定影装置及图像形成装置的制作方法

专利名称：定影装置及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种定影装置及利用该定影装置的图像成形装置，特别涉及在使用定影带的定影装置中谋求延长该定影带的寿命的技术。该定影带中形成有电阻发热层和为其供电的电极层。
背景技术：
目前，在打印机等图像形成装置中，例如(日本)特开2007-272223号公报所记载的那样，采用对含有电阻发热层的定影带直接通电而发热的定影装置。这种定影装置有以下优点比以卤素加热器(halogen heater)作为热源的定影装置更节省能量。图14表示该定影装置所使用的定影带的剖面图。该图表示，定影带500中在增强层555上层积着电阻发热层556。另外，在电阻发热层556的外周面的两个端面部，作为与外部电源通电的电极，层积有由金属材料构成的电极层阳9。而且，在电阻发热层556的外周面，在位于两个电极层559之间的位置区域，层积有为了提高与记录纸之间的分离性(離型性)的分离层阳7。其中，因为电阻发热层556由电阻大的材料构成，所以电流流过就产生焦耳热 (Joule heating)0在以上结构中，与外部交流电源580连接的供电部件570与电极层559接触，利用电阻发热层556两端部产生的电位差，电流流入电阻发热层中。由此，电阻发热层556发热，利用该热量进行记录纸的热定影。但是，已知对于所述结构的定影带500来说，若长时间通电，电极层559的靠近分离层557的边缘部分与电阻发热层556接触的接触部560附近会被过度加热。一旦产生这样的局部的过热，会出现以下问题该过热部位比其他部分更加速劣化，定影带500的寿命降低。这里，关于所述局部过热的原因，可以考虑为如下内容即因为电流更容易流过电阻小的地方，从供电部件570向电极层559供给的电流， 要从距离另一侧的电极层559尽可能近的位置向电阻发热层556流动。因此，在电极层559和电阻发热层556之间，电流主要集中在电极层559的靠近分离层557的边缘部分与电阻发热层556接触的接触部560。接着，从所述接触部560向电阻发热层556集中流入的电流，在电阻发热层556的厚度方向上分散而流动，再集中于另一侧的接触部560的附近。因此，接触部560的电流密度最大，在这一部分的电阻发热层556产生过多的热量
发明内容
本发明是鉴于所述问题而作出的，其目的是力求延长电阻发热式的定影装置及图像形成装置中的定影带的寿命。为了达成上述目的，本发明的一种形态是一种定影装置，该定影装置使形成有未定影图像的记录纸通过定影夹持部进行热定影。其中，该定影装置包括绕旋转轴旋转的环状发热带；设置于所述放热带的旋转路径内侧的第一按压部件；把所述放热带从旋转路径外侧向第一个按压部件按压，形成所述定影夹持部的第二按压部件。所述发热带包括由于通电而发热的电阻发热层；形成于所述发热带的走纸区域的两外侧，接受电力的一对电极层。所述电阻发热层的宽度方向两个端部的端面分别与所述一对电极层中的一方及另一方接触。根据所述结构，电阻发热层的宽度方向上的两端部的端面分别与所述一对电极层中的一方及另一方接触，这些第一及第二电极层的所述端面以外的部分不与电阻发热层接触，或者，即使接触也仅在接近该端面的位置接触，如果这样的话，电流通过所述两个边缘部的各个端面。由于通过该端面流动的电流路径剖面面积比路径剖面近似于线状的现有技术大， 所以可以减小电流密度，使局部过热难以产生。这里，优选所述发热带具备有增强层，并且在以与所述发热带的旋转方向正交的平面剖切所述发热带而形成的剖面上，所述电极层及所述电阻发热层直线配置于所述增强层上。另外，优选所述电极层形成为与所述电阻发热层的内周面、端面、外周面连接，在所述电极层与所述电阻发热层的内周面之间、及所述电极层与所述电阻发热层的外周面之间，分别插设绝缘层。而且，优选所述电极层形成为与所述电阻发热层的内周面、端面、外周面连接，与电阻发热层的内周面或外周面的至少一方进一步接触，所述电极层与所述电阻发热层的接触范围是相距所述电阻发热层的所述端面2mm之内的范围。这里，优选所述电极层与所述电阻发热层的内周面及外周面这双方都接触。另外，优选所述第一按压部件是圆柱状的按压辊，所述发热带与所述第一按压部件具有间隙地配置，通过驱动所述第二按压部件旋转，所述第一按压部件与所述发热带从动旋转。而且，优选所述第一按压部件是圆柱状的辊轴体，所述发热带是形成于所述辊轴体外周的辊外皮，所述辊轴体与所述辊外皮构成一个辊。另外，优选所述电阻发热层是在耐热性绝缘树脂中分散导电填料而形成的。另外，为了达到上述目的，本发明的其他形态可以是具有所述定影装置的图像形成装置。


