定影装置以及图像形成装置的制作方法

专利名称：定影装置以及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将图像定影到片材上的定影装置、以及具备该定影装置的图像形成装置。
背景技术：
近年来，主要在办公室等推进电子照相方式的图像形成装置(以下仅称作“图像形成装置”)的普及。该图像形成装置包含感光体、带电单元、曝光单元、显影单元、转印单元以及定影单元，是通过进行带电工序、曝光工序、显影工序、转印工序以及定影工序，由此在片状的记录介质(以下仅称作“片材”)形成图像的装置。使用例如热辊定影方式的定影装置作为定影单元。该定影装置包含定影辊以及加压辊。定影辊以及加压辊是相互压接的辊对。在定影辊以及加压辊的至少任意一方的内部，配置有卤素加热器等热源作为加热单元。在定影工序中，在热源将辊对加热到定影所必须的规定温度(以下称作“定影温度”)之后，将形成有未定影的调色剂像的记录介质供给至定影辊与加压辊的压接部、亦即定影夹持部。利用从定影辊以及加压辊的至少任意一方传递的热和定影辊以及加压辊的压力，将通过定影夹持部的调色剂像定影在纸等的记录介质。如果热源将定影装置的温度升至定影温度所需要的时间(以下称作“加热(warm up)时间”)较长，则在记录介质形成图像之前需要较多时间，因此，加热时间短的情况有利于实现用户的便利性。在安装于能够进行全彩色印刷的图像形成装置的定影装置中，使用例如将由硅橡胶等构成的弹性层设置在表面的定影辊。当使用该定影辊时，在定影夹持部，定影辊表面的弹性层与未定影调色剂像的凹凸对应地进行弹性变形而包覆未定影调色剂像，由于未定影调色剂像与定影辊接触，因此，对于调色剂量比单色图像的调色剂量多的彩色的未定影调色剂像，能够得到良好的定影性。并且，基于定影辊表面的弹性层的变形释放效果，能够提高比单色图像容易胶版印刷的彩色调色剂的分型性。具体地说，由于利用定影夹持部进行压缩而产生了变形的弹性层在定影夹持部的出口释放其变形，因此在定影夹持部的出口，且是在弹性层与调色剂像之间产生偏离，其结果是，针对弹性层的调色剂像的附着力减少，分型性提高。并且，由于定影夹持部中的定影辊以及加压辊的形状、亦即夹持形状向定影辊侧凸起(反向夹持形状)，因此能够提高定影辊与记录介质之间的剥离性能。由此，作为对定影辊与记录介质进行剥离的剥离单元，能够实现可以对记录介质与定影辊进行剥离的自动剥离，而不使用例如剥离爪，从而能够消除起因于剥离单元的图像缺陷。为了应对高速化，需要扩大定影夹持部的宽度(以下称作“定影夹持宽度”)。作为扩大定影夹持宽度的方法，列举了使定影辊的弹性层增厚的方法、或者增大定影辊直径的方法这两个方法。但是，由于定影辊的弹性层的热传导性非常低，因此如果使弹性层增厚，则在加热单元位于定影辊内部的情况下，加热时间增长，如果提高处理速度，则定影辊的温度无法追从于定影温度。并且，如果增大定影辊直径，则热容量增大，由加热单元消耗的电力增大。在国际公开第99/00713号小册子中，公开了应对高速化，并且改善了加热时间以及消耗电力的定影装置。国际公开第99/00713号小册子所公开的定影装置包含定影辊、加压辊、加热辊以及环带，将环带架设于定影辊以及加热辊，使用经由环带使定影辊与加压辊压接的带定影方式。由于该定影装置不需要将加热单元内置于定影辊，因此通过将定影辊的弹性层设置得较厚，增大定影辊直径，由此能够应对高速化，并且能够利用在内部包含加热器的加热辊对热容量较小的环带进行加热，因此不需要对热容量较大的弹性层进行加热，加热时间短，能够避免消耗电力的增大。并且，在日本特开平02-143274号公报中提出了如下定影装置设置与加压辊对置、且以面状发热体作为加热单元而内置的定影头，经由定影带将基于加热单元的热量赋予给作为被加热材的记录介质，从而对记录介质上的未定影调色剂像进行加热、定影。在日本特开平02-143274号公报所公开的定影装置中，由于能够使面状发热体的热容量比使用卤素加热器作为加热单元的情况下的热容量小，因此能够节省电力、缩短加热时间。然而，在国际公开第99/00713号小册子的定影装置中，将卤素灯加热器内置于加热辊内，为了缩短基于卤素灯加热器的加热时间，必须使加热辊的厚度减薄，减小加热辊本身的热容量。并且，为了使加热辊的厚度减薄并且获得足够的强度，必须增大辊直径，存在装置大型化这一问题点。并且，在定影头与日本特开平02-143274号公报所记载的加压辊对置的结构中，除了定影头之外，还需要配置用于张紧架设定影带的多个辊，存在装置大型化这一问题点。

发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种小型、且能够实现节省电力、缩短加热时间的定影装置以及图像形成装置。本发明所涉及的定影装置具备定影辊；张紧辊，该张紧辊配置为与该定影辊平行；环状的定影带，该定影带架设于上述定影辊以及上述张紧辊；加热器，该加热器对该定影带进行加热；以及加压辊，该加压辊经由上述定影带而压接于上述定影辊，利用上述定影带以及上述加压辊一边夹持一边输送载持有基于显影剂的图像的片材，由此使图像定影在上述片材上，上述定影装置的特征在于，上述加热器配置为压接于上述定影带，上述张紧辊在与上述定影带接触的外周配置有绝热部件。在本发明中，将环状的定影带架设于定影辊以及张紧辊，对定影带进行加热的加热器配置为压接于定影带，由于张紧辊在与定影带接触的外周配置有绝热部件，因此能够抑制朝向张紧辊的热传导，能够缩短加热时间。本发明所涉及的定影装置的特征在于，上述张紧辊的外径小于上述定影辊的外径。在本发明中，由于张紧辊的外径小于定影辊的外径，因此能够使装置小型化。本发明所涉及的定影装置的特征在于，上述加热器配置在上述定影带所环绕的轨道的内侧。在本发明中，由于在定影带所环绕的轨道的内侧配置有加热器，因此能够使装置小型化。
