專利名稱：定影裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施方式涉及一種定影裝置。
背景技術(shù)：
在使用電子照相方式的復(fù)印機、打印機、復(fù)合機MFP (Multi-Functional Peripheral 多功能復(fù)合一體機)等圖像形成裝置中，為了使已轉(zhuǎn)印在紙張上的色調(diào)劑定
影，使用有定影裝置。定影裝置例如在紙張通過由兩個輥形成的夾持點的期間，通過對紙張進行加熱加壓，將色調(diào)劑定影在紙張上。在兩個輥中，將以對紙張進行加熱為主的輥稱為定影輥(或加熱輥)，將以對紙張進行加壓為主的輥稱為加壓輥。而且，大多數(shù)的構(gòu)成是，與定影輥分開地設(shè)置被稱為定影帶的帶，并使定影帶介于定影輥和加壓輥的夾持點之間。在該構(gòu)成中，將要定影的紙張通過定影帶和加壓輥之間的夾持點。在具有定影帶的構(gòu)成中，用加熱裝置直接加熱的不是定影輥，而是定影帶。通過將已加熱的定影帶的熱傳遞給紙張，色調(diào)劑被定影在紙張上。定影時，由于定影帶的熱被紙張帶走，所以，與紙張接觸的部分的定影帶的溫度暫時降低。被定影的紙張的尺寸并不總是固定的。各種尺寸的紙張可能混在一起。例如，往往有在A4尺寸的紙張定影之后，馬上定影A3尺寸的紙張的情況。這時，在A4紙張的定影之后不久，在定影輥的旋轉(zhuǎn)軸方向即、定影帶的寬度方向上，相當(dāng)于A4寬度的區(qū)域的溫度降低，但是，其兩側(cè)區(qū)域的溫度仍然保持較高。也就是說，導(dǎo)致定影帶的寬度方向上的溫度不均勻。因此，在該狀態(tài)下，當(dāng)進行后續(xù)的A3尺寸的紙張定影時，則中央部以低溫定影，與之相反，兩端部以高溫定影，從而定影狀態(tài)在紙張的寬度方向(與輸送方向正交的方向)上處于不均勻的狀態(tài)。因而，為了應(yīng)對這樣的問題，期望一種定影裝置，即使在定影帶的寬度方向的溫度部分地降低的情況下，通常也能維持定影帶的寬度方向上的熱均勻性，以使其立刻恢復(fù)到整體一樣的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的實施方式涉及的定影裝置包括第一輥；第二輥，在上述第二輥與上述第一輥之間形成夾持部，將通過上述夾持部的紙張壓到上述第一輥；第三輥， 與上述第一輥及上述第二輥平行地配置；定影帶，架設(shè)在上述第一輥和上述第三輥上；加熱裝置，在上述定影帶的寬度方向上均勻地加熱上述定影帶；以及均熱部件，是內(nèi)置于上述第三輥中的軸狀的均熱部件，設(shè)上述均熱部件的長軸方向的有效長度大于等于規(guī)定的最大紙張的寬度，使與上述第三輥接觸的上述定影帶的熱量在上述長軸方向上均勻地分散。


圖1是表示包括實施方式的定影裝置的圖像形成裝置的外觀立體圖。圖2是表示圖像形成裝置的內(nèi)部構(gòu)成例的截面圖。圖3是表示第一實施方式所涉及的定影裝置的構(gòu)成例的截面圖。圖4是表示第一實施方式所涉及的定影裝置的構(gòu)成例的長軸方向的展開圖。圖5是表示均熱輥的構(gòu)成例的長軸方向的截面圖。圖6是對定影裝置的各構(gòu)成件的長軸方向的長度及紙張寬度的大小關(guān)系進行說明的說明圖。圖7A是在第一實施方式的定影裝置中所使用的均熱輥的截面圖，圖7B是均熱輥端部的放大圖。圖8A是在第二實施方式的定影裝置中所使用的均熱輥的截面圖，圖8B是均熱輥端部的放大圖。圖9A是第二實施方式的定影裝置的評價試驗說明圖，圖9B是示出評價試驗結(jié)果的表。圖IOA-圖IOC是在第三實施方式的定影裝置中所使用的均熱輥的說明圖。
具體實施例方式以下，參照附圖對定影裝置的實施方式進行說明。(1)圖像形成裝置圖1是表示作為包括本實施方式所涉及的定影裝置40的圖像形成裝置100的典型例的復(fù)印機(或MFP =Multi-Function Peripheral 多功能復(fù)合一體機)的外觀示圖。圖像形成裝置100具有圖像讀取裝置2、圖像形成部3、供紙部4及操作部5等。在圖像讀取裝置2中，光學(xué)地讀取放置在原稿臺上的原稿或ADF 6 (Auto Document feeder 自動文檔進紙器)所輸入的原稿，并生成圖像數(shù)據(jù)。在圖像形成部3中，對從供紙部4供給的紙張采用電子照相方式復(fù)印圖像數(shù)據(jù)。已復(fù)印的紙張被排出并裝載在排紙托盤7上。操作部5設(shè)置有作為用戶界面的顯示部和各種操作按鈕。