专利名称：定影装置和使用该定影装置的图像形成设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种定影装置和一种使用该定影装置的图像形成设备，特别地，涉及一种使用定影带的、供诸如静电复印机、激光打印机、传真机等之类的用于基于电子摄影术使用调色剂形成图像的图像形成设备使用的定影装置以及一种使用该定影装置的图像形成设备。
背景技术：
常规地，基于电子摄影术的图像形成设备(例如，打印机)包括使形成在记录片材 (记录纸或片材)上的调色剂图像熔化以将图像定影到片材上的定影装置。作为定影装置的示例，已经知道由定影辊和压辊构成的成对辊型的定影装置。定影辊是辊部件，该辊部件由以铝等制成的中空金属芯和形成在该金属芯上的弹性层形成并且具有设置在芯内部的作为热源的卤素灯。在该设置中，还设置有温度控制器以通过基于来自设在定影辊表面上的温度传感器输出的信号而执行卤素灯的开/关控制来控制定影辊的表面温度。压辊是辊部件，该辊部件由金属芯构成，由硅橡胶等制成的耐热弹性层作为覆层形成在该金属芯上。该压辊与定影辊的外周侧面压力接触，由于压辊的弹性层的弹性变形而在定影辊与压辊之间形成压区。在定影装置的以上设置中，在其上形成有未定影调色剂图像的纸被传送进入到定影辊与压辊之间或传送到压区中，并且随着这些辊转动而通过这些辊输送，从而使得纸上的调色剂图像被定影辊的外周侧面加热、熔化并且定影至纸上。然而，因为常规的成对辊型的定影辊和压辊在图像形成设备于早晨第一次启动的时候打开时保持于室温，所以在电力启动之后，辊的表面温度需要上升至预定温度，这要求加热时间。因为还必须在设备处于不执行复印操作的待命模式中时使辊表面保持于预定温度，所以甚至在不执行复印操作时也需要不断地加热定影装置。以这种方式，常规配置具有由非图像形成操作消耗浪费能量的问题。为了解决以上问题，存在不使用定影辊而代替使用具有较低的热容量的定影带的定影装置的提案(见专利文献1)。该定影装置包括定影辊和弯曲板形加热器，并且构造成通过缠绕在定影辊和弯曲板形加热器的外周侧面上的环形定影带和压辊来对形成在记录介质上的未定影图像进行加热和加压。现有技术文献专利文献1:日本专利申请公开2009-169030然而，因为在除了弯曲板形加热器存在的区域之外的其他区域中来自定影带的表面的热辐射是不可忽略的，所以专利文献1的定影装置具有热能损失的问题，导致定影失败。
发明内容
鉴于以上常规问题，已经设计本发明，因此，本发明的目的是提供定影装置，该定影装置能使其中的热能损失减少，并且能实现将调色剂图像稳定地定影至记录介质；以及提供使用这种装置的图像形成设备。解决以上问题的、根据本发明的定影装置和使用该定影装置的图像形成设备如下本发明的第一方面在于一种定影装置，所述定影装置包括定影部件和加压部件，定影部件包括定影辊；作为热发生器的加热构件，该加热构件具有弯曲表面；以及环形定影带，该环形定影带缠绕在定影辊与加热构件的外周侧面之间，加压部件设置成与定影辊相对并且通过定影带对定影辊进行加压，该定影装置的特征在于，加热构件设置成靠近定影辊的外周侧面，并且设置成遮蔽定影辊的外周侧面，并且形成有开口，该开口沿着定影辊的轴向方向延伸以至少使定影辊与加压部件彼此相对的部件开放，以及限定开口、沿着定影辊的轴向方向延伸的边缘设置成比定影辊的中心轴线更靠近加压部件侧。本发明的第二方面在于加热构件具有与定影辊同心地弯曲的圆弧横截面。本发明的第三方面在于加热构件相对于定影辊的周向方向产生热的不均勻分布。本发明的第四方面在于由加热构件产生的热分布被规定为使得当与定影带的接触力(张力)在一位置处较强时，每单位面积的热值在该位置处较高。本发明的第五方面在于通过定影带而全部或部分地遮蔽加热构件的绝缘构件设置成靠近与加热构件接触的定影带的外周部件。本发明的第六方面在于绝缘构件具有与定影辊同心地弯曲的圆弧横截面。本发明的第七方面在于图像形成设备，该图像形成设备包括用于将形成在记录介质上的调色剂图像定影至记录介质的定影装置，该图像形成设备的特征在于，定影装置采用在以上的第一方面至第六方面中的任一个中所限定的定影装置。根据本发明的第一方面，定影带能获取足够大的区域以接收来自加热构件的热， 并且同时能在加热构件的定位成比定影辊的中心轴线更靠近加压部件侧的部分遮蔽加热构件。因此，这种构造不仅防止了热泄漏，并且还能够利用来自加热构件背面的热。因而， 可以使定影装置中的热能的损失减少并且实现将调色剂图像稳定定影至记录介质。根据本发明的第二方面，可以通过采用最小的横截面来遮蔽定影辊以实现来自加热构件的背面的热的最大使用。根据本发明的第三方面，例如，因为具有不同的热值的主热发生器和次热发生器相对于定影辊的周向方向设置成弯曲板形热发生器，所以可以将输入电力有效地转化成热能。
