CN103676577A

CN103676577A - 定影装置及图像形成装置

Info

Publication number: CN103676577A
Application number: CN201310434959.1A
Authority: CN
Inventors: 江部朝阳; 和澄利洋; 宇井真; 早川友之; 大石晓彦
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc; Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2013-09-23
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-09-23
Also published as: EP2711780B1; US20140086650A1; EP2711780A2; JP5911780B2; EP2711780A3; JP2014066743A; CN103676577B; US9671733B2

Abstract

本发明提供一种定影装置及图像形成装置，在增大定影夹持部的压接负荷的情况下也能够防止产生褶皱。该定影装置包括：在表层部具有硅橡胶（220b）的定影辊（220）、卷挂在定影辊（220）的弹性层上的定影带（230）、经由定影带（230）对定影辊（220）的硅橡胶（220b）进行加压且在与定影带（230）之间形成定影夹持部（200）的加压辊（240）。为了剥离在定影夹持部（200）的纸张输送方向入口侧形成的硅橡胶（220b）的凸出部（270）与定影带（230）的接触而配置引导定影带（230）的张紧辊（260）。

Description

定影装置及图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种定影装置及图像形成装置。

背景技术

在打印机、复印机、传真机及这些装置的复合机等图像形成装置中设有定影装置。定影装置根据被输入的图像数据对形成在记录纸张上的调色剂像进行定影。在定影装置中，形成有调色剂像的记录纸张通过由加热部件（例如：定影辊和定影带）与加压部件（例如：加压辊）形成的定影夹持部时被加压并被加热，调色剂像被定影在记录纸张上。

目前，在进行上述定影时，存在调色剂附着在定影辊表面上导致偏离（オフセット），或者形成有调色剂像的记录纸张卷绕定影辊，从而图像品质或走纸性能降低之类的问题。于是，提出了一种通过使用添加了蜡的调色剂，在加热时向定影辊供给从调色剂中熔析的蜡，从而抑制偏离及记录纸张卷绕的技术。

然而，从调色剂向定影辊供给的蜡的一部分附着在定影辊上，在定影辊上形成有利用了蜡的潜像的情况下，进行下一次定影时存在于图像表面的蜡量有所不同。因此，发生由定影辊上的蜡潜像引起的光泽不均的现象（以下也称为“光泽记忆（光沢メモリ）”），从而存在图像品质下降之类的问题。为了防止产生光泽记忆，需要将定影夹持部的压接负荷即定影辊与加压辊的压接负荷例如增大为目前的1.5倍左右。

需要说明的是，作为与定影装置相关的技术，提出有一种在电磁感应加热方式的定影装置中与发热体的位移联动而改变感应加热部位置的技术（例如参照专利文献1）。根据专利文献1所述的技术，即使定影装置的结构部件发生了热变形，感应加热部与发热体的位置关系的变动也较小，从而不会出现发热效率变动等问题。

另外，提出有一种根据记录纸张的克重，将记录纸张进入加压区域的进入姿势切换为合适的状态，由此抑制在定影部件表面的树脂层上形成凹陷或伤痕的技术（例如，参照专利文献2）。

专利文献1：（日本）专利第4841179号公报

专利文献2：（日本）专利第4821594号公报

然而，如果为了防止产生光泽不均而增大加热部件与加压部件的压接负荷，则出现如图7（a）所示的在记录纸张10上沿其输送方向产生波纹20（以下称为“褶皱（ひじわ）”）的副作用问题。

褶皱20可以认为由以下机理产生。图7（b）是表示定影装置结构的示意图，定影装置具有加热辊（未图示）、定影辊40、环状定影带50及加压辊60。定影辊40具有弹性层（例如：橡胶层）30。加热辊及定影辊40隔开规定的距离配置，在加热辊与定影辊40之间挂设有定影带50，加压辊60以在定影带50与定影辊40接触的区域与定影带50压接的状态被配置。在定影带50与加压辊60接触的部位形成有上凸形状的定影夹持部70。