圖2是表示圖像形成裝置100的內(nèi)部構(gòu)成的截面示意圖。圖像形成裝置100為例如可通過串聯(lián)式電子照相方式進行彩色復(fù)印的構(gòu)成。如圖2所示，沿轉(zhuǎn)印帶30的輸送方向并列配置與黃色⑴、洋紅(M)、青綠色(C)、 黑色(K)四色對應(yīng)的四個感光鼓IOa 10d。在各感光鼓10的周圍從旋轉(zhuǎn)的上游向下游依此設(shè)置有帶電裝置Ila lid、顯影裝置12a 12d、轉(zhuǎn)印輥13a 13d、清潔裝置14a 14d等。在這里，上述各構(gòu)成件的參照號碼所附帶的a、b、c及d各英文字母分別與打印顏色的Y、M、C及K對應(yīng)。通過帶電裝置Ila lld，使各感光鼓IOa IOd的表面帶電，且為一樣的規(guī)定電位。之后，將根據(jù)Y、M、C、K各顏色的圖像數(shù)據(jù)的電位已進行脈寬調(diào)制的激光光15a 15d 照射到各顏色用的感光鼓IOa IOd的表面上。當(dāng)照射激光15a 15d時，被照射的部分的電位降低，并在感光鼓IOa IOd的表面上形成有靜電潛像。顯影裝置12a 12d通過與各顏色對應(yīng)的色調(diào)劑在各自的感光鼓IOa IOd上顯影靜電潛像。根據(jù)該顯影，在各感光鼓IOa IOd上形成有Y、C、M、K各顏色的色調(diào)劑圖像。另一方面，轉(zhuǎn)印帶30環(huán)狀地架設(shè)在驅(qū)動輥101和二次轉(zhuǎn)印對置輥102上，并通過驅(qū)動輥101驅(qū)動，在圖示箭頭的方向上連續(xù)旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)印帶30在通過由感光鼓IOa IOd和轉(zhuǎn)印輥13a 13d構(gòu)成的各夾持點的期間，在轉(zhuǎn)印帶30的外周表面上依次轉(zhuǎn)印Y、M、C、K的各顏色的色調(diào)劑圖像。首先，在Y用感光鼓IOa和Y用轉(zhuǎn)印輥13a對置的位置(Y的轉(zhuǎn)印位置)上，Y色調(diào)劑圖像被從感光鼓IOa轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶30上。接著，在M用感光鼓IOb和M用轉(zhuǎn)印輥13b對置的位置(M的轉(zhuǎn)印位置)上，M色調(diào)劑圖像從感光鼓IOb被轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶30上。這時，在轉(zhuǎn)印帶30的外周表面上，以與已轉(zhuǎn)印的Y色調(diào)劑圖像位置重疊的方式轉(zhuǎn)印M色調(diào)劑圖像。以下，同樣，在轉(zhuǎn)印帶30的外周表面上依次重疊轉(zhuǎn)印C色調(diào)劑圖像和K色調(diào)劑圖像，從而在轉(zhuǎn)印帶30上形成全色色調(diào)劑圖像。該全色色調(diào)劑圖像通過轉(zhuǎn)印帶30的移動，到達由二次轉(zhuǎn)印輥103和二次轉(zhuǎn)印對置輥102形成的夾持點(二次轉(zhuǎn)印位置)。另一方面，從供紙部4的供紙盒4A、4B、4C中的一個盒中已拾取的紙張被輸送到上述的二次轉(zhuǎn)印位置。然后，在該二次轉(zhuǎn)印位置上，在轉(zhuǎn)印帶30上的全色色調(diào)劑圖像被轉(zhuǎn)印到紙張上。全色色調(diào)劑圖像由定影裝置40加熱、加壓，并定影在紙張上。之后，通過排紙輥 34排出到排紙托盤7上。在向轉(zhuǎn)印帶30的轉(zhuǎn)印結(jié)束之后的各感光鼓IOa IOd上，通過清潔器14a 14d 除去殘留在表面上的色調(diào)劑，為接下的紙張復(fù)印做準(zhǔn)備。通過重復(fù)以上的處理，能夠進行連續(xù)的全色復(fù)印。另一方面，當(dāng)進行單色復(fù)印時，只通過K用感光鼓IOd和轉(zhuǎn)印輥13d向轉(zhuǎn)印帶30 轉(zhuǎn)印K色調(diào)劑圖像，不使用Y、M、C用感光鼓IOa IOc及轉(zhuǎn)印輥13a 13c。(2)涉及第一實施方式的定影裝置圖3是表示圖像形成裝置100所使用的定影裝置40的整體構(gòu)成示意截面圖。圖 4是示出了定影裝置40在長邊方向上的展開示意圖。定影裝置40具有定影輥50 (第一輥)、加壓輥60 (第二輥)、均熱輥70 (第三輥)、 定影帶80及加熱裝置90。定影輥50例如直徑為Φ 48. 