成设备，或者能够简单地、高速地、节省能源地形成双面图像的图像形成设备。

申请日为2004年5月31日的日本专利申请No.2004-161216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 (19)

1.一种定影装置，包括：

具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；

耐热环带，其与所述加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时，所述耐热环带旋转；

加压支持体，其设置在所述耐热环带的内部，并具有平坦部用以挤压耐热环带以使得辊隙区域几乎平坦；以及

热源，设置在所述耐热环带内部，在所述热源和辊隙区域之间设置所述加压支持体，

其中所述耐热环带被来自所述热源的辐射热直接加热，并被经由所述加压支持体的热传导加热。

2.一种定影装置，包括：

具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；

耐热环带，其与所述加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时，所述耐热环带旋转；

加压支持体，其设置在耐热环带的内部，并具有平坦部用以挤压所述耐热环带以使得辊隙区域几乎平坦；以及

热源，设置在所述耐热环带的内部，在所述热源和辊隙区域之间设置所述加压支持体，

其中所述加压支持体以平坦部为中心，沿耐热环带的内周面延伸以围绕所述热源，并在与平坦部相向的位置具有开口。

3.根据权利要求2的定影装置，

其中所述加压支持体以所述热源为基点、在圆心角为180°到300°范围内形成。

4.根据权利要求2的定影装置，

其中所述热源设置在从所述耐热环带的轴心位置向所述辊隙区域偏移的位置处。

5.根据权利要求2的定影装置，

其中所述耐热环带至少具有吸热层。

6.根据权利要求2的定影装置，进一步包括：

热半屏蔽部件，形成在所述热源的与面向所述辊隙区域的侧相向的侧，

其中所述热半屏蔽部件阻断或反射来自所述相向侧的全部辐射热能量中的一部分。

7.根据权利要求6的定影装置，

其中所述热源为灯丝基本位于圆筒形玻璃灯管的轴心处的卤素灯，以及

所述热半屏蔽部件为覆盖所述卤素灯灯管外周面的部分区域的膜部件。

8.根据权利要求7的定影装置，

其中所述热半屏蔽部件为陶瓷涂层。

9.根据权利要求8的定影装置，

其中用作热半屏蔽部件的所述陶瓷涂层为白色。

10.根据权利要求7的定影装置，

其中所述灯管外周面在以所述灯丝为基点、圆心角在180°到270°范围内覆盖有用作热半屏蔽部件的膜部件。

11.根据权利要求2的定影装置，

其中至少面向所述热源的平坦部表面经过吸热处理。

12.根据权利要求2的定影装置，

其中所述热源为设置在所述耐热环带内部的多个热源中的一个。

13.根据权利要求2的定影装置，

其中所述加压辊在其内部具有热源。

14.根据权利要求13的定影装置，

其中穿过所述辊隙区域的记录介质在其双面上承载有未定影图像，并且当记录介质穿过辊隙区域时，所述未定影图像同时被定影到记录介质上。

15.一种图像形成设备，包括：

图像形成单元，其在记录介质表面上形成未定影图像；以及

定影单元，其通过加热和加压将在所述记录介质表面上形成的未定影图像定影，

其中所述定影单元包括：

具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；

耐热环带，其与所述加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时，所述耐热环带旋转；

加压支持体，在设置在所述耐热环带的内部，并且具有平坦部用以挤压耐热环带以使得所述辊隙区域几乎平坦；以及

热源，设置在所述耐热环带内部，在所述热源和辊隙区域之间设置所述加压支持体，

其中所述耐热环带被来自所述热源的辐射热直接加热，并被经由所述加压支持体的热传导加热。

16.一种图像形成设备，包括：

图像形成单元，其在记录介质表面上形成未定影图像；以及

定影单元，其通过加热和加压将在所述记录介质表面上形成的所述未定影图像定影，

其中所述定影单元包括：

具有弹性或柔韧性的加压辊，其为驱动辊；

耐热环带，与所述加压辊接触以形成记录介质穿过的辊隙区域，当由加压辊驱动时，所述耐热环带旋转；

加压支持体，其设置在所述耐热环带内部，并且具有平坦部，用以挤压所述耐热环带，以使得所述辊隙区域几乎平坦；以及

热源，设置在所述耐热环带内部，在所述热源和辊隙区域之间设置所述加压支持体，

其中所述加压支持体以平坦部为中心，沿耐热环带的内周面延伸以围绕所述热源，并且在所述平坦部相向的位置具有开口。

17.根据权利要求16的图像形成设备，

其中所述加压辊在其内部具有热源。

18.根据权利要求17的图像形成设备，

其中当所述记录介质进入所述辊隙区域时，根据在记录介质表面上形成的未定影图像的类型，通过定影单元来控制所述记录介质的面朝向。

19.根据权利要求17的图像形成设备，

其中通过图像形成单元在所述记录介质双面中的每一面上形成所述未定影图像。

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