图像形成装置的制作方法

本发明涉及一种图像形成装置。

背景技术：

目前，存在多功能外围设备(multi-functionperipheral，以下称为“mfp”)及打印机等图像形成装置。图像形成装置具备定影装置。定影装置具备加热溶解色调剂图像的环形的带(定影带)、和带相对的辊(加压辊)、隔着带和加压辊相对并和加压辊一同对定影带加压的夹垫。定影带具有发热功能。通过定影带和加压辊接触，形成夹持部。通过使具有色调剂图像的记录介质(以下也称为“片材”)通过该夹持部，使色调剂图像定影在片材上。

夹垫和定影带相接。因此，夹垫和定影带会因摩擦而磨损。为了减轻磨损，在夹垫和定影带之间配置片材状的摩擦减轻部件。

另外，根据片材的尺寸，定影带存在片材通过的区域和片材不通过的区域。以下将片材通过的区域称为“过纸区域”，片材不通过的区域称为“非过纸区域”。另外，将宽度等于或小于a4r宽度的片材定义为小尺寸片材。

在小尺寸片材连续过纸的情况下的图像定影中，定影带的过纸区域的热被片材吸收。如果配合热被吸收的过纸区域继续发热，热没有被吸收的非过纸区域中温度就会过度上升。因此，将非过纸区域的热移动到过纸区域的均热化是必要的。但是，夹垫和定影带之间的片材上的摩擦减轻部件会阻碍定影带的均热化。

技术实现要素：

实施方式的图像形成装置具备将记录介质上形成的色调剂图像定影的定影装置。所述定影装置具备环形的带、和带相对的辊、隔着带和辊相对并和辊一同对带加压的夹垫。在夹垫的与带相对的面上，形成了被覆层。被覆层由具有选自第6族元素及第14族元素的至少一种元素的单质或化合物构成。

附图说明

图1是示出包括与实施方式相关的定影装置的图像形成装置的侧视图。

图2是示出与实施方式相关的定影装置的侧视图。

图3是示出与实施方式相关的定影装置的俯视图。

图4是示出与实施方式相关的定影装置的定影带的截面图。

图5是示出与实施方式相关的定影装置的辅助加热板的截面图。

具体实施方式

下面，参照附图对实施方式的图像形成装置进行说明。需要说明的是，在各图中，对同一结构标注相同的符号。

图1是示出与实施方式相关的图像形成装置的侧视图。下面，作为图像形成装置的一例，举出mfp10进行说明。

如图1所示，mfp10具备扫描器12、控制面板13及主体部14。扫描器12、控制面板13及主体部14分别具备控制部。mfp10具备对各控制部进行统一的控制部即系统控制部100。系统控制部100具备cpu(中央处理单元：centralprocessingunit)100a、rom(只读存储器：readonlymemory)100b及ram(随机存取存储器：randomaccessmemory)100c(参照图4)。

系统控制部100对作为主体部14的控制部的主体控制电路101(参照图2)进行控制。主体控制电路101具备图中没有示出的cpu、rom及ram。主体部14具备供纸盒部16、打印机部18及定影装置34等。主体控制电路101对供纸盒部16、打印机部18及定影装置34等进行控制。

扫描器12读取原稿图像。控制面板13具备输入键13a和显示部13b。例如，输入键13a接收用户的输入。例如，显示部13b是触摸面板式。显示部13b接收用户的输入，并向用户进行显示。

供纸盒部16具备供纸盒16a和拾取辊16b。供纸盒16a收纳作为记录介质的片材p。拾取辊16b从供纸盒16a中取出片材p。

供纸盒16a供给未使用的片材p。供纸盘17通过拾取辊17a供给未使用的片材p。

打印机部18进行图像形成。例如，打印机部18对扫描器12读取的原稿图像进行图像形成。打印机部18具备中间转印带21。打印机部18通过支撑辊40、从动辊41及张力辊42支撑中间转印带21。支撑辊40具备驱动部(未图示)。打印机部18将中间转印带21向箭头m方向旋转。

打印机部18具备四组图像形成站22y、22m、22c及22k。各图像形成站22y、22m、22c及22k分别用于y(黄色)、m(品红色)、c(青色)及k(黑色)的图像形成。图像形成站22y、22m、22c及22k在中间转印带21的下方，沿中间转印带21的旋转方向并列配置。