5mm,加壓輥60例如直徑為Φ 50mm, 均熱輥70例如是直徑為Φ 17mm的輥。沿著箭頭方向通過驅(qū)動電機(未圖示)驅(qū)動加壓輥60。定影輥50、均熱輥70及定影帶80從動于加壓輥60，并分別沿箭頭方向進行旋轉(zhuǎn)。此外，通過加壓機構(gòu)61向定影輥50推壓加壓輥60并維持，以在加壓輥60與定影輥50之間具有規(guī)定的夾持部寬度。定影帶80通過張力機構(gòu)在定影輥50和均熱輥70之間以規(guī)定的張力被拉緊。定影輥50從內(nèi)側(cè)到外側(cè)為芯軸50a、發(fā)泡膠(海綿)50b的兩層構(gòu)造。在本實施方式中，例如，芯軸50a的厚度為2mm，發(fā)泡膠50b的厚度為8. 5mm。定影帶80從內(nèi)側(cè)到外側(cè)為金屬導(dǎo)電層80a、固體橡膠層80b、離型層80c三層構(gòu)造。在本實施方式中，作為金屬導(dǎo)電層80a的材質(zhì)，采用厚度40μπι的鎳。作為金屬導(dǎo)電層 80a的材料，除鎳之外，也可以采用不銹鋼、鋁及不銹鋼和鋁的復(fù)合材料等。此外，在本實施方式中，固體橡膠層80b使用厚度200 μ m的硅橡膠，離型層80c使用厚度30 μ m的PFA (te trafluoroethylene-perfIuoroalkylvinyl ether copolymer 四氣乙j；希一全氣燒氧基乙j；?；压簿畚?管。加壓輥60通過在芯軸的周圍覆蓋硅橡膠、氟橡膠等而構(gòu)成。此外，加壓輥60內(nèi)置鹵素?zé)?4。均熱輥70具有金屬管(輥主體)71、內(nèi)置于金屬管71的軸狀均熱部件。優(yōu)選均熱部件是熱管72。此外，在金屬管71的表面上形成有離型層。作為金屬管71的材料，本實施方式采用鐵，但是，也可以使用鋁、銅、不銹鋼等。定影驅(qū)動電機(未圖示)通過傳動齒輪62驅(qū)動配置于加壓輥60的軸端部的齒輪 63，從而驅(qū)動加壓輥60。加壓輥60進一步驅(qū)動通過夾持點接觸的定影帶80及定影輥50。當(dāng)紙張P通過定影帶80經(jīng)過在定影輥50和加壓輥60之間的夾持部時，通過定影帶80的熱和由加壓輥60施加的壓力，已轉(zhuǎn)印在紙張P上的色調(diào)劑被熔融粘合，從而色調(diào)劑被定影在紙張P上。在定影帶80的夾持部的下游側(cè)，設(shè)置有從定影輥50剝離紙張P的剝離板52。剝離板52為了以與定影帶80非接觸的方式剝離紙張P，以具有規(guī)定的間隙的方式調(diào)整位置。 此外，在定影帶80的夾持部的下游側(cè)，還設(shè)置有用于從加壓輥60剝離紙張P的剝離板65。在定影帶80的長邊方向的規(guī)定位置上，配置有作為溫度檢測單元的非接觸溫度傳感器81。非接觸傳感器81例如包括檢測紅外線的熱電元件。通過非接觸傳感器81檢測定影帶80的溫度，并控制定影帶80的溫度。加熱裝置90配置在定影帶80的外周的規(guī)定位置上，對定影帶80進行感應(yīng)加熱。 加熱裝置90具有磁芯91和卷繞在磁芯91的周圍的線圈92。由于具有磁芯91，因此，即使用較少匝數(shù)的線圈92，也能夠產(chǎn)生充分的磁通量。而且，磁芯91形成為沿定影輥50的圓弧形狀在中央部彎曲的形狀。根據(jù)該形狀，能夠使磁通量集中在定影輥50上的定影帶80上，并能夠局部集中感應(yīng)加熱定影帶80的金屬導(dǎo)電層 80a(鎳層)。通過加熱裝置90感應(yīng)加熱后的定影帶80在定影輥50和加壓輥60之間的夾持部中，對紙張P施加熱。另一方面，加壓輥60內(nèi)置有鹵素?zé)?4，并通過該鹵素?zé)?4，從內(nèi)側(cè)加熱加壓輥60。 還通過加熱后的加壓輥60對紙張P施加熱。在加壓輥60的外周上配置有溫度控制用的溫度檢測元件66。溫度檢測元件66例如包括非接觸熱敏電阻。如圖4所示，在均熱輥70的端部安裝有旋轉(zhuǎn)檢測用的三個分開的葉片74。此外， 面對葉片74配置有反射傳感器75。葉片74每旋轉(zhuǎn)一圈，反射傳感器75開、關(guān)三次開關(guān)。 當(dāng)定影帶80停止時(也就是說，當(dāng)均熱輥70的旋轉(zhuǎn)停止時)，定影帶80的一個地方被集中過度地加熱，所以，通過反射傳感器75檢測出均熱輥70的旋轉(zhuǎn)停止，從而事前防止對定影帶80的異常加熱。圖5是均熱輥70的長軸方向的截面圖。均熱輥70在鐵制的金屬管71的內(nèi)部配置有熱管72，在兩端部壓入有封閉部件73a、73b。熱管72在銅制的外管的內(nèi)部包含有工作液體(純水)，并為減壓后被密封的結(jié)構(gòu)。