根据本发明的第四方面，通过使定影带与定影(加热)构件彼此密封接触的区域处的热值增大，可以将来自加热构件的热有效地传导至定影带。根据本发明的第五方面，可以阻止从定影带的表面的热辐射。根据本发明的第六方面，通过采用最小的横截面来遮蔽定影带的表面，因而可以使从定影带的热扩散最小化。根据本发明的第七方面，可以使定影装置中的热能损失减轻，因此提供了能够使其加热时间缩短并且在节能性能方面卓越的图像形成设备。
图1是示出根据本发明的实施方式的图像形成设备的总体构造的示意图；图2是示出根据本实施方式的定影单元的特征构造的示意图；图3是示出构成定影单元的定影部件的示例1的构造的示意图；图4A是示出定影部件的加热构件的层状结构的示意图；图4B是示出加热构件的图案的示意平面图；图5是示出构成定影单元的定影部件的示例2的构造的示意图；图6是示出定影部件的加热构件的图案的示意平面图；以及图7是示出构成定影单元的定影部件的示例3的构造的示意图。
具体实施例方式现在，将参照附图描述用于实施本发明的实施模式。图1示出了用于实施本发明的模式的一个示例并且是示出根据本发明的实施方式的图像形成设备的总体构造的示意图。本实施方式的图像形成设备100基于电子摄影术以调色剂形成图像，图像形成设备100包括如图1所示，用于在其表面上形成静电潜像的感光鼓3a、3b、3c和3d(当概括地提及时，感光鼓3a、3b、3c和3d还可以被称为“感光鼓3”)；用于为感光鼓3的表面充电的充电器(充电装置)5a、釙、5c和5d(当概括地提及时，充电器fe、5b、5c和5d还可以被称为“充电器5”)；用于在感光鼓3的表面上形成静电潜像的曝光单元(曝光装置)1 ；用于将调色剂供应至感光鼓3的表面上的静电潜像以形成调色剂图像的显影装置h、2b、2c和 2d(当概括地提及时，显影装置h、2b、2c和2d还可以被称为“显影装置2”)；用于将调色剂图像从感光鼓3的表面转印至记录介质的中间转印带单元(转印装置)8 ；以及用于将调色剂图像定影至记录介质的定影单元(定影装置)12。该图像形成设备100使定影单元12 中的热能损失降低以获得调色剂图像的至记录介质的稳定定影。该图像形成设备100是根据从文件扫描的图像数据或经由网络等传输的图像数据在记录介质上形成彩色或单色图像的设备。首先，将描述图像形成设备100的总体构造。如图1所示，图像形成设备100分别处理单个色彩成分——S卩，黑色⑷、青色(C)、 品红色(M)以及黄色⑴——的图像数据，并且形成黑色图像、青色图像、品红色图像以及黄色图像，使不同色彩成分的这些图像重叠以产生全彩图像。因此，如图1所示，图像形成设备100包括四个显影装置2 (2a.2b.2c和2d)、四个感光鼓3 (3a、3b、3c和3d)、四个充电器5 (5a、5b、5c和5d)以及四个清洁器单元4a、4b、4c 和4d(当概括地提及时，清洁器单元^、4b3c和4d还可以被称为“清洁器单元4” )以形成四种不同颜色的图像。换而言之，设置有四个图像形成站(图像形成部)，每个图像形成站包括一个显影装置2、一个感光鼓3、一个充电器5以及一个清洁器单元4。此处，使用符号a至d以使得‘a’表示用于形成黑色图像的部件，‘b’表示用于形成青色图像的部件，‘C’表示用于形成品红色图像的部件，并且‘d’表示用于形成黄色图像的部件。图像形成设备100还包括曝光单元1、定影单元12、片材输送器通路(纸输送路径)P1、P2和P3、以及纸进给托盘10和纸输出托盘15。感光鼓3是被可转动地支承并且通过未示出的驱动器在其轴线上驱动的辊形构件。感光鼓3是图像承载装置，该图像承载装置包括感光层，并且在感光层的表面上承载静电潜像和因此承载调色剂图像。例如，感光鼓3可由以铝等制成的导电基底和形成在导电基底表面上的感光层形成。导电基底可以优选地使用套筒形导电基部、圆柱形导电基部或片形导电基部。作为感光层，可以考虑有机感光层、无机感光层等。