阅读说明：本技术 定影装置及图像形成装置 (Fixing device and image forming apparatus ) 是由 横山秀治 于 2020-01-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及定影装置及图像形成装置。本实施方式涉及的定影装置使形成于介质的色调剂图像定影在介质上,并具备：加热旋转体,被支承为能够旋转；辅助加热部件,沿加热旋转体的内周面配置,并随着加热旋转体的旋转而摆动；润滑剂供给部件,配置在与摆动的辅助加热部件接触的位置,在润滑剂供给部件中浸渍有润滑剂；以及加压旋转体,与加热旋转体抵接并形成介质通过的夹持部。(The invention relates to a fixing device and an image forming apparatus. The fixing device according to the present embodiment fixes a toner image formed on a medium onto the medium, and includes: a heating rotating body rotatably supported; an auxiliary heating member which is disposed along an inner peripheral surface of the heating rotor and oscillates in accordance with rotation of the heating rotor; a lubricant supplying member disposed at a position contacting the swinging auxiliary heating member, the lubricant supplying member being impregnated with a lubricant; and a pressing rotary body which abuts against the heating rotary body and forms a nip through which the medium passes.)

定影装置及图像形成装置

技术领域

本实施方式涉及定影装置及图像形成装置。

背景技术

复合机、激光打印机等图像形成装置具备用于使色调剂图像定影于纸张的定影装置。定影装置例如隔着定影带将加热器的热传递给纸张，由此使转印于纸张的色调剂图像定影于该纸张。由此实现将图像、字符等印刷于纸张。

在这种定影装置中，隔着定影带将加压辊按压于配置在定影带内侧的加压垫，由此在定影带与加压辊之间形成纸张通过的夹持部。因此，当纸张通过夹持部时，若定影带和加压辊旋转，则定影带的内周面相对于加压垫进行滑动。所以，为了降低定影带和加压垫之间的摩擦阻力，会在定影带的内周面涂布硅油等润滑剂。

但是，由于硅油会从定影带的端部漏出等而减少，所以随着装置运行，定影带与加压垫的滑动性会降低。

发明内容

实施方式涉及的定影装置使形成于介质的色调剂图像定影在所述介质上，所述定影装置具备：加热旋转体，被支承为能够旋转；辅助加热部件，沿所述加热旋转体的内周面配置，并随着所述加热旋转体的旋转而摆动；润滑剂供给部件，配置在与摆动的所述辅助加热部件接触的位置，在所述润滑剂供给部件中浸渍有润滑剂；以及加压旋转体，与所述加热旋转体抵接并形成所述介质通过的夹持部。

实施方式涉及的图像形成装置具备：转印体，将色调剂图像转印于向输送方向输送的介质；色调剂图像形成单元，在所述转印体上形成所述色调剂图像；以及定影装置，对由所述转印体转印有所述色调剂图像的所述介质进行加热，使所述色调剂图像定影于所述介质，所述定影装置具备：加热旋转体，被支承为能够旋转；辅助加热部件，沿所述加热旋转体的内周面配置，并以平行于所述加热旋转体的所述内周面的轴为中心摆动；润滑剂供给部件，配置在与摆动的所述辅助加热部件接触的位置，在所述润滑剂供给部件中浸渍有润滑剂；以及加压旋转体，与所述加热旋转体抵接并形成所述介质通过的夹持部。

附图说明

图1是简要示出本实施方式涉及的图像形成装置的结构的图。

图2是放大示出图像形成部的图。

图3是示出定影装置的一例的图。

图4是调磁部件的立体图。

图5是支承部件的立体图。

图6是示出由支承部件支承的调磁部件的图。

图7是支承板的立体图。

图8是润滑剂供给部件的立体图。

图9是用于说明安装弹簧及润滑剂供给部件的要领的图。

图10是用于说明调磁部件的动作的图。

图11是构成图像形成装置的控制系统的框图。

图12是示出定影装置的变形例的图。

图13是示出定影带的变形例的图。

具体实施方式

本实施方式涉及的定影装置使形成于介质的色调剂图像定影在介质上，并具备：加热旋转体，被支承为能够旋转；辅助加热部件，沿加热旋转体的内周面配置，并随着加热旋转体的旋转而摆动；润滑剂供给部件，配置在与摆动的辅助加热部件接触的位置，在润滑剂供给部件中浸渍有润滑剂；以及加压旋转体，与加热旋转体抵接并形成介质通过的夹持部。

