专利名称：定影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在单色或彩色的静电摄影装置上使用的定影装置。
背景技术：
静电摄影装置(复印机、传真机以及打印机等)具备成像装置、用于使在成像装置中在格式纸上形成的(复制的)图像定影的定影装置。定影装置由定影辊和加压辊构成，使其将格式纸夹在定影辊和加压辊之间进行输送。定影辊和加压辊的一方或双方制成内藏有热源的加热辊，用热以及压力将在格式纸上形成的图像定影。
例如，附图中的图6和图7是表示现有的定影装置的例子的图。图6所示是具有定影辊1和加压辊2的定影装置。卤素灯3作为热源安装在定影辊1上。定影辊1用金属的空心圆筒管制成，加压辊2由金属的空心圆筒管和覆盖该空心圆筒管的、例如硅酮橡胶层4构成。
图7所示是具有定影辊1和加压辊2的定影装置。卤素灯3a设置在定影辊1上，卤素灯3b设置在加压辊2上。加压辊2由金属的空心圆筒管和覆盖该空心圆筒管的硅酮橡胶层4a构成，加压辊2也由金属的空心圆筒管和覆盖该空心圆筒管的硅酮橡胶层4b构成。硅酮橡胶层4、4a、4b被对方的辊子挤压而产生变形。
但是，这样的定影装置，对于决定定影性能的热传导性、夹持部宽、以及格式纸分离性这3个主要因素的任意一个来说都存在有缺点。夹持部宽(N)是定影辊1和加压辊2之间的、夹持部始端和夹持部终端之间的距离，剥离角(P)是格式纸的排出方向和在夹持部终端的定影辊1的切线之间的角度。
在图6的定影装置的场合，由于加热辊即定影辊1用铝管制成，它上面没有覆盖层，或在铝管上覆盖有薄壁橡胶，所以，在是这样的定影辊1的场合，虽然从定影辊1向格式纸传热的热传导性较好，但夹持部宽(N)较窄，剥离角(P)较小。若夹持部宽(N)较窄，则向格式纸以及色料传热的时间就短了。这一点，格式纸的线速度越快则越显著。其结果是，有时产生冷偏移或热偏移。若剥离角(P)较小，则从夹持部出来的格式纸有时会贴在定影辊1上。
在图7的情况下，由于定影辊1和加压辊2都具有厚的覆盖橡胶层4a、4b，所以，夹持部宽(N)变宽，剥离角(P)变大。但是，若定影辊1的覆盖橡胶层4a较厚的话，由于从定影辊1向格式纸传热的热传导性恶化，定影辊1的表面温度上升时间变长，所以，存在的问题是，相对加热器3的加热，定影辊1的表面温度的跟随性降低了，产生色料的热偏移，或首次打印需要时间长。
因此，采用了过多地提高卤素灯等热源的功率防止偏移，或通过加大定影辊1的直径以加大夹持部宽的方法。但是，这些方法存在的问题是，增加了电力消耗，并使定影装置的体积增大。
为了回避这些问题，有人提出了将定影皮带卷绕在定影辊上，使定影皮带与加压辊接触，由此能增加夹持部宽的定影装置(例如日本专利公报实开平5-008573号、特开平7-219366号、特开平9-160405号、特开平10-115996号、特开平10-268681号)。但是，即使采用这些方法，为了使定影皮带温度上升到定影所需要的温度，也需要相当长的时间。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种能解决上述问题的、提高定影性能(扩大非偏移边缘的区域，颜色再现性能，光泽控制性能)、改善格式纸的分离性能、缩短首次打印时间、降低能量消耗，而且，便于提高效率的、热效率高的定影装置。
本发明的一个方面，在于提供一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊、与该定影辊平行配置的第3辊、绕该定影辊和该第3辊卷绕的定影皮带，该第3辊包含基体圆筒层和设置在该基体圆筒层的表面上的发热电阻片，该定影辊具有基体圆筒层和设置在该基体圆筒层的表面上的弹性材料层。
另外，本发明的另一方面，在于提供一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊、与该定影辊平行配置的第3辊、绕该定影辊和该第3辊卷绕的定影皮带，该定影皮带由发热电阻片构成，该定影辊具有圆筒管和设置在该圆筒管的表面上的弹性材料层。
上述结构的定影装置，具有用耐热的弹性材料覆盖的定影辊、弹性变形比定影辊小的加压辊、第3辊，将定影皮带挂在定影辊和第3辊之间，由驱动机构使定影辊和定影皮带旋转。定影皮带由定影辊的发热电阻片或由构成其自身的发热电阻片进行加热。被加热的定影皮带连续地通过定影辊和加压辊的接触部(夹持部)，由定影皮带所具有的热使复制在格式纸上的色料熔化、进行定影。
作为定影装置的热源使用的发热电阻片，包含片状的发热电阻体层，发热电阻体层用2个绝缘层夹在中间。发热电阻体层通过将电流供给到发热电阻体层而产生热。发热电阻片若供给电流则温度会迅速且高热效率地上升。这样的发热电阻片作为定影装置的热源令人满意。
如果将发热电阻片卷成筒状、制成辊状，则能当作定影辊或第3辊。另外，如果将发热电阻片制成环形皮带状，则可以当作定影皮带。在定影皮带是发热电阻片的场合，由于格式纸被发热电阻片直接加热，所以，能快速定影，提高了针对色料的热效率。
通过采用由发热电阻片进行加热的定影皮带，能高效地将热传递到格式纸。另一方面，由于定影皮带被加热，所以，不必象在定影辊的内部配置有热源的场合一样，还要考虑定影辊的温度上升时间。因此，能在定影辊上设置厚的弹性材料层。其结果是，能扩大夹持部宽，能高效地向色料供给热。由于热传递效率极高，定影皮带的温度上升时间也缩短了，所以，首次打印的时间非常短。