图1是表示本发明实施方式的打印机整体结构的剖面示意图；图2是表示本发明实施方式的定影装置结构的局部剖面立体图；图3是表示本发明实施方式的定影装置的侧视图；图4是表示本发明实施方式的定影装置的轴向上的剖面图5(a)及(b)是表示本发明实施方式的定影带的过热部位的温度降低效果图；图6是表示现有产品与实施例产品的单位体积发热量的最大值的图；图7是表示本发明实施方式的定影带的宽度方向上温度分布的图；图8是表示本发明实施方式的定影装置的变形例⑴；图9是表示本发明实施方式的定影装置的变形例(2)；图10是表示本发明实施方式的定影装置的变形例(3)；图11是表示在本发明实施方式的定影装置的变形例(3)中过热部位的温度模拟结果的图；图12是表示本发明实施方式的定影装置的变形例；图13是表示本发明实施方式的定影装置的变形例(5)；图14是表示原有的定影带的剖面具体实施例方式本发明的目的、优点和特征将通过下面的基于附图的说明变得更为清楚。以下，以串联型数字彩色打印机(tandem-type digital color printer，以下只称为“打印机”)为例对本发明的图像形成装置的实施方式进行说明。图1是表示该打印机1整体结构的剖面示意图。如该图所示，该打印机1具有图像处理部3、给纸部4、定影部5及控制部60。与网络(例如LAN)连接，从外部的终端装置(未图示)接收打印任务的实施指令，基于该指令形成由黄色、品红色、青色及黑色构成的调色剂像(toner images)，多重转印这些调色剂像，实施全色图像的形成。以下，黄色、品红色、青色、黑色的各再现色用Y、M、C、K表示，与各再现色相关的结构部分的编号中附加Y、M、C、K。(图像处理部)图像处理部3包括分别对应Y K色的成像部3Y、3M、3C、3K，光学部10、中间转印带11等。成像部3Y包括感光鼓31Y、设置在其周围的充电辊32Y、显影辊33Y、一次转印辊 34Y和用于清洁感光鼓31Y的清洁刮片35Y，在感光鼓31Y上形成Y色的调色剂像。其他的成像部3M ;3K也与成像部3Υ有同样的结构，该图中省略了符号。中间转印带11是环状的转印带，架设在驱动辊12和从动辊13上，沿箭头A方向被驱动旋转。光学部10具有激光二极管等发光元件，利用来自于控制部60的驱动信号发出形成Y K色图像的激光L，曝光扫描感光鼓31Υ 31Κ。通过曝光扫描，在利用充电辊32Υ 3 而带电的感光鼓3IY 3IK上形成静电潜像。各静电潜像通过显影器33Y 31显影而在感光鼓3IY 3IK上形成的Y K色调色剂像，在中间转印带11的同一位置上叠加，错开时间被实施一次转印。利用通过一次转印辊34Y 34K而起作用的静电力，在中间转印带11上各色调色剂像顺序被转印，形成全彩色的调色剂像，进而向二次转印位置46的方向移动。另外，给纸部4包括容纳记录纸S的供纸盒41 ；在输送路43上一张一张送出供纸盒41里的记录纸S的拾取辊(pickup roller) 42 ；用于控制将被送出的记录纸S向二次转印位置46输送的时机的一对定时辊(a pair of timing rollers) 44等。中间转印带11 上调色像的移动时间与从给纸部4向二次转印位置输送记录纸S的时间吻合，通过二次转印辊45的作用把中间转印带11上的调色像一并在记录纸S上进行二次转印。通过二次转印位置46的记录纸S向定影部5输送，记录纸S上的调色像(未定影图像)通过定影部5的加热、加压在记录纸S上定影后，通过一对排出辊71向排出托盘72 排出。(定影部)图2表示所述定影部5结构的局部剖面立体图，图3表示其侧视图。如图2所示，定影部5包括定影带154、按压辊150、加压辊160和供电部件170。按压辊150以与定影带154的旋转路径内侧保持有间隙的状态被配置。另外，加压辊160设置于定影带IM的旋转路径的外侧，由未图示的驱动装置沿箭头D方向旋转驱动，而且从定影带154的外侧经由定影带IM按压按压辊150。由此，定影带IM和按压辊150沿箭头E方向从动旋转，加压辊160与定影带IM 表面之间形成定影夹持部N。接着，在定影夹持部N被维持在目标温度的状态下，记录纸(未图示)通过该定影夹持部时，对该记录纸上的未定影的调色剂像加热、加压，而进行热定影。以下，对定影部5的结构进行详细的说明。(按压辊)按压辊150由在纵长的圆柱状辊轴(roller shaft) 151周围形成弹性层152而构成。辊轴151是由例如铝、铁、不锈钢等构成的外径约为18mm的圆柱体，其轴向的两端部由未图示的定影部5的主体侧框架(main frame)的轴承部支撑，并能自由旋转。弹性层152由耐热性及隔热性高的材料构成，例如硅橡胶、氟橡胶等的发泡弹性体等构成。其厚度为Imm以上，20mm以下。