在將熱管72插入到金屬管71之后，壓入封閉部件73a、73b。之后，以300 350°C 對金屬管71和熱管72加熱30 60分鐘，熱管72因受到由熱膨脹導(dǎo)致的塑性變形而熱裝固定在金屬管71的內(nèi)周表面上。之后，進行研磨加工，使金屬管71的外形尺寸為規(guī)定值，而且，在其表面上形成離型層76(參照圖7B)。圖6表示本實施方式中的定影帶寬度Wb、熱管有效長度Lhp、加熱寬度Wh、最大紙張寬度Wmaxsh及最大打印寬度Wmax ρ的尺寸關(guān)系。定影帶寬度Wb是定影帶80的寬度(與定影帶80的移動方向正交的方向的長度)。熱管有效長度Lhp是均熱性能有效的熱管72的長度。具體地說，如圖6所示，熱管有效長度Lhp是熱管72的外周表面與金屬管71的內(nèi)周表面連接的區(qū)域的長度。加熱寬度Wh是定影帶80的寬度方向上的加熱裝置90的加熱范圍， 并是加熱裝置90的長軸方向上的線圈91的長度。最大紙張寬度Wmax sh是在本定影裝置40 中所處理的最大尺寸的紙張的寬度(與紙張的輸送方向正交的方向的寬度)。最大打印寬度Wmax ρ是對最大尺寸的紙張打印的最大打印寬度。通常，在打印紙張的上下左右設(shè)置有規(guī)定寬度(例如5mm)的空白，所以，設(shè)定最大打印寬度小于其紙張寬度。如上所述，加熱裝置90加熱定影帶80，定影帶80加熱紙張P上的色調(diào)劑，從而將色調(diào)劑定影在紙張P上。由于定影之后的定影帶80通過紙張P將熱帶走，所以在定影帶 80的寬度方向上，與紙張P的寬度對應(yīng)的區(qū)域的溫度降低，另一方面，在紙張P的寬度的外側(cè)的區(qū)域，由于熱未被帶走，所以仍處于高溫。因此，定影帶80的寬度方向的溫度分布不均勻。熱管72用作以短時間將該不均勻的溫度分布進行均勻化的均熱單元。也就是說，通過使定影帶80的高溫部(在寬度方向上的外側(cè)的區(qū)域)的熱瞬時地轉(zhuǎn)移到低溫部(紙張P 通過的區(qū)域)，從而實現(xiàn)定影帶80的寬度方向的均熱化。通過該均熱化，在定影了寬度窄的紙張之后，即使是隨后就定影寬度寬的紙張的情況，也能夠在寬度方向上均勻地定影。對于定影帶寬度Wb、熱管有效長度Lhp、加熱寬度Wh、最大紙張寬度Wmax sh及最大打印寬度Wmax ρ的尺寸關(guān)系，在如上所述的熱傳遞中，從可靠傳遞熱的觀點及獲得均勻的定影性能的觀點來看，是非常重要的。另一方面，加熱裝置90的功耗相對于圖像形成裝置100的整體功耗占有較大的比例。因此，從節(jié)省電力的觀點出發(fā)，有必要盡量避免由加熱裝置90產(chǎn)生的無用的加熱。從這樣的觀點出發(fā)，在本實施方式所涉及的定影裝置40中，如下設(shè)定定影帶寬度Wb、熱管有效長度Lhp、加熱寬度Wh、最大紙張寬度Wmax sh及最大打印寬度Wmax ρ的大小關(guān)系。(a)從均熱化觀點出發(fā)，設(shè)定熱管有效長度Lhp大于等于最大紙張寬度Wmax sh。是因為，如果熱管有效長度Lhp小于最大紙張寬度Wmax sh，則當(dāng)最大紙張寬度Wmax sh的兩端附近變成了高溫時，不能使高溫部的熱轉(zhuǎn)移到中央的低溫部，從而導(dǎo)致定影帶80的熱分布不均勻，對具有最大紙張寬度Wmax SH的紙張定影的定影性能劣化。(b)從均熱化的觀點出發(fā)，設(shè)定熱管有效長度Lhp大于等于加熱裝置90的加熱寬度WH。如后所述，從節(jié)省電力的觀點出發(fā)，設(shè)定定影帶寬度Wb大于加熱裝置90的加熱寬度 WH。因此，對定影帶80的相當(dāng)于加熱裝置90的加熱寬度的區(qū)域進行加熱。如果熱管有效長度Lhp小于加熱裝置90的加熱寬度WH，則不能使通過加熱裝置90加熱的定影帶80的兩端部的熱向中央移動，從而阻礙熱的均勻化。(c)從節(jié)省電力的觀點出發(fā)，設(shè)定熱管有效長度Lhp小于等于定影帶寬度WB。如果熱管有效長度Lhp大于定影帶寬度WB，則由于定影帶80的熱一直移動到定影帶80的外側(cè)的熱管72的兩端部，所以，定影帶80的溫度在寬度方向上大致相同地降低。因此，為了補償該溫度降低，需要加熱裝置90額外地加熱。(d)從節(jié)省電力的觀點出發(fā)，設(shè)定加熱裝置90的加熱寬度Wh小于等于定影帶寬度 Wb (換言之，設(shè)定定影帶寬度Wb大于加熱裝置90的加熱寬度Wh)。