由于加压辊可以选用表面是金属的或弹性变形比定影辊小的材料，所以，在定影辊和加压辊相互对着挤压的状态下，从夹持部出来的格式纸以靠近加压辊一侧的状态排出，相对定影辊的剥离角变大，格式纸的分离性特别好。
由于扩大了夹持部宽，所以，能缩小定影辊的直径。由于从发热电阻片向未定影的格式纸的接触部传热的热效率很高，首次打印时间短，所以，能进行按需打印，而且能将待机状态模式下的定影电力控制到最小，能降低能源消耗。
最好是，上述定影辊的上述弹性材料层的厚度在2mm以上。
最好是，上述定影辊的圆筒管由金属管构成，上述弹性材料层由塑料或橡胶构成。
最好是，上述发热电阻片由发热电阻体层、金属层、包含该发热电阻体层和该金属层之间的绝缘层的层叠结构的薄片构成。
另外，本发明的另一方面，在于提供一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊、与该定影辊平行配置的第3辊、绕该定影辊和该第3辊卷绕的定影皮带，该第3辊包含圆筒管和设置在该圆筒管的表面上的发热电阻片，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，该发热电阻片的包含电极的部分以及该导电环制成带锥度的形状。
另外，本发明的另一方面，在于提供一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊、与该定影辊平行配置的第3辊、绕该定影辊和该第3辊卷绕的定影皮带，该定影皮带由发热电阻片构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，该发热电阻片的包含电极的部分以及该导电环制成带锥度的形状。
另外，本发明的另一方面，在于提供一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊，该定影辊由圆筒管和设置在该圆筒管上的发热电阻片构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，绝缘环配置在该圆筒管和该导电环之间。
另外，本发明的另一方面，在于提供一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊，该定影辊由圆筒管和设置在该圆筒管上的发热电阻片以及弹性材料层构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，该发热电阻片的包含电极的部分以及该导电环制成带锥度的形状。
另外，本发明的另一方面，在于提供一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊，该定影辊由圆筒管和设置在该圆筒管上的发热电阻片以及弹性材料层构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，弹性的导电部件配置在该发热电阻片的电极和该导电环之间。
另外，本发明的另一方面，在于提供一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊，该定影辊由圆筒管和设置在该圆筒管上的发热电阻片构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和配置在该发热电阻体层的两侧的绝缘层，再有，该发热电阻体层为了改变电阻值的分布而具有网格结构。
图1是表示本发明的第1实施例的定影装置的剖视图。
图2是表示图1的第3辊的、沿图1的II-II线剖切的剖视图。
图3是表示图1的定影装置的变型例的图。
图4是表示本发明的第2实施例的定影装置的剖视图。
图5是表示图4的第3辊以及定影皮带的、沿图4的V-V线剖切的剖视图。
图6是说明现有技术的图。
图7是说明另一现有技术的图。
图8是表示本发明的第3实施例的定影装置的剖视图。
图9是表示图8的定影装置的第3辊以及供电装置的剖视图。
图10是表示图9的第3辊以及供电装置的局部放大图。
图11是表示在图10的箭头XI的方向上看的供电装置的向视图。
图12是说明图9的第3辊端部的供电装置的作用的图。
图13是说明比较例的作用的图。
图14A至图14D是表示图8的供电装置的组装顺序的图。
图15A至图15C是接着图14D的表示组装顺序的图。
图16是表示本发明的第4实施例的定影装置的第3辊以及供电装置的剖视图。
图17A至图17D是表示图16的供电装置的组装顺序的图。
图18A至图18C是接着图17D的表示组装顺序的图。
图19是表示本发明的第5实施例的定影装置的第3辊以及供电装置的剖视图。
图20是表示包含图19的第3辊以及定影皮带的定影装置的立体图。
图21是表示本发明的第6实施例的定影装置的剖视图。
图22是表示本发明的第7实施例的定影装置的剖视图。
图23是表示图22的定影辊以及供电装置的放大剖视图。
图24是穿过图23的弹簧挡圈的剖视图。
图25是表示图23的弹簧挡圈的立体图。
图26是表示本发明的第8实施例的定影装置的剖视图。