有机感光层可给出为层叠型、单层型或树脂层叠层，其中，在所述层叠型中，由包含电荷生成物质的树脂制成的电荷生成层和由包含电荷输送物质的树脂制成的电荷输送层被层叠，所述单层型在单一树脂层中包括电荷生成物质和电荷输送物质，所述树脂层叠层包括组合的一种或多种树脂层。还优选的是底层插入在导电基部与感光层之间。还优选的是表层(保护层)形成在感光层表面上以保护感光层。充电器5是以具有预定极性的预定电势使感光鼓3的表面带电的构件。该充电器5沿着感光鼓3的纵向方向设置成与感光鼓3相对。当充电器是接触充电型充电器时，充电器5设置成与感光器3的表面接触。当充电器是非接触充电型充电器时，充电器5设置成远离感光器3的表面。作为充电器5，可以使用刷型充电器、辊型充电器、电晕放电装置、离子发生器等。刷型充电器和辊型充电器是接触充电型充电器。刷型充电器包括使用充电刷、磁刷等的类型。电晕放电装置和离子发生器是非接触充电型充电器。电晕放电装置包括多种类型——具体地，使用线形放电电极的类型、使用锯齿型放电电极的类型、使用针形电极的类型等。曝光单元1根据数字信号的图像数据通过激光束照亮已经带电的感光鼓3的表面，以便在感光鼓3的表面上形成与图像数据对应的静电潜像。曝光单元1可使用半导体激光装置等。除了激光扫描单元之外，诸如EL(电致发光)写头和LED写头之类的发光元件的阵列也可以用作曝光单元1。显影装置2包括显影辊114和搅动辊112。显影辊114是在其轴线上被可转动地支承的辊形构件。显影辊114设置成部分从形成在与感光鼓3相对的一侧上的显影装置的开口向外凸出，从而设置成靠近感光鼓3的表面。显影辊114包括未示出的固定磁极，该固定磁极通过磁性支承显影辊114的表面上的显影剂。显影辊114在显影辊114与感光鼓3之间的靠拢区域(显影压区)中将所携带的显影剂供应给感光鼓3的表面上的静电潜像，从而在感光鼓3的表面上形成调色剂图像。沿与感光鼓3的方向相反的方向转动地驱动显影辊114。因此，在显影压区中，显影装置114的表面和感光鼓3的表面沿相同的方向运动。显影辊114连接于未示出的电源并且被施加有来自电源的直流电压(显影电压)。 通过这种施加，显影辊114表面上的显影剂被平稳地供应至静电潜像。所施加的电压可以叠加有交流电压。显影装置2是具有内部空间的容器状构件，并且显影装置2的与感光鼓3相对的一侧形成有前述开口。显影装置2在内部空间中包括搅动辊112并且存储显影剂。作为显影剂，可使用本领域中的通常使用的显影剂。此外，显影剂可以是仅由调色剂构成的单一组分显影剂、或可以是由调色剂和载体组成的双组分显影剂。搅动辊112是在显影装置2的内部空间中在其轴线上被转动地支承的螺旋形构件。搅动辊112被转动地驱动以将显影装置2中的显影剂带到显影辊114附近。显影剂供应容器115是用于在其内部空间中存储显影剂的容器状构件。显影剂供应容器115根据显影装置2中的显影剂的消耗状况而将显影剂供应至显影装置2。在感光鼓3的表面上的调色剂图像已经被转印至记录介质之后，清洁器单元4清除并且收集遗留在感光鼓3的表面上的显影剂。在剩余显影剂已经被鼓清洁器收集之后，感光体电荷清除器(未示出)清除感光鼓3上的电荷。感光体电荷清除器可以使用灯、LED或其他的照明。中间转印带7设置在感光鼓3上方并且被张紧在驱动辊71与从动辊72之间，形成环形移动路径。感光鼓3d、感光鼓3c、感光鼓北以及感光鼓3a按该顺序设置成与中间转印带7的外周表面相对。主转印辊6a至6d设置在与相应的感光鼓3a至3d相对的一侧的位置处，而中间转印带7位于主转印辊6a至6d与相应的感光鼓3a至3d之间。中间转印带7与感光鼓3a至3d中的每一个相对的位置形成主转印站。中间转印带7由大约100 μ m 至150 μ m厚的薄膜形成。为了将感光鼓3a至3d的表面上携带的调色剂图像转印至中间转印带7，具有与调色剂上的静电电荷的极性相反的极性的主转印偏压通过恒定的电压控制施加于主转印辊 6a至6d。通过该电压施加，形成在感光鼓3a至3d上的单个色彩的调色剂图像被一个接一个地连续转印在中间转印带7的外周表面上，从而在中间转印带7的外周表面上形成全彩调色剂图像。然而，当输入用于四种色彩——黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)以及黑色⑷—— 中的仅一部分的图像数据时，静电潜像以及因此调色剂图像仅形成在四个感光鼓3a至3d 中与所输入的图像数据的色彩相对应的感光鼓3上。