是因為，如果加熱裝置90 的加熱寬度Wh大于定影帶寬度WB，則在加熱裝置90上就會存在無助于定影帶80的加熱的兩端區(qū)域，從而在加熱裝置90中消耗無用的電力。(e)從紙張上可靠在定影色調(diào)劑的觀點出發(fā)，設(shè)定加熱裝置90的加熱寬度Wh大于等于最大打印寬度Wmax ρ。如上所述，由于定影帶寬度Wb大于加熱寬度Wh大，所以，定影帶 80中相當(dāng)于加熱寬度Wh的區(qū)域是可定影區(qū)域。因此，當(dāng)加熱裝置90的加熱寬度Wh小于最大打印寬度Wmax ρ時，則留有不能加熱的打印區(qū)域，從而產(chǎn)生有定影性能的劣化。(f)從確保紙張的品質(zhì)的觀點出發(fā)，設(shè)定定影帶寬度Wb大于最大紙張寬度Wmax sh。 這是因為，當(dāng)定影帶寬度Wb小于最大紙張寬度Wmax sh時，在通過夾持部時，則會在紙張P上產(chǎn)生由定影帶80和定影輥50的階梯差而引起的變形。在本實施方式所涉及的定影裝置40中，通過對各構(gòu)成部的尺寸規(guī)定上述的大小關(guān)系，可兼顧良好的定影性能和節(jié)省電力。(3)第二實施方式所涉及的定影裝置如上所述，均熱輥70在金屬管71中熱裝固定熱管72之后，進行研磨加工，使金屬管71的外形尺寸成為規(guī)定值，而且，在其表面上形成離型層76。離型層76降低定影帶80 和金屬管71之間的摩擦，并防止在定影帶80上產(chǎn)生有不必要的皺紋。作為與第二實施方式的比較例，圖7A是表示在第一實施方式中的均熱輥70的長軸截面和與均熱輥70接觸的定影帶80的示意圖。此外，圖7B是放大圖7A的橢圓部(均熱輥70的金屬管71、離型層76及定影帶80)的圖。為了提高均熱輥70的均熱性能，必須將定影帶80的熱量高效率地傳遞給熱管72。 因此，需要用熱傳導(dǎo)率高的材質(zhì)構(gòu)成離型層76。此外，為了實現(xiàn)高的熱傳導(dǎo)率，需要使離型層76變薄。另一方面，由于離型層76與定影帶80的金屬導(dǎo)電層80a接觸，所以還需要具有耐磨性。第一實施方式中的均熱輥70中，因重視耐磨性，所以采用厚度約50μπι的PFA管。 通過將金屬管71插入在內(nèi)側(cè)涂敷了粘結(jié)劑的PFA管中，形成PFA管的離型層76。PFA管的離型層76雖然從耐磨性的觀點來看很卓越，但是，由于PFA管本身的熱傳導(dǎo)率低，所以，從均熱性能的觀點來看，仍有改進的余地。圖8Α是表示在第二實施方式中的均熱輥70a的長軸截面和與均熱輥70a接觸的定影帶80的圖。此外，圖8B是放大了圖8A的橢圓部(均熱輥70a的金屬管71a、離型層 76a及定影帶80)的圖。在第二實施方式所涉及的定影裝置40中，如下形成熱傳導(dǎo)率提高且具有卓越的耐磨性的離型層76a。第一，不是在管中插入金屬管71，而是通過在金屬管71上燒固氟樹脂形成氟樹脂涂層，因此，獲得比現(xiàn)有離型層薄的、例如約10 μ m的離型層76a。通過使離型層76a變薄， 與現(xiàn)有離型層相比，能夠?qū)崿F(xiàn)高的熱傳導(dǎo)性能。
第二，如果是氟樹脂涂層時，可在氟樹脂中填充碳纖維等填料，通過填充該填料， 可提高涂層(離型層76a)的熱傳導(dǎo)率。第三，通過使填料的填充率大于標(biāo)準(zhǔn)的填充率、例如大于標(biāo)準(zhǔn)量3倍左右，能夠更進一步提高涂層(離型層76a)的熱傳導(dǎo)率。目前，對通常的制品形成氟樹脂涂層時，一般用約400°C的溫度進行燒成加工。不過，均熱輥70具有必須在內(nèi)置熱管72之后的狀態(tài)下進行燒成加工的特殊性。當(dāng)保持400°C 以上的溫度時，則熱管72的內(nèi)壓變大，從而存在有銅制的外管破損的危險。因此，作為第二實施方式所使用的氟樹脂涂層材料，優(yōu)選能在小于等于300°C的溫度下燒成的材料。實施了用于驗證第二實施方式所涉及的均熱輥70a的有效性的評價試驗。評價試驗是在打印速度快的條件下實施的。此外，從均熱化的觀點出發(fā)，使用苛刻條件的紙張(紙張寬度小且基重大的紙張)實施了試驗。具體地說，將打印速度設(shè)定為75cpm(copies per minute :每分鐘的副本)，使用了具有基重105g/m2的寬度窄的STR尺寸(STATEMENTRRi 紙張寬度139. 7mm)的紙張。然后，測定出1000張紙張通過之后的定影帶80的非通紙部分的溫度和通紙部分的溫度。圖9A示出定影帶80的寬度和試驗所使用的紙張寬度的關(guān)系。