打印机部18在各图像形成站22y、22m、22c及22k的上方具备各墨盒23y、23m、23c及23k。各墨盒23y、23m、23c及23k分别收纳用于补给y(黄色)、m(品红色)、c(青色)及k(黑色)的色调剂。

下面，以各图像形成站22y、22m、22c及22k中y(黄色)的图像形成站22y为例进行说明。需要说明的是，对于图像形成站22m、22c及22k，因为其具备和图像形成站22y相同的结构，所以省略详细说明。

图像形成站22y具备充电器26、曝光扫描头27、显影装置28及感光体清洁器29。充电器26、曝光扫描头27、显影装置28及感光体清洁器29被配置在向箭头n方向旋转的感光鼓24的周围。

图像形成站22y具备一次转印辊30。一次转印辊30隔着中间转印带21和感光鼓24相对。

图像形成站22y将感光鼓24使用充电器26充电后，通过曝光扫描头27进行曝光。图像形成站22y在感光鼓24上形成静电潜像。显影装置28使用由色调剂和载体形成的双组分显影剂，对感光鼓24上的静电潜像进行显影。

一次转印辊30将感光鼓24上形成的色调剂图像一次转印到中间转印带21。图像形成站22y、22m、22c及22k通过一次转印辊30在中间转印带21上形成彩色色调剂图像。彩色色调剂图像依次重叠形成y(黄色)、m(品红色)、c(青色)及k(黑色)的色调剂图像。感光体清洁器29在一次转印后除去感光鼓24上残留的色调剂。

打印机部18具备二次转印辊32。二次转印辊32隔着中间转印带21和支撑辊40相对。二次转印辊32将中间转印带21上的彩色色调剂图像一并二次转印到片材p。片材p由供纸盒部16或手动供纸盘17沿输送路径33供给。

打印机部18具备隔着中间转印带21和从动辊41相对的带清洁器43。带清洁器43在二次转印后除去中间转印带21上残留的色调剂。

打印机部18沿输送路径33具备登记辊33a、定影装置34及排纸辊36。打印机部18在定影装置34的下游具备分支部37及反转输送部38。分支部37将定影后的片材p送到排纸部20或反转输送部38。在双面打印的情况下，反转输送部38将分支部37送来的片材p向登记辊33a的方向反转并输送。mfp10通过打印机部18在片材p上形成定影色调剂图像，排出到排纸部20。

需要说明的是，mfp10并不限于串联显影方式，显影装置28的数量也不限定。另外，mfp10也可从感光鼓24将色调剂图像直接转印到片材p。

下面，对定影装置34进行详细说明。

图2是示出与实施方式相关的包括电磁感应加热线圈单元52的定影装置34的侧视图。图3是示出与实施方式相关的定影装置的俯视图。图2示出的定影装置34是利用了电磁感应加热(以下也称为“ih”)的定影方式的装置。作为定影方式，并不限于ih方式，也可以是在定影带50的内周侧具备了用于加热的灯的灯加热方式。

如图2及图3所示，定影装置34具备带(定影带50)、辊(压力辊51)、ih线圈单元52及发热辅助板69。定影带50是筒状的环形带。在定影带50的内周侧配置了带内部机构55。带内部机构55包含夹垫53、框架53d、温度传感器64、恒温器65及发热辅助板69。需要说明的是，在本实施方式中，定影带50和发热辅助板69接触。

如图4所示，在内周侧配置的基层50b上，作为发热部的发热层50a(导电层)、缓冲层50d及脱模层50c等依次层叠。定影带50由所述层叠体形成。基层50b形成定影带50的内周面50e。

例如，基层50b由聚酰亚胺树脂(pi)形成。

例如，发热层50a由铜(cu)等非磁性金属形成。

例如，缓冲层50d由硅橡胶等固体橡胶形成。

例如，脱膜层50c由四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(pfa)等氟树脂形成。

定影带50为了减小热容量，将发热层50a的铜层厚度设为10μm。例如，发热层50a夹在镍等保护层50a1、50a2之间。保护层50a1、50a2覆盖发热层50a的表里面，抑制铜层氧化。例如，基层50b的厚度为70μm。例如，除聚酰亚胺树脂之外，基层50b也可由非磁性的不锈钢(sus)形成。