因此按压辊150的外径为20mm以上，IOOmm以下。这里，弹性层152的厚度设定为5mm。这里，弹性层152的Y轴方向的长度为350mm。(加压辊)加压辊160由在辊轴161的圆周面上顺序层积弹性层162、接合层(接着層)163、 分离层164而成。辊轴161由未图示的驱动机构驱动旋转，是例如外径约为30mm的铝制的实心轴。弹性层162是由硅橡胶构成的圆筒体，Y轴方向的长度为310mm。而且，也可以使用所述硅橡胶以外的氟橡胶等耐热性高的材料作为弹性层162的材料。弹性层162的厚度优选为Imm以上，20mm以下。这里，设定为2mm。分离层164是由厚度为IOym以上，50μπι以下的PTFE(聚四氟乙烯)或PFA(四氟乙烯·全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)等氟类树脂构成。接合层163是由硅接合剂(silicone adhesive)等构成，通过向弹性层162的表面涂敷该接合剂而形成。
这里，弹性层162、接合层163及分离层164在Y轴方向上的长度为310mm，当然， 设定为比记录纸的最大走纸宽度大。(供电部件)供电部件170通过导线175与外部电源180电连接，与定影带154的后述的一对电极层159a及159b接触，并为其供电。这里，电源180是例如电压为100V，频率为50Hz或60Hz的商用电源。而且，导线175上设置根据控制部的指令而接通、断开的继电器开关(未图示)，根据需要通电。更具体地说，供电部件170由电刷部171和板簧172构成。电刷部171例如是长方体状的块状体，例如，在Y轴方向上长度为12mm，与Y轴方向正交的方向上的宽度为10mm，厚度为15mm，由具有滑动性及传导性的铜石墨质、碳石墨质等材料构成，也就是所谓的碳刷(carbon brush) 0板簧172是由具有导电性及弹性的磷青铜、不锈钢等构成的矩形板体，一侧端部固定于打印机1的主体侧(未图示)的绝缘体上，另一侧端部通过具有导电性的接合剂等与电刷部171接合。如图3所示，板簧172形成该电刷部171的供电电路，而且把该电刷部171按压于定影带154的后述的电极层159a及电极层159b的外周面上。(定影带)图4表示本实施方式的定影装置的剖面图。定影带IM是具有层积构造的可以弹性变形的环状带。如该图所示，Y轴方向的两个端部与除此以外的中央部分的层积状况有所不同。定影带IM在宽度方向的两端具有增强层155，另外该增强层155的外周面的两端部中的一端层积有电极层159a，另一端层积有电极层159b。而且，在增强层155的外周面上的电极层159a和电极层159b所夹持的部分，顺序层积有电阻发热层156、弹性层157、分离层158。以下，对构成定影带IM的各层进行详细说明。增强层155由没有导电性的材料构成，例如PI (聚酰亚胺)、PPS(聚苯硫醚树脂)、 PEEK (聚醚醚酮)中的任意一种，优选厚度为5μπι以上，200μπι以下，这里设置为70 μ m。通过在电阻发热层156的Y轴方向的两端设定电位差，流过电流而产生焦耳热。更具体地说，电阻发热层156的厚度为40 μ m，通过在作为基础材料(以下称“基材”)的PI(聚酰亚胺)制树脂中分散电阻率不同的一种或几种导电填料并进行涂层处理等形成。另外，电阻发热层156的Y轴方向的长度为320mm。虽然用于电阻发热层156的基材也可以使用其它的PPS及PEEK等耐热性绝缘树脂，但是PI具有更高的耐热性，所以还是优选使用PI。这里，导电填料优选为Ag、Cu、Al、Mg及Ni等金属，或者，碳纳米管及碳纳米纤维等的碳基碳素化合物粉末和碘化银、碘化铜等无机化合物中的高离子导电体粉末。另外，为了提高单位含量的导电填料间的接触概率，为了使导电填料更容易向基材渗透，导电填料的形状优选为纤维状。
作为导电填料的构成要素的上述金属具有PTC (正温度系数)特性，即随着温度的上升，体积电阻值上升。另外，因为碳素化合物粉末及高离子导电体粉末具有NTC(负温度系数)特性，即随着温度的上升体积电阻值减小，所以调整这些特性相反的填料的配合比率，就能设定希望的体积电阻率。而且，基材中也可以添加所述导电填料以外的其它填料，其目的在于提高电阻发热层156的机械强度或热传导率。使用所述商用电源作为电源180，为了得到目标发热量，优选设定体积电阻率为 1.0Χ10_6 1.0Χ10_2Ω ·Μ左右。而且，在本实施方式的定影部5中，优选设定体积电阻率为 1.0Χ 1(Γ5 5. 0X 1(Γ3 Ω · Μ。电极层159a及电极层159b位于定影带154的Y轴方向的记录纸S的走纸区域 (以下称“走纸区域”)的两个外侧，分别与供电部件170接触，为电阻发热层156提供电力。