本发明所涉及的定影装置的特征在于，上述加热器具有发热体以及导热部件，该导热部件朝向上述定影带传递来自该发热体的热量，该导热部件与上述定影带接触的表面形成为圆弧面。在本发明中，向定影带传递热量的导热部件的表面形成为圆弧面，由于该表面与定影带接触，因此导热部件的表面与定影带的表面之间的密合性较好，来自发热体的热量高效地朝向定影带传递。本发明所涉及的定影装置的特征在于，在上述导热部件的表面形成有氟树脂层。在本发明中，由于在发热部件的表面形成有氟树脂层，因此该发热部件与定影带之间的滑动较好，能够使定影带良好地滑动。本发明所涉及的定影装置的特征在于，配置于上述张紧辊的上述绝热部件由多孔材料形成。在本发明中，由于配置于张紧辊的绝热部件由多孔材料形成，因此绝热部件的绝热性高，能够缩短加热时间。本发明所涉及的定影装置的特征在于，该定影装置还具备检测器，该检测器检测上述定影带的温度；以及控制部，该控制部基于由该检测器检测的结果来控制朝向上述加热器供给的电力，以使得上述定影带达到设定温度。在本发明中，通过利用控制部进行控制以使定影带达到设定温度，由此能够控制成定影所必须的温度，使图像定影到片材上。本发明所涉及的定影装置的特征在于，该定影装置具备对上述加压辊进行加热的加热器。在本发明中，由于具备对加压辊进行加热的加热器，因此能够缩短加热时间。本发明所涉及的定影装置的特征在于，该定影装置具备对上述定影辊进行加热的加热器。在本发明中，由于具备对定影辊进行加热的加热器，因此能够缩短加热时间。本发明所涉及的图像形成装置的特征在于，该图像形成装置具备转印部，该转印部基于所获得的图像数据将基于显影剂的图像转印到片材上；以及上述定影装置，该图像形成装置通过利用该定影装置使图像定影来进行图像形成。在本发明中，通过利用转印部将基于显影剂的图像转印到片材上，利用定影装置使图像定影，由此能够形成图像。根据本发明，由于将环状的定影带架设于定影辊以及张紧辊，对定影带进行加热的加热器配置为压接于定影带，张紧辊在与定影带接触的外周配置有绝热部件，因此能够抑制朝向张紧辊的热传导，能够缩短加热时间。


图1是示出本发明的实施方式所涉及的图像形成装置的例子的示意图。图2是示出图1的成像单元的截面的示意图。图3是示出图1的定影部的截面的示意图。图4是图3的面状发热体的主视图。图5是示出加热时的温度变化的图表。
图6是示出各个实施例的加热时间的图表。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的实施方式所涉及的图像形成装置进行说明。此外，以下说明在全部方面仅是示例，不应当认为限定了本发明。图1是示出本发明的实施方式所涉及的图像形成装置I的例子的示意图。图像形成装置I具备图像形成部2、中间转印部3、二次转印部4、记录介质供给部5、作为本发明的定影装置的定影部6、图1中未图示的操作部、以及控制部等。图像形成部2的结构以及动作图像形成部2具备成像单元10y、10m、10c、10b。成像单元10y、10m、10c、IOb形成
与各个色相的数字信号(以下记作“图像信息”)对应的静电潜像，使该静电潜像显影，从而针对各颜色形成基于显影剂的图像(调色剂像)。在此，利用图像读取部9读取原稿图像，从而生成图像信息。成像单元IOy形成与黄色的图像信息对应的调色剂像，成像单元IOm形成与品红色的图像信息对应的调色剂像，成像单元IOc形成与蓝色的图像信息对应的调色剂像，成像单元IOb形成与黑色的图像信息对应的调色剂像。成像单元10y、10m、10c、IOb的不同之处在于分别使用黄色显影剂、品红色显影齐U、蓝色显影剂、或者黑色显影剂，以及分别输入输入到图像形成部2的图像信息中的与黄色成分图像对应的像素信号、与品红色成分图像对应的像素信号、与蓝色成分图像对应的像素信号、与黑色成分图像对应的像素信号。由于成像单元10y、10m、10c、10b的结构相同，因此，以下以对应于黄色的成像单元IOy为例进行说明，省略其他成像单元的说明。此外，在分别表示与各个颜色对应的成像单元10等的情况下，以标注字母下标y (黄色)、m(品红色)、c (蓝色)、b (黑色)的方式表示。成像单元10y、10m、10c、IOb沿着后述的中间转印带30的移动方向(副扫描方向)，即从箭头31的方向的上游侧到下游侧按顺序排成一列。图2是示出成像单元IOy的截面的示意图。成像单元IOy包含感光鼓lly、带电棍12y、光扫描单元13y、显影装置14y以及感光鼓清洁器15y(drum cleaner)等。感光鼓Ily是在其表面形成黄色的调色剂像的像载持体，被支承为能够绕轴线进行旋转驱动，包含圆筒状、圆柱状或者薄膜片状(优选圆筒状)的导电性基体、和形成在导电性基体的表面的感光层。可以使用在本领域常用的部件作为感光鼓lly，例如，可以使用包含导电性基体、铝管和形成在铝管的表面的感光层、亦即有机感光层、且与GND(接地)电位连接的感光鼓。有机感光层可以通过使包含电荷产生物质的电荷产生层与包含电荷输送物质的电荷输送层层叠而形成，也可以利用包含电荷产生物质以及电荷输送物质的一个层形成。有机感光层的层厚虽然不特别限定，但设为例如厚度20 y m等。并且，也可以在有机感光层与导电性基体之间设置基底层。此外，也可以在有机感光层的表面设置保护层。带电棍12y是使感光鼓Ily的表面带有规定的极性的电位的棍。使感光鼓Ily带电的单元不限定于带电辊12y，代替带电辊12y，也可以使用刷型带电器、充电型带电器、或者称作主高压带电器(scorotron charger)的电晕带电器等。