例如，在单色图像形成时，静电潜像以及因此调色剂图像仅形成在与黑色对应的感光鼓3a上，并且仅黑色调色剂图像被转印至中间转印带7的外周表面。主转印辊6a至6d中的每一个由具有8mm至IOmm的直径的、由诸如不锈钢之类的金属制成的基轴和履在轴表面上的导电弹性材料(例如，EPDM(三元乙丙橡胶 (ethylene-propylene diene terpolymer))、泡沫氨基甲酸乙酉旨(urethane)等)形成。该导电弹性材料有助于将高电压均勻施加至中间转印带7。
在每个主转印站处转印至中间转印带7的外周表面的调色剂图像通过中间转印带7的转动而被输送至与副转印辊11相对的副转印站。副转印辊11在预定的夹压力下通过中间转印带7而与驱动辊71的外周表面加压接触。当从纸进给盒10或手动纸进给托盘20进给的记录介质穿过副转印辊11与中间转印带7之间的压区时，将具有与调色剂上的静电电荷的极性相反的极性的高电压施加于副转印辊11。因此，调色剂图像被从中间转印带7的外周表面转印至记录介质表面。在从感光鼓3粘附至中间转印带7的调色剂中，没有被转印至记录介质而保留在中间转印带7上的调色剂被转印清洁单元9收集以防止在下一次操作中的色彩的污染。具有转印在其上的调色剂图像的记录介质被引导至定影单元12，并且通过穿过在定影辊122与加热构件123之间张紧的定影带121与压辊125之间形成的定影压区部127 而被加热和加压(图幻。因此，调色剂图像坚固地定影至记录介质表面。定影有调色剂图像的记录介质通过输送辊252和纸输出辊253而被排出到纸输出托盘15上(图1)。纸输送通路Pl设置在图像形成设备100中，纸输送通路Pl沿近似竖向的方向延伸以将存储在纸进给盒10中的记录介质穿过副转印辊11与中间转印带7之间的压区和定影单元12而输送至纸输出托盘15。拾起辊161、输送辊251、配准辊14以及纸输出辊253沿着纸输送通路Pl设置，拾起辊161用于将片材形记录介质从纸进给盒10 —次一张地传送至纸输送通路P1，输送辊 251用于向上输送所传送的记录介质，配准辊14在预定的时机朝副转印辊11与中间转印带 7之间的压区引导所输送的记录介质，纸输出辊253用于将记录介质排出至纸输出托盘15。另外，从手动纸进给托盘20到配准辊14形成纸输送通路P2，拾起辊162、输送辊 2M、255和256沿着纸输送通路P2设置。此外，在纸输送通路Pl中从纸输出辊253到配准辊14的上游侧形成纸输送通路P3。纸输出辊253适合于沿向前方向和反方向转动。在单面图像形成模式——其中， 在记录介质的一面上执行——中以及当在双面图像形成模式——其中，图像形成在记录介质的两面上——中在记录介质的第二面上执行图像形成时，纸输出辊沿向前方向旋转以将记录介质排出至纸输出托盘15。另一方面，当在双面图像形成模式中在第一面上形成图像时，纸输出辊253被沿向前方向驱动直到记录介质的后端部穿过定影单元12，接着，纸输出辊253被驱动为从纸输出辊保持记录介质的后端部的状态反向，以将记录介质引导到纸输送通路P3中。因此，在双面图像形成模式中在一个面上形成有图像的记录介质倒转为上侧向下且前侧倒转成后侧，并且通过输送辊257和258而被拉至纸输送通路P1。配准辊14在与中间转印带7的转动同步的时机将从纸进给盒10或手动纸进给托架20进给的、或通过纸输送通路P3输送的记录介质传送至副转印辊11与中间转印带7之间的压区。为此，当感光鼓3和中间转印带7开始操作时，配准辊14中止转动，并且已经在中间转印带7转动之前被进给或输送的记录介质使其前边缘抵靠配准辊14并且停止在纸输送通路Pl中移动。接着，配准辊14在记录纸的前端部和形成在中间转印带7上的调色剂图像的前端部将在副转印辊11与中间转印带7之间的压力压区处彼此相遇的这样一个时机开始转动。在此处，在所有图像形成部1 至Pd用于执行图像形成的全彩图像形成模式中，使主转印辊6a至6d带动中间转印带7与所有感光鼓3a至3d形成加压接触。另一方面，在仅图像形成部1 被用于执行图像形成的单色图像形成模式中，仅使主转印辊6a将中间转印带7紧靠感光鼓3a。接下来，将参照附图详细地描述定影单元12的构造。图2是示出定影单元的构造的示意图。