图27是图26的发热电阻片的展开图。
图28是表示图27的发热电阻片的发热电阻体层的平面图。
图29是表示图28的发热电阻体层的剖视图。
图30是图29的发热电阻片的局部放大剖视图。
图31是表示图26的发热电阻片的发热电阻体层的简要立体图。
图32是表示发热电阻片的温度分布的图。
图33是表示发热电阻体层的变型例的图。
具体实施例方式
以下参照附图所示的实施例对本发明进行说明。
图1是表示本发明的第1实施例的定影装置10的剖视图。定影装置10配置在静电摄影装置(复印机、传真机、以及打印机等)的内部。静电摄影装置(复印机、传真机、以及打印机等)具备用于在格式纸的形成(或复制)图像的成像装置(图未示)。形成(或复制)有图像的格式纸例如箭头A所示的那样，被从成像装置输送到定影装置10。
定影装置10具备定影辊12、配置成能与定影辊12接触的加压辊14、与定影辊12平行配置的第3辊16、绕定影辊12和第3辊16卷绕的定影皮带18。第3辊16包含圆筒管20和设置在圆筒管20的表面上的发热电阻片22。
定影皮带18与定影辊12以及第3辊16一起向箭头B的方向旋转。因此，既可以驱动定影辊12也可以驱动第3辊16。向相互对置的方向挤压定影辊12和加压辊14。加压辊14与定影辊12和定影皮带18同步旋转，向箭头C的方向旋转。
格式纸向箭头A的方向穿过定影辊12和加压辊14之间的夹持部，向箭头D的方向从该夹持部排出。定影皮带18接受第3辊16的发热电阻片22发出的热而放热。由于定影皮带18在定影辊12和加压辊14之间的夹持部覆盖着定影辊12，所以，定影皮带18在该夹持部与格式纸接触。
向箭头A的方向穿过夹持部的格式纸，在朝向定影辊12一侧(即定影皮带18一侧)的表面上形成(复制)有信息。因此，在格式纸上形成的图像由定影皮带18的热以及定影辊12和加压辊14之间的压力进行定影。
定影辊12具有圆筒管24、设置在圆筒管24的表面上的耐热的弹性材料层26。加压辊14用弹性变形比定影辊12小的材料制成。因此，在向相互对置的方向挤压定影辊12和加压辊14的场合，实际上加压辊14并不变形，而定影辊12的弹性材料层26有很大的变形。
夹持部宽(N)是定影辊12和加压辊14之间的夹持部始端和夹持部终端之间的距离，剥离角(P)是格式纸的排出方向D和夹持部终端的定影辊12的切线之间的角度。由于定影辊12包含弹性材料层26，所以，夹持部宽(N)变大。若夹持部宽(N)变大，则格式纸与被加热的定影皮带18接触的时间变长。而且，格式纸的排出方向如箭头D所示，靠近加压辊14，相对定影辊12的剥离角(P)变大。若剥离角(P)变大，则能消除从夹持部出来的格式纸粘在定影辊12和定影皮带18上的现象。
图2是表示第3辊16的详细结构的图。第3辊16包含圆筒管20、设置在圆筒管20的表面上的发热电阻片22。虽然图2显示发热电阻片22离开圆筒管20，但发热电阻片22为圆筒形，粘接在圆筒管20的表面上。
发热电阻片22由以下部分构成由厚度为0.1mm的不锈钢制成的金属层28、由5～20μm的聚酰亚胺制成的绝缘层29、发热电阻体层30、由聚酰亚胺制成的绝缘层31、电极32a、32b。发热电阻体层30夹在绝缘层29、31之间，金属层28配置在该夹层结构的外侧。
再有，由硅酮橡胶构成的分型层33配置在金属层28的外侧，由Ni电铸构成的分型层34配置在绝缘层31的内侧。另外，第3辊16的圆筒管20用直径是20mm、厚度t＝3mm的铝空心管制成。在圆筒管20的表面配置有由氟覆盖层构成的绝缘层35。另外，导电环36a、36b配置成能与电极32a、32b接触。电极32a、32b通过导电环36a、36b与电源相连接。分型层33、34、35是可选项。
发热电阻体层30可以采用将含有金属粉体或碳粉体等的导电性糊涂敷在绝缘膜上、以形成膜，或由具有规定电阻的电阻性薄膜构成的形式。例如，发热电阻体层30含有作为发热电阻体材料的Ag、Ni粒子和由合成树脂以及玻璃构成的基体(占50％的重量)。供作导电糊，干燥后成为发热电阻体层。
发热电阻体层30可以通过丝网印刷工艺在形成于金属层28上的绝缘层29上制成。再有，在发热电阻体层30上形成有绝缘层31和电极32a、32b。用耐热粘接剂通过分型层34、35将这样形成的发热电阻片22粘贴在第3辊16的圆筒管20上。
定影辊12的圆筒管24用铝空心管制成，定影辊12的弹性材料层26用低硬度型的硅酮橡胶制成。弹性材料层26，JISA硬度是18Hs，橡胶厚度是t＝5mm。定影辊12的直径是27mm。或者弹性材料层26也可以用海绵型橡胶制成，在这种场合，也可以应用阿斯卡(ァスカ)C硬度是30Hs，橡胶厚度是t＝5.5～6.5mm的橡胶。定影辊12的弹性材料层26的厚度最好在2mm以上。
加压辊14用直径是27mm的铝空心管制成。或者，加压辊14也可以采用在铝空心管的表面覆盖壁薄的橡胶的形式。橡胶的厚度是t＝0～1mm。橡胶是HFN3层结构。
第3辊16的圆筒管20用直径是20mm、厚度t＝3mm的铝空心管制成。第3辊16的发热电阻片22粘贴在圆筒管20上。在圆筒管20和发热电阻片22之间，至少设置隔热层、热反射层、绝缘层中的1层。在发热电阻片22上至少设置绝缘层、金属层、分型剂层中的1层。
