专利名称：弹性辊及定影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种弹性辊，更具体地涉及一种用于定影装置中的弹性辊。
背景技术：
在例如复印机和打印机等使用电子照相系统的图像形成装置中，对形成为鼓状的感光部件均匀充电，并根据图像信息对该感光部件进行控制。然后，使感光部件曝光，以在其上形成静电潜像。用调色剂将静电潜像形成为可见图像(调色剂像)。此外，将调色剂像转印到记录纸上，并由定影装置定影。从而在记录纸上形成图像。
用于图像形成装置中的加热/加压式定影装置分类为双辊系统和带咬合系统(beltnip system)。JP平成8-146806A(对应于美国专利No.5,546,175)和JP平成11-184300A(对应于美国专利No.6,029,038和6,236,829)披露了双辊系统。在所述双辊系统中，其上转印有调色剂像的纸张穿过在定影辊和弹性辊之间形成的咬合部分(nip portion)，并且调色剂像通过定影辊的加热和两个辊子的加压熔化到纸张上。JP平成8-166734A(对应于美国专利No.5,614,999)和JP 2005-173441A披露了带咬合系统。在所述带咬合系统中，在定影辊和卷绕在多个辊子上的加压带之间的咬合部分中，对纸张进行加热和加压，以便将调色剂像定影到纸张上。
特别是，与采用例如热空气定影系统或烘箱定影系统的任何其它加热定影系统的定影装置相比较，用于通过用两个辊子加压而将调色剂像熔化到纸张上的双辊系统定影装置热效率较高，耗电较少，并能够以较高速度定影图像。因此，迄今为止，双辊系统定影装置已经得到普遍广泛应用。
顺便提及，在双辊系统定影装置中，当定影辊和弹性辊互相压力接触以形成咬合部分时，通常需要弹性辊的弹性层发生变形(凹陷)。
这样，当弹性辊和定影辊互相压力接触时，如果弹性辊的弹性层发生变形，则通常在弹性辊的表面上产生拉伸应变。在弹性辊的表面上发生的拉伸应变量这样变化，即拉伸应变量在咬合部分的中心处最大，并且在咬合部分的入口和出口处较小。也就是说，拉伸应变量沿上侧闭合的抛物线形状变化。
如果将其上转印有调色剂像的纸张插入产生这种拉伸应变的咬合部分中，则随着弹性辊表面上的应变，在与弹性辊的表面接触的纸张上也会产生应变。
在这种情况下，如果在纸张上产生超过纸张的弹性极限值的应变，则纸张将保持变形状态，而不会恢复到其原来形状。这样，纸张可能会过度伸展或皱折。
发明内容
本发明提供一种用于抑制插入咬合部分中的纸张的过度伸展和皱折的弹性辊。
此外，本发明可以提供一种包括机械耐久性优良的弹性辊的定影装置。
此外，根据本发明的一方面，弹性辊用于图像形成装置的定影装置中。所述弹性辊包括弹性层和布置在所述弹性层的外部的覆盖层。所述覆盖层由具有比所述弹性层的材料更大刚度的耐热树脂或金属制成。
所述弹性层可以由多孔体形成。
此外，所述弹性层可以形成有多个通孔，所述多个通孔沿所述弹性层的轴向贯穿所述弹性层。所述通孔以预定间隔设置。
此外，所述弹性辊还可以包括由碳氟树脂制成的防粘层，所述防粘层布置在所述覆盖层的外部。
此外，所述覆盖层可以由具有100kg/mm2到21,000kg/mm2范围内的拉伸模量(modulus of elongation)的耐热树脂或金属制成。
此外，所述覆盖层可以具有5μm到200μm范围内的厚度。
此外，所述覆盖层可以由具有5μm到50μm范围内的厚度的不锈钢薄膜制成。
根据本发明的另一方面，弹性辊用于图像形成装置的定影装置中。所述弹性辊包括弹性层和形成于所述弹性层上的覆盖层。所述覆盖层具有10μm到150μm范围内的厚度，并由聚酰亚胺带层或聚酰胺酰亚胺带层制成。
根据本发明的又一方面，弹性辊包括金属芯、弹性层和覆盖层。所述弹性层布置在所述金属芯的周围。所述覆盖层布置在所述弹性层的外部。所述覆盖层由具有比所述弹性层的材料更大刚度的耐热树脂或金属制成。