如图2所示，定影单元12包括定影部件1 和加压部件12b。定影部件1 包括环形定影带121、定影辊122、具有弯曲表面的作为热发生器的加热构件123(在下文中将被称为“加热器”)以及用于检测定影带121的温度的热敏电阻 124。加压部件12b包括压辊125。附图中的附图标记P表示记录介质，而T表示未定影的调色剂图像。定影带121缠绕在定影辊122和加热构件123上，使得在压辊125沿箭头Rl的方向被转动地驱动时，受压的定影带121沿箭头R2的方向转动。继定影带121转动之后，定影辊122也沿与定影带121的方向相同的方向或沿压辊125转动的相反方向转动。定影带121是具有中空圆筒形构型的环形带，该中空圆筒形构型具有由基底、弹性层以及隔离层与加热构件相对地按照所提到的顺序从内侧层叠而构成的三层结构。定影带121的基底由诸如聚酰亚胺(polyimide)等之类的耐热树脂、或诸如不锈钢、镍等之类的金属形成。定影带121的弹性层由耐热的氟橡胶或硅橡胶形成。定影带121的隔离层可以使用氟合成树脂。如图2所示，定影辊122具有同轴双层结构，该同轴双层结构由金属芯12 和弹性层122b从内侧(中心侧)按照所提到顺序构成。定影辊122的支承轴的两个端部(未示出)通过轴承(未示出)而由未示出的主框架可转动地支承。金属芯12 可以使用诸如铁、不锈钢、铝、铜等之类的金属、或这些金属的合金。硅橡胶、氟橡胶或具有耐热性的其他橡胶优选地用作弹性层122b。在本实施方式中，使用具有30mm的直径的定影辊122。使用具有20mm的直径的不锈钢的杆作为金属芯12加。弹性层122b由5mm厚的硅海绵橡胶制成。加热构件123具有与定影辊122同心地弯曲的圆弧形横截面。加热构件123设置成靠近定影辊122的外周侧面并且与定影辊122的外周侧面隔开预定的间隙，以遮蔽定影辊122的外周侧面。此外，加热构件123在定影辊122与加压部件12b彼此相对的部件形成有开口 126。开口 1 沿着定影辊122的轴线延伸的方向(轴向方向)形成。开口 1 可以并且应当形成为在加热构件123的相对于轴向方向的长度内等于或长于定影带121的宽度。开口 1 具有沿轴向方向延伸的开口边缘123el和12加2。相对于在横截面中连接定影辊122的轴线与压辊125的轴线的线的方向(垂直于将被输送的记录纸P的方向)，这些开口边缘123el和123e2定位成比定影辊122的中心轴线0的定位更靠近加压部件12b (后述的定影压区(压区区域)127)侧。压辊125被设置成通过定影带121与定影辊122的外周表面加压接触，以凭借压辊125的弹性变形在定影辊122与压辊125之间形成定影压区(压区区域)127.
压辊125具有近似圆筒形构型，该近似圆筒形构型具有由金属芯、弹性层以及隔离层按照所提到的顺序从该近似圆筒的中心向外周层叠而构成的三层结构。压辊125的芯可以使用诸如铁、不锈钢、铝、铜等之类的金属、或这些金属的合金。压辊125的弹性层优选地由诸如硅橡胶、氟橡胶等之类的耐热橡胶材料形成。压辊125的隔离层优选地由诸如PFA(四氟乙烯一全氟烷基乙烯基醚共聚物 (tetra fluoro ethylene-perfluoroalkyl vinyl ethercopolymer))、PTFE(聚四氣乙j；希) 等之类的氟树脂形成。在本实施方式中使用的压辊具有30mm的直径。金属芯由具有^mm的直径以及 Imm的壁厚的铁管(STKM)形成。压辊125的弹性层使用Imm厚的硅固体橡胶。压辊125的隔离层使用50 μ m厚的PFA管。压辊125设置成通过定影带121与定影辊122相对，并且由未示出的马达转动地驱动。压辊125的支承轴的两个端部(未示出)通过轴承由未示出的支承框架可转动地支承。支承轴的一个端部经由齿轮(未示出)与马达的马达轴联接。当马达由未示出的控制器控制而旋转时，压辊125转动。预定的压力(例如，400N/m2)施加于支承框架以使压辊和定影带121形成定影压区127。在本实施方式中，定影压区127为7mm宽。使用红外检测类型的非接触热敏电阻作为热敏电阻124，以检测定影带121的表面温度。基于来自热敏电阻124的检测结果，控制经过加热构件123的加热器的电流以保持预定的定影温度。热敏电阻124的位置不限制于图2中示出的定影部件12a的上侧。