定影皮带18，在内径是50mm，宽度是340mm，厚度是200μm的硅酮橡胶层上设置厚度是30～70μm的Ni电铸层。
在进行动作时，第3辊16的发热电阻片22通过向电极32a、32b通电而发热，发热电阻片22的热传递到定影皮带18，由此被加热的定影皮带18的热对输送到定影辊12和加压辊14之间的夹持部的格式纸进行加热。这样一来，由定影皮带18所具有的热使格式纸上的色料熔化、进行定影。
由于使用发热电阻片22作为定影装置10的热源，所以，第3辊16快速地，例如在15秒以内达到150℃。通过采用被第3辊16加热的定影皮带18，不必加热定影辊12，因此，没有必要考虑定影辊12的温度上升时间，所以，可以在定影辊12上附加厚的弹性材料层26。因此，扩大了夹持部宽(N)，能高效地向色料进行供热。由于扩大了夹持部宽(N)，所以，能缩小定影辊12的直径。这样一来，能获得热效率高的定影装置10。
能高效地将热从发热电阻片22经由定影皮带18传递到未定影的格式纸，缩短了首次打印的时间，可以进行按需打印，而且，能将静电摄影装置的待机状态模式下的定影电力控制到最小，能降低电力消耗。
图3是表示图1的定影装置10的变型例的图。定影装置10具备定影辊12、加压辊14、第3辊16和定影皮带18。这些部件与图1的定影装置10的部件一样。在图3中，定影装置10还具备油辊38、油辊除垢器40、热敏电阻42。定影辊12包含弹性材料层26，第3辊16包含发热电阻片22。再有，还设有给各辊子12、14、16、38施加弹性力的弹簧43、44、46、48。
油辊38由弹簧48推向定影皮带18。油辊38向定影皮带18涂油，调整定影皮带18的挠度和张力，还清理定影皮带18的色料污垢。油辊除垢器40刮去附着在油辊38上的色料等污垢。
热敏电阻42为了测量在格式纸的输送方向上夹持部的前面的定影皮带18表面的温度而设置在与定影皮带18接触的位置。定影辊12和加压辊14由安装在这些辊子的辊轴和定影装置10的框架上的弹簧43、44向相互对置的方向施加力。安装在第3辊16上的弹簧46调整定影皮带18的挠度和张力。色料T形成或复制在格式纸S上，使色料T朝向定影辊12和定影皮带18输送格式纸S。
在第3辊16中，由于发热电阻体材料位于辊子表面的附近，所以，辊子表面的温度上升时间短，因此，也能高效地向定影皮带18进行热传。定影皮带18的温度上升速度能比现有的定影装置的定影辊的温度上升速度快很多。
油辊38是直径为20mm的西洛弗朗辊(シルフロンロ-ラ)。油的种类是二甲基硅酮，粘度是50～100cs。油辊38的油的浸渍量是50～90g。油辊38起到清理皮带表面的污垢、或由弹簧压力控制皮带的挠度或张力的作用。与油辊接触的油辊除垢器40采用合成革的衬垫或采用纸型的衬垫。
再有，处理速度能以57～91mm/s的速度进行处理。驱动方式是，第3辊16为定影皮带18的动力源，定影辊12由定影皮带18驱动，从动旋转，加压辊14靠定影皮带18以及定影辊12的压力从动旋转。
发热电阻片22的温度性能是，在电力为600W的条件下从常温(25℃)到达定影温度180℃的时间，是10秒以下。
图4和图5是表示本发明的第2实施例的定影装置10的剖视图。定影装置10具备定影辊12、配置成能与定影辊12接触的加压辊14、与定影辊12平行配置的第3辊16、绕定影辊12和第3辊16卷绕的定影皮带18。
在该实施例中，第3辊16用铝空心管制成，定影皮带18由发热电阻片22构成。定影辊12具有圆筒管24和设置在圆筒管24的表面上的耐热性的弹性材料层26。加压辊14用弹性变形比定影辊12小的材料制成。因此，定影辊12与加压辊14接触，与加压辊14相比有很大的变形，因此，夹持部宽(N)变大，格式纸与被加热的定影皮带18接触的时间变长。另外，剥离角(P)变大，能消除从夹持部出来的格式纸粘贴在定影辊12和定影皮带18上的现象。
图5是表示第3辊16和定影皮带18的图。定影皮带18在使用时卷绕在第3辊16上。第3辊16由圆筒管20构成，在圆筒管20的表面上设有由氟覆盖层构成的绝缘层35。实际上发热电阻片22与图2所示的结构相同。
即，发热电阻片22由以下部分构成金属层28、绝缘层29、发热电阻体层30、绝缘层31、电极32a、32b、分型层33。发热电阻体层30夹在绝缘层29、31之间，金属层28配置在该夹层结构的外侧。
分型层33配置在金属层28的外侧，分型层34配置在绝缘层31的外侧。导电环36a、36b配置成能与电极32a、32b接触。导电环36a、36b通过绝缘层37a、37b安装在构成第3辊16的圆筒管20上。电极32a、32b通过导电环36a、36b与电源相连接。
第3辊16用直径是20mm，厚度t＝3mm的铝空心管制成，或在铝空心管上设置绝缘层或非导电的特氟纶(登记商标)涂层。定影皮带18将发热电阻片22的绝缘层31粘贴在内径是50mm，宽度是340mm，厚度是200μm的硅酮橡胶的分型层34上。再有，发热电阻片22至少具备热反射层、隔热层、金属层中的1层。
发热电阻片22制成环状，即制成环形皮带的形状，成为定影皮带18。在这种场合，由于定影皮带18是发热体，所以，定影皮带18的表面温度迅速上升。因此，温度上升速度，在相同的电力消耗的情况下，图4的定影装置比图1的定影装置要快。在该定影装置10中，由于从定影皮带18向格式纸传热的传热效率极高，缩短了定影皮带18的温度上升时间，所以，首次打印的时间非常短，能进行快速定影，对色料的热效率变高了。