此外，所述覆盖层可以由具有5μm到50μm范围内的厚度的不锈钢薄膜制成。
根据本发明的又一方面，弹性辊包括金属芯、弹性层和覆盖层。所述弹性层布置在所述金属芯的周围。所述覆盖层布置在所述弹性层的外部。所述覆盖层具有10μm到150μm范围内的厚度，并由聚酰亚胺带层或聚酰胺酰亚胺带层制成。
根据本发明的又一方面，加热/加压式定影装置包括受压部件和加压旋转体。所述加压旋转体与所述受压部件压力接触，以在所述受压部件和加压旋转体之间形成咬合部分。记录材料穿过所述咬合部分。所述加压旋转体包括弹性层和覆盖层。当所述加压旋转体与所述受压部件压力接触时，所述弹性层发生变形。所述覆盖层布置在所述弹性层的外部。所述覆盖层由具有比所述弹性层的材料更大刚度的耐热树脂或金属制成。
此外，所述弹性层可以由多孔体形成。
此外，所述弹性层可以形成有多个通孔，所述多个通孔沿所述弹性层的轴向贯穿所述弹性层。所述通孔以预定间隔设置。
此外，所述定影装置还可以包括由碳氟树脂制成的防粘层。所述防粘层布置在所述覆盖层的外部。
此外，所述覆盖层可以由具有100kg/mm2到21,000kg/mm2范围内的拉伸模量的耐热树脂或金属制成。
此外，所述覆盖层可以具有5μm到200μm范围内的厚度。
此外，所述覆盖层由具有5μm到50μm范围内的厚度的不锈钢薄膜制成。
根据本发明的又一方面，加热/加压式定影装置包括受压部件和加压旋转体。所述加压旋转体与所述受压部件压力接触，以在所述受压部件和加压旋转体之间形成咬合部分。记录材料穿过所述咬合部分。所述加压旋转体包括弹性层和布置在所述弹性层的外部的覆盖层。所述覆盖层具有10μm到150μm范围内的厚度，并由聚酰亚胺带层或聚酰胺酰亚胺带层制成。
根据以上结构，弹性辊可以抑制插入咬合部分中的记录材料的变形。
下面将参照附图，详细说明本发明的示例性实施例，其中图1为示出结合本发明的示例性实施例的图像形成装置的示意结构图；图2为示出根据本发明的示例性实施例的定影装置的示意结构的侧剖视图；图3A～3B为示出弹性辊的结构图；以及图4为示出双辊系统定影装置的简图。
具体实施例方式
下面将说明本发明的示例性实施例。应该理解，本发明并不局限于下列示例性实施例，并且在未背离本发明的要旨和保护范围的情况下，可以做出各种修改和变更。附图用于说明本发明的示例性实施例，并不示出各个部件的实际尺寸。
图1为示出根据本发明示例性实施例的图像形成装置的示意结构图。图1所示的图像形成装置是采用通常称为串联式的中间转印系统的图像形成装置。图像形成装置包括多个图像形成单元1Y、1M、1C和1K、第一转印部10、第二转印部20、定影装置60和控制部40。图像形成单元1Y、1M、1C和1K基于电子照相系统，形成各色成分的调色剂像。第一转印部10将由图像形成单元1Y、1M、1C和1K形成的各色成分的调色剂像依次转印到中间转印带15上(一次转印)。第二转印部20将转印到中间转印带15上的叠加调色剂像转印到作为记录材料(记录纸)的纸张P上(二次转印)。定影装置60将第二转印(二次转印)的图像定影到纸张P上。控制部40控制图像形成装置的各个部件的操作。
在此示例性实施例中，每个图像形成单元1Y、1M、1C和1K包括沿箭头A方向旋转的感光鼓11。例如充电器12、激光曝光装置13、显影装置14、第一转印辊16和鼓清洁器17等依次布置在每个感光鼓11周围。充电器12给感光鼓11充电。激光曝光装置13将静电潜像写到感光鼓11上(在图1中，参考符号Bm表示曝光光束)。显影装置14储存各色成分的调色剂，并用储存的调色剂使在感光鼓11上形成的静电潜像可见。第一转印辊16在第一转印部10中将在感光鼓11上形成的相应颜色成分的调色剂像转印到中间转印带15上。鼓清洁器17去除感光鼓11上的剩余调色剂。图像形成单元1Y、1M、1C和1K从中间转印带15的上游侧按照黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的顺序大致沿直线放置。