如上所述，电极层159a及电极层159b位于电阻发热层156的两外侧，电极层159a 的一侧端部与电阻发热层156的Y’方向侧的端部接合，另外，电极层159b的一侧端部与电阻发热层156的Y方向侧的端部接合。即，如图4所示，在以与定影带IM的旋转方向正交的平面剖切定影带IM而形成的剖面上，电阻发热层156、电极层159a及电极层159b直线配置在增强层155上。而且，分别与电极层159a及电极层159b接触的电阻发热层156边缘的端面156c 及端面156d与电流流经方向(Y轴方向)正交。在这种结构中，电阻发热层156的端面156c及端面156d之间夹持的部分是电流的最短路径，因此，电流通过端面156c及端面156d向电阻发热层165流入，或者从电阻发热层156流出。由此，在电极层159a及电极层159b和电阻发热层156之间，电流流经的部分是端面156c及端面156d。在现有技术中，只在电极层的靠近走纸区域的边缘与电阻发热层156 的表面之间线接触的部分有电流流过。与这样的现有技术相比，因为电流路径的剖面面积增大，所以抑制了局部电流密度的上升。电极层159a及电极层159b是由例如电阻率低的Cu、Ni、Ag、Al、Au、Mg、黄铜及磷青铜等或者它们的合金等材料构成，在增强层155的两端部的外周面形成电镀层，或者通过涂敷分散了这些金属的导电油墨等并进行干燥而形成。另外，优选电极层159a及电极层159b在Y轴方向上的长度是15mm，厚度是Ιμπι 以上，100 μ m以下，这里设定为20 μ m。而且，电极层159a及电极层159b形成于增强层155上，在电阻发热层156形成之后形成。接着，在形成时，使电阻发热层156的宽度方向上的一侧边缘的端面156c与电极层159a的一侧边缘接触，使另一侧边缘的端面156d与电极层159b的一侧边缘接触。这里，优选将电极层159a及电极层159b的体积电阻率设定为电阻发热层156的体积电阻率以下，其数值范围是1.0Χ10_8 1.0Χ10_4Ω ·Μ。另外，即使在电极层159a及电极层159b的体积电阻率和电阻发热层156的体积电阻率相差很小的情况下，如果使电极层159a及电极层159b的厚度分别变厚，使电阻发热层156的厚度变薄，也可以把电极层159a及电极层159b作为电极使用，把电阻发热层156作为发热体使用。而且，如果电极层159a及电极层159b的厚度过薄，该电极层159a及电极层159b 中，以供电部件170的接触部分为起点在圆周方向上旋转半周的位置上，在电流到来之前产生电压降。其结果是，只在以下通路及其附近电流通过，该通路是将存在于定影带IM各端部的上述两个接触部位直接连接的电阻发热层156上的通路，这样，发热范围变窄。为了防止这样的缺陷，规定了所述电极层159a及电极层159b的厚度下限值。弹性层157由具有弹性和耐热性的材料构成，例如硅橡胶等。其厚度约为200 μ m。而且，弹性层157的材料也可以是硅橡胶以外的氟橡胶。分离层158由具有分离性的材料构成。例如，PTFE或PFA等的氟类树脂等，其厚度为5μπ 以上，ΙΟΟμ 以下。(温度分布的改善确认)如图4所示，本实施方式中，并非像现有的定影装置一样，单纯在厚度均一的电阻发热层156上的两端部层积有电极层159a及电极层159b，而是在以与定影带巧4的旋转方向正交的平面剖切定影带巧4而成的剖面上，电阻发热层156、电极层159a及电极层159b 直线配置于该剖面上，而且，电阻发热层156与电极层159a及电极层159b的边缘彼此接触。图5(a)表示对如上所述构成的定影带154的Y’方向侧端部的电极层159a及电极层159b的温度分布进行模拟求得的结果。另外，图5(b)表示对现有的定影带500的Y’方向侧端部的电极层559及电阻发热层556的温度分布进行模拟求得的结果。而且，这里只对直接对发热起作用的电极层159a及电极层159b的结构建立模型。这里，图中颜色越深表示温度越低，颜色越浅表示温度越高。(计算条件)电阻发热层的体积电阻率9. 4X IO"5 Ω · M施加电压100V电极的体积电阻率1. 72Χ10_8Ω ·Μ除此以外的计算条件与本实施方式的定影带IM相同。(尺寸关系)对应于图5(a)、(b)所表示的符号，尺寸表示如下(实施例产品)WJl :340mm(Y轴方向上的宽度)WJ2 :15mmTJl :40 μ mTJ2 40 μ m(现有产品)WOl :340mm(Y轴方向上的宽度)W02 :15mmTOl :40 μ m