定影带50为了迅速预热，将发热层50a薄层化，并减小热容量。热容量小的定影带50可缩短预热所需的时间，节约消耗的能量。

需要说明的是，在由聚酰亚胺树脂形成的基层50b上，也可通过化学镀镍形成保护层50a2。另外，也可将保护层50a2作为粘接剂层，在保护层50a2上通过电镀铜形成发热层50a。通过实施化学镀镍，基层50b和发热层50a的紧贴强度提高。在发热层50a上，也可通过电镀镍形成保护层50a1。

另外，基层50b的表面也可通过喷砂或化学蚀刻粗糙化。通过使基层50b的表面粗糙化，可进一步机械地提高基层50b和发热层50a的镍镀层的紧贴强度。

另外，也可使钛(ti)等金属分散于形成基层50b的聚酰亚胺树脂中。通过使金属分散于基层50b，可进一步提高基层50b和发热层50a的镍镀层的紧贴强度。

例如，发热层50a也可由镍、铁(fe)、不锈钢、铝(al)及银(ag)等形成。发热层50a既可使用两种以上的合金，也可将两种以上的金属层状重叠。

如图2所示，ih线圈单元52具备主线圈56。主线圈56被施加高频电流。通过给主线圈56施加高频电流，在主线圈56的周围产生高频磁场。通过所述高频磁场的磁通量，在定影带50的发热层50a产生涡电流。通过所述涡电流和发热层50a的电阻，在发热层50a产生焦耳热。通过焦耳热的产生，定影带50被加热。

发热辅助板69配置在定影带50的内周侧。从带宽度方向看，发热辅助板69沿定影带50的内周面形成圆弧形状。发热辅助板69隔着定影带50和主线圈56相对。

发热辅助板69的辅助板主体69c(磁性材料，参照图5)为居里点低于发热层50a的调磁合金(铁磁性体)。通过主线圈56产生的磁通量，主线圈56和定影带50之间产生磁通量。通过主线圈56产生的磁通量，发热辅助板69和定影带50之间也产生磁通量。通过所述各磁通量的产生，定影带50被加热。

在辅助板主体69c的外周侧(定影带50侧)，形成和定影带50相接的表层(非磁性层69b)。非磁性层69b不包含镍(ni)等磁性材料。非磁性层69b防止作为母材的辅助板主体69c腐蚀。另外，非磁性层69b不受ih线圈单元52带来的发热层50a的发热的影响。

例如，如果发热辅助板69的表层包含镍，镍会使发热层50a过度发热。也就是说，镍的居里点高于发热辅助板69(调磁合金)的居里点。镍的居里点是627度。因此，在调磁合金达到居里点磁路消失后，在镍和发热层50a(导电层)之间形成磁路。结果导致镍辅助发热。这在镍层变厚时尤其显著。如果定影带50的温度持续上升，停止ih线圈单元52等措施将产生。结果导致发热效率变差。

相对地，非磁性层69b和导电层之间不形成磁路。因此，非磁性层69b很难对导电层的发热产生影响。

发热辅助板69圆弧形状的两端被基座(图中没有示出)支撑着。发热辅助板69的径向外侧面和定影带50的内周面接触。发热辅助板69圆弧形状的两端被带内部机构55支撑着。发热辅助板69被弹性地支撑着。发热辅助板69被向定影带50按压。因此，发热辅助板69是和定影带50的内侧相接的结构。

根据带内部机构55，发热辅助板69也可向定影带50接近或背离。例如，在定影装置34预热时，带内部机构55也可使发热辅助板69的径向外侧面从定影带50的内周面背离。

此外，带宽度方向上发热辅助板69的长度大于带宽度方向上过纸区域的长度(以下称为“片材宽度”)。片材宽度是所使用的片材中最短边宽度较大的片材的宽度。例如，片材宽度为略大于a3纸的短边宽度。

如图2所示，在发热辅助板69的内周侧配置了屏蔽76。屏蔽76形成和发热辅助板69同样的圆弧形状。屏蔽76圆弧形状的两端被基座(图中没有示出)支撑着。屏蔽76也可支撑发热辅助板69。例如，屏蔽76可由铝及铜等非磁性材料形成。屏蔽76遮蔽来自ih线圈单元52的磁通量。

在定影带50的内周侧，夹垫53将定影带50的内周面向压力辊51侧按压。定影带50和压力辊51之间形成夹隙54。夹垫53具有在定影带50和压力辊51之间形成夹隙54的夹隙形成面53a。从带宽度方向看，夹隙形成面53a向定影带50的内周侧凸起弯曲。从带宽度方向看，夹隙形成面53a沿压力辊51的外周面弯曲。