以下参照附图对本实施方式涉及的图像形成装置进行说明。在说明时，会酌情使用由彼此正交的X轴、Y轴、Z轴构成的XYZ坐标系。

图1是简要示出本实施方式涉及的图像形成装置10的结构的图。图像形成装置10例如是复合机(MFP：Multi-Function Peripherals：多功能外围设备)。图像形成装置10由主体部11和配置在主体部11上方的自动原稿输送装置(ADF)13构成。在主体部11的上部配置有由透明玻璃构成的原稿台12，在原稿台12的上表面侧以能够起伏转动的方式设置有自动原稿输送装置(ADF)13。另外，在主体部11的上部设置有操作面板14。操作面板14具有各种键和GUI(Graphical User Interface：图形用户界面)等。

在原稿台12的下方设置有用于读取原稿的扫描器15。扫描器15读取由自动原稿输送装置13输送的原稿、或者载置于原稿台12的原稿而生成图像数据。扫描器15具备图像传感器16。

在读取载置于原稿台12的原稿的图像时，图像传感器16一边沿原稿台12向+X方向移动，一边读取原稿的图像。另外，在读取由自动原稿输送装置13供给到原稿台12的原稿的图像时，图像传感器16固定于图1所示的位置，对每张原稿读取依次送来的原稿的图像。

在主体部11的内部配置有图像形成部17。图像形成部17根据通过扫描器15读取到的图像数据、通过个人计算机等创建的图像数据，在收纳于供纸盒18的纸张等记录介质上形成色调剂图像。

图像形成部17具有使用黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)的色调剂形成潜像的图像形成部20Y、20M、20C、20K、与图像形成部对应设置的扫描头19Y、19M、19C、19K以及中间转印带21等。

图像形成部20Y、20M、20C、20K配置在中间转印带21的下方。在图像形成部17中，从－X侧到+X侧排列有图像形成部20Y、20M、20C、20K。扫描头19Y、19M、19C、19K分别配置在图像形成部20Y、20M、20C、20K的下方。

图2是放大示出图像形成部20Y、20M、20C、20K中的图像形成部20K的图。各图像形成部20Y、20M、20C、20K具有同等的结构。因此，以图像形成部20K为例对各图像形成部的结构进行说明。

图像形成部20K具有作为图像载体的感光鼓22。在感光鼓22的周围顺着箭头t所示的方向配置有带电充电器23、显影器24、一次转印辊25、清洁器26等。激光从扫描头19K照射到感光鼓22的曝光位置。通过激光照射到旋转的感光鼓22的表面，在感光鼓22的表面形成静电潜像。

图像形成部20K的带电充电器23使感光鼓22的表面均匀带电。显影器24通过被施加显影偏压的显影辊24a而将色调剂供给到感光鼓22，进行静电潜像的显影。清洁器26使用刮板27剥离去除感光鼓22的表面的残留色调剂。由刮板27剥离的色调剂被清洁器26回收。

如图1所示，中间转印带21张设于驱动辊31以及三个从动辊32上。中间转印带21通过驱动辊31进行旋转而绕图1中的逆时针方向旋转。另外，如图1所示，中间转印带21与图像形成部20Y、20M、20C、20K的感光鼓22各自的上表面接触。通过一次转印辊25向中间转印带21的与感光鼓22相对的位置施加一次转印电压。由此，显影于感光鼓22的表面的色调剂图像被一次转印于中间转印带21。

二次转印辊33与张设中间转印带21的驱动辊31相对配置。当纸张P通过驱动辊31与二次转印辊33之间时，通过二次转印辊33将二次转印电压施加于纸张P。由此，形成于中间转印带21的色调剂图像被二次转印于纸张P上。如图1所示，在中间转印带21的从动辊32附近设置有带清洁器34。通过带清洁器34去除中间转印带21的表面的残留色调剂。