而且，同時還評價了在1000張紙張通過期間中的等待(wait)次數(shù)和高溫異常導(dǎo)致的動作停止的有無。當(dāng)定影帶80的規(guī)定位置的溫度超過規(guī)定閾值(例如200°C )時，則暫時地停止加熱裝置90的加熱，并等待定影帶80的溫度降低，當(dāng)溫度降低某種程度后，再次打開加熱裝置90的加熱，并重復(fù)以上動作。該加熱裝置90的暫時停止的次數(shù)是等待次數(shù)。另一方面，當(dāng)定影帶80的規(guī)定位置的溫度超過更高的閾值(例如230°C)時，則判定為發(fā)生了高溫異常，并停止圖像形成裝置100的動作。在這種情況下，呼叫維修人員進行異常的修復(fù)。評價試驗是對下述均熱輥進行的，圖9B是示出評價結(jié)果的表。(試驗A)沒有內(nèi)置熱管的均熱輥(離型層50μ m厚的PFA管)、(試驗B)內(nèi)置有熱管的均熱輥(離型層帶50μ m厚的PFA管)、(試驗C)內(nèi)置有熱管的均熱輥(離型層填充了標(biāo)準(zhǔn)量的填料的10μ m厚的氟樹脂涂層)及(試驗D)內(nèi)置有熱管的均熱輥70a(離型層填充了3倍標(biāo)準(zhǔn)量的填料的10 μ m厚的氟樹脂涂層)。在使用了沒有內(nèi)置熱管72的均熱輥(試驗A)中，非紙張通過部的溫度上升到 280°C的異常值，判定為圖像形成裝置100為高溫異常并停止了動作。通過將熱管72插入到金屬管71中，可知判定沒有發(fā)生因高溫異常導(dǎo)致的圖像形成裝置100的動作停止的情況 ((試驗B)-(試驗D))。但是，在使用了現(xiàn)有的PFA管作為離型層(試驗B)中，作為非紙張通過部的端部的溫度變高，等待發(fā)生了 50多次。針對于此，對于用填充了標(biāo)準(zhǔn)量的填料的氟樹脂涂層形成離型層的均熱輥(試驗 C)中，等待次數(shù)減少到了 3次，為(試驗B)的1/16左右。而且，使填料填充量為標(biāo)準(zhǔn)量的3倍左右(試驗D)時，可知端部溫度降低，也不發(fā)生等待的情況。
如上所述，用氟樹脂涂層形成離型層76a，并填充碳纖維等填料，同時，使其填充率大于標(biāo)準(zhǔn)值，因此，已經(jīng)能夠確認(rèn)提高了均熱輥70a的均熱性，并抑制定影帶80的非紙張通過部分的溫度上升。而且，其結(jié)果是，能確認(rèn)等待次數(shù)為零或大幅度地減少。不過，一般來說，氟樹脂涂層與現(xiàn)有的PFA管相比，在耐磨性這點上被認(rèn)為處于劣勢。但是，作為上述的評價試驗的結(jié)果，可知雖然在定影帶80的邊緣和氟樹脂涂層的接觸部中，發(fā)現(xiàn)了有少許的磨損，但是在定影帶80的邊緣以外的區(qū)域中，幾乎沒有發(fā)生磨損。而且，可知在定影帶80的邊緣發(fā)生的磨損是因為定影帶80的張力負荷導(dǎo)致均熱輥70撓曲，其結(jié)果是，在定影帶80的邊緣發(fā)生應(yīng)力集中而產(chǎn)生的。此外，在向定影帶80施加了約100N的張力時，其撓曲量約為0. 3mm。因而，對于本實施方式所涉及的均熱輥70a，為了使定影帶80的邊緣的里面與均熱輥70a的表面離開，將定影帶80的端部所面對的區(qū)域形成為錐形(參照圖8B)。具體地說，在金屬管71的端部形成具有約0. 1度、優(yōu)選為0. 05度以上錐角的錐形。通過該錐形， 能夠避免或降低定影帶80的邊緣和離型層76a的接觸，從而防止由定影帶80導(dǎo)致的離型層76a的磨損。而且，優(yōu)選方式是，形成均熱輥70a的錐形區(qū)域和定影帶80的端部所重疊的區(qū)域的均熱輥70a的旋轉(zhuǎn)軸方向上的長度(圖8B的重疊長度)大于定影帶80的旋轉(zhuǎn)軸方向上的最大滑移長度(橫向偏移容許量)。例如，當(dāng)將錐角視為0.1度時，重疊長度約為10mm。如上所述，第二實施方式所涉及的定影裝置40的均熱輥70a由于用填充了填料的氟樹脂涂層形成其離型層76a，因此，能夠?qū)崿F(xiàn)高的熱傳導(dǎo)率，并能夠提高均熱性能。此外， 由于將均熱輥70a的端部形成為錐形，因此，即使定影帶80在寬度方向上進行了滑動時，也能夠在定影帶80的端部和均熱輥70a之間確保間隙，從而能夠防止均熱輥70的離型層76a 的磨損。(4)第三實施方式所涉及的定影裝置如上所述，熱管有效長度Lhp是均熱化性能有效的熱管72的長度。在第一實施方式中，將熱管72的外周表面與金屬管71的內(nèi)周表面連接的區(qū)域長度為熱管有效長度Lhp(參照圖6)。