[发明专利]定影装置以及图像形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种定影装置以及具有该定影装置的图像形成装置，该定影装置使调色剂图像定影在纸张或薄膜等记录体上。

背景技术

复印机和打印机等电子照相方式的图像形成装置具有定影装置，该定影装置使调色剂图像定影在纸张或薄膜等记录体上。作为使调色剂图像定影在记录体上的方法，一般使用通过加热使调色剂（显影剂）熔化的加热定影方式。基于热效率和安全性的考虑，热辊法最为广泛用于像这样的加热定影方式的定影装置。这里，热辊法是指由定影辊和加压辊形成用于使调色剂图像定影在记录体上的定影夹持部的方式。

在上述热辊法中多使用如下结构，即，由以铝等为材料的中空状的芯棒形成定影辊，通过使配置在该定影辊内部的卤钨灯发热，而将定影辊加热到规定的温度。但是，在该方式中，存在如下这样的问题：定影辊的温度上升的速度较慢，预热时间较长。

于是，人们考虑减小定影辊的壁厚，实现低热容量，缩短预热时间。但这样做则会使定影辊容易弯曲，导致使用时定影夹持部中央的压力小于两端部的压力，从而导致定影不良。因此，定影辊的低热容量化是有限度的。

为解决像这样的问题，有如下一种定影装置，即，该定影装置具有：定影辊，其具有芯棒和弹性层；定影带，其沿该定影辊的周向设置在该定影带的外周上（即，包覆在定影辊的外周）；热源，其从外部对该定影带进行加热。

在采用像这样的结构的定影装置中，定影辊的弹性层和定影带一般由粘接剂固定在一起。但是，在使用粘接剂固定定影辊的弹性层和定影带时，定影带上所产生的热量便会散失到粘接剂层内。因此，则会出现如下这样的问题：预热时间较长，将定影辊从待机温度加热到规定的温度需要时间。

于是，有如下一种结构，即，定影辊和定影带处于非粘接状态，在定影辊和定影带之间形成若干间隙。另外，还有如下一种结构，即，利用定影辊的热膨胀，使定影辊的外径比定影带的内径大。

但是，在定影辊和定影带之间形成若干间隙的结构中，当使定影带和定影辊压力接触而在两者之间形成定影夹持部时，定影带的运行轨道由大致的正圆形变为椭圆形。因此，例如在定影带的周围配置非接触式的温度传感器时，该温度传感器和定影带的间隔发生变化，造成温度传感器的检测值出现偏差。另外，例如在定影带的周围配置有作为安全保护装置的温控器时，温控器和定影带的间隔发生变化，造成该温控器不能在应该动作的时刻进行动作。例如，温控器在早于应该动作的时刻进行动作，即产生所谓的“动作提前”。还有，由于定影带与温度传感器或温控器等周围部件相接触，因而可能会对定影带的表面层造成损伤，从而导致异常图像的出现以及定影带的破损。另外，在将作为热源的IH（感应加热，induction heating）线圈配置在定影带的外侧的情况下，IH线圈和定影带的间隔可能发生变化，导致定影带和发热效率降低。

对此，在利用定影辊的热膨胀而使定影辊的外径大于定影带的内径的结构中，因为由定影辊从内侧支承定影带，可以使定影带的运行轨道保持稳定。

但是，由于热膨胀后的定影辊与定影带压力接触，因而导致定影带的内压（内应力）上升，以及导致定影辊和定影带的表观硬度（apparent hardness）增大。由此使定影夹持部的形成宽度（下面称为“夹持宽度”）变小。为了得到适当的夹持宽度，考虑到定影辊和定影带的表观硬度的增大，相较于定影辊和定影带之间有间隙的情况，则必须将定影夹持部的压力设定的较大（参照图7）。在将定影压力设定的较大时，定影辊的芯棒会受到较大的负荷。这样，为了定影辊的芯棒即使受到较大负荷，也不会使发生大的弯曲，则需要将定影辊的芯棒的外径设定的较大，由此会导致定影辊的弹性层的外径变大。这样，当定影辊的弹性层的外径变大时，定影带的外径也随之变大，定影带的热容量和放热量增大，从而导致热损失的增加。

另外，如上述所示，由于定影带的内部压力上升，在使用时定影辊的弹性层在力的作用下一直处于拉伸状态。因此会使定影辊的老化加剧，导致定影辊的寿命缩短。这里所说的定影辊的老化例如是指因定影辊的弹性层内的空腔壁被压扁不能维持原来的形状而导致定影辊的外径减小，或者定影辊的弹性层内的空腔壁发生破损。在定影辊的转动轴线方向上，相较于定影辊的两端部，像这样的现象在定影辊的中央部表现较为明显。这是由于相较于定影辊的两端部，该定影辊的中央部的放热量较小，热应力较大。另外，这还由于定影辊的中央部在其周围受到定影辊的两端部的约束，只能够产生因空腔壁被压扁而使弹性层的体积减小的变形。另外，在定影辊的径向上，上述这样的现象在芯棒和弹性层的分界面表现较为明显。这是由于应力集中在芯棒和弹性层的分界面上。

发明内容