在图4的定影装置10上，能设置图3的定影装置的油辊38、油辊除垢器40、热敏电阻42、弹簧43、44、46、48，这是很明显的。
图8是表示本发明的第3实施例的定影装置的剖视图。图9是表示图8的定影装置的第3辊和供电装置的剖视图。图10是图9的第3辊和供电装置的局部放大图。该实施例的定影装置10具有与图1的定影装置10类似的结构。即，定影装置10具备定影辊12、加压辊14、与定影辊12平行配置的第3辊16、绕定影辊12和第3辊16卷绕的定影皮带18。
第3辊16包含圆筒管20、设置在圆筒管20的表面上的发热电阻片22。在图1的实施例，发热电阻片22设置在圆筒管20的外面，与此相反，在该实施例，发热电阻片22设置在圆筒管20的内面。定影辊12具有圆筒管24和设置在圆筒管24的表面上的耐热的弹性材料层26。加压辊14用弹性变形比定影辊12小的材料制成。因此，该实施例的作用与图1的实施例的作用基本相同。
发热电阻片22由以下部分构成金属层28、绝缘层29、发热电阻体层30、绝缘层31、电极32a、32b(在图10中仅示出了32b)。虽然省略了图2所示的分型层33、34、35，但也可以设置这些分型层、或其它层。
如图9所示，轴承50配置在第3辊16的圆筒管20的两端部附近，第3辊16能旋转地由轴承50支承。挡圈51在轴承50的外侧配置在圆筒管20上。具有中心孔的环状的安装爪52在挡圈51的外侧配置在圆筒管20上。安装爪52以滑扣(snap fit)形式安装在圆筒管20的外面的槽中。
在图9和图10中，第3辊16的圆筒管20的内面的端部区域20i以向端面一侧直径变大的方式，制成具有锥度的圆锥形状。发热电阻片22的绝缘层31其宽度比发热电阻体层30窄，发热电阻体层30的端部区域露在绝缘层31的外面，在发热电阻体层30的露出的端部区域形成电极32a、32b。金属层28的宽度比绝缘层29窄。
金属层28的端部位于与圆筒管20内面端部区域20i的内侧始点大致相同的位置，具有锥度的绝缘环53沿圆筒管20的内面的端部区域20i配置。金属层28的端部大致与绝缘环53的端部搭界。电极32a、32b处于与圆筒管20的内面的端部区域20i大致同等长度的区域。
导电环36a、36b的外周面制成与圆筒管20的内面端部区域20i相同锥度的圆锥形状。因此，如果向圆筒管20沿轴线方向压入导电环36a、36b的话，导电环36a、36b能可靠地与电极32a、32b接触。若在导电环36a、36b与电极32a、32b接触的地方，将安装爪52安装在圆筒管20上，导电环36a、36b能保持在圆筒管20上，能与圆筒管20一起旋转。
导电环36a、36b在其外端面的中央具有突起部36c，在突起部36c的周围设有气孔36d。配置成由弹簧55向导电环36a、36b的突起部36c推压导电部件54。导电部件54和弹簧55保持在保持架56上，保持架56固定在定影装置10的框架57上。导电部件54用电缆58与电源(图未示)相连接。因此，导电环36a、36b能旋转且导电部件54在非旋转的状态下，能通过导电部件54和导电环36a、36b将电流从电源供给到电极32a、32b，因此，能使发热电阻体层30发热。绝缘环53和安装爪52用例如聚酰亚胺等绝缘材料制成。
图12表明，为了使发热电阻体层30发热，电流如箭头所示，从导电环36b通过电极32b流向发热电阻体层30。
图13所示是比较例。在该比较例中，直接形成第3辊16的圆筒管20，不存在图9和图10所示那样的带锥度的内面端部区域20i，也不配置绝缘环53。若使导电环36b与电极32b相接触，则如箭头所示，电流能从导电环36b，通过电极32b流向发热电阻体层30，使发热电阻体层30发热。
若在导电环36b和电极32b之间没有间隙地将导电环36b嵌合在电极32b上，则电极32b会由于摩擦而受伤。另外，若在导电环36b和电极32b之间留有间隙，则将导电环36b嵌合在电极32b上，必须用粘接剂固定两者。另外，若第3辊16的圆筒管20承受有应力和振动力，则应力会集中在导电环36b和电极32b的结合部，容易受伤。
另外，在使电流流向发热电阻体层30时，最初是冲击电流流过去，在加热时，电流渐渐下降，在设定温度达到最小。在流过冲击电流时，若未完全覆盖电极部周边，则会出现漏电现象，过剩的电流供给到圆筒管或其它导体，或者破坏发热电阻片22的薄膜结构。另外，若在发热电阻片22内有气泡P的话，发热电阻片22内膜中的气体要膨胀，或许会破坏薄膜。
本实施例解决了象比较例那样的问题，由于在圆筒管20和导电环36a、36b上设有圆锥部，所以能安全且可靠地对旋转的圆筒管20的发热电阻片22进行供电。由于将弹簧55的推压力加在电极上，所以，能防止由应力或振动对设置在内部的电极的破坏。另外，由于设有绝缘环53，所以，可以去除向电极部上的圆筒管20的漏电。由于安装爪52覆盖圆筒管20以及发热电阻片22的端面，所以，能去除从发热电阻体层30向金属层28以及圆筒管20的漏电。