热敏电阻可以直接设置在定影压区127前面(相对于记录介质的输送方向位于上游侧)。多个热敏电阻可以沿着定影辊122的纵向方向(横过定影带121)设置，以便基于定影带121的中心和两个端部处的检测来执行温度调节。虽然在本实施方式中使用红外检测类型的非接触热敏电阻，但是还可以使用接触型热敏电阻作为热敏电阻124。(示例 1)接下来，将参照附图描述本实施方式的定影单元12的示例。图3是示出构成本实施方式的定影单元的定影部件的示例1的构造的示意图。图 4A是示出构成本实施方式的定影单元的定影部件的加热构件的层状结构的示意图。图4B 是示出加热构件的图案的示意平面图。示例1的定影单元120具有与实施方式的定影单元12的总体构造相同的总体构造。在定影单元120的描述中，与实施方式的定影单元的这些部件相同的部件分配有相同的附图标记而不再描述。在示例1的定影单元120中，将如下的带形构件用作定影部件120a的定影带121 该带形构件具有36mm的直径，并且由50 μ m厚的聚酰亚胺的基部、150 μ m厚的硅橡胶的弹性层以及30 μ m厚的PFA管的隔离层形成。加热构件123(加热器弯曲板形热发生器)具有与定影辊122同心地弯曲的圆弧形的横截面。加热构件123设置成靠近定影辊122的外周侧面，并且设置成遮蔽定影辊122的外周侧面。
沿加热构件123的纵向方向(定影辊122的轴向方向)延伸的开口边缘123el和 123e2定位成比定影辊122的中心轴线0更靠近加压部件12b (定影压区127)侧。如图4A和图4B所示，加热构件123由热电阻123a、基底12 以及覆层123c形成。基底12 具有使定影带121伸展和张紧的功能以及将由热电阻123a产生的热传导至定影带121的功能。主要使用诸如陶瓷、石英玻璃等之类的绝缘体作为基底12 的材料。在示例1中使用Imm厚的石英玻璃的基底。在此处，还可以将铝、铁、铜等用作基底12 的材料。然而，在使用导电金属基底的情况下，必须在基底和热电阻之间设置聚酰亚胺等的绝缘层。因为覆层123c传导热并且以滑动的方式引导定影带121，所以必须使用使摩擦减少的材料。优选地使用诸如PFA、PTFE等之类的氟树脂作为用于覆层123c的材料。在示例 1中，20 μ m厚的PTFE用作覆层。热电阻123a由通过使电流流过而产生热的由银钯、碳等制成的材料制成。如图4B 所示，该热电阻123a通过沿着定影辊122的轴向方向(箭头R3的方向)以Z字形的方式折叠电阻多次而形成在基底12 上。电极123al和123a2设置在热电阻123a的两个端部处。电极123al和123a2由银浆料(silver paste)形成，形成在加热构件123的相对于纵向方向的至少一个端部处，并且连接至未示出的交流电源单元，以使热电阻123a通过 100V的交流电的电压施加而产生热。在示例1中，热电阻123a是通过使如图4B所示以碳浆料(carbonpaste)形成图案的烧结膜形成为大约IOym厚而设置的，使得额定输出设定为100V/1000W。如图3所示，该加热构件123设置成遮蔽定影辊122的外周侧面并且与定影辊122 的外周侧面隔开预定的间隙。此外，加热构件123设置成具有作为其部分的开口 1 的圆筒形构型。由垂直于定影辊122的轴线的平面所剖切的加热构件123的形状为与定影辊122 同心地制成。包括沿着加热构件123的纵向方向(定影辊122的轴向方向)延伸的开口边缘123el和123e2在内的平面相比于定影辊122的中心轴线0定位在较低的一侧(压辊 125(定影压区127)侧)。如图3所示，在示例1中，当Ll指示穿过加热构件123的开口边缘12!3el和12!3e2 的虚拟线，并且L2指示平行于虚拟线Ll并且穿过定影辊122的中心轴线0的虚拟线时，定影单元构造成使得虚拟线Ll定位在虚拟线L2的下侧(定影压区127侧)。使用该设置，能够使加热构件123与定影带121的接触面积变大，使得可将来自加热构件123的背面的热传递至定影带121并且防止热从定影带121和从定影带121与加热构件123之间的间隙扩散至外部，同时使加热构件123和定影辊122的横截面保持最小。因此，可以提供在热性能和能量效率方面卓越而不使设备庞大的定影单元12。示例1的定影单元120设置成使得加热构件123的外径1 为36mm，虚拟线Ll与虚拟线L2之间的距离D为18mm，使得开口 1 形成大约120度的开口角θ。