在定影夹持部70上，加压辊60按压定影辊40的弹性层30使其凹陷。在定影夹持部70的入口侧的端部周边形成弹性层30中因加压辊60的压接而产生的弯曲呈下凸形状的部分80（以下也称为“凸出部”）。随着定影辊40与加压辊60的旋转，弹性层30的凸出部80在定影辊40的轴向上发生伸缩变形，其结果，导致在定影带50中与弹性层30的凸出部80接触的部分出现轻微波纹，从而在被定影带50与加压辊60夹持的状态下通过定影夹持部70的记录纸张10上产生褶皱20。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在增加了定影夹持部的压接负荷的情况下也能够防止产生褶皱的定影装置及图像形成装置。

本发明的定影装置包括：

第一加压辊。在表层部具有弹性层；

定影带，卷挂在所述第一加压辊的所述弹性层上；

第二加压辊，经由所述定影带对所述第一加压辊的所述弹性层进行加压，在该第二加压辊与所述定影带之间形成定影夹持部；

为了剥离在所述定影夹持部的纸张输送方向入口侧形成的所述弹性层的鼓出部与所述定影带的接触而配置引导所述定影带的引导部件。

本发明的图像形成装置包括：

第一加压辊，在表层部具有弹性层；

定影带，卷挂在所述第一加压辊的所述弹性层上；

根据本发明，能够提供一种在增加定影夹持部的压接负荷的情况下也能够防止产生褶皱的定影装置及图像形成装置。

附图说明

图1是本实施方式的图像形成装置的控制框图；

图2是表示本实施方式中形成定影夹持部的结构的示意图；

图3是表示张紧辊结构的变形例的示意图；

图4是表示第一实施例中的张紧辊位置与褶皱产生状况的关系的表；

图5是表示第二实施例中的形成定影夹持部的结构的示意图；

图6是表示第二实施例中的张紧辊的形状及位置与褶皱产生状况的关系的表；

图7（a）、（b）是说明现有技术的问题点的示意图。

附图标记说明

100 图像形成装置；101 控制部；102 CPU；103 ROM；104 RAM；110 原稿读取部；120 操作显示部；130 图像处理部；140 图像形成部；150 输送部；160 定影部；171 通信部；172 存储部；200 定影夹持部；210 加热辊；220 定影辊；230 定影带；240 加压辊；250 卤素灯加热器；260 张紧辊；270 凸出部；280，290 中心；300 端点。

具体实施方式

下面，根据附图详细地说明本实施方式。

[图像形成装置100的结构]

图1所示的图像形成装置100通过电子照相处理在记录纸张上形成图像，图像形成装置100具有控制部101、原稿读取部110、操作显示部120、图像处理部130、图像形成部140、输送部150、定影部160、通信部171及存储部172。

控制部101具有CPU（Central Processing Unit：中央处理单元）102、ROM（Read Only Memory：只读存储器）103、RAM（Random Access Memory：随机存取存储器）104等。CPU102从ROM103读出与处理内容对应的程序在RAM104中展开，并且与展开的程序配合动作，集中控制图像形成装置100的各模块的动作。此时，参照存储在存储部172中的各种数据。存储部172例如由非易失性半导体存储器（即闪存）或硬盘驱动器构成。

控制部101经由通信部171和与LAN（Local Area Network：局域网）、WAN（Wide Area Network：广域网）等通信网络连接的外部装置（例如计算机）之间进行各种数据的接收与发送。控制部101例如接收外部装置发送的图像数据，根据该图像数据（输入图像数据）在记录纸张上形成图像。通信部171例如由LAN卡等通信控制卡构成。

原稿读取部110以光学方式扫描输送至稿台玻璃上的原稿，在CCD（Charge Couple Device：电荷耦合器件）传感器的受光面上使来自原稿的反射光成像而读取原稿。需要说明的是，虽然通过自动原稿供纸装置（ADF）向稿台玻璃上输送原稿，但有时也通过手动操作将原稿载置在稿台玻璃上。

操作显示部120具有触屏式界面，用户能够通过触屏式界面进行各种指示及用于设定的输入操作。

图像处理部130包括进行模拟数字（A/D）转换处理的电路及进行数字图像处理的电路，图像处理部130通过A/D转换处理，从通过原稿读取部110的CCD传感器得到的模拟图像信号生成数字图像数据，向图像形成部140输出。