作为中间转印体的中间转印带15可以由薄膜状环带形成，在该薄膜状环带中，适量的碳黑抗静电剂包含在例如聚酰亚胺和聚酰胺等树脂中。中间转印带15可以具有106Ωcm到1014Ωcm范围内的体积电阻率，并具有约0.1mm的厚度。利用各种辊子使中间转印带15沿图1所示的B方向以预定速度循环旋转(转动)。以上各种辊子包括驱动辊31、支撑辊32、张紧辊33、支撑辊25和清洁支撑辊34。驱动辊31由恒速性能优良的电动机(未示出)驱动，以便使中间转印带15旋转。支撑辊32支撑中间转印带15，并沿感光部件鼓11的设置方向大致沿直线延伸。张紧辊33作为校正辊，用于给予中间转印带15恒定张力，并防止中间转印带15蛇行。支撑辊25设在第二转印部20中。清洁支撑辊34设在清洁部中，该清洁部刮去中间转印带15上的剩余调色剂。
第一转印部10包括面向感光鼓11的第一转印辊16，中间转印带15布置在第一转印辊16和感光鼓11之间。第一转印辊16包括轴和作为牢固固定到该轴周围的弹性层的海绵层。该轴为由例如铁和SUS等金属制成的圆柱状棒。该海绵层为由例如与碳黑导电剂混合的NBR、SBR和EPDM等混合橡胶形成的海绵状圆筒形辊。海绵层具有107Ωcm到109Ωcm的体积电阻率。第一转印辊16与感光鼓11压力接触，中间转印带15布置在第一转印辊16和感光鼓11之间。此外，向第一转印辊16施加具有与调色剂的带电极性(假定为负极性)相反极性的电压(第一转印偏压或一次转印偏压)。从而，将感光鼓11上的调色剂像依次静电吸引到中间转印带15上，并且在中间转印带15上形成叠加的调色剂像。
第二转印部20包括放置在中间转印带15的调色剂像承载侧的第二转印辊22和支撑辊25。支撑辊25具有由分散有碳的EPDM和NBR混合橡胶管形成的表面和由EPDM橡胶制成的内部。支撑辊25具有107Ω/□到1010Ω/□范围内的表面电阻率和70°(Asker C)的硬度。支撑辊25放置在中间转印带15的背侧，以形成面向第二转印辊22的电极。此外，稳定地向其施加第二转印偏压的金属供电辊26抵靠支撑辊25。
另一方面，第二转印辊22包括轴和作为牢固固定到该轴周围的弹性层的海绵层。该轴可以是由例如铁和SUS等金属制成的圆柱状棒。该海绵层可以是由与碳黑导电剂混合的NBR、SBR和EPDM混合橡胶形成的海绵状圆柱形辊。海绵层可以具有107Ωcm到109Ωcm范围内的体积电阻率。第二转印辊22与支撑辊25压力接触，中间转印带15布置在转印辊22和支撑辊25之间。此外，将第二转印辊22接地，并在第二转印辊22和支撑辊25之间形成第二转印偏压(二次转印偏压)，用于将调色剂像第二转印(二次转印)到传送到第二转印部20的纸张P上。
中间转印带清洁器35布置在中间转印带15位于第二转印部20的下游侧。中间转印带清洁器35去除中间转印带15上的剩余调色剂和纸粉，以清洁中间转印带15的表面。中间转印带清洁器35可从中间转印带15拆卸。另一方面，基准传感器(原位传感器)42布置在用于黄色的图像形成单元1Y的上游侧。基准传感器42产生用作基准的基准信号，以便获得图像形成单元1Y、1M、1C和1K的图像形成时间。用于做出图像质量调整的图像浓度传感器43布置在用于黑色的图像形成单元1K的下游侧。当基准传感器42识别出设在中间转印带15背部的预定标记时，基准传感器42产生基准信号。每个图像形成单元1Y、1M、1C和1K根据基于该基准信号从控制部40输出的指令，开始图像形成。