因熱管72在制造工序上的限制等，熱管72的兩端形成為錐形。因此，在熱管72 的兩端，存在有與熱管72不接觸的只是金屬管71的區(qū)域。由于該區(qū)域與熱管有效長度Lhp 的范圍的區(qū)域相比熱容量小，所以，是定影帶80的溫度降低的區(qū)域即、非有效區(qū)域。對于降低非有效區(qū)域，雖然也考慮通過增加該部分的金屬管71的厚度，從而增加熱容量的方法，但是，在該方法中，不能將熱管72插入到金屬管71中。因而，在第三實施方式中，在使用與第一實施方式相同的熱管72和金屬管71的同時，考慮壓入到金屬管71的兩端的封閉部件的形狀，從而使熱管有效長度Lhp增加。圖10A、圖IOC示出第三實施方式所涉及的均熱輥70b的結(jié)構(gòu)。為了比較，圖IOB 是示出第一實施方式所涉及的均熱輥70的結(jié)構(gòu)。如圖IOC所示，在第三實施方式中，將封閉部件構(gòu)成為具有填充在熱管72的錐形區(qū)域和金屬管71的內(nèi)表面之間所形成的空間的熱傳導(dǎo)性部件78的封閉部件77。熱傳導(dǎo)部件78可以是與封閉部件77整體相同的材料，可以為鐵或鋁等熱傳導(dǎo)性高的金屬。在第三實施方式中，以熱傳導(dǎo)性部件78與金屬管71的內(nèi)表面接觸的方式填充第一實施方式中的熱管72兩端的空間。其結(jié)果是，能夠使與該熱傳導(dǎo)性部件78接觸的金屬管71的厚度明顯變厚，并大幅度地提高熱容量。因此，可防止通過均熱輥70的兩端部的定影帶80的溫度降低。封閉部件77具有在其兩端可旋轉(zhuǎn)地支撐均熱輥70b的軸部79，但是軸部79的形狀和從金屬管71的端面到軸部79頂端的距離與第一實施方式相同。因此，支撐均熱輥70b 的軸承部的形狀和構(gòu)造或均熱輥70b的周圍的機構(gòu)可與第一實施方式相同的，不需要任何的變更。此外，如上所述，可使用與第一實施方式相同的熱管72和金屬管71本身。也就是說，相對于第一實施方式，第三實施方式只改變了封閉部件77的一部分形狀。因此，能夠用極低成本，防止均熱輥70b的兩端部的溫度降低。盡管已描述了具體實施方式
，但這些實施方式僅用于示例。因此，以上所述僅為本發(fā)明的實施方式的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明的范圍。實際上，文中描述的新型裝置和單元可以以各種其他形式實現(xiàn)；并且，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可對文中所述的裝置和單元進行各種省略、替換和改變。所附權(quán)利要求及其等價物旨在包括這些形式或變形，只要它們落入本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種定影裝置，包括 第一輥；第二輥，在所述第二輥與所述第一輥之間形成夾持部，所述第二輥將通過所述夾持部的紙張壓到所述第一輥；第三輥，與所述第一輥及所述第二輥平行地配置； 定影帶，架設(shè)在所述第一輥和所述第三輥上；加熱裝置，在所述定影帶的寬度的方向上均勻地加熱所述定影帶；以及均熱部件，是內(nèi)置于所述第三輥中的軸狀的均熱部件，所述均熱部件的長軸方向的有效長度大于或等于規(guī)定的最大紙張的寬度，所述均熱部件使與所述第三輥接觸的所述定影帶的熱量在所述長軸方向上均勻地分散。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定影裝置，其中，所述均熱部件為熱管，所述有效長度為所述熱管的外周面與所述第三輥的內(nèi)周面接觸的區(qū)域的長度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定影裝置，其中，所述均熱部件的所述有效長度大于或等于所述加熱裝置的沿所述定影帶的所述寬度的方向上的加熱范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定影裝置，其中，所述均熱部件的所述有效長度小于或等于所述定影帶的所述寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定影裝置，其中，所述加熱裝置的所述加熱范圍小于或等于所述定影帶的所述寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定影裝置，其中，所述加熱裝置的所述加熱范圍大于所述最大紙張的最大打印寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定影裝置，其中，所述定影帶的所述寬度大于所述最大紙張的所述寬度。