从图14A到图14D是表示图8的供电装置的组装顺序的图。从图15A到图15C是接着图14D的表示组装顺序的图。在图14A中，准备发热电阻片22，设定发热电阻片22的各层的宽度。特别是，要使绝缘层29的宽度比金属层28和发热电阻体层30的宽度要大。在图14B中，将平板状的发热电阻片22弄圆成筒状，附着在圆筒管20的内面。在这种场合，将金属层28粘接在圆筒管20的内面上。
在图14C中，将绝缘环53嵌合在圆筒管20的带锥度的内面的端部区域20i上(不一定粘接也可以)。在图14D中强拉发热电阻片22的绝缘层29的端部，一边去除挠度，一边使其向绝缘环53、向外侧张开。
在图15A中，将导电环36a、36b插入圆筒管20的两端部，使导电环36a、36b与电极32a、32b接触。在图15A中，强拉发热电阻片22的绝缘层29的端部，使其弯曲。在图15B中，切除发热电阻片22的绝缘层29的张出的部分。在图15C中，安装安装爪52。这样一来，能简单且可靠地构成供电装置。
图16是表示本发明的第4实施例的定影装置的第3辊以及供电装置的剖视图。在从图8到图10的实施例中，发热电阻片22配置在第3辊16的圆筒管20的内侧，但在该实施例，发热电阻片22配置在第3辊16的圆筒管20的外侧。该实施例的定影装置10与图1的定影装置10相同。即，该实施例的定影装置具备定影辊12、加压辊14、与定影辊12平行配置的第3辊16、绕定影辊12和第3辊16卷绕的定影皮带18。第3辊16包含圆筒管20和设置在圆筒管20的表面上的发热电阻片22。发热电阻片22设置在圆筒管20的内面上。定影辊12具有圆筒管24和设置在圆筒管24的表面上的耐热的弹性材料层26。加压辊14用弹性变形比定影辊12小的材料制成。因此，该实施例的作用与图1的实施例的作用基本相同。
发热电阻片22由以下部分构成金属层28、绝缘层29、发热电阻体层30、绝缘层31、电极32a、32b(在图16中仅示出了32b)。可以再设置分型层或其它层。另外，可以设置图9所示的轴承50那样的轴承。
在图16中，发热电阻片22伸出到圆筒管20的外侧，发热电阻片22的伸出到外侧的部分，制成从圆筒管20的端部在轴线方向上向外侧变小的圆锥状。配置成导电环36b与电极32b接触。绝缘环60与发热电阻片22的金属层28对接，配置在绝缘层29的外侧。导电环36b和绝缘环60制成与发热电阻片22的伸出到外侧的部分一样的圆锥状。
具有中心孔的环状的第1安装爪52a在发热电阻片22的内侧，配置在圆筒管20和导电环36b之间，以滑扣形式安装在圆筒管20的内面的槽中。再有，具有中心孔的环状的第2安装爪52b配置在导电环36b的外侧，用挡圈59固定在导电环36b的突起部36c上。
再有，绝缘环60在发热电阻片22的外侧，配置在圆筒层28和第2安装爪52b之间。配置成由弹簧55(参照图9)向导电环36a、36b的突起部32c推压导电部件54。在突起部32c的周围设有气孔32d(参照图10)。第1安装爪52a是绝缘性的，防止从导电环36b流向圆筒管20的电流泄漏。绝缘环60防止从电极32b和发热电阻层30流向金属层28的电流泄漏。
即使在本实施例，如果沿圆筒管20的轴线方向压入第1安装爪52a、绝缘环60以及导电环36b，也能使导电环36a、36b可靠地与电极32a、32b接触。导电部件54通过电缆(图未示)与电源(图未示)相连接。因此，导电部件54能通过导电环36a、36b将电流供给到电极32a、32b，因此，能使发热电阻体层30发热。
从图17A到图18C是表示图16的供电装置的组装顺序的图。从图18A到图18C是接着图17D的表示组装顺序的图。在图17A中，准备发热电阻片22，设定发热电阻片22的各层的宽度。特别是，使发热电阻体层30的宽度比金属层28的宽度要大，使绝缘层31的宽度比发热电阻体层30的宽度要大。在图17B中，将平板状的发热电阻片22弄圆成筒状，贴在圆筒管20的外面。在这种场合，将绝缘层31粘接在圆筒管20的内面上。强拉发热电阻片22的绝缘层29的端部，一边去除挠度，一边使其外侧张开。
在图17C中，将第1安装爪52a插入发热电阻片22的内侧，使其与圆筒管20的端部接触，以滑扣形式安装在圆筒管20内面的槽中。在图17D中，将导电环36b插入发热电阻片22的绝缘层29上的电极32b的内侧。
在图18A中，朝导电环36b的表面，向内侧挤压发热电阻片22的绝缘层29，使电极32b与导电环36b接触。在图18B中，沿发热电阻片22的绝缘层29的外侧插入绝缘环60，在使其与金属层28接触后，切断发热电阻片22的绝缘层29的剩余部分。此时，电极32a、32b可靠地与导电环36a、36b接触。在图18C中，将第2安装爪52b压靠在导电环36b、发热电阻片22、以及绝缘环60的端部，嵌入挡圈59(图16)，结束组装。这样一来，不损伤发热电阻片22地将发热电阻片22可靠地安装在圆筒管上，而且，能可靠地将电流供给到旋转的发热电阻片22。
图19是表示本发明的第5实施例的定影装置的第3辊以及供电装置的剖视图。图20是表示包含图19的第3辊以及定影皮带的定影装置的立体图。该实施例相当于在图4和图5的实施例上增加了供电装置。
在图20中，定影装置10具备定影辊12、配置成能与定影辊12接触的加压辊14、与定影辊12平行配置的第3辊16、绕定影辊12和第3辊16卷绕的定影皮带18。第3辊16用铝圆筒管制成，定影皮带18由发热电阻片22构成。定影辊12具有圆筒管24和设置在圆筒管24的表面上的耐热弹性材料层26。加压辊14用弹性变形比定影辊12小的材料制成。