此外，根据此示例性实施例的图像形成装置包括纸张托盘50、拾纸辊51、传送辊52、传送斜槽53、传送带55和定影入口导向件56作为纸张传送系统。纸张托盘50储存纸张P。拾纸辊51在预定时间取出堆叠在纸张托盘50中的纸张P，并传送纸张P。传送辊52传送由拾纸辊51取出并传送的纸张P。传送斜槽53将已经由传送辊52传送的纸张P传送到第二转印辊20。在第二转印辊22进行第二转印之后，传送带55将进行传送的纸张P传送到定影装置60。定影入口导向件56将纸张P导向定影装置60。
接下来，将说明根据此示例性实施例的图像形成装置的基本图像形成过程。在图1所示的图像形成装置中，图像处理装置(IPS，未示出)对从图像阅读器(IIT，未示出)或个人计算机(PC，未示出)输出的图像数据进行预定的图像处理。然后，图像形成单元1Y、1M、1C和1K进行图像形成操作。IPS进行例如阴影校正、位置偏移校正、明度/颜色空间变换、灰度校正、边框删除和颜色编辑以及用于输入反射系数数据的移动编辑等各种图像编辑的预定图像处理。经过图像处理的图像数据转换为Y、M、C和K四种颜色的色阶数据，并且将该色阶数据输出到各个激光曝光装置13中。
每个激光曝光装置13向图像形成单元1Y、1M、1C和1K的相应感光鼓11施加从例如半导体激光器发射的曝光光束Bm。充电器12给每个图像形成单元1Y、1M、1C和1K的感光鼓11的表面充电。此外，激光曝光装置13将每个图像形成单元1Y、1M、1C和1K的感光鼓11的表面暴露在光束下。从而，在感光鼓11上形成静电潜像。图像形成单元1Y、1M、1C和1K的显影装置14用调色剂显影在感光鼓11上形成的静电潜像，从而形成Y、M、C和K彩色调色剂像。
在感光鼓11和中间转印带15互相抵靠的第一转印部10中，在每个图像形成单元1Y、1M、1C和1K的感光鼓11上形成的调色剂像转印到中间转印带15上。更具体来说，在第一转印部10中，由第一转印辊16向中间转印带15的基材施加与调色剂的带电极性相反的极性(正极性)的电压(第一转印偏压)，并且调色剂像依次互相叠加在中间转印带15的表面上，以执行一次转印。
在调色剂像依次第一转印到中间转印带15的表面上之后，中间转印带15移动，以便将调色剂像传送到第二转印部20。当调色剂像传送到第二转印部20时，在纸张传送系统中，拾纸辊51在调色剂像传送到第二转印部20时旋转，并且从纸张托盘50输送预定尺寸的纸张P。传送辊52传送由拾纸辊51输送的纸张P。然后，纸张P通过斜槽辊53到达第二转印部20。在到达第二转印部20之前，纸张P暂时停止，并且定位辊(未示出)与其上承载有调色剂像的中间转印带15的移动定时相吻合而旋转，从而，调整纸张P的位置和调色剂像的位置。
在第二转印部20中，第二转印辊22通过中间转印带15与支撑辊25压力接触。在此时，在适当定时传送的纸张P处于中间转印带15和第二转印辊22之间。在此时，如果从输送辊26施加具有与调色剂的带电极性相同的极性(负极性)的电压(第二转印偏压)，则在第二转印辊22和支撑辊25之间形成转印电场。在纸张P受到第二转印辊22和支撑辊25挤压的第二转印部20中，中间转印带15上承载的未定影调色剂像静电转印到纸张P上。
然后，其上静电转印有调色剂像的纸张P在这样的状态下被传送，即，该纸张由第二转印辊22从中间转印带15剥离。纸张P传送到沿纸张传送方向布置在第二转印辊22的下游侧的传送带55上。传送带55以与定影装置60中的传送速度匹配的最佳传送速度将纸张P传送到定影装置60。传送到定影装置60的纸张P上的未定影调色剂像经过定影装置60的热量和压力的定影处理，从而定影到纸张P上。形成有定影图像的纸张P传送到设在图像形成装置的排出部中的排纸堆叠部(未示出)。
另一方面，在完成向纸张P的转印之后，中间转印带15上的剩余调色剂随着中间转印带15的旋转而被传送，并通过清洁支撑辊34和中间转印带清洁器35从中间转印带15上去除。
接下来，将说明用于根据此示例性实施例的图像形成装置中的定影装置60。
