定影装置制造方法
【专利摘要】在本发明的一方面，一种在夹持部输送记录材料时加热具有调色剂图像的所述记录材料以实现将所述调色剂图像定影到所述记录材料上的定影装置，所述定影装置包括具有通过通电而发热的发热层的筒状带以及用于给所述发热层供电的触头。所述触头与所述带的沿着带母线方向的端部的外表面和内表面之一接触。导电层沿着所述带的旋转方向被设置在与所述发热层的存在触头的表面相背的发热层表面上。
【专利说明】定影装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种要安装在电子照相成像装置例如复印机或打印机中的定影装置。【背景技术】
[0002]作为成像装置例如复印机或激光打印机的定影装置，专利文献I公开了一种定影装置，所述定影装置使用了一种通过向设置在带上的发热层供电并促使带自身发热而实现将记录材料上的调色剂图像定影到记录材料上的方法。使用这种方法的定影装置在定影装置电接通后的短时间内就达到能够执行定影的状态并且具有加速启动的优点。
[0003]使用具有发热层的带的定影装置的问题将参照图12A和图12B进行介绍。在图12A中，用于通电的电极5a和5b沿着垂直于带I旋转方向的方向接触带I的两端部，并且带I由交流电源V经由电极5a和5b通电从而发热。在此情况下，流动的电流的电流密度在连接电极5a和5b的直线区域中达到最高值，并且发热量也在相同的区域中达到最高值。因此，发热量在连接电极5a和5b的直线区域中变大且在与连接电极5a和5b的直线区域远离的区域中变小，并且结果是沿着带I的旋转方向不均匀地发热。
[0004]为了消除沿着带I的旋转方向的发热不均匀，例如图12B所示，导电层4a和4b被设置在带I的两端部以使电流贯穿带I流过。专利文献I公开了一种构造，其中导电层被设置在带的最外层的两端部且沿着带的旋转方向顺着最外层延伸，并且其中供电辊或电极刷被布置为与导电层接触以向导电层供电。具备这样的构造使电流能够均匀地贯穿带I流过，并且结果是能够消除沿着带I旋转方向的发热不均匀。
[0005]但是，由于导电层是通过向带涂布或粘接导电油墨、导电胶、金属箔、金属网等而形成，因此如果导电层在与电极部接触时滑动，那么导电层有时就会随着长期使用而被刮伤。这会导致发热不均匀，并且因此存在无法长时间地抑制发热不均匀的问题。
[0006]引用文献列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利公开特许公报JP2007-272223
【发明内容】
[0009]本发明提供了一种定影装置，所述定影装置通过给带通电促使带发热并且长时间地抑制沿着带的旋转方向发热不均匀。
[0010]在本发明的第一方面，一种在夹持部处输送承载调色剂图像的记录材料的同时将调色剂图像定影到所述记录材料上的定影装置，所述定影装置包括:筒状带，所述筒状带包括通过通电而发热的发热层；以及用于给所述发热层供电的触头，所述触头与所述带的沿着带母线方向的端部的外表面和内表面之一接触，其中导电层沿着所述带的旋转方向被设置在与所述发热层的存在所述触头的表面相背的发热层表面上。
[0011]在本发明的第二方面，一种在夹持部处输送承载调色剂图像的记录材料的同时将调色剂图像定影到所述记录材料上的定影装置，所述定影装置包括:筒状带，所述筒状带具有通过通电而发热的发热层；以及通过与所述带接触而给所述发热层供电的触头，其中所述带包括被设置为跨所述发热层与所述触头相背的导电层。
[0012]在本发明的第三方面，一种在定影装置中使用的筒状带，所述定影装置在夹持部处输送承载调色剂图像的记录材料的同时将调色剂图像定影到所述记录材料上，所述带包括:通过通电而发热的发热层；以及沿着所述带的旋转方向设置在与所述带上跟触头接触的接触部相背的发热层表面上用于给所述发热层供电的导电层。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1A是根据第一实施例的定影装置沿着与垂直于带旋转方向的方向正交的平面的截面图。
[0014]图1B是示出了定影装置沿着垂直于带旋转方向的方向的构造的示意图。
