定影带和定影装置

文档序号:585059 发布日期:2021-05-25 浏览:4次 >En<

阅读说明:本技术 定影带和定影装置 (Fixing belt and fixing device ) 是由 佐伯谅太 于 2020-09-08 设计创作,主要内容包括:提供一种定影带和定影装置,能够同时实现抑制定影带的带电以及确保定影带的次级部件和加热器的绝缘耐压。实施方式的定影带是筒状环形带,从内周侧起依次具有基层、弹性层和脱模层。所述定影带从所述基层侧测量的表面电阻率为7[LOGΩ/sq.]以上且10[LOGΩ/sq.]以下。(Provided are a fixing belt and a fixing device capable of simultaneously achieving suppression of electrification of the fixing belt and securing of an insulation withstand voltage of a secondary member of the fixing belt and a heater. The fixing belt of the embodiment is a cylindrical endless belt, and includes a base layer, an elastic layer, and a release layer in this order from the inner peripheral side. The fixing belt has a surface resistivity of 7[ LOG Ω/sq ] or more and 10[ LOG Ω/sq ] or less as measured from the base layer side.)

定影带和定影装置

技术领域

本发明的实施方式总体涉及定影带和定影装置。

背景技术

以往,存在通过面状加热器从筒状定影带的内侧加热定影带的定影装置。在这种定影装置中,关于定影带的基材,大多情况下,在用于高速机的定影带中使用金属系材料,而在用于中速机及用于低速机的定影带中使用非金属系材料。其原因是高速机被纸张夺走很多热量,若不是具有一定程度热容量的定影带,则无法维持定影带的温度。另外,关于成本,对于廉价的低速机难以采用昂贵的金属制的定影带。因此,如果热容量没有问题,则期望采用非金属制的定影带。

然而,在使用非金属制的定影带的情况下,由定影带和加热器的滑动而产生的静电有可能对定影装置的动作产生不良影响。具体而言,由于定影带的表面带电,从而可能产生带电的未定影的调色剂像混乱的问题。作为其对策,通常是在构成定影带的基材的树脂中使用具有导电性的树脂。然而,在该对策中,当使面状加热器的加热面与定影带的内侧直接接触时,有可能无法充分确保定影带与加热器之间的绝缘耐压。

发明内容

本发明要解决的课题在于提供一种定影带和定影装置,能够同时实现抑制定影带的带电以及确保定影带的次级部件和加热器的绝缘耐压。

实施方式的定影带是筒状环形带,从内周侧起依次具有基层、弹性层和脱模层。所述定影带从所述基层一侧测量的表面电阻率为7[LOGΩ/sq.]以上且10[LOGΩ/sq.]以下。

实施方式的定影装置具备:上述的定影带;加压辊,在与所述定影带之间形成辊隙部;以及加热部,从所述定影带的内侧加热所述定影带。

附图说明

图1是表示第一实施方式的图像形成装置的结构概要的图。

图2是表示第一实施方式的图像形成装置的硬件结构的具体示例的图。

图3是第一实施方式的加热装置的主视剖视图。

图4是第一实施方式的加热器单元的主视剖视图。

图5是第一实施方式的加热器单元的仰视图。

图6是第一实施方式的导热部件、加热器单元、筒状带的主视剖视图。

图7是第一实施方式的加热器温度计和恒温器的俯视图。

图8是第一实施方式的加热装置的电路图。

图9是表示第一实施方式的定影装置的详细结构示例的图。

图10是表示第一实施方式中的状态控制处理的流程的流程图。

图11是表示第二实施方式中的状态控制处理的流程的流程图。

附图标记说明

100:图像形成装置;1:显示器;2:扫描部;3:图像形成单元;4:片材供给部;5:输送部;6:控制部;7:排纸托盘;8:控制面板;9:翻转单元;10:壳体;20:片材容纳部;21:拾取辊;23:输送辊;24:对位辊;25、25Y、25M、25K:图像形成部;25d:感光鼓;26:激光扫描单元;27:中间转印带;28:转印部;30:定影装置;30h:膜单元;30p:加压辊;31:凸缘;32:芯棒;33:弹性层;34:脱模层;35:定影膜;36:支承部件;38:支架;40:加热器单元;41:基板;43:绝缘层;45:发热体组;45a:中央部发热体;45b1:第一端部发热体;45b2:第二端部发热体;46:保护层;49:导热部件;52a:中央部接点;52b:端部接点;53a:中央部布线;53b1:第一端部布线;53b2:第二端部布线;55:布线组;57:公共布线;58:公共接点;62:加热器温度计;62a:中央部加热器温度计;62b:端部加热器温度计;64:膜温度计;64a:中央部膜温度计;64b:端部膜温度计;68:恒温器;68a:中央部恒温器;68b:端部恒温器;90:通信部;92:存储器;93:辅助存储装置;95:电源;96a:中央部双向可控硅;96b:端部双向可控硅。