如图1所示，在供纸盒18与二次转印辊33之间设置有供纸辊35。由配置于供纸盒18附近的拾取辊18a从供纸盒18取出的纸张P通过供纸辊35被输送到中间转印带21与二次转印辊33之间。

在二次转印辊33的上方设置有定影装置50。另外，在定影装置50的上方设置有排纸辊37。通过中间转印带21和二次转印辊33后的纸张P由定影装置50加热。由此，色调剂图像定影于纸张P。通过定影装置50后的纸张P由排纸辊37排出到排纸部38。

图3是示出定影装置50的一例的图。定影装置50具备定影带51、加压辊52、配置在定影带51的内侧的基座部件80、由基座部件80支承的加压垫81、作为辅助加热部件的调磁(magnetic shunt)部件70、润滑剂供给部件90、沿定影带51的外周面配置的加热线圈60等。

定影带51是成形为以长边方向为Y轴方向的筒状的部件，其长度比纸张P的宽度(在Y轴方向上的尺寸)大。定影带51被水平支承。另外，定影带51的厚度约为300μm。定影带51将薄膜作为基材，该薄膜例如以具有耐热性且厚度为70μm的聚酰亚胺为原材料。在基材的表面例如层叠形成有发热层、解码功能层、弹性层以及保护层。

发热层是由铜构成的层，解码功能层是由镍构成的层。弹性层是由厚度约为200μm的硅橡胶构成的层。该弹性层被由PFA树脂(全氟烷氧基树脂)等构成的保护层所覆盖。定影带51被支承为能够绕与Y轴平行的轴旋转。在定影带51的内周面涂布有作为润滑剂的硅油。

基座部件80是以长边方向为Y轴方向且截面为U字状的部件。基座部件80具有与定影带51基本同等的长度，并被水平支承为与Y轴平行。

图4是调磁部件70的立体图。调磁部件70是以长边方向为Y轴方向的部件。调磁部件70成形为半圆筒状。调磁部件70沿定影带51的内周面弯曲。调磁部件70由透磁率根据温度而变化的调磁合金构成。调磁部件70具有一旦被加热到居里温度以上则磁性发生变化的性质。虽然根据图像形成装置10的用途等而有所不同，但调磁部件70的居里温度为200℃左右。调磁部件70例如由铁和镍的合金构成。

如图4所示，在调磁部件70的上端部例如形成有一对固定部71。一对固定部71各自是以长边方向为Y轴方向的长方形状，并设置为与XY面平行。在固定部71各自的中央形成有以长边方向为Y轴方向的长方形的开口71a。另外，在调磁部件70的下端部例如在Y轴方向上等间隔地形成有三个抵接部72。抵接部72各自是以长边方向为Y轴方向的长方形状，且设置为与YZ面平行。另外，在抵接部72的中心设置有在X轴方向上贯通的开口72a。例如通过对调磁合金进行钣金加工而能够一体形成具备固定部71和抵接部72的调磁部件70。

如图3所示，调磁部件70由支承部件82支承为能够摆动。图5是支承部件82的立体图。如图5所示，支承部件82是XZ截面为L字状的部件。支承部件82例如由铁、不锈钢板构成，包括与XY面平行的固定部821和与YZ面平行的支承部822这两部分。在支承部822的上端部形成有突出部822a，突出部822a在Y轴方向上的宽度比支承部822的小。通过将固定部821固定在基座部件80的上表面，从而将支承部件82安装于基座部件80。

图6是示出由支承部件82支承的调磁部件70的图。如图6所示，调磁部件70在支承部件82的突出部822a插入到固定部71的开口71a中的状态下由支承部件82支承。支承部件82的突出部822a的厚度比调磁部件70的开口71a的宽度(在X轴方向上的大小)小。因此，调磁部件70在通过突出部822a限定YX面内的位置的状态下以开口71a为中心摆动。调磁部件70因为由在Y轴方向上分离的支承部件82所支承，所以能够以与定影带51的内周面平行的假想轴S为中心摆动。