[0015]图2是图1B中由虚线示出的部分的截面图。
[0016]图3是示出了根据第一实施例的一种变型的定影装置沿着垂直于带旋转方向的方向的构造的示意图。
[0017]图4是图3中由虚线示出的部分的截面图。
[0018]图5A是示出了根据第二实施例的定影装置沿着垂直于带旋转方向的方向的构造的示意图。
[0019]图5B是根据第二实施例的凸缘的示意图。
[0020]图6是图5A中由虚线示出的部分的截面图。
[0021]图7是示出了根据第三实施例的定影装置沿着垂直于带旋转方向的方向的构造的示意图。
[0022]图8是图7中由虚线示出的部分的截面图。
[0023]图9是示出了根据第四实施例的定影装置沿着垂直于带旋转方向的方向的构造的示意图。
[0024]图10是图9中由虚线示出的部分的截面图。
[0025]图11是根据第四实施例的供电部和设置在带上的弹性层的截面图。
[0026]图12A是示出了沿着垂直于带旋转方向的方向的使用带的定影装置的构造的示意图，所述带具有现有技术中的发热层。
[0027]图12B是示出了沿着垂直于带旋转方向的方向的使用带的定影装置的构造的示意图，所述带具有现有技术中的发热层。
【具体实施方式】
[0028]第一实施例
[0029]将参照图1A和图1B介绍根据第一实施例的定影装置的构造。图1A是定影装置沿着与垂直于筒状带I旋转方向的方向正交的平面的截面图。图1B是示出了定影装置沿着垂直于带I旋转方向的方向的构造的示意图。要注意的是，垂直于带I旋转方向的方向与带I的母线方向相同。
[0030]根据第一实施例的使用使带发热的方法的定影装置包括筒状带1、保持带I的带引导部件2以及用作配合带I形成夹持部N的加压部件的加压辊3。[0031]从图1A的右侧看，具有调色剂图像T的记录材料P在处于夹持部N处被输送的同时被加热，并且调色剂图像T被定影到记录材料P上。
[0032]带I具有作为基层的发热层10并且具有由基层、中间层(未示出)和覆盖层11构成的三层构造。发热层10是通过通电发热的层并且还具有例如为带I提供抗扭强度和平滑性的机械性质。发热层10通过在树脂例如聚酰亚胺中散布导电填料例如碳而形成。发热层10的电阻被调节使得发热层10通过由交流电源通电而发热。中间层(未示出)用作将覆盖层11和发热层10粘接在一起的粘合剂。在第一实施例中，覆盖层11被用作表面层。因此，覆盖层11由具有良好离型性的PFA(全氟烷氧基树脂)或PTFE(聚四氟乙烯树脂)制成。中间层(未示出)和覆盖层11在带I的沿着垂直于带I旋转方向的方向的两个端部处不存在，并且发热层10被暴露以使得能够从发热层10的外表面给发热层10供电。
[0033]带引导部件2由耐热树脂例如液晶聚合物、PPS (聚苯硫醚树脂)或PEEK (聚醚醚酮)制成。带引导部件2沿着垂直于带I旋转方向的方向的两个端部与由装置框架保持的加强撑条7接合。另外，加强撑条7沿着垂直于带I旋转方向的方向的两个端部由推压单元(未示出)推压以在带I处于带引导部件2和加压辊3之间的状态下将带引导部件2压向加压辊3。加强撑条7由刚性材料例如铁、不锈钢或镀锌钢板制成，目的是为了将在加强撑条7的两个端部处接收的推压压力沿着垂直于带I旋转方向的方向均匀地传送至带引导部件2。此外，加强撑条7具有能够获得大几何惯性矩的截面形状(U形)，由此具有高抗弯刚性。
[0034]通过以这种方式抑制带引导部件2的挠曲，夹持部N沿着带I旋转方向的宽度(图1A中a和b之间的距离)在垂直于带I旋转方向的方向上基本一致。温度检测部件6被设置在带引导部件2上并与带I的内面接触。发热层10的通电被控制为使得由温度检测部件6检测到的温度变成能够将调色剂图像T定影到记录材料P上的目标温度。
[0035]在第一实施例中，液晶聚合物被用作带引导部件2的材料，并且镀锌钢板被用作加强撑条7的材料。施加至加压辊3的压力是160N，并且在此情况下，夹持部N沿着带I旋转方向的宽度(图1A中a和b之间的距离)是6mm。
[0036]加压辊3包括例如由铁或铝等材料制成的芯棒31、例如由硅橡胶等材料制成的弹性层32以及例如由PFA等材料制成的离型层33。加压辊3的硬度在Ikgf的负荷下用AskerC硬度计测量时可以在40度至70度的范围内，目的是为了允许夹持部N提供令人满意的定影性能和获得令人满意的耐久性。