T02 :20ym如图5 (b)所示，现有产品中，在电阻发热层556中，与环状电极层559的靠近定影带中央的周边部G接触的接线部位温度最高。与此相对，实施例产品中，如图5(a)所示，可以得知，对应于所述周边部G的电极层159a与电阻发热层156的边界部F，也就是包含端面156c，整体温度一致，而且有所降低。之所以会这样，源于如下的原因。即现有产品中，电极层559与电阻发热层556之间，电流主要流经周边部G与电阻发热层556接触的接线部位，所以可以认为周边部G的电流密度增大温度升高。因为电流有从电阻小的路径流过的性质，对于在电极层559的周边部G的外侧部分，与通过电极层559内部而到达周边缘G的电流路径的电阻比，经由电极层559内部的电阻小，所以即使电极层559与电阻发热层556面接触，电流较难从两者之间的周边缘部G以外的部分流过。与此相对，在本实施方式的定影带154中，在以与旋转方向正交的平面剖切而成的剖面中，电阻发热层156、电极层159a及电极层159b直线配置，电阻发热层156的宽度方向上的边缘部的端面156c及端面156d分别与电极层159a及电极层159b的一侧边缘接触。这样的结构中，电阻发热层156中，端面156c及端面156d之间夹持的部分为电流的最短路径。因此，现有技术中，只在靠近电极层159a及电极层159b的走纸区域的边缘与电阻发热层156的表面线接触的部分有电流流过。与现有技术相比，本发明中，电流路径的剖面面积增大，所以电流密度减小，抑制了局部电流密度的上升。因此，难以发生局部发热，可以延长定影带154的寿命。图6表示所述模拟中计算得出的现有产品及实施例产品的电阻发热层的单位体积的发热量的最大值。如该图所示，实施例产品的单位体积的发热量的最大值降低到现有产品的约1/21
左右ο图7表示对所述现有产品的定影带500与实施例产品的定影带154的Y轴方向上的温度分布进行模拟求得的结果。这里，横轴表示定影带的宽度方向(Y轴方向)上的位置，纵轴表示该定影带的温度。另外，该图中，301表示现有产品，302表示实施例产品。如该图所示，在现有产品301中，Y轴方向的两端部附近温度升高到164°C左右，两端部夹持的部分的温度为148°C前后。也就是说，现有产品301的两端部与其间所夹持部分之间产生16°C的温差。与此相对，实施例产品302的Y轴方向的两端部附近及中间所夹持部分的温度保持在 151 °C 154°C。因此，实施例产品302与现有产品301相比，温度分布随位置的变化小。通常，定影温度设定为160°C前后，要求定影带154的耐热温度为240°C左右。
因此，要求定影带154的温度最高的部位的温度不超过240°C。另外，定影带154中温度越高的部位寿命越短，存在以达到寿命的部位为起点发生龟裂的倾向，而且，产生局部高温的部位比其他部位的热膨胀量大，容易产生热变形。为了抑制了这种不良现象的发生，要求定影带154的整体温度均一，即不产生局部高温的部分。如上所述，本实施方式的定影带154的最高温度部位的温度在240°C以下，比现有产品的温度低，而且因为整体温度均一，可以实现长寿命。而且，可以抑制热变形。(变形例)本发明不局限于所述的实施方式，也可以实施以下的变形例。(1)在上述实施方式中，定影带巧4包括增强层155、电阻发热层156、弹性层157、 分离层158和电极层159a及电极层159b，但不局限于此，至少包括电阻发热层156和电极层159a及电极层159b即可。例如，黑白(monochrome)复印机与彩色复印机相比，虽然设定的定影夹持部的宽度小，但是定影品质劣化却没那么明显，所以可以考虑省略定影带154内的弹性层157。(2)另外，上述实施方式中，前提是在形成电极层159a和159b之前就形成电阻发热层156，但并不限于此。也就是说，也可以是电极层159a及电极层159b在电阻发热层156之前形成。在这种情况下，优选在形成电阻发热层156时，其两端中的一端与电极层159a的边缘接合，另一端与电极层159b的边缘接合。(3)另外，对于本实施方式的定影带154，在以与旋转方向正交的平面剖切而形成的剖面中，电阻发热层156、电极层159a及电极层159b分别直线配置于该剖面上，但并不限于此。例如，如图8所示，也可以形成剖面为L字形的电极层259，该电极层259的弯曲部 259b与电阻发热层156的边缘部的端面156c接合，而且电极层259的非弯曲面259a与电阻发热层156的外周面通过绝缘层153接合。即使在上述结构中，由于电极层259只与电阻发热层156的边缘部的端面156c接触，所以这两层间流动的电流的状况并未改变，保持上述实施方式中所描述的电极层159a 及电阻发热层156间的流动的电流的状况，因此，可以抑制定影带154的局部过热，延长定影带154的寿命。