图2为示出根据此示例性实施例的定影装置60的示意结构的剖视图。定影装置60主要包括定影带组件61和弹性辊62。定影带组件61作为加热部件和受压部件。弹性辊62是加压旋转体的实例，并与定影带组件61压力接触。
定影带组件61主要包括定影带610、定影辊611、张紧辊612、张紧辊613、姿态校正辊614和张紧辊615。定影辊611与放置在其上的定影带610一起旋转。张紧辊612从内侧给予定影带610张紧力。张紧辊613从外侧给予定影带610张紧力。姿态校正辊614校正定影辊611和张紧辊612之间定影带610的姿态。剥离垫64是放置在定影带组件61和弹性辊62互相压力接触的咬合部分N的下游区域，并位于定影辊611附近的剥离部件的实例。张紧辊615在咬合部分N的下游侧给予定影带610张紧力。
定影带610是具有预定周长和宽度的挠性环带。定影带通常具有包括基层、弹性层和防粘层的多层结构。基层由具有约80μm厚度的聚酰亚胺树脂制成。弹性层由具有约200μm厚度的硅酮橡胶制成，并沉积在基层的表面(外周面)上。防粘层由具有约30μm厚度的四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物树脂(PFA)管制成，并形成于弹性层上。这里，设置弹性层特别是为了提高彩色图像的图像质量。可以根据图像形成装置的设计、用途和使用条件，适当地选择定影带610的结构，即适当选择其材料、厚度和硬度。
定影辊611是由具有预定外径、长度和厚度的铝制成的圆筒状辊。定影辊611接受来自驱动电动机(未示出)的驱动力，并通常以约300mm/sec的表面速度沿箭头C方向旋转。定影带610随着定影辊611的旋转而沿箭头D方向移动。
定影辊611在其内部包含额定功率为例如900W的卤素加热器616a作为加热源。图像形成装置1的控制部40(见图1)通常根据与定影辊611的表面接触的温度传感器617a的测量值，将定影辊611的表面温度控制在约150℃。纸张P从定影入口导向件56沿箭头F方向引入定影装置60中。形成有定影图像的纸张P通过排纸导向件65传送到排纸辊66。
张紧辊612是由具有预定外径、厚度和长度的铝制成的圆筒状辊。张紧辊612在其内部包含额定功率为例如1000W的卤素加热器616b作为加热源。温度传感器617b和控制部40(见图1)将张紧辊612的表面温度控制在190℃。因此，张紧辊612具有加热定影带610的功能以及给予定影带610张紧力的功能。
用于向外挤压定影带610的弹簧部件(未示出)布置在张紧辊612的两端，以将定影带610的全部张力设为约15kgf。在此时，为了使定影带610的张力在宽度方向上均匀，并尽可能地使定影带610的轴向位移最小化，将张紧辊612形成为冠形，即其中心的外径比其端部的外径大100μm。
张紧辊613是由具有预定外径、厚度和长度的铝制成的圆筒状辊。张紧辊613的表面涂覆有具有约20μm厚度的PFA，以形成防粘层。形成防粘层，以防止来自定影带610的外周面的少量偏移调色剂和纸粉沉积在张紧辊613上。与张紧辊612类似，张紧辊613形成为冠形，即，使其中心的外径比其端部的外径大100μm。张紧辊612和张紧辊613两个或其中任何一个可以形成为冠形。
张紧辊613在其内部包含额定功率为例如1000W的卤素加热器616c作为加热源。温度传感器617c和控制部40(见图1)将张紧辊613的表面温度控制在约190℃。因此，张紧辊613具有从外表面加热定影带610的功能以及给予定影带610张紧力的功能。因此，在此示例性实施例中，定影辊611、张紧辊612和张紧辊613加热定影带610。
姿态校正辊614是由具有预定外径和长度的铝制成的圆柱状辊。用于检测定影带610的边缘位置的带边位置检测机构(未示出)布置在姿态校正辊614附近。姿态校正辊614包括轴线变位机构，该轴线变位机构用于根据带边位置检测机构的检测结果，沿轴向改变定影带610抵靠姿态校正辊614的抵靠位置。从而，姿态校正辊614控制定影带610的蛇行(带游动)。