[0037]在第一实施例中，具有3.5mm厚度的娃橡胶层被形成在具有Ilmm外径的铁芯棒上，并且硅橡胶层被具有40微米厚度的绝缘PFA管覆盖。加压辊3的硬度是56度，并且其外径是18mm。弹性层和离型层沿着垂直于带I旋转方向的方向的长度是226mm。
[0038]如图1B所示，连接至交流电源V的交流电缆8被连接至触头5。触头5与发热层10的外表面的暴露部分接触。细金丝束等构成的刷、板状弹簧、垫片等被用作每一个触头5。
[0039]下面将详细介绍第一实施例的特征构造。发热层10由聚酰亚胺树脂制成并且具有50微米的厚度、18mm的外径以及沿着垂直于带I旋转方向的方向的240mm的长度。碳黑作为导电填料被散布在形成发热层10的聚酰亚胺树脂中。另外，覆盖层11被设置在发热层10的外表面上。由于覆盖层11在第一实施例中被用作离型层，因此覆盖层11由PFA制成并且具有15微米的厚度。
[0040]发热层10在带I两端部的每一个暴露部分沿着垂直于带I旋转方向的方向具有IOmm的长度。另外，导电层4被设置在发热层10的暴露部分的背面(发热层10的与发热层10和触头5接触的面相背的面)上的两端部，长度为12mm。导电层4通过沿着带I的旋转方向用银膏涂覆整个端部而形成。每一个导电层4的表面电阻都小于发热层10的表面电阻。
[0041]沿着垂直于带I旋转方向的方向在带I上的触头5之间(长度为240mm)的实际电阻是20欧姆，并且每一个触头5和对应的一个导电层4之间沿着带I厚度方向的实际电阻是1.8欧姆。
[0042]要注意的是，在未形成导电层4时，沿着垂直于带I旋转方向的方向在带I上的触头5之间的实际电阻是42欧姆，并且因此发现电流很容易沿着带I的旋转方向从触头5经由导电层4流至发热层10。
[0043]为了使导电层4和发热层10易于粘接在一起，在导电层4和发热层10之间可以设置导电的中间层(未示出)。
[0044]碳极尖和不锈钢制成的板状弹簧被用于形成每一个触头5。碳极尖通过板状弹簧的推压压力被压靠发热层10的外表面的暴露部分。
[0045]要注意的是，上述构造应基于交流电源的电压是100V的设定。
[0046]接下来，图2示出了图1B中由虚线示出的部分的截面图。在第一实施例中，在带I的端部处，带I上要与触头5 (碳极尖)接触的区域的至少一部分沿带I的母线方向与导电层4重叠。带I上要与触头5接触的区域是接触部。
[0047]下面将介绍第一实施例的有利效果。沿着带I旋转方向的发热不均匀能够因为导电层4被设置在发热层10的两端部并且沿着带I旋转方向顺着发热层10延伸而得到抑制。因此，电流沿着发热层10的厚度方向从触头5流至导电层4并随后流至发热层10。由此电流也倾向于沿着带I的旋转方向均匀地流动。此外，由于在触头5和导电层4之间没有滑动接触，导电层4不会被刮伤，因此即使是长期使用定影装置也能够抑制带I沿着带I旋转方向的发热不均匀。
[0048]作为第一实施例的一种变型，如图3和图4所示，由聚酰亚胺树脂制成的基层12可以被形成在根据第一实施例的带I的发热层10的内表面上。由于首先要重视机械性质例如抗扭强度和平滑性，只有少量的导电填料被加入基层12。因此，在触头5通电时，基层12的表面电阻是每平方几千欧，这是很高的数值，并且因为电流无法流至基层12，所以基层12将不会发热。基层12的厚度是60微米。由于形成在发热层10的内表面上的导电层4被基层12覆盖，因此导电层4在与位于带I内表面上的任何部件接触时都不会滑动。
[0049]以上的内容导致上述变型具有如下有利效果的事实:变型中的带I与根据第一实施例的带I相比具有更好的机械性质，并且导电层4更不容易被刮伤。
[0050]第二实施例
[0051]将参照图5A和图5B介绍根据第二实施例的定影装置的构造。与第一实施例相同的构造说明将被省略。
[0052]将介绍第二实施例的构造特征。图5A是示出了定影装置沿着垂直于带I旋转方向的方向的构造的示意图。图5B是用于控制带I沿着垂直于带I旋转方向的方向的运动的凸缘9之一的示意图。图6示出了图5A中由虚线示出的部分的截面图。
