定影装置以及具有该定影装置的图像形成装置的制作方法

本发明涉及一种使调色剂图像定影在片材上的定影装置以及具有该定影装置的图像形成装置。

背景技术：

电子照相方式的图像形成装置具有定影装置，该定影装置使转印在纸张等片材上的调色剂图像定影。

例如，已知这样一种定影装置，具有：加热体，其设置于圆筒形的耐热性薄膜的内部；和加压辊，其隔着薄膜而压接于加热体。该定影装置的加压辊通过轴承机构和施力机构而以规定的按压力压接于薄膜。另外，该定影装置的加压辊通过在内芯的外周面层叠海绵层而构成。

当上述的定影装置被驱动时,薄膜被加热体加热。来自加热体的热经由薄膜而使加压辊的温度上升。随着该温度上升而海绵层所包含的空气膨胀，因此，加压辊的外径变大。因此，薄膜的旋转中心与加压辊的旋转中心之间的间隔(以下，称为“距离”。)变长(扩大)。另一方面，例如，当定影装置(加热体)被停止时，加压辊的温度随着时间的经过而下降。这样，海绵层所包含的空气压缩，加压辊的外径变小。因此，间距变短(变窄)。当在间距变窄的状态下，施力机构继续将加压辊向薄膜侧按压时，内芯的表面的一部分产生大的应力。这样，存在海绵层从内芯剥离的情况。

本发明为了解决上述问题，提供一种能够抑制定影部件与加压部件的间距缩短的定影装置和具有该定影装置的图像形成装置。

技术实现要素：

本发明的定影装置具有：定影部件，其被热源加热；加压部件，其与所述定影部件之间形成定影夹持部；定影框架，其支承所述定影部件，并且该定影部件可转动；支承部件，其包括支承所述加压部件的轴承部，并且该加压部件可转动；和施力部件，其将所述支承部件向使所述加压部件压接于所述定影部件的按压方向施力。并且，所述支承部件还包括：支点部，其从所述轴承部向一方远离而设置，以可转动的方式与所述定影框架卡合；和抵接部，其隔着所述轴承部而设置在与所述支点部相反的一侧，所述定影框架包括限制部，该限制部与所述抵接部抵接而限制所述支承部件向所述按压方向转动。

通过之后的详细说明，本发明的目的、特征、优点变得更加明显。在详细说明中，参照附图，在附图中通过实施例而示出本发明的优选的具体例。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的打印机的内部结构的剖视示意图。

图2是表示本发明的一个实施方式所涉及的打印机的后部的剖视图。

图3是表示本发明的一个实施方式所涉及的定影装置的一部分的立体图。

图4是表示本发明的一个实施方式所涉及的定影装置(电源为on的状态)的剖视图。

图5是表示本发明的一个实施方式所涉及的定影装置(待机状态)的剖视图。

图6是表示本发明的一个实施方式所涉及的定影装置(加热时)的剖视图。

图7是表示本发明的一个实施方式所涉及的定影装置的按压臂的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的优选的实施方式进行说明。另外，下面，以各图所示的方向为基准进行说明。

参照图1，对作为本实施方式所涉及的图像形成装置的打印机1进行说明。图1是表示打印机1的内部结构的剖视示意图。另外，在下面的说明中，“上游”、“下游”及其类似的术语是指片材s的输送方向上的“上游”、“下游”及其类似的概念。

打印机1具有装置主体2、供纸盒3和排纸托盘4。供纸盒3设置于装置主体2的下部，收装有单张的片材s(的堆叠)。排纸托盘4设置于装置主体2的上表面。

另外，打印机1具有供纸部10、图像形成部11、定影装置12和排纸部13。供纸部10设置于从供纸盒3延伸到排纸托盘4的输送路径15的上游端部。供纸部10将供纸盒3内的片材s逐张地向输送路径15送出。图像形成部11设置于输送路径15的中间部，定影装置12设置于比图像形成部11更靠输送路径15的下游侧的位置。排纸部13设置于输送路径15的下游端部。