该图8中，虽然说明了电阻发热层156的Y’方向侧的端面附近的结构，优选Y方向侧的端部也为同样的结构。另外，作为其他结构，如图9所示的结构也是可以的，即形成剖面为=1字形的电极层359，该]字的底部359c与电阻发热层156的边缘部的端面156c接合，而且该=1字的两个相对面(面359a及面359b)中的一个面(面359a)与电阻发热层156的外周面通过绝缘层153接合，另一个面(面359b)与增强层155的内周面接合。也就是说，也可以是电极层359形成为与电阻发热层156的内周面、端面及外周面连接，而且，电极层359与电阻发热层156的内周面之间，以及电极层359与电阻发热层156 的外周面之间分别插设绝缘层153。即使是这样的结构，因为电极层359只与电阻发热层156的边缘部的端面156c接触，所以电极层359与电阻发热层156之间电流的流动状况并未改变，保持上述实施方式中定影带154的电极层159a与电阻发热层156之间电流的流动状况。因此，可以抑制定影带 154的局部过热，延长定影带154的寿命。如图9所示，因为剖面为=1字形的电极层359的内周面及外周面暴露出来，每个周面都可以与供电部件170接触来进行供电。另外，图9中，虽然说明了电阻发热层156在Γ方向侧的端面附近的结构，但是优选Y方向侧的端部也为同样的结构。(4)上述实施方式中，电极层159a及电极层159b分别只与电阻发热层156的边缘部的端面156c及端面156d接触，除此之外，根据情况，也可以在端面156c或端面156d附近的电阻发热层156的圆周面存在接触部分。图10表示这种结构的一个例子。由于图10的定影带的结构与前面说明的图8的定影带的结构十分相似，所以这里只说明两者的不同点。在前面说明的图8的定影带的结构中，电极层259的非弯曲部259a与电阻发热层 156的外周面之间设置绝缘层153，而图10的定影带的结构中没有相当于绝缘层153的部分，而且，在电极层459中，相当于所述非弯曲部259a的非弯曲部459a的Y轴方向的长度 (以下称“长度WJ3”)变短。利用这样的结构，可以在某种程度上缓解定影带的局部过热。以下说明其理由。图11表示所述长度WJ3(该图中电极层的Y轴方向的长度)的值变化时，通过模拟求得的电阻发热层156的单位体积发热量最大值的结果。这里，所述单位体积发热量最大的部位是在电阻发热层156中，是电阻发热层156 的外周面与电极层459的边缘部线接触的部分156e。如图11所示，随着长度WJ3变短，单位体积发热量的最大值也减小，特别是在2mm 以下时有急剧减小的倾向。例如，长度WJ3的值为Imm时，单位体积发热量的最大值为1. 5 X 10+1° [W/m3]，为原来的70%左右。如果长度WJ3越短，与电极层459的内周面相接的电阻发热层156的外周部分的 Y轴方向的长度也越短。因此，在Y轴方向上，即使电流从电极层459流入电阻发热层156的流入位置产生差异，但是作为这些电流路径的电阻并不产生多少电位差，电流容易以一定程度分散的状态流入电阻发热层156。由此，即使电极层459与电阻发热层156在端面156c(以及端面156d)以外的部分接触，通过使接触范围在距该端面156c (以及端面156d) 2mm之内的距离，能够实现比现有技术中单位体积发热量的最大值减小的独特效果。另外，如果这样使长度WJ3的尺寸极度变短，优选使用与此对应的小型供电部件 270。而且，所述电极层459的剖面成L字形，但也可以是如图12所示，形成剖面为=|字形的电极层465，该=I字的底部465c、相对向的两个面(面46 及面465b)分别与电阻发
12热层156的边缘部的端面156c(及端面156d)和其附近位置的内周面和外周面接触。在这种情况下，优选将电极层465中与电阻发热层156的内周面及外周面接触的部分在Y轴方向上的长度WJ4设定为较短。但是，在这种情况下，主要的电流的流路是与电阻发热层156的内周面及外周面接触部分这两个位置，因为分散了电流的集中场所，图11表示的单位体积的发热量的最大值(该图中Y轴的值)减半。因此，即使在像现有技术一样将长度WJ4设定为15mm左右的情况下，相比现有产品来说，电流的局部集中很难产生。而且，这样将剖面为]字形的电极层465形成在电阻发热层156的端部，而且，将定影带IM的宽度设定为长于按压辊150，由此可以使电极层465的外周侧和内周侧都与所述供电部件270接触。在将供电部件270与电极层465的接触面积设定为较小的情况下，通过这样使电极层465的外周侧和内周侧都与所述供电部件270接触，可以维持可靠的供电状态。而且，图12所示的结构中，根据情况，也可以在电阻发热层156的内周面及外周面中的一方与电极层465之间存在绝缘层。