光扫描单元13y向处于带电状态的感光鼓Ily的表面照射由黄色图像信息进行控制的激光，从而在感光鼓Ily的表面形成与黄色图像信息对应的静电潜像。在激光的光源中使用半导体激光元件等。显影装置14y设置为与感光鼓Ily面对，以使形成在感光鼓Ily表面的静电潜像显影的方式进行显影化。在显影套筒17y表面载持显影槽19y内的双组分显影剂16y所包含的黄色调色剂以及载体中的黄色调色剂，利用层厚限制部件18y将上述黄色调色剂限制为规定量的厚度，并输送到感光鼓Ily表面，以使形成在感光鼓Ily表面的静电潜像显影的方式进行显影化。并且，在显影槽19y内具备朝向显影套筒17y供给显影剂的供给辊20y。此外，作为显影剂，也可以使用不包含载体的单一成分显影剂。感光鼓清洁器15y具有压接于感光鼓Ily的清洗刮板21y。在感光鼓Ily表面的黄色调色剂像被中间转印到中间转印带30之后，利用清洗刮板21y在感光鼓Ily表面除去残留的黄色调色剂，不使该黄色调色剂被中间转印到中间转印带30，而回收到箱体22y。接下来，对图像形成部2的动作进行说明。感光鼓Ily由图2中未图示的驱动单元进行驱动，使其沿着箭头23的方向以例如周速度220mm/s进行旋转。显影套筒17y在靠近感光鼓Ily的显影夹持部，沿着与感光鼓Ily的旋转驱动方向相反的方向、亦即箭头24的方向被旋转驱动。根据成像单元10y，通过驱动感光鼓Ily绕其轴线进行旋转，并且利用未图示的电源对带电辊12y施加例如-1200V的电压而使其放电，由此，使感光鼓Ily的表面带有例如-600V的电压。接下来，从光扫描单元13y向处于带电状态的感光鼓Ily的表面照射由黄色图像信息控制的激光，由此，形成与黄色图像信息对应的曝光电位-70V的静电潜像。接下来，使感光鼓Ily的表面与载持在显影套筒17y表面的黄色调色剂靠近。作为显影电位，对显影套筒17y施加-450V的直流电压，利用显影套筒17y与感光鼓Ily的电位差使黄色调色剂附着于静电潜像，由此在感光鼓Ily的表面形成黄色调色剂像。如后所述，该黄色调色剂像压接于感光鼓Ily的表面，被中间转印到沿着箭头31的方向被驱动的中间转印带30。利用感光鼓清洁器15y除去并回收残留在感光鼓Ily的表面的黄色调色齐U。以后，以同样的方式反复执行黄色调色剂像的形成动作。此外，在本实施方式所涉及的图像形成装置I中使用的双组分显影剂16y、16m、16c、16b之后叙述。中间转印部3的结构以及动作中间转印部3包含中间转印带30、中间转印辊32y、32m、32c、32b、支承辊33、34、35、以及转印带清洁器36等。在本实施方式中，利用中间转印部3以及后述的二次转印部4将图像转印至记录介质8。此外，中间转印部3以及二次转印部4构成为发挥作为技术方案中的转印部的作用，该转印部基于所获得的图像数据将基于显影剂的图像转印到片材上。中间转印带30是张紧架设在支承辊33、34、35、且形成环状的移动路线的环带状的像载持体。中间转印带30以与感光鼓lly、11m、Ilc、llb几乎相同的周速度沿着箭头31的方向被驱动，即，与感光鼓I Iy、I lm、I lc、I Ib面对的像载持面以从感光鼓I Iy朝向感光鼓Ilb移动的方式被驱动。在中间转印带30中可以使用例如厚度IOOiim的聚酰亚胺薄膜。作为中间转印带30的材料，不仅仅限定于聚酰亚胺，也可以使用由聚碳酸酯、聚酰胺、聚酯以及聚丙烯等合成树脂、或者各种橡胶等构成的薄膜。在由合成树脂或者各种橡胶构成的薄膜中，为了调整中间转印带30的电阻值，配合使用炉黑、热黑、槽黑以及石墨碳等导电材料。并且，也可以在中间转印带30设置有由针对调色剂的附着力较弱的氟树脂组合物或者氟橡胶等构成的包覆层。作为包覆层的构成材料，能够列举出例如PTFE (聚四氟乙烯)以及PFA(四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯基醚的共聚物)等。在包覆层中也可以配合使用导电材料。中间转印辊32y、32m、32c、32b是分别设置为经由中间转印带30而与感光鼓lly、llm、llc、llb对置的辊状部件，压接于中间转印带30的像载持面的背面，设置为能够由未图示的驱动单元驱动其绕轴线进行旋转。在中间转印辊32y、32m、32c、32b中，使用例如包含金属制轴体、以及形成在金属制轴体的表面的导电体层的辊状部件。金属制轴体例如由不锈钢钢等金属构成。虽然金属制轴体的直径不特别限定，但优选为8mm以上、IOmm以下。导电体层利用具有导电性的弹性体等构成。可以使用在本领域中常用的部件作为具有导电性的弹性体，可以列举出例如包含碳黑等导电剂的乙烯-丙烯橡胶(EPDM)、发泡EPDM、以及发泡聚氨酯等。利用导电体层向中间转印带30均勻地施加高电压。利用定电压控制向中间转印辊32y、32m、32c、32b施加与调色剂的带电极性相反的极性的中间转印偏压，以便将形成在感光鼓lly、llm、llc、llb的表面的调色剂像转印到中间转印带30上。由此,形成于感光鼓lly、llm、llc、llb的黄、品红、蓝以及黑色的调色剂像被依次重叠地转印至中间转印带30的像载持面，形成多种颜色的调色剂像。但是，在仅输入黄、品红、蓝以及黑色中的一部分图像信息的情况下，仅在成像单元10y、10m、IOcUOb中的与被输入的图像信息的颜色对应的成像单元10中形成调色剂像。支承辊33、34、35设置为能够由未图示的驱动单元驱动器绕轴线进行旋转，并张紧架设中间转印带30，驱动该中间转印带30沿着箭头31的方向进行旋转。在支承辊33、35中使用例如直径30mm、以及壁厚Imm的铝制圆筒体(管状辊)。其中，支承辊34经由中间转印带30而压接于后述的二次转印辊40，形成二次转印夹持部，并且电气接地。