[0053]如图5B所示，用作触头5的不锈钢板被设置在凸缘9的与带I内表面滑动接触的面上。从交流电源V通过交流电缆8向不锈钢板施加交流电压。如图6所示，每一个触头5都通过与发热层10沿着垂直于带I旋转方向的方向的对应端部的内表面接触而向发热层10供电。
[0054]导电层4在带I沿着垂直于带I旋转方向的方向的两端部被形成在带I的外表面上。电流沿着发热层10的厚度方向从触头5流至导电层4并随后流至发热层10。
[0055]在第二实施例中，覆盖层11沿着垂直于带I旋转方向的方向被设置在导电层4之间内部的部分上。覆盖层11通过使用PFA的涂覆处理形成并且具有约15微米的厚度。加压辊3的橡胶层沿着垂直于带I旋转方向的方向的端面之一位于图6中由虚线示出的位置。由于导电层4被形成在加压辊3沿着垂直于带I旋转方向的方向的端面的外侧，因此在与加压辊3或任何其他部件接触时导电层4不会滑动。
[0056]除了第一实施例的有利效果之外，在第二实施例中，通过在凸缘9上设置触头5，供电部即可被设置在更小的空间中。
[0057]第三实施例
[0058]将参照图7和图8介绍根据第三实施例的定影装置的构造。与第一实施例和第二实施例相同的构造说明将被省略。
[0059]图7是示出了定影装置沿着垂直于带I旋转方向的方向的构造的示意图。图8是图7中由虚线示出的部分的截面图。
[0060]第三实施例中的构造除了下述内容以外均与第二实施例相同。如图8所示，与第二实施例的区别在于设置在发热层10的外表面上的导电层4被覆盖层11覆盖。覆盖层11通过使用PFA的涂覆处理形成并且具有约15微米的厚度。覆盖层11被用作离型层。
[0061]由于导电层4被覆盖层11覆盖，即使在与加压辊3接触的情况下，导电层4也更不容易被刮伤。因此，第三实施例具有的优点是带I沿着垂直于带I旋转方向的方向的长度与第二实施例相比可以更短。
[0062]要注意的是，覆盖层11不必是离型层，只要其覆盖导电层4即可。离型层可以被设置在覆盖层11的外表面上。
[0063]在第三实施例中，加压辊3的橡胶层沿着垂直于带I旋转方向的方向的端面之一位于图8中由虚线示出的位置，并且带I的长度变成比第二实施例中短10mm。除了第二实施例的有利效果之外，第三实施例还具有定影装置能够进一步减小尺寸的优点。
[0064]第四实施例
[0065]将参照图9和图10介绍根据第四实施例的定影装置的构造。与第一至第三实施例相同的构造说明将被省略。
[0066]图9是示出了定影装置沿着垂直于带I旋转方向的方向的构造的示意图。图10是图9中由虚线示出的部分的截面图。
[0067]第四实施例中的构造除了下述内容以外均与第三实施例相同。与第三实施例的区别在于触头5被设置在夹持部沿着垂直于带I旋转方向的方向的两端部。
[0068]在第四实施例中，不锈钢制成的金属板被用作触头5。交流电缆8被连接至厚度均为Imm的不锈钢金属板，并且从交流电源V向不锈钢金属板施加交流电压以使不锈钢金属板向发热层10供电。触头5压靠加压辊3的橡胶层且带I处在触头5和加压辊3之间。每一个触头5沿着垂直于带I母线方向的方向具有5mm的宽度。另外，每一个触头5在夹持部沿着带I母线方向的对应端部被夹持5mm。
[0069]与第一实施例中从带I的外表面给发热层10供电的构造以及第二和第三实施例中通过设置在凸缘9的部分上的触头5从带I的内表面给发热层10供电的构造相比，在第四实施例的构造中，触头5和发热层10之间的接触面积的变化更小。因此，供电部中的电流密度变得充分并且能够抑制过度发热。
[0070]要注意的是，在第一至第四实施例中，只要触头在带的两端部处与带的外表面和内表面之一接触，并且只要导电层至少被形成在与发热层的存在触头的表面相背的发热层表面上，那就可以获得本发明的有利效果。因此，导电层可以被形成在发热层的外表面和内表面上。这是因为在发热层的两个表面上都有导电层时，即使与触头接触的导电层由于与触头滑动接触而被刮伤，形成在与发热层的存在触头的表面相背的发热层表面上的导电层也不会被刮伤，并且因此维持了抑制发热不均匀的效果。