总之，电极层也可以形成为与电阻发热层156的内周面、端面及外周面连续，而且与电阻发热层156的内周面或外周面的至少一方进一步接触。这里，在电极层只与电阻发热层156的内周面或外周面中的一方接触的情况下， 电流密度与图10所示的结构相同，由此，优选电极层与电阻发热层的接触范围是从所述电阻发热层的所述端面起2mm以内。另外，在电极层与电阻发热层156的内周面或外周面这双方接触的情况下，如上所述，图12所表示的结构中，电流密度最高的场所分为两处，因为该各个场所的电流密度减小，通过使电极层与电阻发热层156的接触范围分别在距电阻发热层156的端面156c为 2mm以内的距离，可以抑制发热。(5)上述实施方式中，虽然按压辊150以与定影带154的旋转路径内侧保持有间隙的状态配置，但是以没有间隙的状态设置于定影带154的旋转路径内侧也是可以的。另外，也可以采用把按压辊150和定影带IM组成一个整体的定影辊结构。也就是说，也可以是由弹性层、电阻发热层、电极层及分离层等辊外皮覆盖辊轴的外周面的结构。或者，也可以是定影带IM架设在第一及第二辊上的结构。在这种情况下，例如，第一辊与加压辊协动作为形成定影夹持部的按压辊，第二辊作为用于设定定影带154的长度的辊。通过采用该结构，通过减小按压辊的外径，提高记录纸的分离性，而且通过加长定影带154的长度，降低单位时间的旋转数而减小摩擦，从而可以延长寿命。(6)而且，在上述实施方式中，供电部件170是使块状的电刷部171在定影带巧4 的电极层159a及电极层159b上滑动，但不限于此，也可以使用金属辊代替电刷部171，不仅可以减少摩擦，而且可以保持与电极层159a及电极层159b的电接触。而且，如图13所示，与电源180连接的一次线圈271设置于定影装置的主体侧，而且在定影带254的一侧端部上设置二次线圈272，构成该二次线圈272的绕线的一端272a与电极层159a连接，该绕线的另一端272b与电极层159b连接，并且，一次线圈271与二次线圈272相对，向一次线圈通入交流电，二次线圈产生感应电流，也可以在非接触状态下为电极层159a及电极层159b供电。(7)而且，上述实施方式中，虽然调整导电填料构成要素中有PTC特性的材料与有 NTC特性的材料的配合比率，来设定希望的体积电阻率，但是也可以出于除此之外的其他目的调整配合比率。例如，在多张小型纸张连续打印的情况下，定影带IM中，对于定影带的宽度方向上纸张不通过的两端侧的部分(以下称“非走纸部”)，由于热量没有被纸张夺取，因此温度有上升的趋势，通过使该非走纸部大量含有具有NTC特性的导电填料，可以使非走纸部的温度难以上升。该非走纸部一般位于接近电极层或与电极层接触的位置，在电极层与电阻发热层的边界部分，当出现电流密度升高的部分温度上升时，体积电阻率下降，所以可以达到抑制发热的效果。上述实施方式的定影带154由于原本是在所述边界部分的电流密度不会升高的结构，所以即使非走纸部中没有大量含有NTC特性的导电填料，也可以抑制所述边界部分的发热。(8)另外，本实施方式中，电极层159a及电极层159b的形状为沿定影带巧4的周向环绕一周的环形，但是不限于此，例如，在电极层159a及电极层159b上，也可以设有至少一个槽，该槽可以设置在除垂直于按压辊150的轴向以外的其他角度，或者平行于按压辊 150的轴向设置。在这种情况下，例如，通过适当设定供电部件170的设置位置或槽的数量，只对通过定影带154的定影夹持部N之前的区域进行局部加热，可以达到省电的目的。(9)另外，上述实施方式中，电极层159a及电极层159b设置于定影带154的外周， 但也可以设置于内周。在这种情况下，当然，供电部件170也设于定影带IM的旋转路径的内侧，必须与电极层159a及电极层159b接触。在这种情况下，优选使按压辊150与加压辊160在轴向上的长度大小关系反转，供电部件170把电极层159a及电极层159b从定影带154的旋转路径内侧向加压辊160的外
周面按压。(10)上述实施方式中，该供电部件170按压电极层159a及电极层159b时，为了使定影带154的位置不后退，供电部件170设置于定影夹持部N的延长线上。但不限于此。例如，可以在定影带154的旋转路径内侧，设计为了防止该定影带154的旋转路径产生偏移的限制位置的新的限位板，供电部件170位于定影带IM的旋转路径的外侧、与所述限制板相对的位置上，在供电部件170按压电极层159a及电极层159b的情况下，定影带 154不后退，可以确保二者保持接触状态。(11)上述实施方式中，以夹持着定影带154的状态进行按压、来形成定影夹持部的部件都是以按压辊150及加压辊160那样的旋转体构成的。