图像形成部140根据由图像处理部130生成的数字图像数据发出激光，向感光鼓照射所发出的激光，由此，在感光鼓上形成静电潜像（曝光工序）。

图像形成部140除具有进行上述曝光工序的结构以外，还具有分别用来进行曝光工序前进行的带电工序、曝光工序后进行的显影工序、显影工序后的转印工序及转印工序后的清洁工序的结构。

在带电工序中，图像形成部140通过带电装置的电晕放电，使感光鼓的表面均匀带电。在显影工序中，图像形成部140通过使显影装置内的显影剂所含有的调色剂附着在感光鼓上的静电潜像上，在感光鼓上形成调色剂像。

在转印工序中，图像形成部140使感光鼓上的调色剂像一次转印在中间转印带上。而且，图像形成部140将中间转印带上的调色剂像二次转印在由输送部150输送到的记录纸张上。在清洁工序中，图像形成部140除去转印工序后残留在感光鼓上的调色剂。

定影部160通过对导入定影夹持部的记录纸张上的调色剂像进行加热并加压（加热定影），将调色剂像定影在记录纸张（定影工序）上，其结果，在记录纸张上形成定影调色剂像。通过定影部160进行加热定影的记录纸张向图像形成装置100的外部被排出。

[形成定影夹持部200的结构]

接着，参照图2，针对形成定影夹持部200的结构进行说明。定影部160以定影带加热方式构成，即定影部160具有形成定影夹持部200的上侧加压部和下侧加压部。上侧加压部具有加热辊210及作为第一加压辊的定影辊220。在加热辊210与定影辊220之间以规定的带张力（例如：400N）卷挂有环状定影带230。下侧加压部具有作为第二加压辊的加压辊240。加压辊240经由定影带230以规定的定影负荷（例如：2650N）对定影辊220进行加压。这样，在定影辊220与加压辊240之间形成夹持并输送记录纸张S的上凸形状的定影夹持部200。

定影带230与形成有调色剂像的记录纸张S接触，在定影温度（例如：160～200℃）下对该记录纸张S进行加热。在此，定影温度为可提供使记录纸张S上的调色剂熔化所需要的热量的温度，随着进行图像形成的记录纸张S的种类等不同而有所不同。

定影带230例如使用厚度为70μm的PI（聚酰亚胺）作为基体，基体的外表面被作为弹性层的厚度为200μm的耐热性硅橡胶（硬度为JIS-A30°）覆盖，进而在表层上涂布有厚度为30μm的耐热性树脂即PFA（全氟烷）。

定影带230按照箭头A方向（以下称为“旋转方向”）旋转，定影带230的线速度例如为460mm/s。

加热辊210内置有卤素灯加热器250作为对定影带230进行加热的加热装置，卤素灯加热器250例如由用厚度为30μm的PTFE进行涂布的树脂层覆盖由铝等形成的壁厚为4mm的圆筒状芯棒的外周面。加热辊210的外径尺寸例如为58mm。需要说明的是，卤素灯加热器250为了应对不同的纸张宽度，例如由两根1200W、两根750W、一根500W的卤素灯构成，并且与纸张S的不同宽度对应而配置为在轴向上形成不同的发热分布。

卤素灯加热器250的温度由控制部101进行控制，由卤素灯加热器250对加热辊210进行加热，其结果定影带230被加热。

定影辊220构成与加压辊240一起形成定影夹持部200的加压部，由控制部101进行定影辊220的驱动控制（例如：旋转的开与关、旋转数等）。

定影辊220例如由作为表层部的弹性层的厚度为20mm的耐热性硅橡胶220b（硬度为JIS-A5°）覆盖由铁等金属形成的实心芯棒220a，进而覆盖用厚度为30μm的低摩擦、耐热性树脂即PTFE进行涂布的树脂层。定影辊220的辊硬度为ASKER-C硬度35°，定影辊220的外径尺寸例如为70mm。

加压辊240通过按压部件（未图示），经由定影带230与定影辊220的硅橡胶220b压接，由控制部101进行加压辊240的驱动控制（例如：旋转的开与关、旋转数等）。

加压辊240由作为弹性层的厚度为1mm的耐热性硅橡胶（硬度为JIS-A30°）覆盖由铝等形成的壁厚为4mm的圆筒状芯棒的外周面，进而覆盖厚度为30μm的PFA管的树脂层。加压辊240的外径尺寸例如为70mm，加压辊240的控制温度例如为80～120℃。