转印带清洁器36是在后述的二次转印部4中将中间转印带30的像载持面上的调色剂像转印至记录介质8之后，除去残留在像载持面上的调色剂的部件。转印带清洁器36设置为经由中间转印带30而与支承辊35对置。接下来，对中间转印部3的动作进行说明。中间转印带30的像载持面从中间转印带30的驱动方向的上游侧依次与感光鼓lly、llm、llc、llb压接。中间转印带30与感光鼓lly、11m、11c、Ilb压接的位置成为各个颜色的调色剂像的中间转印位置。向中间转印辊32y、32m、32c、32b均匀地施加与调色剂的带电极性相反的极性的高电压。利用该高电压施加形成在感光鼓lly、llm、llc、llb上的调色剂像以在中间转印带30的像载持面的规定位置重叠的方式被中间转印，由此将多个颜色的调色剂像形成在中间转印带30上。如后所述，该调色剂像在二次转印夹持部中被二次转印至记录介质8。在进行二次转印后，利用转印带清洁器36除去残留在中间转印带30的像载持面的调色剂以及纸粉等，再次将多个颜色的调色剂像转印至中间转印带30的像载持面。二次转印部4的结构以及动作.二次转印部4包含支承辊34和二次转印辊40。支承辊34具有张紧架设中间转印带30的功能，并且具有使中间转印带30上的多种颜色的调色剂像二次转印至记录介质8的功能。二次转印辊40是经由中间转印带30与支承辊34压接，并且设置为能够沿轴线方向被旋转驱动的辊状部件。二次转印辊40包含例如金属制轴体和形成在金属制轴体的表面的导电体层。金属制轴体例如利用不锈钢钢等金属形成。导电体层利用具有导电性的弹性体等形成。可以使用在本领域中常用的部件作为具有导电性的弹性体，能够列举出例如包含碳黑等导电材料的EPDM、发泡EPDM以及发泡聚氨酯等。未图示的电源与二次转印辊40连接，对其均匀地施加与调色剂的带电极性相反的极性的高电压。接下来，对二次转印部4的动作进行说明。利用支承辊34、中间转印带30以及二次转印辊40的压接部形成二次转印夹持部。与中间转印带30上的调色剂像被输送至二次转印夹持部的作业同步，从后述的记录介质供给部5输送的记录介质8被输送到二次转印夹持部。进而，在二次转印夹持部中，多种颜色的调色剂像与记录介质8重叠，通过对二次转印辊40施加高电压，由此将未定影的调色剂像二次转印至记录介质8。进而，载持有未定影调色剂像的记录介质8被输送至定影部6。记录介质供给部5的结构以及动作.记录介质供给部5包括收纳托盘50、用于搬出收纳于收纳托盘50的记录介质8的搬出辊51、输送辊52a、52b、以及输送路P等。此外，记录介质8除了印刷纸张之外，也可以是OHP(Overhead Projector)片材之类的薄片状的记录介质。接下来,对记录介质供给部5的动作进行说明。收纳托盘50收纳记录介质8,搬出辊51搬出收纳于收纳托盘50的记录介质8。输送辊52a、52b朝向二次转印部4输送被搬出的记录介质8。定影部6的结构以及动作 图3是示出定影部6 的截面的示意图。定影部6包括定影带60、定影辊61、加压辊62、张紧辊63、加热器单元64以及热敏电阻65等。在此，加热器单元64构成为能够发挥作为技术方案中的对定影带进行加热的加热器的作用。并且，热敏电阻65构成为能够发挥作为技术方案中的检测定影带的温度的检测器的作用。定影带60是在定影辊61与张紧辊63之间，以产生张力的状态架设、且形成环状的移动路线的环带状部件。并且，定影带60设置为在定影辊61和加压辊62的压接点与加压辊62接触，通过对构成记录介质8所载持的调色剂像的调色剂进行加热熔融，使其定影在记录介质8。定影带60基于加压棍62的沿着箭头66a方向的旋转驱动而沿着箭头66b的方向进行从动旋转。定影带60采用包含基材层60a、弹性层60b以及分型层60c的三层结构。在后述的实施例中，使用具有该三层结构、且形成于直径50mm的圆筒形状部件的环带。作为形成基材层60a的材料，只要在耐热性以及耐老化性方面优异则不特别限定，除了电铸镍、不锈钢等之外，还能够列举出耐热性合成树脂，其中，优选聚酰亚胺(PD、聚酰胺亚胺(PAI)。上述材料在强度、耐热性方面优异，并且低价。并且，基材层60a的厚度虽然不特别限定，但优选为30 200 u m。作为构成弹性层60b的材料，虽然只要具有橡胶弹性则不特别限定，但进一步优选在耐热性方面优异的材料。作为此类材料的具体例，能够列举出例如硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶等。其中，特别优选在橡胶弹性方面优异的硅橡胶。优选弹性层60b的硬度为JIS-A硬度I 60度。如果在该JIS-A硬度的范围内，能够防止弹性层60b的强度降低、密合性的不良，并且能够防止调色剂的定影性的不良。作为硅橡胶，具体地说能够列举出单组分类、双组分类、或者三组分类以上的娃橡胶、LTV(Low Temperature Vulcanizatio)型、RTV(Room Temperature Vulcanization)型、或者HTV(High Temperature Vulcanization)型的硅橡胶、缩合型或者附加型的硅橡胶等。并且，优选弹性层60b的厚度为100 200 U m。如果在该厚度范围内，则能够维持弹性层60b的弹性效果，并且能够将绝热性抑制地较低，能够发挥节省能源的效果。在后述的实施例中，使用JIS-A硬度5度的硅橡胶。分型层60c由利用例如氟树脂管形成的层、或者通过将含有氟树脂的树脂涂敷在弹性层60b并进行烧制而形成的层构成。作为氟树脂的材料，只要在耐热性以及耐老化性方面优异，且与调色剂的附着力较弱，则不特别限定，能够列举出例如PTFE(聚四氟乙烯)、PFA (四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯基醚的共聚物)等。