图像形成部11包括鼓单元21，该鼓单元21使用从调色剂盒20供给的黑色的调色剂(显影剂)形成调色剂图像。鼓单元21使被光扫描装置22曝光而形成的静电潜像显影为调色剂图像。图像形成部11(鼓单元21)将调色剂图像转印于在输送路径15内输送的片材s。定影装置12使调色剂图像定影于片材s。形成有图像的片材s通过排纸部13向排纸托盘4排出。

接着，参照图2和图7，对定影装置12进行说明。图2是表示打印机1的后部的剖视图。图3是表示定影装置12的一部分的立体图。图4是表示定影装置12(电源为on的状态)的剖视图。图5是表示定影装置12(待机状态)的剖视图。图6是表示定影装置12(加热时)的剖视图。图7是表示定影装置12的按压臂37的侧视图。

如图2和图3所示，定影装置12包括定影框架30、支承框架31、定影辊32、加压辊33、定影电机34、加热器35和压力变更部36。

定影框架30形成为左右方向长的大致箱形。定影框架30固定于装置主体2的内部。在定影框架30上形成有与内部连通的搬入口30a和搬出口30b。搬入口30a和搬出口30b分别构成输送路径15的一部分。另外，细节之后进行叙述，支承框架31以可转动的方式设置在定影框架30的内部。

作为定影部件的定影辊32形成为左右方向长的圆筒形。定影辊32以可旋转的方式支承于定影框架30的内部。定影辊32以在金属制(铝合金、不锈钢、铁等)的芯材32a的外周面层叠脱模层32b(氟树脂等)的状态而构成。

作为加压部件的加压辊33形成为左右方向长的圆筒形。加压辊33以可旋转的方式支承于支承框架31(参照图4)。加压辊33压接定影辊32而设置。在定影辊32和加压辊33之间形成定影夹持部n。加压辊33以在金属制(铝合金、不锈钢、铁等)芯材33a的外周面(表面)接合可弹性变形的海绵层33b的状态而构成。作为多孔材料的海绵层33b例如为硅橡胶制海绵，包括微细的多个空洞(空气)。另外，加压辊33也可以具有覆盖海绵层33b的脱模层(氟树脂)。

如图2所示，定影电机34通过齿轮组(未图示)而连接于定影辊32。定影电机34驱动定影辊32围绕轴旋转。加压辊33从动于定影辊32而向与定影辊32相反的方向旋转。作为热源的加热器35例如为卤素加热器或陶瓷加热器等。加热器35设置于定影辊32的内部。加热器35对定影辊32进行加热。加压辊33通过被加热器35加热后的定影辊32加热。另外，定影电机34和加热器35分别被控制装置(未图示)驱动控制。

定影装置12对通过定影夹持部n的片材s加压且加热，使调色剂图像定影在片材s的表面(定影处理)。详细而言，片材s从搬入口30a进入定影框架30内，使调色剂图像的转印面朝向定影辊32而通过定影夹持部n。转印面上的调色剂被加压，并且熔解而定影在片材s上。并且，片材s从搬出口30b退出到定影框架30外。另外，在下面的说明中，将加热器35工作的状态称为“加热状态(加热时)”，将加热器35停止(各辊32、33冷却)的状态称为“冷却状态(冷却时)”。

在此，参照图4，对作为支承部件的支承框架31进行说明。支承框架31包括架设在左右一对按压臂37之间的连接框架(未图示)。另外，在图4至图6中，只示出了左侧的按压臂37。下面，主要对左侧的按压臂37进行说明。

按压臂37从侧面来观察，形成为大致u字形。详细而言，按压臂37形成为，与后侧相比，使前侧向上方延伸的大致字母u形。按压臂37的大部分被配置在定影框架30的内部。按压臂37的前端部从定影框架30的前表面露出。