在这种情况下，虽然定影压区127的上游侧的距离D和定影压区127的下游侧的距离设定成彼此相等， 但是不必强加这种限制，而是可以依据设备构造适当地规定这些距离。(示例 2)接下来，将参照附图使用示例2描述本实施方式的定影单元12的另一种构造。图5是示出构成本实施方式的定影单元的定影部件的示例2的构造的示意图。图 6是示出定影部件的加热构件的图案的示意平面图。除了加热构件223的结构之外，示例2的定影单元220具有与示例1的定影单元的构造相同的构造。因此，在定影单元220的描述中，与示例1的定影单元的这些部件相同的部件分配有相同的附图标记而不再描述。如图5所示，示例2的定影单元220改装成使得来自加热构件223 (加热器弯曲板形热发生器)的热生成的分布相对于定影辊122的周向方向是不均勻的。具体地，加热构件223构造成使得随着定影带121与加热器之间的接触力变大，每单位面积的热值变大。 特别地，在输入相同的电力的情况下，当在以较大的力拉伸定影带121并且因此使定影带 121与加热构件223彼此紧密接触的区域处的热值较高时，可以有效地提取热能。如图5所示，示例2中的加热构件223由如下三个部分构成即，相对于定影辊122 的周向方向位于靠近定影压区127的两侧的两个次加热区域Sl和S2以及位于两个次加热区域Sl和S2之间的中央的主加热区域M。供应至主加热区域M的电力规定成比供应至每个次加热区域Sl和S2的电力大。使用这种设置，定影带121的张紧力更强有力地作用在加热构件223中的对应于主加热区域M的区域上，因此可以更有效地传导热。在示例2中，当θ m表示带的主加热区域M延伸的角度，并且θ S1和θ s2分别表示带的次加热区域Sl和S2延伸的角度时，加热构件223构造成使得θ m = 60°，θ S1 = θ S2 = 88°，主加热区域M的电力消耗为500w，而次加热区域Sl和S2中的每一个的电力消耗为250W。如图6所示，在加热构件223中，主热电阻22 !设置在位于加热构件223的中央部分的主加热区域M中，而次热电阻223sl和223s2设置在位于加热构件223的两侧的次加热区域Sl和S2中。主热电阻22 !相对于宽度方向(箭头W的方向周向方向)以Z字形的方式折叠多次并且在纵向方向(箭头L的方向)上形成。次热电阻223sl和223s2各自沿着轴向方向(箭头L的方向)以Z字形的方式折叠多次并且相对于宽度方向(箭头W的方向周向方向)在预定的宽度上形成。S卩，使主热电阻22 !和次热电阻223sl和223s2在折叠方向上是不同的并且横过加热构件223的纵向方向(箭头L的方向)形成。在此处，用于使加热构件223中的加热器的热生成分布相对于定影辊122的周向方向不均勻的设置不限制于此。例如，主热电阻22 !!和次热电阻223sl和223S2可以沿相同的方向成Z字形地折叠，而在主热电阻22 !和次热电阻223s 1和223s2之间，可使每单位面积的热阻线的密度不同。附图中的附图标记223ml和223m2指示设置在主热电阻22 !的两个端部上的电极，附图标记223sll和223sl2指示次热电阻223sl的两个端部上的电极，并且附图标记223s21和223s22指示次热电阻223s2的两个端部上的电极。使用示例2的加热构件223的这种设置，定影带121的张力更强有力地作用在对应于主加热区域M的区域上，因此可以更有效地传导热。在此处，各个热电阻的电力消耗和图案不限制于以上示例，而是可以依据安装的状况而改变。用于加热构件223的材料不限制于以上材料。(示例 3)接下来，将参照附图使用示例3描述本实施方式的定影单元12的另一种构造。图7是示出构成本实施方式的定影单元的定影部件的示例3的构造的示意图。除了绝缘构件330的构造之外，示例3的定影单元320具有与示例1的定影单元的构造相同的构造。因此，在定影单元320的描述中，与示例1的定影单元的部件相同的部件分配有相同的附图标记而不再描述。如图7所示，在示例3的定影单元320中，通过定影带121遮蔽加热构件123的外周侧面的绝缘构件330设置成在定影带121与加热构件123接触的范围内靠近定影带121 的外周侧面。绝缘构件330具有与定影辊122同心地弯曲的圆弧横截面。绝缘构件330沿着加热构件123的外周侧面形成并且靠近定影带121设置以遮蔽其外周侧面。