剥离垫64是具有圆弧截面的块部件。剥离垫64由例如SUS等金属或树脂的刚体形成。剥离垫64在弹性辊62通过定影带610与定影辊611压力接触的区域的下游侧和附近牢固布置在定影辊611的全部轴向区域上。设置剥离垫64，以便在预定宽度区域(例如，沿定影带610的移动方向的2mm宽度)上以预定载荷(例如平均为10kgf)通过定影带610均匀挤压弹性辊62。
张紧辊615是由具有预定外径和长度的铝制成的圆柱状辊。张紧辊615布置在剥离垫64附近，并沿定影带610的移动方向(行进方向)布置在剥离垫64的下游侧，以便使得经过剥离垫64的定影带610朝向定影辊611平稳转动。
接下来，将说明弹性辊62。
图3为示出弹性辊62的结构图。如图3A所示，弹性辊62具有金属芯624、弹性层621、应变防止层622和防粘层623。金属芯624由钢或铝制成，并作为基体。弹性层621由海绵状多孔硅酮橡胶制成。应变防止层622由与弹性层621的材料相比具有较大刚度的耐热树脂或金属制成。防粘层623由具有预定薄膜厚度的PFA管制成。弹性层621、应变防止层622和防粘层623从基体侧依次沉积。弹性辊62布置为与定影带组件61压力接触。当定影带组件61的定影辊611沿箭头C方向(图2)旋转时，弹性辊62由定影辊611驱动，并沿箭头E方向(图2)旋转。弹性辊62的行进速度等于定影辊611的表面速度。
弹性辊62在其表面上或在其表面附近设有由具有比弹性层621的刚度更大刚度的材料制成的应变防止层622。也就是说，应变防止层622设在弹性层621的外部。此结构可以减小弹性辊62的表面上由于弹性辊62的变形(凹陷)而引起的拉伸应变。
应变防止层622由具有比弹性层621的材料更大刚度的材料制成。具体来说，弹性层621的材料的实例包括包含例如聚酰亚胺(具有300kg/mm2到900kg/mm2范围内的拉伸模量)、聚酰胺酰亚胺(具有100kg/mm2到300kg/mm2范围内的拉伸模量)等耐热树脂的有机材料、例如不锈钢薄膜(具有约21,000kg/mm2的拉伸模量)等金属材料及例如玻璃纤维薄膜(具有100kg/mm2到1,000kg/mm2范围内的拉伸模量)等无机材料。
应变防止层622可以是具有不妨碍形成咬合部分N的厚度的薄膜。具体来说，应变防止层622的厚度可以在约5μm到约200μm的范围内。
在使用上述任何材料形成应变防止层622的情况下，当使用有机材料时，应变防止层622的厚度可以在约10μm到约150μm的范围内；当使用金属材料时，应变防止层622的厚度可以在约5μm到约50μm的范围内；当使用无机材料时，应变防止层622的厚度可以在约100μm到约200μm的范围内。
结合本示例性实施例的弹性辊62通常形成有防粘层623，该防粘层由氟碳树脂制成，并作为弹性辊62的表面层。防粘层623可以由碳氟树脂管或碳氟树脂涂覆材料形成。特别是，从弹性辊62的模制可操作性和耐磨性的观点出发，弹性辊62的表面可以覆盖有预先模制成管形的碳氟树脂管。
举例来说，聚四氟乙烯树脂(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物树脂(PFA)、氟化乙烯丙烯共聚物树脂(FEP)、聚偏氟乙烯树脂(PVDF)或聚氟乙烯树脂的管可以用作氟碳树脂管。
当使用例如碳氟树脂涂覆材料时，(PTFE)的胶乳可以沉积在弹性层621的外周面上。
防粘层623的厚度可以在约20μm到约40μm的范围内。如果防粘层623过薄，则弹性辊62的耐久性容易降低。
接下来，将说明弹性辊的另一实施例。图3B为示出弹性辊的另一实施例的视图。如图3B所示，弹性辊62’具有金属芯624、由固态橡胶层制成的弹性层621’和防粘层623。金属芯624、弹性层621’和防粘层623依次沉积。弹性层621’形成有多个通孔625，该多个通孔沿弹性层621’的纵向贯穿弹性层621’。