如图3所示，抵接部72被弹簧84向－X方向按压，由此调磁部件70成为与定影带51的内周面接触的状态。弹簧84是压簧，由固定在基座部件80的下表面的支承板83支承。

图7是支承板83的立体图。支承板83例如是由铁、不锈钢板构成且以长边方向为Y轴方向的部件。支承板83具有平行于XY面的主体部831、以及从主体部831的－X侧端向铅直下方(－Z方向)延伸的U字状的三个爪部832。另外，在爪部832上形成有向－X方向延伸的长方形板状的突出部833。突出部833在X轴方向上的长度被调整为比弹簧84的自然长度更长。例如通过对铁、不锈钢板进行钣金加工而能一体地形成具有上述结构的支承板83。

图8是润滑剂供给部件90的立体图。润滑剂供给部件90是由例如聚芳基酰胺纤维、三聚氰胺树脂、玻璃纤维等液体吸收材料构成的U字状的部件。润滑剂供给部件90包括与Y轴平行的长方体状的主体部91、以及从主体部91的两端部向－X方向突出的一对凸部92。在润滑剂供给部件90中预先浸渍有硅油。

弹簧84和润滑剂供给部件90安装于支承板83。图9是用于说明将弹簧84和润滑剂供给部件90安装于支承板83的要领的图。如图9所示，弹簧84在突出部833插入其中的状态下固定于设置在支承板83上的三个爪部832的－X侧的面。

在润滑剂供给部件90上安装把持部件95。把持部件95是XZ截面成形为U字状的由金属构成的部件。润滑剂供给部件90的主体部91由把持部件95把持。于是，通过将把持部件95安装在支承板83的主体部831的下表面，从而润滑剂供给部件90以两个凸部92位于弹簧84的Y轴方向两侧的状态被支承。润滑剂供给部件90的凸部92的－X侧端与弹簧84的－X侧端相同，或者稍微位于+X侧。

如图3所示，通过将装配有弹簧84和润滑剂供给部件90的支承板83安装到基座部件80的下表面，从而形成于调磁部件70的抵接部72被弹簧84向－X方向施力。由此，调磁部件70成为被按压到定影带51的－X侧的内周面的状态。另外，在该状态时，润滑剂供给部件90的凸部92与抵接部72轻微接触。当支承板83已固定于基座部件80的下表面时，支承板83的突出部833成为贯通设置于调磁部件70的抵接部72的开口72a的状态。由此，防止弹簧84脱落、位置偏离。

定影带51虽然成形为筒状，但由于定影带51的可挠性和粘弹性造成的影响、加压辊52的抵接，XZ截面形状并非完全的正圆。因此，当定影带51旋转时，调磁部件70沿定影带51的内周面滑动，从而以支承部件82的支点为中心摆动。其结果，调磁部件70反复进行在图10中虚线所示的位置与实线所示的位置之间移动。

当调磁部件70以上述方式移动时，润滑剂供给部件90的凸部92因调磁部件70的抵接部72而反复伸缩。其结果，与收缩量、伸缩次数相应的硅油从各润滑剂供给部件90渗出并滴落到定影带51的内周面。只要定影带51继续旋转，则润滑剂供给部件90间歇性地收缩，硅油继续滴落到定影带51的内周面。

返回到图3，加压垫81是以Y轴方向为长边方向的部件。加压垫81例如以聚苯硫醚树脂(PPS)、液晶聚合物(LCP)、酚醛树脂(PF)等为原材料。加压垫81的抵接面(+X侧的面)成为沿加压辊52的侧面弯曲的曲面。在加压垫81的抵接面例如粘结滑动性和耐磨损性优良的片材等。这种片材例如以玻璃布等为原材料。

加压辊52是以长边方向为Y轴方向的圆柱状的部件。加压辊52具备由铝等金属构成的芯材52a和层叠于芯材的外周面的硅橡胶层52b。硅橡胶层52b的表面被PFA树脂(全氟烷氧基树脂)覆盖。加压辊52的外径约为25mm，长度与定影带51的长度基本相等。加压辊52被未图示的弹性部件向朝向定影带51的方向(－X方向)施力。由此，加压辊52隔着定影带51被按压于加压垫81。于是，加压辊52的表面与定影带51的表面紧贴，形成纸张P从下方向上方(+Z方向)通过的夹持部。