优选分型层60c的厚度为5 50 ii m。如果在该厚度的范围内，则能够保持适当的强度，发挥弹性层60b的弹性，并且能够追从于记录介质的微小的凹凸。定影辊61是由未图示的支承单元支承为旋转自如，且基于加压辊62、定影带60的旋转驱动而沿着箭头66c的方向以规定的速度进行从动旋转的辊状部件。定影辊61采用包含芯轴61a以及弹性层61b的结构。在后述的实施例中，使用形成为外径30mm的圆筒形状的辊状部件。在形成芯轴61a的金属中，可以使用热传导率高的金属，能够列举例如铝、铁等。作为构成弹性层61b的材料，虽然只要具有橡胶弹性则不特别限定，但进一步优选在耐热性方面优异的材料。作为此类材料的具体例，能够列举出例如硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶等。其中，特别优选液状热固化型硅橡胶，并且，为了提高定影辊61的绝热性，优选弹性层61b为多孔。此外，为了修正定影带60的聚集，在弹性层61b上设置表面层61c。这是由于通过利用表面层61c提高定影辊61的表面的滑动性，由此容易修正定影带60的聚集。作为构成表面层61c的材料，只要在耐热性以及耐老化性方面优异、且滑动性也比较高，则不特别限定，优选例如PFA(四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯基醚的共聚物)、PTFE (聚四氟乙烯)等氟树脂材料、氟橡胶等。并且，在定影辊61的内部也可以设置辅助的加热器68a。这是为了缩短从图像形成装置I的电源接通到能够形成图像为止的启动时间的缩短，并且防止在调色剂像定影时，因热量传导至记录介质8而导致的定影辊61的表面温度的降低等。在加热器68a中使用卤素加热器等。在比定影辊61的铅垂方向最下点更靠近定影辊61的旋转方向下游侧的位置，力口压辊62借助未图示的加压单元，经由定影带60而与定影辊61压接，从而形成定影夹持部67。利用未图示的驱动单元对加压辊62进行旋转驱动。在由定影辊61对调色剂像的记录介质8进行的加热定影中，加压辊62通过将处于熔融状态的调色剂按压于记录介质8，由此促进调色剂像朝向记录介质8的定影。加压辊62采用包含芯轴62a、弹性层62b以及表面层62c的结构。在后述的实施例中，使用外径30mm的棍状部件。作为形成芯轴62a、弹性层62b以及表面层62c的材料，可以分别使用形成定影辊61的芯轴61a、弹性层61b以及表面层61c的金属、或者与其它材料相同的材料。并且，芯轴62a的形状也与定影棍61的芯轴61a的形状相同。并且，也可以在加压辊62的内部设置辅助的加热器68b。这是为了缩短从图像形成装置I的电源接通到能够形成图像为止的启动时间，防止在调色剂像定影时，因热量传导至记录介质8而导致的加压辊62的表面温度的急剧降低等。加热器68b使用卤素灯等。张紧辊63是被支承为旋转自如，并且设置为利用未图示的加压单元对定影带60施加张力的辊状部件。张紧辊63以 从动于定影带60的箭头66b方向的旋转的方式进行旋转。张紧辊63是具有芯轴63a、绝热层63b的双层结构的圆筒体。芯轴63a可以使用铁、不锈钢等杨氏模量高、且不易弯曲的金属制或者碳纤维制的辊状部件。在后述的实施例中使用外径20mm的辊等。另外，绝热层63b构成为发挥作为技术方案中的绝热部件的作用。为了防止热量朝向芯轴63a传递，绝热层63b设置为覆盖芯轴63a表面。为了提高基于绝热层63b的绝热性，优选绝热层63b为多孔。绝热层63b所使用的材料只要是绝热性高的材料即可，例如，可以使用陶瓷材料，也可以是多孔的硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶等。并且，在使用多孔材料的情况下，虽然可以是孔连通的多孔材料，也可以是独立气泡的多孔材料，但为了抑制因施加张力而导致的变形，优选独立气泡的多孔材料。在后述的实施例中，使用硅海绵作为绝热层63b，利用绝热层63b覆盖芯轴63a。加热器单元64配置在定影带60所环绕的轨道的内侧，在内部具有加热源，设置为由未图示的加压单元使该加热器单元64与定影带60压接，对定影带60进行加热。加热器单元64利用导热部件64a、面状发热体64b、绝热部件64c、按压部件64d以及加强部件64e构成。导热部件64a是将面状发热体64b的热量传递至定影带60的部件。虽然导热部件64只要是具有耐热性、且热传导率高的部件则并不特别限定，但优选铝、铁等金属。并且，为了将导热部件64a安装于未图示的支承部件，希望如图3所示，将导热部件64a的形状设置为在上下设置有凸缘的“〕”字形状。由于导热部件64a的表面与定影带60的内表面滑动接触，因此，优选将该导热部件64a的表面设为圆弧形状。但是，在曲率较大的情况下，定影带60无法追随导热部件64a的形状，由于在导热部件64a的中央部产生定影带60从导热部件64a浮起这种不良情况，因此，希望导热部件64a的曲率的范围是RlO 200。并且，为了良好地与定影带60的内表面滑动，也可以根据需要在导热部件64a的表面形成氟树脂层。图4是面状发热体64b的主视图。如图4所示，面状发热体64b在俯视视角中为矩形长方形的陶瓷等绝缘基板641上配置有由银 钯(AgPd)等构成的多个电阻发热体642。作为绝缘基板641的材料，只要在耐热性、热传导性方面优异、且具备电绝缘性等，则不特别限定，能够列举出铝、氮化铝等陶瓷材料。并且，也可以使用涂装有在耐热性方面优异、且具有电气绝缘性的玻璃材料等的不锈钢等金属材料等。在后述的实施例中，使用涂装有长度366mm、宽度15. 