也就是说，在应变防止层622的刚度增加的情况下，如果定影带组件61以相同载荷与弹性辊62压力接触，则咬合部分N的咬合宽度倾向于减小。然后，在弹性层621’中形成通孔625。根据此结构，当弹性辊62发生变形(凹陷)时，可以在咬合部分N外的区域确保这样的缓冲区域即，与受挤压的弹性体的被压入体积量同样大的区域。因此，此结构允许咬合部分容易地变形，并保证了咬合宽度。
如图3B所示，通孔625设置在弹性层621’的截面中的两个同心圆上。每个通孔625的直径约为1mm。通孔625可以在其间以约2mm到3mm范围内的间隔设置，并设置为位于正三角形的顶点。
下面将根据实例更详细地说明本示例性实施例。本示例性实施例并不局限于下列实例。
(1)双辊系统定影装置利用图4所示的双辊系统定影装置70评价通过进行预定操作而制备的弹性辊。
图4为示出双辊系统定影装置70的视图。定影装置70包括定影辊71和弹性辊72。定影辊71作为加热部件并作为受压部件。定影辊71包括圆筒状芯棒711、沉积在芯棒711上的耐热弹性层712和沉积在弹性层712的外周面上的防粘层713。芯棒711包含由卤素加热器制成的加热源714。弹性辊72是作为加压部件的加压旋转体，并与定影辊71压力接触。弹性辊72包括由钢制成的金属芯724、弹性层721、应变防止层722和防粘层723。弹性层721沉积在金属芯724上。应变防止层722和防粘层723沉积在弹性层721的外周面上。
具有应变防止层722的弹性辊72的直径为50mm。金属芯724(φ34mm)覆盖有具有8mm厚度、作为弹性层721的硅酮海绵(65度AskerC硬度)。由具有80μm厚度的聚酰亚胺带制成的应变防止层722设在弹性层721的外部。此外，应变防止层722的表面涂覆有防粘层723，该防粘层是具有30μm厚度的PFA树脂。
为了比较起见，制备除未设置应变防止层722之外具有与弹性辊72相似结构的弹性辊。同样利用双辊系统定影装置70评价比较例的弹性辊。
(2)定影试验弹性辊72受压以与表面温度被控制在200℃的定影辊71接触，以便形成具有13mm的定影咬合宽度的咬合部分N。接下来，具有在其上预先定影有整版布满的调色剂像(soild toner image)的背面的普通纸(具有60gsm的基本重量)以130mm/s的定影速度穿过咬合部分N。然后，当弹性辊72的表面温度等于或高于70℃时，普通纸卷绕弹性辊72的表面，可以观察到普通纸的背部上的熔化的调色剂。
同样对不具有应变防止层722的比较例的弹性辊进行相似的定影试验。
(实例和比较例)如上所述，当具有在其上预先定影有整版布满的调色剂像的背面的普通纸穿过包括具有应变防止层722的弹性辊72的双辊系统定影装置70，并且观察到普通纸卷绕弹性辊72时，在普通纸上既不会发生皱折现象也不会发生纸张的过度伸展。
由此结果，可以看出即使弹性辊72与定影辊71紧密接触，由于在弹性辊72的表面上难以产生应变，所以具有应变防止层722的弹性辊72可以抑制纸张的应变或变形。
相比之下，在使用不具有应变防止层722的比较例的弹性辊的情况下，卷绕比较例的弹性辊72的普通纸具有伸展部分和无伸展部分。在全部纸张上发生皱折现象。当比较例的弹性辊不具有应变防止层722时，在普通纸上发生皱折现象的可能的原因在于如果调色剂开始熔化，并且纸张与弹性辊紧密接触，则纸张受到弹性辊的表面上的应变的影响，也同样发生变形。特别是，对于具有较小刚度的薄纸来说，更容易发生纸张的过度伸展和皱折。
如上所述，根据本示例性实施例所适用的实例的弹性辊72，应变防止层722设在弹性层721的外部。此结构可以减小弹性辊72的表面上由于弹性辊72的变形(凹陷)而产生的拉伸应变。