加热线圈60沿定影带51的外周面配置。加热线圈60隔着定影带51与调磁部件70相对。通过后述的定影控制电路150将高频电压施加于加热线圈60。当将高频电压施加到加热线圈60时，因电磁感应，涡电流在定影带51中流动，定影带51发热。

在上述定影装置50中，通过加压辊52旋转，纸张P通过分别向图3的箭头所示的方向旋转的加压辊52与定影带51之间的夹持部。由此，纸张P被发热的定影带51加热，形成于纸张P的色调剂图像定影在纸张P上。

图11是构成图像形成装置10的控制系统的框图。控制系统例如具备控制整个图像形成装置的CPU100、总线110、只读存储器(ROM)120、随机存取存储器(RAM)121、接口122、扫描器15、输入输出控制电路123、供纸/输送控制电路130、图像形成控制电路140、定影控制电路150。CPU100和各电路通过总线110连接。

ROM120存储规定图像形成处理的基本动作的控制程序和控制数据等。

RAM121作为成为CPU100的作业区域的工作存储器发挥功能。

CPU100执行存储于ROM120的程序。由此，通过CPU100对图像形成装置10的构成各部进行总体控制，依次执行用于将图像形成于纸张上的处理。

接口122与用户所使用的终端等装置进行通信。输入输出控制电路123在操作面板14上显示信息，或接收来自操作面板14的输入。图像形成装置10的用户通过对操作面板14进行操作而能指定例如纸张尺寸、原稿的拷贝份数等。

供纸/输送控制电路130是对驱动拾取辊18a、供纸辊35、或者输送路径的排纸辊37等的电机组131进行控制的单元。供纸/输送控制电路130根据来自CPU100的控制信号、设置于供纸盒18附近或者输送路径等的各种传感器132的检测结果，对电机组131进行控制。

图像形成控制电路140根据来自CPU100的控制信号，分别对感光鼓22、带电充电器23、扫描头19Y、19M、19C、19K、显影器24、一次转印辊25进行控制。

定影控制电路150根据来自CPU100的控制信号，对使定影装置50的加压辊52进行旋转的驱动电机151进行控制。另外，定影控制电路150根据来自对定影带51的温度进行检测的传感器152的输出、从CPU通知的纸张P的大小等，对加热线圈60进行驱动。

在图像形成装置10中，以来自用户的印刷指令为触发进行用于在纸张P上进行印刷的图像形成过程等。图像形成过程例如在对通过接口122接收到的图像数据进行印刷的情况、或者对由扫描器15生成的图像数据进行印刷的情况下执行。

接下来，对图像形成装置10的图像形成过程进行说明。图像形成装置10接收到来自用户的印刷指令时，执行用于在纸张P上形成图像的图像形成过程。在图像形成过程中，如图1所示，纸张P由拾取辊18a从供纸盒18抽出，并通过供纸辊35输送到中间转印带21与二次转印辊33之间。

与上述动作并行地，在图像形成部20Y、20M、20C、20K中，色调剂图像分别形成在感光鼓22上。形成于各图像形成部20Y、20M、20C、20K的感光鼓22的色调剂图像被依次转印于中间转印带21。由此，在中间转印带21上形成由黄色(Y)色调剂、品红色(M)色调剂、青色(C)色调剂、黑色(K)色调剂构成的色调剂图像。

当输送到中间转印带21和二次转印辊33之间的纸张P通过中间转印带21和二次转印辊33时，形成于中间转印带21的色调剂图像被转印于纸张P。由此，在纸张P上形成由黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)的色调剂构成的色调剂图像。

形成有色调剂图像的纸张P通过定影装置50。这时，定影控制电路150根据纸张P的大小控制加热线圈60的输出。纸张P通过定影装置50而被加热。由此，转印于纸张P的色调剂图像定影于纸张P，在纸张P上形成图像。形成有图像的纸张P由排纸辊37排出到排纸部38。在图像形成过程中，上述处理执行与印刷份数相应的次数。