在定影带230的内周面侧且定影带230的旋转方向上的定影夹持部200的上游侧设有张紧架设定影带230的张紧辊260（引导部件），张紧辊260通过定影带230的旋转被动旋转。张紧辊260的外径尺寸例如为15mm。

张紧辊260引导定影带230，以便剥离定影辊220的硅橡胶220b中因加压辊240的压接而形成于定影夹持部200的纸张输送方向入口侧的鼓出部即因压接而产生的弯曲呈下凸形状的部分（凸出部）270与定影带230的接触。具体地说，张紧辊260设置在定影带230对凸出部270的卷挂量小于不设置张紧辊260时的位置。

在本实施方式中，张紧辊260位于以端点300为中心使直线L2（第一直线）向纸张进入侧倾斜40度的直线L3（第二直线）和使直线L2（第一直线）向纸张进入侧倾斜90度的直线L4（第三直线）之间，其中直线L2与连接定影辊220的中心280和加压辊240的中心290的直线L1平行，且通过定影带230的旋转方向上的定影夹持部200的上游侧端点300。

[本实施方式的效果]

如在上面详细说明的那样，在本实施方式中，包括：在表层部具有硅橡胶220b的定影辊220、卷挂于定影辊220的弹性层的定影带230、经由定影带230对定影辊220的硅橡胶220b进行加压且在与定影带230之间形成定影夹持部200的加压辊240。为了剥离形成于定影夹持部200的纸张输送方向入口侧的硅橡胶220b的凸出部270与定影带230的接触，配置引导定影带230的张紧辊260。

根据具有上述结构的本实施方式，在增大定影夹持部200的压接负荷且凸出部270在定影辊220的轴向上发生伸缩变形的情况下，与定影带230对凸出部270的卷挂量减小相应地难以在定影带230上产生波纹（难以受到凸出部270的坏影响，进而能够防止在被定影带230及加压辊240夹持的状态下通过定影夹持部200的记录纸张S上产生褶皱。

而且，在本实施方式中，张紧辊260通过定影带230的旋转而被动旋转，通过该结构，张紧辊160对定影带230施加的负荷减小，从而能够提高定影带230的耐久性。

[变形例]

在上述实施方式中，说明了张紧辊260通过定影带230的旋转而被动旋转的例子，但本发明不限于此。例如，张紧辊260可以在控制部101的控制下进行驱动旋转。另外，张紧辊260也可以固定而不旋转。

而且，在上述实施方式中，说明了张紧辊260作为引导部件发挥作用的例子，但本发明不限于此，总之，只要是能够为了剥离硅橡胶220b的凸出部270与定影带230的接触而引导定影带230的部件即可。作为引导部件的形状，只要是在至少与定影带230内周面接触的范围内具有曲面的形状即可，不限于上述实施方式的圆柱形状（辊形状）。

另外，在上述实施方式中，从减小张紧辊260对定影带230施加的负荷的观点出发，也可以在张紧辊260的表层上涂布PFA、特氟隆（注册商标）、氟树脂或PTFE，优选该表层的静摩擦系数例如为0.4以下。

而且，在上述实施方式中，如图3所示，张紧辊260也可以具有在其轴向上端部直径大于中央部直径的倒冠形状（V形状），在该情况下，倒冠形状的程度即中央部的直径与端部的直径之差（冠状量（クラウン量））例如为张紧辊260的端部直径15mm、中央部直径14.5mm的冠状量Δφ：－0.5mm。

此外，上述实施方式都只不过是实施本发明的一个具体化例子，不能由此而认为是对本发明的技术范围的限定，即在不脱离其主旨或其主要特征的情况下，本发明可以通过各种形式来实施。

[实施例]

最后，说明本发明的发明人进行的确认上述实施方式的有效性的实验结果。

[第一实施例的图像形成装置的结构]

作为实验用图像形成装置，使用了具有图1和图2的结构的图像形成装置100。

[第二实施例的图像形成装置的结构]

作为实验用图像形成装置，使用了具有图1和图2的结构且张紧辊260具有冠状形状的图像形成装置100。

[第一实验方法]