8mm、厚度0. 6mm的玻璃材料的不锈钢基板。在图4中，将电阻发热体642设为3根直线状的图案，且设置有分别连接各个电阻发热体642的一端以及另一端的共用的端部电极643，以及在该端部电极643之间使长边方向的电阻值稳定的导通部644。在绝缘基板641上，利用银 钯膏形成电阻发热体642的图案，利用银膏形成端部电极643以及导通部644的图案，之后利用烧制炉以规定的烧制条件进行烧制。在烧制后，作为绝缘保护层，通过利用玻璃材料等绝缘材料涂装电阻发热体642的表面而形成面状发热体64b。后述的实施例中的电阻发热体642以及导通部644的厚度分别为约10 y m的层，电阻发热体642的长度设为320mm。绝热部件64c是为了防止面状发热体64b的热量通过按压部件64d扩散而配置的部件。作为绝热部件64c，只要在耐热性、绝热性方面优异则不特别限定，可以使用发泡聚酰亚胺片材、芳族聚酰胺片材等。按压部件64d是为了经由绝热部件64c朝向导热部件64a侧按压面状发热体64b而配置的部件。优选按压部件64d为耐热性方面优异的硬质材料制，可以使用铝、硬质树脂材料等。加强部件64e是在使加热器单元64与定影带60压接时，防止加热器单元64弯曲的部件，并且，也是用于将面状发热体64b、绝热部件64c以及按压部件64d夹持在该加强部件64e与导热部件64a之间的部件。虽然加强部件64e只要是具有耐热性、且刚性高的部件则不特别限定，但优选铁等金属。如图3所示，在导热部件64a的上下凸缘加工多个的螺丝孔，通过利用螺丝对导热部件64a和加强部件64e进行紧固，由此使导热部件64a与加强部件64e结合在一起。由于在长边方向能够在多个位置进行结合，因此。能够防止导热部件64a的局部温度降低，并且，通过抑制导热部件64a的弯曲，能够防止朝向定影带60的按压力变得不均匀。热敏电阻65设置为在比加热器单元64压接于定影带60的位置更靠近旋转方向下游侧的位置、并且是比定影带60与加压辊62接触的位置更靠近上游侧的位置靠近定影带60,并且检测定影带60的温度。接下来，对定影部6的动作进行说明。定影部6基于由上述未图示的控制部进行的驱动以及温度控制而动作。控制部利用未图示的CPU (Central Processing Unit、中央处理装置)、存储有由CPU执行的控制程序的ROM (Read Only Memory)等构成。CPU从ROM读取驱动以及温度控制程序并执行，由此，控制部进行定影部6的驱动以及温度控制。控制部出发图像形成装置I因图像形成装置I的电源按钮被按压而形成电源接通的状态的情况、或者接受使图像形成装置I形成图像的图像形成指示的情况等，从而进行使定影部6升温的温度控制。在此，图像形成指示从设置在图像形成装置I的上表面的操作部，或者从与图像形成装置I连接的计算机等外部机器输入。控制部朝向未图示的电源部送出用于向加热器单元64、设置在定影辊61的内部的加热器68a、以及设置在加压辊62的内部的加热器68b供给电力的控制信号。通过利用接收来自控制部的控制信号的电源部向加热器单元64、加热器68a、68b供给电力，由此，力口热器单元64、加热器68a、68b分别发热，定影部6的温度上升。当控制部检测到由热敏电阻65检测的温度到达设定温度时，通过对从电源部朝向加热器单元64、加热器68a、68b的电力供给进行接通、断开控制等，由此，将由热敏电阻65检测的温度保持为设定温度。接下来，控制部利用驱动单元使加压辊62沿着箭头66a的方向进行旋转。伴随着加压辊62的旋转，定影带60、定影辊61以及张紧辊63进行从动旋转。在该状态下，载持未定影调色剂像的记录介质8从二次转印辊40 (参照图1)被输送到定影夹持部67。在记录介质8通过定影夹持部67时，构成调色剂像的调色剂被加热以及加压而定影在记录介质8，由此形成图像。另外，在为了降低消耗电力并且减少部件件数而采用不设置加热器68a、68b的结构的情况下，利用加热器单元64对定影带60进行加热，利用来自定影带60的导热间接地使定影辊61以及加压辊62升温。从向定影部6的加热器单元64、加热器68a、68b供给电力而开始升温动作直至热敏电阻65的温度到达设定温度所需要的时间(加热时间)取决于定影部6整体的热容量。一般来说，如果定影部6整体的热容量较大，则加热时间增长，相反，如果定影部6整体的热容量较小，则加热时间变短。如上所述，在将定影辊61、张紧辊63、加热器单元64收纳在定影带60环绕的轨道的内侧的结构中，为了将定影部6整体的热容量抑制地较小，只要将张紧辊63的直径设为小径，进而减小张紧辊63的热容量即可。但是，在将张紧辊63的直径设为小径的情况下，如果将张紧辊63设为中空(圆筒状)，则刚性不足，会因所施加的张力而产生弯曲。为了抑制在小径的张紧辊63产生的弯曲，需要增加芯轴63a的厚度，或者使该芯轴63a为实心轴。在增加芯轴63a的厚度，或者使该芯轴63为实心轴的情况下，张紧辊63的热容量会增大。因此，本发明通过设置绝热层63b，由此能够抑制从定影带60侧朝向张紧辊63侧传到热量，能够在短时间内使定影部6升温。由此，能够缩短加热时间，并且能够利用张紧辊63的小径化使定影部6小型化。关于张紧辊63的外径，在将张紧辊63的外径设为r，将定影辊61的外径设为R时，虽然通过使外径r比外径R小而至少能够使定影部6小型化，但进一步希望满足下述关系式。R ≤ 2/3 X R在外径r超过上述关系式的情况下，由于张紧辊63的外径r较大，因此，即便使芯轴63a的厚度减 薄，也能够使张紧辊63具有针对变形的足够的强度。由于通过减薄芯轴63a的厚度而能够相应地减小热容量，因此，虽然可以通过利用绝热层63b覆盖张紧辊63的表面来缩短加热时间，时间缩短的效果有限。