如以上所说明的，在本实施方式涉及的定影装置50中，当定影带51旋转时，调磁部件70沿定影带51的内周面滑动，由此调磁部件70以支承部件82的支点为中心摆动。其结果，调磁部件70反复在图10中虚线所示的位置和实线所示的位置之间移动，润滑剂供给部件90的凸部92反复进行伸缩。因此，与收缩量、伸缩次数相应的量的硅油随着定影带51旋转而从润滑剂供给部件90渗出，并被供给到定影带51的内周面。因此，能够降低加压垫81与定影带51之间的摩擦力，维持润滑性。其结果，能够维持定影装置50的动作顺畅，并能延长装置寿命。

具体地，在组装定影装置时，在定影带的内周面涂布足够量的硅油等润滑剂。但是，润滑剂随着定影带的旋转而从定影带的端部流出，导致不足。其结果，定影带和加压垫之间的滑动性降低。即便是在组装定影装置时增加涂布的润滑剂的量，也只是在装置运转时、组装时流出的润滑剂的量增加，达不到提高增加有助于维持润滑性的润滑剂的效果。在本实施方式涉及的定影装置中，由于能够持续地供给润滑剂，所以能够长期维持定影带的润滑性。

另外，在本实施方式涉及的定影装置50中，涂布在定影带51的内周面的润滑剂顺着基座部件80、支承板83而下落并存在位于下方的润滑剂供给部件90中。在定影装置50中，返回到润滑剂供给部件90的润滑剂再次在合适的时机被供给到定影带51的内周面。由此，能够在更长的期间内维持润滑性。

本实施方式涉及的图像形成装置10具备定影装置50。因此，能够持续地以高精度形成图像。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不受限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，如图9所示，对在定影装置50中设置有三个润滑剂供给部件90、且该三个润滑剂供给部件90在平行于定影带51的内周面的轴向上排列的情况进行了说明。并不限定于此，也可以在定影装置50中设置四个以上的润滑剂供给部件90。

另外，例如考虑到润滑油从定影带51的两端向外部流出，也可以将润滑剂供给部件90的配置位置稠密地配置在定影带51的中央部。另外，也可以根据图像形成装置的构造适当地确定配置。

在上述实施方式中，利用由加热线圈60产生的电磁感应对定影带51进行加热。并不限定于此，也可以使用卤素加热器、陶瓷加热器等对定影带51进行加热。在这种情况下，可以使调磁部件70为用于增加定影带51的热容量的蓄热部件。考虑将例如金属、通过以金属模制具有蓄热性的凝胶等而得到的物件等作为蓄热部件。

图12是将用加热器61隔着薄膜状的定影带51对纸张P进行加热的方式的定影装置50作为一例而示出的图。加热器61具有由例如陶瓷构成的基板和形成于基板的加热部。在该定影装置50中，加热器61隔着定影带51对纸张P施加热而进行纸张P的加热。在这种情况下，通过使用由例如蓄热效果高的材料形成的辅助加热部件75来代替调磁部件70，从而能够维持定影带51的温度。

在上述实施方式中，定影装置50具有圆筒状的定影带51。定影带51的形状等不限于此。例如，如图13所示，可以使用具备张设于多个辊上的定影带51的定影装置500来作为图像形成装置10的定影装置。

如图13所示，在定影装置500中，定影带51张设于用于使定影带51旋转的驱动辊501、对定影带51提供张力的张力辊502上。定影带51通过驱动辊501向箭头s所示的方向旋转而向箭头A所示的方向旋转。

在定影装置500中，通过将加压辊52按压于与定影带51的内侧接触的加压垫81而在定影带51和加压辊52之间形成夹持部。通过转印有色调剂图像的纸张P向上方通过该夹持部，从而对纸张P进行加热。由此，色调剂图像定影于纸张P，在纸张P上形成图像。

在上述实施方式中，对图像形成装置10是复合机的情况进行了说明。并不限定于此，图像形成装置10也可以是激光打印机等。

虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。