例如，夹垫53具备垫主体53e和被覆层53b。

垫主体53e由硅橡胶及氟橡胶等弹性材料形成。垫主体53e也可由耐热性树脂形成。作为耐热性树脂，可列举聚酰亚胺树脂(pi)、聚苯硫醚树脂(pps)、聚醚砜树脂(pes)、液晶聚合物(lcp)及酚醛树脂(pf)等。

在夹垫53中和定影带50相对的面上，形成被覆层53b。该被覆层53b减轻夹垫53和定影带50之间的摩擦。另外，被覆层53b具有提高滑动性的功能。根据该功能，可防止夹垫53和定影带50摩擦造成的磨损。此外，被覆层53b具有传热功能。通过该传热功能，在小尺寸片材连续过纸的情况下非过纸区域中产生的过度的热被传递给过纸区域。结果使过纸区域和非过纸区域之间的温度不均被消除。

所述被覆层53b由具有选自第6族元素及第14族元素的至少一种元素的单质或化合物构成。作为第6族元素的具体例，可列举铬(cr)及钼(mo)等。作为第14族元素的具体例，可列举碳(c)及锡(sn)等。作为具有选自第6族元素及第14族元素的至少一种元素的单质或化合物的具体例，可列举氮化铬(crn)、氮化二铬(cr2n)、钼(mo)、锡(sn)、类金刚石碳(dlc)及三醋酸纤维素(tac)等。

被覆层53b的热传导率优选为8w/m·k以上，更优选为10w/m·k以上。如果热传到率为所述下限值以上，被覆层53b能够具有良好的传热功能。此外，能够消除过纸区域和非过纸区域之间的温度不均。被覆层53b的热传导率的上限值并不特别限定，实质上为1500w/m·k左右。

被覆层53b表面的摩擦系数优选为0.5以下，更优选为0.4以下。如果摩擦系数为所述上限值以下，被覆层53b能够具有良好的滑动性。此外，能够防止夹垫53和定影带50的磨损。被覆层53b表面的摩擦系数的下限值并不特别限定，实质上为0.01左右。

被覆层53b的维氏硬度优选为500hv以上，更优选为600hv以上。被覆层53b的维氏硬度的上限值并不特别限定，实质上为4000hv左右。

被覆层53b的膜厚并不特别限定，根据被覆层53b的材料恰当确定。被覆层53b的膜厚优选为0.5～20μm，更优选为0.5～15μm。在被覆层53b为层叠型的情况下，各单层的膜厚优选为0.5～10μm，更优选为0.5～5μm。如果膜厚为所述上限值以下，在定影装置34长期运转时也能良好地维持被覆层53b的传热性。如果膜厚为所述下限值以上，在定影装置34长期运转时也能良好地维持被覆层53b的保护功能。

被覆层53b的制法并不特别限定。例如，被覆层53b通过镀层处理或涂层处理制造。在使用镀层处理的情况下，被覆层53b成为镀层。此外，被覆层53b能够在夹垫53的全部表面形成。作为涂层处理，例如，可列举喷涂。在使用涂层处理的情况下，被覆层53b成为涂膜。此外，被覆层53b能够在夹垫53表面的一部分或全部形成。

在被覆层53b和垫主体53e之间也可设置其他被覆层。其他被覆层的构成材料既可和被覆层53b的构成材料相同，也可不同。

在定影带50的内周侧设置了均热化部件53c。如图2及图3所示，均热化部件53c和夹垫53相接。此外，均热化部件53c被平行配置在定影带50的宽度方向。此外，均热化部件53c和框架53d也接触，框架53d和夹垫53并列。框架53d设置在定影带50的内周侧，支撑均热化部件53c。均热化部件53c被夹垫53和框架53d包围固定。均热化部件53c具有较高的传热功能。在小尺寸片材连续过纸的情况下，均热化部件53c吸收非过纸区域中过度的热，同时排出到过纸区域。据此，过纸区域和非过纸区域之间的温度不均被消除。

框架53d的内部也可设置蓄热材料。

作为均热化部件53c的具体例，可列举热导管。另外，作为均热化部件53c的其他具体例，可列举由铝及铜中至少一个形成的热传导部件。如果均热化部件53c包含热导管或由铝及铜中至少一个形成的热传导部件，定影带50的均热化将提高。