在外径r满足上述关系式的情况下，如果不增加芯轴63a的厚度，或者不将芯轴63a设为实心，则无法使张紧辊63具有针对变形的足够的强度。由于可以通过增加芯轴63a的厚度而相应地增大张紧辊63的热容量，因此，因利用绝热层63b覆盖张紧辊63的表面而带来的加热时间的缩短效果增大。实施例关于改变张紧辊63时的加热时间的缩短效果，说明通过具体的实施例研究而得到的结果。使用实施例1、实施例2、比较例这三种作为实施例。首先，对在这三种实施例中共用的结构进行说明。定影带60具有包含基材层60a、弹性层60b以及分型层60c的三层结构，使用形成为外径50mm的圆筒形状的环带，特别是使用弹性层60b为JIS-A硬度5度的硅橡胶。定影棍61采用包含芯轴61a以及弹性层61b的结构，使用形成为外径30mm的圆筒形状的辊状部件。加压辊62采用包含芯轴62a、弹性层62b以及表面层62c的结构，使用外径30mm的辊状部件。作为面状发热体64b，加热器单元64使用涂装有长度366mm、宽度15. 8mm、厚度0. 6mm的玻璃材料的不锈钢基板，电阻发热体642以及导通部644的厚度分别是约10 ii m的层，电阻发热体642的长度设为320mm。定影带60、定影棍61、加压棍62以及加热器单元64在三种实施例中使用相同结构的部件。
接下来，对三种实施例中不同的结构进行说明。关于张紧辊63的辊径，在实施例I中设为外径12. 3mm(基于定影带60的张力，在安装于定影部6的状态下相当于外径12. Omm)，在实施例2中设为外径14. 0_，在比较例中设为外径12. 0_。此外，实施例1以及实施例2的张紧辊63采用具有芯轴63a以及绝热层63b (硅海绵)的结构，比较例采用仅具有芯轴63a (机械结构用碳钢钢管例如JIS-G-3445规格的STKM)的结构。加热结束的判断采用定影带60到达175°C的时刻。对三种实施例进行试验的结果不于图5以及图6。图5是表不加热时的温度变化的图表，图6是不出各个实施例的加热时间的图表。如图5所示，能够确认，与仅利用芯轴63a构成张紧辊63的比较例相比，利用芯轴63a以及绝热层63b构成张紧辊63的实施例1更快地升温，通过利用绝热层63b抑制在张紧辊63发生的热传导，定影带60在短时间内升温。并且，如图6所示，在实施例1和实施例2中能够确认，虽然张紧辊63的外径不同，但均具有绝热层63b，因此与不具有绝热层63b的比较例相比，能够缩短加热时间。调色剂的说明.以下，对在本实施方式所涉及的图像形成装置I中使用的双组分显影剂16y、16m、16c、16b进行详细说明。双组分显影剂16y、16m、16c、16b包含调色剂以及载体。调色剂利用包含粘结树脂、着色剂以及分型剂的调色剂粒子构成。粘结树脂可以使用在本领域常用的材料，能够列举出例如聚苯乙烯、苯乙烯的置换体均聚物、苯乙烯类共聚物、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚氨酯等。可以单独使用一种粘结树月旨，或者可以同时采用两种以上。在这些粘结树脂中，作为彩色调色剂用，从保存性以及耐老化性等方面来看，软化点为100 150°C，优选玻璃转移点为50 80°C的粘结树脂，特别优选在上述范围内具有软化点以及玻璃转移点的聚酯。聚酯在软化或者熔融状态下显示高透明度。在粘结树脂为聚酯的情况下，当利用后述的定影部6使重叠有黄色、品红色、蓝色以及黑色的调色剂像的多色调色剂像定影在记录介质8时，由于聚酯本身透明，因此能够利用减色混合得到足够的着色。可以使用一直以来在电子照相方式的图像形成技术中使用的调色剂用颜料、以及染料作为着色剂。作为调色剂颜料，能够列举出例如偶氮类颜料、苯并咪唑酮类颜料、喹吖啶酮类颜料、酞菁类颜料、异吲哚酮类颜料、异吲哚类颜料、二恶嗪类颜料、蒽醌类颜料、二萘嵌苯类颜料、紫环酮类颜料、硫靛类颜料、喹酞酮类颜料、金属络合物类颜料等有机类颜料、碳黑、氧化钛、钥红、铬黄、钛黄、氧化铬以及普鲁士蓝等无机类颜料，以及铝粉等金属粉末等。调色剂颜料可以单独使用一种，或者可以同时使用两种以上。可以使用例如蜡作为分型剂。蜡可以使用在本领域常用的材料，可以列举出例如聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、石蜡等。调色剂除了粘结树脂、着色剂以及分型剂之外，也可以包含一种或者两种以上带电控制剂、流动性提高剂、定影促进剂以及导电剂等一般的调色剂用添加剂。调色剂可以利用粉碎法、悬浮聚合法、乳化凝结法等公知的方法进行制造。在粉碎法中，通过将着色剂以及分型剂等与粘结树脂以熔融混合的方式粉碎而得到调色剂。在悬浮聚合法中，在使粘结树脂、着色剂以及分型剂等单体均匀地分散后，通过使这些单体重合而得到调色剂。在乳化凝结法中，利用凝结剂使粘结树脂、着色剂以及分型剂等凝结，通过对所得到的凝结物的微粒子进行加热而获得调色剂。虽然调色剂的体积平均颗粒直径不特别限定，但优选为2pm以上、7pm以下。并且，如上所述，由于在调色剂的体积平均颗粒直径较小的情况下，针对记录介质8的覆盖率增高，因此能够实现低附着量下的高画质化、以及调色剂消耗量的减少。在调色剂的体积平均颗粒直径未满2 Pm的情况下，调色剂的流动性降低，在进行显影动作时，由于调色剂的供给、搅拌以及带电不充分，因此担心产生供给至感光鼓11的调色剂量的不足、逆极性调色剂的增加等，无法得到高画质图像。如果调色剂的体积平均颗粒直径超过7 u m,则定影时无法软化至中心部分的大颗粒直径的调色剂粒子增多，因此，调色剂像对于记录介质8的定影性降低，并且图像的着色变差，特别是在向OHP片材定影的情况下，图像变暗。