按压臂37包括轴承部40、支点部41和抵接部42。

轴承部40形成于按压臂37的前后方向的中间部。轴承部40形成为从侧面来观察，上方敞开的凹部。在轴承部40上固定有轴承43，使加压辊33的芯材33a的轴向端部与轴承43嵌合。轴承部40通过轴承43来支承加压辊33，并且该加压辊33可转动。

支点部41形成于按压臂37的后端部(一端部)。即，支点部41从轴承部40向后方(一方)远离而设置。支点部41形成为，从侧面来观察，下方开放的大致半圆形的凹部。支点部41与形成于定影框架30的支点卡合部44嵌合，并且支点部41能够滑动。即，支点部41以能够转动的状态与定影框架30卡合。支点卡合部44以与支点部41对应的方式形成为大致半圆形的突起。支点部41和支点卡合部44被配置在定影夹持部n的下方。

抵接部42形成于按压臂37的前端部(另一端部)。即，抵接部42隔着轴承部40而形成在与支点部41相反的一侧。抵接部42被配置在定影夹持部n的上方。如图3所示，抵接部42从形成于定影框架30的前表面的缝隙45露出到外部。缝隙45隔着搬入口30a而形成在定影框架30的前表面的左右两侧。左右一对缝隙45分别从下侧向上侧切入。当按压臂37以支点部41为中心沿上下方向转动时，抵接部42沿缝隙45在上下方向上移动(转动)(参照图4和图5)。

接着，参照图4和图5，对压力变更部36进行说明。压力变更部36包括左右一对滑动承受部50、左右一对螺旋弹簧51、左右一对按压凸轮52和凸轮电机53。另外，在图4和图5中，只示出压力变更部36的左侧的各结构。

各滑动承受部50形成为沿上下方向延伸的大致圆筒形。左右一对滑动承受部50分别设置在定影框架30的后下部，并且能够沿上下方向滑动。

作为施力部件的各螺旋弹簧51架设在按压臂37和滑动承受部50之间。各螺旋弹簧51的上端部与嵌合突起42a嵌合，该嵌合突起42a突出设置于抵接部42的下表面。各螺旋弹簧51的下端部嵌合于滑动承受部50。各螺旋弹簧51将支承框架31(按压臂37)向按压方向(上方)施力，其中，按压方向(上方)是使加压辊33压接于定影辊32的方向(参照图4和图5的双点划线箭头)。

左右一对按压凸轮52在滑动承受部50的下方固定于沿左右方向延伸的偏心轴54。偏心轴54以可旋转的方式支承于定影框架30，并且通过齿轮组(未图示)而与凸轮电机53相连接。各按压凸轮52是从旋转中心(偏心轴54)到外周面(凸轮面55)的距离不恒定的圆板凸轮。各按压凸轮52的凸轮面55与滑动承受部50的下表面接触。在凸轮面55上，设置有按压面部55a、解除面部55b和凹进部55c。按压面部55a和偏心轴54之间的距离形成得比解除面部55b和偏心轴54之间的距离长。凹进部55c凹进设置在解除面部55b的附近。凹进部55c形成为：在凸轮面55中其到达偏心轴54的距离最短。

在此，对压力变更部36的作用进行说明。凸轮电机53被控制装置(未图示)控制，以偏心轴54(各按压凸轮52)为轴而进行旋转。各按压凸轮52以使凸轮面55与滑动承受部50的下表面抵接的状态而旋转。另外，压力变更部36具有用于检测偏心轴54(各按压凸轮52)的角度的传感器(未图示)。控制装置接收传感器的检测结果，计算与滑动承受部50的下表面接触的凸轮面55的位置而控制凸轮电机53。

虽然省略了图示，在打印机1的电源被切断的状态下(电源为off的状态)，各按压凸轮52使凹进部55c与滑动承受部50的下表面抵接(位置)。此时，由于各滑动承受部50移动到最下端，因此，各螺旋弹簧51的加载力变得最弱。另外，各按压臂37也转动到最下端，加压辊33成为稍微与定影辊32分离的状态。即，定影夹持部n被完全解除。另外，即使定影装置12的温度传感器(未图示)检测到定影装置12在加热时异常过热的情况，各按压凸轮52的凹进部55c也呈与滑动承受部50的下表面抵接的状态。