[0071]在形成彩色图像的成像装置中，在带上设置弹性层提供了良好的纸张跟随能力并且防止光泽不均，由此得到图像质量的改善。
[0072]尽管在第一至第四实施例中示出了带的发热层被覆盖层覆盖的构造，但是弹性层可以被内置在发热层和覆盖层之间。图11示出了根据第四实施例的构造的供电部以及设置在带I上的弹性层13的截面图。作为弹性层13，硅橡胶被施加至150微米的厚度。有时可以设有中间层(未示出)，每一个中间层用作发热层10和弹性层13之间以及弹性层13和覆盖层11之间的粘合剂。即使带I在第四实施例中具有如图11所示的这种构造，也能够获得第四实施例的有利效果。显而易见的是，第一至第三实施例的构造也可以包括如第四实施例中所示的弹性层13。
[0073]尽管已经参照示范性实施例介绍了本发明，但是应该理解本发明并不局限于公开的示范性实施例。所附权利要求的保护范围应该与最广义的解读相符从而涵盖所有这样的修改以及等价构造和功能。
[0074]本申请要求2011年11月4日提交的申请号为2011-242512的日本专利申请的权益，因此通过引用将其全文并入本文。
【权利要求】
1.一种在夹持部处输送承载调色剂图像的记录材料的同时将调色剂图像定影到所述记录材料上的定影装置，所述定影装置包括: 筒状带，所述筒状带包括通过通电而发热的发热层；以及 用于给所述发热层供电的触头，所述触头与所述带的沿着带母线方向的端部的外表面和内表面之一接触， 其中导电层沿着所述带的旋转方向被设置在与所述发热层的存在所述触头的表面相背的发热层表面上。
2.如权利要求1所述的定影装置，其中所述带上与所述触头接触的区域的至少一部分沿着所述带的母线方向与所述导电层重叠。
3.如权利要求1所述的定影装置，其中所述导电层的表面电阻小于所述发热层的表面电阻。
4.如权利要求1所述的定影装置，其中所述触头与所述带的内表面接触，并且其中所述导电层被设置在所述发热层的外表面上。
5.如权利要求4所述的定影装置，其中覆盖所述导电层的外表面的覆盖层被设置在所述导电层的外表面上。
6.如权利要求1所述的定影装置，其中所述触头与所述带的外表面接触，并且其中所述导电层被设置在所述发热层的内表面上。
7.如权利要求6所述的定影装置，其中覆盖所述导电层的内表面的覆盖层被设置在所述导电层的内表面上。
8.如权利要求1所述的定影装置，进一步包括: 与所述带的内表面接触的夹持部形成部件；以及 经由所述带与所述夹持部形成部件共同形成夹持部的加压部件。
9.一种在夹持部处输送承载调色剂图像的记录材料的同时将调色剂图像定影到所述记录材料上的定影装置，所述定影装置包括: 筒状带，所述筒状带具有通过通电而发热的发热层；以及 通过与所述带接触而给所述发热层供电的触头， 其中所述带包括被设置为跨所述发热层与所述触头相背的导电层。
10.如权利要求9所述的定影装置，其中所述导电层的表面电阻小于所述发热层的表面电阻。
11.如权利要求9所述的定影装置，其中所述导电层沿着所述带的旋转方向被设置在所述带的沿着带母线方向的端部。
12.如权利要求9所述的定影装置，进一步包括: 与所述带的内表面接触的夹持部形成部件；以及 经由所述带与所述夹持部形成部件共同形成夹持部的加压部件。
13.—种在定影装置中使用的筒状带，所述定影装置在夹持部处输送承载调色剂图像的记录材料的同时将调色剂图像定影到所述记录材料上，所述带包括: 通过通电而发热的发热层；以及 沿着所述带的旋转方向设置在与所述带上跟触头接触的接触部相背的发热层表面上用于给所述发热层供电的导电层。
14.如权利要求13所述的带，其中所述接触部处在所述带的内表面上，并且其中所述导电层被设置在所述发热层的外表面上。
15.如权利要求14所述的带,进一步包括: 覆盖所述导电层的外表面的覆盖层。
【文档编号】G03G15/20GK103917923SQ201280053972
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年11月2日 优先权日:2011年11月4日
【发明者】楢原隆史, 今泉彻, 渡边贵章, 铃见雅彦, 道田一洋, 三谷隆德, 高畑和明 申请人:佳能株式会社