定影皮带18在使用时卷绕在第3辊16上。第3辊16由圆筒管20构成，由氟覆盖层构成的分型层35设置在圆筒管20的表面上。发热电阻片22的结构实际上与图2所示的相同。
在图19中，发热电阻片22由以下部分构成金属层28、绝缘层29、发热电阻体层30、绝缘层31、电极32a、32b、分型层33。分型层33配置在金属层28的外侧，分型层34配置在绝缘层31的外侧。配置成导电环36a、36b与电极32a、32b相接触。导电环36b通过绝缘层37b安装在构成第3辊16的圆筒管20上。电极32b通过导电环36b与电源相连接。
图21是表示本发明的第6实施例的定影装置的剖视图。定影装置10由定影辊12和配置成能与定影辊12接触的加压辊14构成。也就是说，该定影装置10没有前面的实施例的第3辊16和定影皮带18。在该实施例中，定影辊12由圆筒管24和设置在圆筒管24的表面上的发热电阻片22构成。圆筒管24由轴承50能旋转地支承在装置本体上。
如以上所述，发热电阻片22其结构是由金属层28、绝缘层29、发热电阻体层30、绝缘层31、电极32a、32b构成的(例如参照图2)。用于向电极32a、32b供电的供电装置与图9和图10所示的相同。即，供电装置由以下部分构成能与电极32a、32b接触的导电环36a、36b、安装爪52、绝缘环53(参照图10)、导电部件54、电缆58。定影辊12的圆筒管24的内面和发热电阻片22的端部，与上述的同样，向外侧直径变大，带有锥度。因此，在将发热电阻片22设置在定影辊12上的场合，也能不损伤发热电阻片22地可靠地将发热电阻片22安装在圆筒管上，而且，能可靠地将电流供给到旋转的发热电阻片22。
图22和图23是表示本发明的第7实施例的定影装置的剖视图。定影装置10与图21的实施例一样，由定影辊12和配置成能与定影辊12接触的加压辊14构成，定影辊12由圆筒管24和设置在圆筒管24的表面上的发热电阻片22构成。在该实施例中，定影辊12由以下部分构成圆筒管24、设置在圆筒管24的表面上的耐热弹性材料层26、设置在弹性材料层26的表面的发热电阻片22。
如以上所述，发热电阻片22其结构是由金属层28、绝缘层29、发热电阻体层30、绝缘层31、电极32a、32b构成的。用于向电极32a、32b供电的供电装置与图16所示的相同。即，供电装置由以下部分构成第1安装爪52a、导电环36a、36b、与绝缘环60一体形成的第2安装爪52b、导电部件54、电缆58。
图24是穿过弹簧挡圈61的剖视图，图25是弹簧挡圈61的立体图。在该实施例中，弹簧挡圈61在轴线方向配置在弹性材料层26和第2安装爪52b之间，且在半径方向配置在电极32b和导电环36b之间。弹簧挡圈61使导电环36b和电极32b之间的电气接触更加可靠。
在这种场合，也能不损伤发热电阻片22地将发热电阻片22可靠地安装在圆筒管上，而且，能可靠地将电流供给到旋转的发热电阻片22。
图26是表示本发明的第8实施例的定影装置的剖视图。定影装置10与图21的实施例一样，由定影辊12和配置成能与定影辊12接触的加压辊14构成。定影辊12由圆筒管24和设置在圆筒管24的表面上的发热电阻片22构成。
发热电阻片22由金属层28、绝缘层29、发热电阻体层30、绝缘层31、电极32a、32b构成。再有，分型层62设置在绝缘层31上，分型层63设置在加压辊14上。在该实施例中，发热电阻体层30包含网格结构64，在发热电阻体层30中，能改变电阻值。
图27是图26的发热电阻片22的展开图。绝缘层31位于发热电阻体层30之上，电极32a、32b位于绝缘层31的两侧。
图28是表示图27的发热电阻片22的发热电阻体层30的平面图。也就是说，图28是表示除掉图27的绝缘层31的发热电阻体层30的平面图。图29是图28的发热电阻体层30的剖视图。
图30是图29的发热电阻片22的局部放大剖视图，更加详细地表示发热电阻体层30。图31是表示图26的发热电阻片22的发热电阻体层30的简要立体图。
如从图26到图31所示，发热电阻体层30包含网格结构64。在图示的实施例中，网格结构64由形成于发热电阻体层30上的窄缝构成，在这些窄缝中，填充有与发热电阻体层30不同材料的物质(例如绝缘层29、31的材料)。因此，在发热电阻体层30中，有发热电阻体层30的材料的部分、和没有网格结构64的部分，电阻值不同。另外，沿发热电阻体层30的长度方向，以不同的间距设置网格结构64。例如，在图28和图29中，在发热电阻体层30的中央附近，以间距a设置网格结构64，在发热电阻体层30的端部附近以比间距a小的间距b设置网格结构64(a＞b)。
图32是表示发热电阻片22的温度分布的图。曲线X是表示包含设有网格结构64的发热电阻体层30的发热电阻片22的温度分布，曲线Y是表示没有网格结构64的包含同样的结构的发热电阻体层30的发热电阻片22的温度分布。在曲线Y中，在发热电阻片22的中央部和端部，温差相当小。因此，通过使用包含设有网格结构64的发热电阻体层30的发热电阻片22，能在整个格式纸上均匀地进行定影。