权利要求
1.一种用于图像形成装置的定影装置中的弹性辊，所述弹性辊包括弹性层；以及覆盖层，其布置在所述弹性层的外部，所述覆盖层由具有比所述弹性层的材料更大刚度的耐热树脂或金属制成。
2.根据权利要求1所述的弹性辊，其中，所述弹性层由多孔体形成。
3.根据权利要求1或2所述的弹性辊，其中，所述弹性层形成有多个通孔，所述多个通孔沿所述弹性层的轴向贯穿所述弹性层，并且所述通孔以预定间隔设置。
4.根据权利要求1所述的弹性辊，还包括防粘层，其布置在所述覆盖层的外部，由碳氟树脂制成。
5.根据权利要求1所述的弹性辊，其中，所述覆盖层由具有100kg/mm2到21,000kg/mm2范围内的拉伸模量的耐热树脂或金属制成。
6.根据权利要求1所述的弹性辊，其中，所述覆盖层具有5μm到200μm范围内的厚度。
7.根据权利要求1所述的弹性辊，其中，所述覆盖层由具有5μm到50μm范围内的厚度的不锈钢薄膜制成。
8.一种用于图像形成装置的定影装置中的弹性辊，所述弹性辊包括弹性层；以及覆盖层，其形成于所述弹性层上，所述覆盖层具有10μm到150μm范围内的厚度，并由聚酰亚胺带层或聚酰胺酰亚胺带层制成。
9.一种弹性辊，包括金属芯；弹性层，其布置在所述金属芯的周围；以及覆盖层，其布置在所述弹性层的外部，所述覆盖层由具有比所述弹性层的材料更大刚度的耐热树脂或金属制成。
10.根据权利要求9所述的弹性辊，其中，所述覆盖层由具有5μm到50μm范围内的厚度的不锈钢薄膜制成。
11.一种弹性辊，包括金属芯；弹性层，其布置在所述金属芯的周围；以及覆盖层，其布置在所述弹性层的外部，所述覆盖层具有10μm到150μm范围内的厚度，并由聚酰亚胺带层或聚酰胺酰亚胺带层制成。
12.一种加热/加压式定影装置，包括受压部件；以及加压旋转体，其与所述受压部件压力接触，以在所述受压部件和加压旋转体之间形成咬合部分，记录材料穿过所述咬合部分，其中，所述加压旋转体包括弹性层，当所述加压旋转体与所述受压部件压力接触时，所述弹性层发生变形；以及覆盖层，其布置在所述弹性层的外部，所述覆盖层由具有比所述弹性层的材料更大刚度的耐热树脂或金属制成。
13.根据权利要求12所述的定影装置，其中，所述弹性层由多孔体形成。
14.根据权利要求12或13所述的定影装置，其中，所述弹性层形成有多个通孔，所述多个通孔沿所述弹性层的轴向贯穿所述弹性层，并且所述通孔以预定间隔设置。
15.根据权利要求12所述的定影装置，还包括防粘层，其布置在所述覆盖层的外部，由碳氟树脂制成。
16.根据权利要求12所述的定影装置，其中，所述覆盖层由具有100kg/mm2到21,000kg/mm2范围内的拉伸模量的耐热树脂或金属制成。
17.根据权利要求12所述的定影装置，其中，所述覆盖层具有5μm到200μm范围内的厚度。
18.根据权利要求12所述的定影装置，其中，所述覆盖层由具有5μm到50μm范围内的厚度的不锈钢薄膜制成。
19.一种加热/加压式定影装置，包括受压部件；以及加压旋转体，其与所述受压部件压力接触，以在所述受压部件和加压旋转体之间形成咬合部分，记录材料贯穿所述咬合部分，其中，所述加压旋转体包括弹性层；以及覆盖层，其布置在所述弹性层的外部，所述覆盖层具有10μm到150μm范围内的厚度，并由聚酰亚胺带层或聚酰胺酰亚胺带层制成。
全文摘要
本发明公开了一种用于图像形成装置的定影装置中的弹性辊及定影装置。所述弹性辊包括弹性层和布置在所述弹性层的外部的覆盖层。所述覆盖层由具有比所述弹性层的材料更大刚度的耐热树脂或金属制成。
文档编号G03G15/20GK101021709SQ20061015030
公开日2007年8月22日 申请日期2006年10月18日 优先权日2006年2月13日
发明者上原康博, 天野淳平, 安藤力, 胜野龙司, 木村润 申请人:富士施乐株式会社