8.一種定影裝置，包括 第一輥；第二輥，在所述第二輥與所述第一輥之間形成夾持部，所述第二輥將通過所述夾持部的紙張壓到所述第一輥；定影帶，一端架設(shè)在所述第一輥上；以及第三輥，用于架設(shè)所述定影帶的另一端，所述第三輥的與所述定影帶的端部面對的區(qū)域形成為錐形，從而使所述第三輥的表面和所述定影帶的端部的背面離開。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定影裝置，還包括加熱裝置，在所述定影帶的寬度方向上均勻地加熱所述定影帶；以及熱管，內(nèi)置于所述第三輥中，使與所述第三輥接觸的所述定影帶的熱量均勻地分散在所述長軸方向上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的定影裝置，其中，在所述定影帶的所述背面設(shè)置有金屬導(dǎo)電層。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的定影裝置，其中，所述金屬導(dǎo)電層是鎳層。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定影裝置，其中，用氟樹脂涂覆所述第三輥的表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定影裝置，其中，在所述氟樹脂中填充有提高熱傳導(dǎo)率的填料。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的定影裝置，其中，在所述氟樹脂中填充有碳纖維的填料。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的定影裝置，其中，所述錐形的區(qū)域和所述定影帶的所述端部重疊的區(qū)域在所述第三輥的旋轉(zhuǎn)軸方向上的長度形成為大于所述定影帶在所述旋轉(zhuǎn)軸方向的最大滑移長度。
16.一種定影裝置，包括第一輥；第二輥，在所述第二輥與所述第一輥之間形成夾持部，所述第二輥將通過所述夾持部的紙張壓到所述第一輥；定影帶，一端架設(shè)在所述第一輥上；以及第三輥，用于架設(shè)所述定影帶的另一端，其中，所述第三輥包括管狀的輥主體；熱管，收納在所述輥主體中，其端部形成為錐形；以及封閉部件，是封閉收納有所述熱管的所述輥主體的兩端的封閉部件，所述封閉部件具有熱傳導(dǎo)性部件，所述熱傳導(dǎo)性部件以與所述輥主體的內(nèi)表面接觸的方式填充在所述熱管的所述錐形的區(qū)域和所述輥主體的內(nèi)表面之間所形成的空間。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定影裝置，還包括加熱裝置，在所述定影帶的寬度方向上均勻地加熱所述定影帶。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定影裝置，其中，所述封閉部件所具有的所述熱傳導(dǎo)性部件是金屬。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定影裝置，其中，所述封閉部件具有在所述第三輥的兩端可旋轉(zhuǎn)地支撐所述第三輥的軸部。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的定影裝置，其中，所述封閉部件構(gòu)成為能插入所述輥主體。
全文摘要
一種定影裝置，其包括第一輥；第二輥，在上述第二輥與上述第一輥之間形成夾持部，將通過上述夾持部的紙張壓到上述第一輥；第三輥，與上述第一輥及上述第二輥平行地配置；定影帶，架設(shè)在上述第一輥和上述第三輥上；加熱裝置，在上述定影帶的寬度方向上均勻地加熱上述定影帶；以及均熱部件，是內(nèi)置于上述第三輥中的軸狀的均熱部件，設(shè)上述均熱部件的長軸方向的有效長度大于等于規(guī)定的最大紙張的寬度，使與上述第三輥接觸的上述定影帶的熱量在上述長軸方向上均勻地分散。
文檔編號G03G15/20GK102193445SQ20111005590
公開日2011年9月21日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者丸山真司, 渡邊貴穗, 菊地和彥 申請人:東芝泰格有限公司, 株式會社東芝