也可以置换为仅其中一个作为旋转体，而另一个是不旋转而以固定的状态能够起到上述按压作用的部件。作为这样的部件，作为这样的部件可以使用在与定影带154的圆周方向正交的方向上尺寸较长的、表面滑动性高的部件。也就是说，作为可以起上述按压作用的部件，只要是旋转体或尺寸长的固定部件等具有按压作用的部件即可。(12)另外，上述实施方式中，壁面156c与Y轴方向、即电流的流向正交，但并不限于此，壁面156c也可以不与Y轴方向正交。但是，如果偏离所述正交状态，相对的端面156c及端面156d所夹持的电阻发热层 156部分在Y轴方向上的长度就会不均一，所以优选尽量不偏移所述正交状态。(13)另外，上述实施方式中，以适用本发明图像形成装置的串联型彩色数字打印机的情况为例进行了说明，但不限于此，也可以广泛适用于以下定影装置或含有以下定影装置的图像形成装置，该定影装置中含有按压辊等的按压部件位于定影带的旋转路径内侧，利用加压辊经由定影带进行按压，形成定影夹持部。另外，也可以分别组合上述实施方式及上述变形例的内容。虽然参照附图通过实施例对本发明的内容进行了完整说明，但是本领域技术人员可以对实施例的内容作出变更或完善，这些变更或完善不应当被认为脱离了本发明的技术思想，应该包含在本发明的技术范围内。本发明基于在日本提交的第2010-127576号专利申请主张优先权，其所有内容通过引用而被包含在本说明书中。
权利要求
1.一种定影装置，使形成有未定影图像的记录纸通过定影夹持部进行热定影，其特征在于，该定影装置包括以下部件绕旋转轴旋转的环状发热带； 设置于所述发热带的旋转路径内侧的第一按压部件；把所述发热带从其旋转路径外侧向第一按压部件按压，形成所述定影夹持部的第二按压部件；其中，所述发热带包括 由于通电而发热的电阻发热层；形成于所述发热带的走纸区域的两外侧，接受电力的一对电极层； 所述电阻发热层的宽度方向两个端部的端面分别与所述一对电极层中的一方及另一方接触。
2.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述发热带具备增强层，在以与所述发热带的旋转方向正交的平面剖切所述发热带而形成的剖面上，所述电极层及所述电阻发热层直线配置于所述增强层上。
3.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述电极层形成为与所述电阻发热层的内周面、端面、外周面连接， 在所述电极层与所述电阻发热层的内周面之间、及所述电极层与所述电阻发热层的外周面之间，分别插设绝缘层。
4.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述电极层形成为与所述电阻发热层的内周面、端面、外周面连接，与所述电阻发热层的内周面或外周面的至少一方进一步接触，所述电极层与所述电阻发热层的接触范围是相距所述电阻发热层的所述端面2mm以内的范围。
5.如权利要求4所述的定影装置，其特征在于，所述电极层与所述电阻发热层的内周面及外周面这双方都接触。
6.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于， 所述第一按压部件是圆柱状的按压辊；所述发热带与所述第一按压部件具有间隙地配置，通过驱动所述第二按压部件旋转，所述第一按压部件与所述发热带从动旋转。
7.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于， 所述第一按压部件是圆柱状的辊轴体；所述发热带是形成于所述辊轴体外周的辊外皮，所述辊轴体与所述辊外皮构成一个棍。
8.如权利要求1所述的定影装置，其特征在于，所述电阻发热层是在耐热性绝缘树脂中分散导电填料而形成的。
9.一种图像形成装置，其特征在于，具有如权利要求1至8中任意一项所述的定影装置。
全文摘要
本发明涉及一种定影装置及图像形成装置。该定影装置使形成有未定影图像的记录纸通过定影夹持部而进行热定影。其中，该定影装置包括绕旋转轴旋转的环状发热带；设置于所述发热带的旋转路径内侧的第一按压部件；将所述发热带从旋转路径外侧向第一按压部件按压，形成所述定影夹持部的第二按压部件。所述发热带包括由于通电而发热的电阻发热层、形成于所述发热带的走纸区域两外侧，接收电力的一对电极层。所述电阻发热层在宽度方向两端部的端面分别与所述一对电极层中的一方及另一方接触。
文档编号G03G15/00GK102269962SQ201110148610
公开日2011年12月7日 申请日期2011年6月3日 优先权日2010年6月3日
发明者山本直树, 早瀬彻, 深谷守, 米川升 申请人:柯尼卡美能达商用科技株式会社