在第一实验中，在图2所示的点a～点k上分别配置张紧辊260的情况下，通过目测确认了在通过定影夹持部200的记录纸张S上的褶皱的产生状况。图4表示通过下述评估基准评估褶皱的产生状况的结果。需要说明的是，在图4中，张紧辊角度表示张紧辊260的位置（点a～点k的任一点）位于以端点300为中心直线L2向纸张进入侧倾斜多少角度的直线上。例如，在张紧辊260的位置为点e的情况下，该点e位于以端点300为中心直线L2向纸张进入侧倾斜50度的直线上。

（褶皱的产生状况）

○：目测未发现褶皱，状况良好。

△：目测略微发现褶皱，属于可容许水平。

×：目测清晰地发现褶皱，属于在实用中出现问题的水平。

[第一实验结果]

在第一实验中，在张紧辊角度不足40度的情况下明显产生褶皱。另一方面，如果将张紧辊角度设为40度以上，则能够较大地改善褶皱的产生状况，得到高品位图像。然而，如果将张紧辊角度设为90度以上，则记录纸张S在进入定影夹持部200之前与定影带230接触，不能使图像通过。根据上述结果，能够理解褶皱的产生状况依赖于张紧辊260的位置，张紧辊260优选位于以端点300为中心直线L2向纸张进入侧倾斜40度的直线L3和直线L2向纸张进入侧倾斜90度的直线L4之间。

[第二实验方法]

在第二实验中，在图5所示的点A～点E分别配置张紧辊260并改变张紧辊260形状的情况下，通过目测确认了在通过定影夹持部200的记录纸张S上的褶皱的产生状况。图6表示通过下述评估基准评估褶皱产生状况的结果。

（褶皱的产生状况）

○：目测未发现褶皱，状况良好。

△：目测略微发现褶皱，属于可容许水平。

×：目测清晰地发现褶皱，属于在实用中出现问题的水平。

[第二实验结果]

在第二实验中，在张紧辊260具有在其轴向上端部直径小于中央部直径的正冠形状的情况下褶皱的产生状况恶化。与之相对，在张紧辊260具有在其轴向上端部直径大于中央部直径的倒冠形状的情况下改善了褶皱的产生状况（特别是张紧辊角度为45度、冠状量为-0.3以上时）。根据上述结果，张紧辊260优选具有倒冠形状。

Claims

1.一种定影装置，其特征在于，包括：

第一加压辊，在表层部具有弹性层；

定影带，卷挂在所述第一加压辊的所述弹性层上；

2.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，第一直线为与连接所述第一加压辊的中心与所述第二加压辊的中心的直线平行的直线，且通过所述定影带的旋转方向上的所述定影夹持部的上游侧的端点，所述引导部件位于以该端点为中心使所述第一直线向纸张进入侧倾斜40度的第二直线和向纸张进入侧倾斜90度的第三直线之间。

3.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述引导部件具有在其轴向上端部直径大于中央部直径的倒冠形状。

4.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述引导部件通过所述定影带的旋转而被动旋转。

5.如权利要求1至4中任一项所述的定影装置，其特征在于，所述引导部件的表层的静摩擦系数为0.4以下。

6.如权利要求5所述的定影装置，其特征在于，在所述引导部件的表层上涂布有PFA、特氟隆、氟树脂或PTFE。

7.一种图像形成装置，其特征在于，包括：

第一加压辊，在表层部具有弹性层；

定影带，卷挂在所述第一加压辊的所述弹性层上；

8.如权利要求7所述的图像形成装置，其特征在于，第一直线为与连接所述第一加压辊的中心与所述第二加压辊的中心的直线平行的直线，且通过所述定影带的旋转方向上的所述定影夹持部的上游侧的端点，所述引导部件位于以该端点为中心使所述第一直线向纸张进入侧倾斜40度的第二直线和向纸张进入侧倾斜90度的第三直线之间。

9.如权利要求7所述的图像形成装置，其特征在于，所述引导部件具有在其轴向上端部直径大于中央部直径的倒冠形状。

10.如权利要求7所述的图像形成装置，其特征在于，所述引导部件通过所述定影带的旋转而被动旋转。

11.如权利要求7至10中任一项所述的图像形成装置，其特征在于，所述引导部件表层的静摩擦系数为0.4以下。

12.如权利要求11所述的图像形成装置，其特征在于，在所述引导部件的表层上涂布有PFA、特氟隆、氟树脂或PTFE。