图33是表示发热电阻体层30的变型例的图。在图28和图31中，连续地直线状延伸且在长度方向上以不同的间距，在为筒状的发热电阻体层30的圆周方向上设置网格结构64。在图33的例子中，不连续的直线状延伸且在长度方向上以不同的间距，在为筒状的发热电阻体层30的圆周方向上设置网格结构64。此外，可以用其它的各种方法设置网格结构64。
如以上所说明的那样，根据本发明能获得可以提高定影性能、改善格式纸的分离性能、缩短首次打印时间、降低能量消耗，而且，便于提高效率的、热效率高的定影装置。另外，能扩大非偏移边缘，或扩大光泽边缘，能进行按需打印，能降低电力消耗。另外，根据本发明，能可靠地向发热电阻片供电。
权利要求
1.一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊、与该定影辊平行配置的第3辊、绕该定影辊和该第3辊卷绕的定影皮带，该第3辊包含圆筒管和设置在该圆筒管的表面上的发热电阻片，该定影辊具有圆筒管和设置在该圆筒管的表面上的弹性材料层。
2.根据权利要求1的定影装置，其特征是上述定影辊的上述弹性材料层的厚度在2mm以上。
3.根据权利要求1的定影装置，其特征是上述定影辊的圆筒管由金属的空心圆筒构成，上述弹性材料层由塑料或橡胶构成。
4.根据权利要求1的定影装置，其特征是上述发热电阻片由发热电阻体层、金属层、包含该发热电阻体层和该金属层之间的绝缘层的层叠结构的薄片构成。
5.一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊、与该定影辊平行配置的第3辊、绕该定影辊和该第3辊卷绕的定影皮带，该定影皮带由发热电阻片构成，该定影辊具有圆筒管和设置在该圆筒管的表面上的弹性材料层。
6.根据权利要求5的定影装置，其特征是上述弹性材料层的厚度在2mm以上。
7.根据权利要求5的定影装置，其特征上述定影辊的圆筒管由金属的空心圆筒构成，上述弹性材料层由塑料或橡胶构成。
8.根据权利要求5的定影装置，其特征是上述发热电阻片由发热电阻体层、金属层、包含该发热电阻体层和该金属层之间的绝缘层的层叠结构的薄片构成。
9.一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊、与该定影辊平行配置的第3辊、绕该定影辊和该第3辊卷绕的定影皮带，该第3辊包含圆筒管和设置在该圆筒管的表面上的发热电阻片，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，该发热电阻片的包含电极的部分以及该导电环制成带锥度的形状。
10.一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊、与该定影辊平行配置的第3辊、绕该定影辊和该第3辊卷绕的定影皮带，该定影皮带由发热电阻片构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，该发热电阻片的包含电极的部分以及该导电环制成带锥度的形状。
11.一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊，该定影辊由圆筒管和设置在该圆筒管上的发热电阻片构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，绝缘环配置在该圆筒管和该导电环之间。
12.一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊，该定影辊由圆筒管和设置在该圆筒管上的发热电阻片以及弹性材料层构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，该发热电阻片的包含电极的部分以及该导电环制成带锥度的形状。
13.一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊，该定影辊由圆筒管和设置在该圆筒管上的发热电阻片以及弹性材料层构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和与该发热电阻体层连接的电极，还进一步具备能与该发热电阻片的电极进行电气接触的导电环，弹性的导电部件配置在该发热电阻片的电极和该导电环之间。
14.一种定影装置，其特征是具备定影辊、配置成能与该定影辊接触的加压辊，该定影辊由圆筒管和设置在该圆筒管上的发热电阻片构成，该发热电阻片具有发热电阻体层和配置在该发热电阻体层的两侧的绝缘层，再有，该发热电阻体层为了改变电阻值的分布而具有网格结构。
全文摘要
一种定影装置，具备定影辊、加压辊、与定影辊平行配置的第3辊、绕定影辊和第3辊卷绕的定影皮带。定影辊通过定影皮带对加压辊进行推压。第3辊或定影皮带包含发热电阻片。发热电阻片迅速地加热定影皮带，定影皮带高效地将热传递到格式纸。定影辊不必从内部向外部进行热传递，因此，其表面具有弹性材料层。
文档编号G03G15/20GK1451104SQ00819324
公开日2003年10月22日 申请日期2000年3月15日 优先权日2000年3月15日
发明者河村孝夫, 汤川俊浩, 木村正利, 小西正雄 申请人:富士施乐株式会社, 河村孝夫