在本实施方式所涉及的图像形成装置I中使用的调色剂是玻璃转移点为60°C、软化点为120°C、体积平均颗粒直径为6iim的负带电性的绝缘性非磁性调色剂。使用该调色齐U，为了使基于X-Rite社制310的反射浓度测定值得到1. 4的图像浓度，在记录介质8的表面需要5g/m2的调色剂量。并且，调色剂包含玻璃转移点为60°C、软化点为120°C的作为粘结树脂的聚酯，作为着色剂，包含占调色剂全部重量的12 %的各个颜色的颜料，作为分型剂，包含占调色剂全部重量的7%的玻璃转移点为50°C、软化点为70°C的低分子聚乙烯蜡。作为分型剂是用于该调色剂的低分子聚乙烯蜡是玻璃转移点以及软化点比作为粘结树脂而使用的聚酯低的腊。可以使用具有磁性的粒子作为载体。作为具有磁性的粒子，可以列举出例如铁、纯铁以及磁铁等金属、上述金属与铝或者铅等金属的合金等。其中，优选纯铁。并且，也可以使用在具有磁性的粒子覆盖有树脂的树脂覆盖载体、或者在树脂中使具有磁性的粒子分散的树脂分散型载体等作为载体。虽然覆盖具有磁性的粒子的树脂不特别限定，但能够举出例如烯类树脂、苯乙烯类树脂、苯乙烯丙烯酸类树脂、硅类树脂、酯类树脂、含氟聚合体类树脂等。并且，虽然在树脂分散型载体中使用的树脂不特别限定，但可以举出例如苯丙树脂，聚酯树脂，氟类树脂以及酚树脂等。虽然载体的体积平均颗粒直径不特别限定，但如果考虑到高画质，优选为30 y m以上、50iim以下。此外，优选载体的电阻率为108 Q .cm以上，进一步优选为1012 Q cm以上。载体的电阻率是在将载体装入具有0.50cm2的截面积的容器并扣紧之后，利用重锤对装在容器内的载体施加lkg/cm2的载荷，通过读取在重锤与底面电极之间施加产生1000V/cm的电场的电压时的电流值而得到的值。如果载体的电阻率较低，则在对显影套筒17y施加偏压电压的情况下向载体注入电荷，从而载体粒子不易附着于感光鼓lly。并且，容易发生偏压电压的击穿。优选载体的磁化强度(最大磁化)大于10emu/g、小于60emu/g,进一步优选为大于15emu/g、小于40emu/g。磁化强度虽然也与显影套筒17y的磁通量密度有关，但在显影套筒17y的一般的磁通量密度的条件下，如果磁化强度没达到l0emu/g，则磁束缚力不发挥作用，担心这成为载体飞散的原因。并且，当磁化强度超过60emu/g时，则在载体的穗立过高的非接触显影中，难以与保持感光鼓Ily保持非接触状态。并且，在接触显影中，担心容易在调色剂像出现刷痕。优选载体的形状为球形或者扁平形状。并且，双组分显影剂16y、16m、16c、16b中的调色剂与载体的混合比例不特别限定，只要根据调色剂以及载体的种类适当地选择即可。此外，除了上述实施方式之外，本发明还具有各种变形例。应当认为这些变形例不属于本发明的范围。在发明中，应当包含与权利要求范围等同的含义、以及上述范围内的全部变形。
权利要求
1.一种定影装置， 该定影装置具备定影辊；张紧辊，该张紧辊配置为与该定影辊平行；环状的定影帯，该定影带架设于所述定影辊以及所述张紧辊；加热器，该加热器对该定影带进行加热；以及加压辊，该加压辊经由所述定影带而压接于所述定影辊，该定影装置利用所述定影带以及所述加压辊ー边夹持ー边输送载持有基于显影剂的图像的片材，由此使图像定影到所述片材上， 所述定影装置的特征在干， 所述加热器配置为压接于所述定影帯， 所述张紧辊在与所述定影带接触的外周配置有绝热部件。
2.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在干， 所述张紧辊的外径小于所述定影辊的外径。
3.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在干， 所述加热器配置在所述定影带所环绕的轨道的内側。
4.根据权利要求3所述的定影装置，其特征在干， 所述加热器具有发热体以及导热部件，该导热部件朝向所述定影带传递来自该发热体的热量，该导热部件与所述定影带接触的表面形成为圆弧面。
5.根据权利要求4所述的定影装置，其特征在干， 在所述导热部件的表面形成有氟树脂层。
6.根据权利要求1所述的定影装置，其特征在干， 配置于所述张紧辊的所述绝热部件由多孔材料形成。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的定影装置，其特征在干， 所述定影装置还具备 检测器，该检测器检测所述定影带的温度；以及 控制部，该控制部基于由该检测器检测的检测结果来控制向所述加热器供给的电力，以使得所述定影带达到设定温度。
8.根据权利要求1 6中任一项所述的定影装置，其特征在干， 所述定影装置具备对所述加压辊进行加热的加热器。
9.根据权利要求1 6中任一项所述的定影装置，其特征在干， 所述定影装置具备对所述定影辊进行加热的加热器。
10.一种图像形成装置，其特征在干， 所述图像形成装置具备 转印部，该转印部基于所获得的图像数据将基于显影剂的图像转印到片材上；以及 权利要求1 9中任一项所述的定影装置， 该图像形成装置通过利用该定影装置使图像定影来进行图像形成。
全文摘要
本发明提供定影装置以及图像形成装置。定影部构成为具备定影辊、张紧辊、张紧架设于定影辊以及张紧辊的环状的定影带、对定影带进行加热的加热器单元、以及经由定影带而压接于定影辊的加压辊。加热器单元配置为压接于定影带，张紧辊在与定影带接触的外周配置有绝热层。
文档编号G03G15/20GK103034101SQ201210361450
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月25日 优先权日2011年10月6日
发明者向井崇 申请人:夏普株式会社