接着，例如，对接通打印机1的电源的情况下(电源为on的状态)进行说明。如图4所示，凸轮电机53使偏心轴54旋转，以使得各按压凸轮52的按压面部55a与滑动承受部50的下表面抵接。当各按压面部55a与滑动承受部50的下表面抵接时，各滑动承受部50上升而压缩各螺旋弹簧51。各按压臂37被各螺旋弹簧51施力而以支点部41为中心向上方转动。被各按压臂37支承的加压辊33被按压在定影辊32上。

各螺旋弹簧51隔着轴承部40在与支点部41相反的一侧将支承框架31(各按压臂37)向按压方向(上方)施力。即，各螺旋弹簧51在成为着力点的抵接部42侧对支承框架31(各按压臂37)施力。据此，能够通过小的加载力使加压辊33压接于定影辊32。

接着，例如，对使打印机1为待机状态(电源为on的状态、冷却状态)的情况进行说明。如图5所示，凸轮电机53使偏心轴54旋转，以使得各按压凸轮52的解除面部55b与滑动承受部50的下表面抵接。当各解除面部55b与滑动承受部50的下表面抵接时，各滑动承受部50下降而解除各螺旋弹簧51的压缩。各按压臂37以支点部41为中心向下方转动。因此，加压辊33对定影辊32的按压力减小，定影夹持部n被解除(使夹持压力降低)。

如上所述，压力变更部36调整各螺旋弹簧51的加载力，变更定影夹持部n的压力(夹持压力)。根据该结构，当接通打印机1的电源时，压力变更部36增加夹持压力。另一方面，当切断打印机1的电源时，减小夹持压力(解除定影夹持部n)。能够通过解除对定影夹持部n施加的压力，来保护定影辊32和加压辊33。

另外，加热器35通过定影辊32而间接地对加压辊33进行加热。当定影辊32被加热到能够定影的温度时，加压辊33的温度也上升。这样，加压辊33的海绵层33b所包含的空气膨胀，因此，加压辊33的外径变大(参照图6的实线)。因此，在加热状态下，定影辊32的旋转中心和加压辊33的旋转中心的间隔(以下，还称为“间距d”。)扩大(参照图6的虚线箭头)。另外，各辊32、33的外径和材质被设定为：在加热状态下，形成合适的定影夹持部n。

另一方面，例如，当加热器35被停止时(接通打印机1的电源的状态)，加压辊33的温度随着时间的经过而下降。即，当变为冷却状态时，海绵层33b所包含的空气压缩，因此，加压辊33的外径变小(间距d变窄)(参照图6的双点划线)。当在冷却状态下各螺旋弹簧51继续将加压辊33向定影辊32按压时，存在加压辊33的芯材33a的表面的一部分发生应力作用的情况。此时，海绵层33b有时从芯材33a剥离，因此，优选间距d不会过度地压缩。因此，本实施方式所涉及的定影装置12具有用于抑制缩短间距d的左右一对限制部38。

在此，在对各限制部38进行说明之前，对按压臂37的各部40～42的位置关系进行说明。如上所述，在按压臂37上，从后方向前方依次形成有支点部41、轴承部40和抵接部42。如图7所示，支承框架31的各按压臂37形成为：从轴承部40到抵接部42的距离b比从支点部41到轴承部40的距离a长。因此，从支点部41到抵接部42的距离c远比从支点部41到轴承部40的距离a长。

作为一个例子，在本实施方式中，设定为距离a与距离b的比为“1：2”。因此，设定为距离a与距离c的比(杠杆比)为“1：3”。例如，当使按压臂37以支点部41(支点)为中心转动，使作为着力点的抵接部42位移1.5mm时，作为作用点的轴承部40位移0.5mm。