此外，绝缘构件330具有沿定影辊122的轴向方向延伸的开口 331以使定影辊122 与加压部件12b彼此相对的部分开放。以上述方式将绝缘构件330设置成遮蔽定影部件1 使得能够防止热从定影带 121的表面扩散。绝缘构件330与定影辊122和加热构件123的同心构造使得能够提供具有最小的横截面并且在节省空间性能和能量效率方面卓越而不使设备庞大的定影单元。如迄今为止所描述的，根据本示例性实施方式的示例1，作为图像形成设备100的定影单元12的构造，加热构件123靠近定影辊122的外周侧面设置以遮蔽其外周侧面，并且设有与加压部件12b侧相对的开口 126。此外，加热构件123的开口边缘123el和12加2 设置成比定影辊122的中心轴线0更靠近加压部件12b (定影压区127)侧。因此，对于定影带121而言，可以获得足够大的区域以接收来自加热构件123的热，并且同时在其定位成比定影辊122的中心轴线0更靠近加压部件12b侧的部分遮蔽加热构件123。因此，该构造不仅使得能够防止热泄漏而且还能够使用来自加热构件123的背面的热。因此，可以使定影单元12中的热能的损失减少并且执行调色剂图像至记录介质的稳定定影。此外，如在示例2中，将加热构件223设置成沿着定影辊122的周向方向改变加热构件223的热生成分布使得能够更有效地传导热。最后，如在示例3中，遮蔽定影部件1 的绝缘构件330的设置使得能够阻止从定影带的表面的热辐射。虽然使用将本发明的图像形成设备应用于图1中示出的图像形成设备100的示例来描述以上实施方式，但是只要是包括定影装置的图像形成设备，本发明可以扩展至不限制于具有以上描述的构造的图像形成设备和复印机的任意其他图像形成设备等。
如迄今为止已经描述的，本发明不限制于以上实施方式，可以在所附权利要求的范围内作出各种改变。即，在不背离本发明的精神和范围的情况下通过适当地修改的技术手段的组合而获得的任意实施模式都应当包括在本发明的技术范围中。
权利要求
1.一种定影装置，包括定影部件和加压部件， 所述定影部件包括定影棍；作为热发生器的加热构件，所述加热构件具有弯曲表面；以及环形定影带，所述环形定影带缠绕在所述定影辊与所述加热构件的外周侧面之间， 所述加压部件设置成与所述定影辊相对并且通过所述定影带对所述定影辊加压， 所述定影装置的特征在于，所述加热构件设置成靠近所述定影辊的外周侧面，并且设置成遮蔽所述定影辊的所述外周侧面，所述加热构件形成有开口，所述开口沿着所述定影辊的轴向方向延伸以至少使所述定影辊与所述加压部件彼此相对的部分开放，以及限定所述开口、沿着所述定影辊的所述轴向方向延伸的边缘设置成比所述定影辊的中心轴线更靠近所述加压部件侧。
2.根据权利要求1所述的定影装置，其中，所述加热构件具有与所述定影辊同心地弯曲的圆弧形横截面。
3.根据权利要求1所述的定影装置，其中，所述加热构件相对于所述定影辊的周向方向产生不均勻的热分布。
4.根据权利要求1所述的定影装置，其中，由所述加热构件产生的热分布规定为使得当与所述定影带的接触力在一位置处较强时，在所述位置处的每单位面积的热值较高。
5.根据权利要求1所述的定影装置，其中，通过所述定影带全部或部分地遮蔽所述加热构件的绝缘构件设置成靠近与所述加热构件接触的所述定影带的外周部件。
6.根据权利要求5所述的定影装置，其中，所述绝缘构件具有与所述定影辊同心地弯曲的圆弧形横截面。
7.一种图像形成设备，所述图像形成设备包括用于将形成在记录介质上的调色剂图像定影至所述记录介质的定影装置，所述图像形成设备的特征在于，所述定影装置采用在权利要求1中所限定的定影装置。
全文摘要
一种图像形成设备，包括感光鼓、充电器、曝光单元、显影单元、中间转印带以及用于将调色剂图像定影至记录介质的定影单元。定影单元包括定影部件和加压部件。定影部件具有定影辊、加热构件以及定影带。加压部件具有压辊。加热构件设置成靠近定影辊的外周侧面，并且设置成遮蔽定影辊的外周侧面，并且加热构件形成有开口。所述开口的沿着定影辊的轴向方向延伸的两个边缘设置成比定影辊的中心轴线更靠近加压部件侧。
文档编号G03G15/20GK102467050SQ20111037021
公开日2012年5月23日 申请日期2011年11月15日 优先权日2010年11月17日
发明者中山敦喜, 谷口明彦 申请人:夏普株式会社