定影装置34也可不具备均热化部件53c。在实现定影带50的均热化的提高这一点上，定影装置34具备均热化部件53c是优选。

在定影带50的内周侧设置均热化部件53c的情况下，在夹垫53的全部表面形成被覆层53b是优选。也就是说，在包括和均热化部件53c相接的面的全部夹垫53的表面形成被覆层53b是优选。根据该结构，定影带50的热通过被覆层53b传递给均热化部件53c。由于夹垫53不参与热的传递，因此定影带的均热化进一步提高。

对定影装置34的动作进行说明。

如图2所示，在定影装置34预热时，定影装置34将定影带50向箭头u方向旋转。ih线圈单元52通过施加高频电流，在定影带50侧产生磁通量。

需要说明的是，预热时，在将加压辊51和定影带50相抵接的状态下，也可将加压辊51向箭头q方向旋转。通过该操作，能够将定影带50向箭头u方向从动地旋转。

在定影带50产生磁通量后，定影带50加热。

在定影带50达到定影温度结束预热后，加压辊51和定影带50相抵接。在加压辊51和定影带50相抵接的状态下，将加压辊51向箭头q方向旋转。通过该操作，将定影带50向箭头u方向从动旋转。出现打印请求后，mfp10(参照图1)开始打印操作。mfp10通过打印机部18在片材p上形成色调剂图像，将片材p输送到定影装置34。

mfp10使形成色调剂图像的片材p在达到定影温度的定影带50和压力辊51之间的夹隙54通过。定影装置34将色调剂图像定影在片材p上。

在片材p过纸时，在夹隙54，定影带50一边被夹垫53和加压辊51加压一边运转。这时，由于在夹垫53形成了被覆层53b，因此夹垫53和定影带50很难因摩擦而磨损。另外，即便小尺寸片材连续过纸，过纸区域和非过纸区域之间的温度不均也可消除。

通过实施方式的图像形成装置，在定影装置中，在夹垫中和定影带相对的面形成滑动性及传热功能优良的被覆层。此外，被覆层由具有选自第6族元素及第14族元素的至少一种元素的单质或化合物构成。因此，能够防止夹垫和定影带因摩擦而磨损。另外，即便小尺寸片材连续过纸，过纸区域和非过纸区域之间的温度不均也可消除。结果，定影带的耐久度提高，同时图像形成装置变得长寿命化。

实施例

下面，参照实施例，对实施方式进行更加具体的说明。

在实施例中，使用具备图2示出的定影装置的图1示出的图像形成装置，进行连续过纸。作为用于连续过纸的片材，使用纸张。连续过纸的速度是225(m/s)。连续过纸的时间是2分钟。连续过纸时的数量是200张。在实施例1～6及比较例1～4中使用的被覆层的材料、膜厚、硬度、热传导率、摩擦系数及耐热温度如表1所示。此外，连续过纸后的定影带评价及定影带的过纸区域和非过纸区域的温度差如表1所示。

需要说明的是，在实施例中，作为过纸区域，测量了定影带的中央部。此外，作为非过纸区域，测量了距离定影带的中央部140mm的位置。

表1

ptfe：聚四氟乙烯；dlc：类金刚石碳；tac：三醋酸纤维素

*1使用了住矿润滑剂株式会社生产的润滑被膜“drycoat3500”。*2在夹垫上，ni层和sn层按该顺序层叠。

在实施例1～6中，确认连续过纸后定影带没有发生破损等劣化。此外，判明过纸区域和非过纸区域的温度差在0℃到15℃的范围内，具体在0℃到14.9℃的范围内，温度不均较小。

另一方面，在比较例1～4中，确认连续过纸后定影带发生了破损等劣化，此外，判明过纸区域和非过纸区域的温度差是15℃以上，具体是18.4℃以上，温度不均较大。

对若干实施方式进行了说明，但是，这些实施方式只是作为例子而提出，并不用于限定发明的范围。实际上，可以以其它各种形式来实施在此说明的新的实施方式，进而，在不脱离发明的宗旨的范围内，可以对在此说明的实施方式进行形式上的各种省略、替换、变更。这些方式或变形都包含在本发明的范围和宗旨中，同样，包含在所附的权利要求书及其等同的范围之内。