接着，参照图3和图6，对各限制部38进行说明。左右一对限制部38分别形成于定影框架30的各缝隙45的上端部(上表面)。如图6中的双点划线所示，当冷却时加压辊33缩径时，各按压臂37以支点部41为中心向上方转动。各按压臂37的抵接部42沿缝隙45而上升。接着，各抵接部42的上表面与各限制部38抵接，各抵接部42的上升停止。据此，各按压臂37(各轴承部40)朝向上方的转动被禁止，限制间距d的缩短。

在本实施方式中，各按压臂37的杠杆比被设定为“1：3”，因此，例如，在加热时和冷却时之间间距d的变动范围(缩短幅度)被设定为0.2mm时，各抵接部42的上表面和各限制部38之间的距离被设定为0.6mm(0.2mm×3)(参照图6)。

以上说明的定影装置12的各限制部38与各抵接部42抵接，而限制支承框架31向按压方向(上方)转动。根据该结构，各限制部38限制各按压臂37的转动，因此，间距d不会极端地变窄。据此，例如，即使在冷却时加压辊33的外径变小的情况下，也能够抑制间距d的缩短。另外，通过抑制间距d的极端的缩短，防止过大的应力作用于芯材33a的表面。据此，能够防止海绵层33b从芯材33a剥离。

另外，根据以上说明的定影装置12，将支点部41与抵接部42之间的距离c设定为远比(2倍以上)支点部41与轴承部40之间的距离a长(参照图7)。这样，确保杠杆比(a：c)较大，据此，各抵接部42的位移量(转动量)远大于各轴承部40的位移量(转动量)。在上述的一个例子中，杠杆比为1：3，因此，各抵接部42的转动量为各轴承部40的转动量的3倍。即，在各轴承部40中小的转动量在各抵接部42中被扩大(参照图6)。

例如，考虑将间距d的变动范围设定为0.2mm的情况。假设使各轴承部40与各限制部38抵接的情况下，必须设定各限制部38，以使得各轴承部40的转动量为0.2mm。此时，由于各轴承部40的转动量比较微小，因此，各限制部38的位置设定要求具有高精度。即，难以设定各限制部38的位置。对此，在本实施方式所涉及的定影装置12中，能够在利用杠杆原理而扩大的各抵接部42的转动量(0.6mm)的范围内设置各限制部38。据此，易于进行各限制部38的位置设定，能够容易地微调各轴承部40(加压辊33)的转动量。即，能够容易地进行间距d的微调。

另外，在本实施方式所涉及的定影装置12中，各按压臂37形成为距离b比距离a长，但本发明并不限于此。例如，各按压臂37可以将距离a和距离b设定为相同的长度，也可以将距离a设定为比距离b长。另外，各按压臂37将各按压臂37的杠杆比(a：c)设定为“1：3”，但本发明并不限于此。只要设定距离c比距离a长即可。并且，在本实施方式所涉及的定影装置12中，加热时和冷却时之间的间距d的变动范围被设定为0.2mm，但本发明并不限于此。优选上述的“杠杆比”和“间距d的变动范围”根据各辊32、33的外径和材质、各螺旋弹簧51的加载力、夹持压力等而适当地设定。理想的情况是间距d不发生变动，但优选“间距d的变动范围”考虑部件的尺寸公差和组装公差等而设定。

另外，本实施方式所涉及的定影装置12在定影辊32的内部设置有加热器35，但本发明并不限定于此。例如，作为热源，也可以采用在定影辊32的外部产生磁场的ih加热器。

另外，在本实施方式的说明中，作为一个例子，示出了将本发明应用于黑白打印机1的情况，但并不限于此，例如也可以对彩色打印机、复印机、传真机或复合机等应用本发明。

另外，上述实施方式的说明示出了本发明所涉及的定影装置和具备该定影装置的图像形成装置的一方式，本发明的技术范围并不限于上述实施方式。上述实施方式中的构成结构要素能够适当地与现有的构成结构要素等进行置换和组合，上述实施方式的记载并不用于限定权利要求书所记载的发明内容。