具体实施方式

下面,参照附图对实施方式的定影带及定影装置进行说明。

(第一实施方式)

图1是表示第一实施方式的图像形成装置的结构概要的图。第一实施方式的图像形成装置100例如是多功能设备。图像形成装置100包括壳体10、显示器1、扫描部2、图像形成单元3、片材供给部4、输送部5、排纸托盘7、翻转单元9、控制面板8和控制部6。需要注意的是,图像形成单元3既可以是使调色剂像定影的装置,也可以是喷墨式装置。

图像形成装置100使用诸如调色剂之类的显影剂在片材S上形成图像。片材S例如是纸或标签纸。片材S可以是任意物体,只要图像形成装置100能够在其表面上形成图像即可。

壳体10形成图像形成装置100的外形。显示器1是诸如液晶显示器、有机EL(Electro Luminescence:电致发光)显示器之类的图像显示装置。显示器1显示与图像形成装置100相关的各种信息。

扫描部2将读取对象的图像信息以光的明暗的形式读取。扫描部2记录读取到的图像信息。扫描部2将生成的图像信息输出到图像形成单元3。需要注意的是,所记录的图像信息可以经由网络发送到其它的信息处理装置。

图像形成单元3基于从扫描部2接收到的图像信息或者从外部接收到的图像信息,利用调色剂等记录剂形成输出图像(下面,称为调色剂像)。图像形成单元3将调色剂像转印到片材S的表面上。图像形成单元3将片材S的表面上的调色剂像进行加热和加压,使调色剂像定影在片材S上。后面描述图像形成单元3的详细内容。需要注意的是,片材S既可以是由片材供给部4供给的片材,也可以是手动供给的片材。

片材供给部4根据图像形成单元3形成调色剂像的定时,将片材S逐张地供给到输送部5。片材供给部4包括片材容纳部20和拾取辊21。

片材容纳部20收纳规定尺寸和类型的片材S。拾取辊21从片材容纳部20逐张地取出片材S。拾取辊21将取出的片材S供给到输送部5。

输送部5将从片材供给部4供给的片材S输送到图像形成单元3。输送部5包括输送辊23和对位辊24。输送辊23将从拾取辊21供给的片材S输送到对位辊24。输送辊23将片材S的输送方向的前端抵靠对位辊24的辊隙部N。

对位辊24通过在辊隙部N处弯曲片材S,从而调节输送方向上的片材S的前端位置。对位辊24根据图像形成单元3将调色剂像转印到片材S上的定时来输送片材S。

对图像形成单元3进行说明。图像形成单元3包括多个图像形成部25、激光扫描单元26、中间转印带27、转印部28和定影装置30。图像形成部25包括感光鼓25d。图像形成部25在感光鼓25d上形成与来自扫描部2或外部的图像信息相应的调色剂像。多个图像形成部25Y、25M、25C、25K分别形成基于黄色、品红色、青色、黑色调色剂的调色剂像。

在感光鼓25d的周围配置有带电器、显影器等。带电器使感光鼓25d的表面带电。显影器容纳有包含黄色、品红色、青色及黑色调色剂的显影剂。显影器使感光鼓25d上的静电潜像显影。其结果是在感光鼓25d上形成基于各种颜色的调色剂的调色剂像。

激光扫描单元26对带电的感光鼓25d扫描激光L而使感光鼓25d曝光。激光扫描单元26利用不同的激光LY、LM、LC、LK使各种颜色的图像形成部25Y、25M、25C、25K的感光鼓25d曝光。由此,激光扫描单元26对感光鼓25d形成静电潜像。

感光鼓25d的表面的调色剂像被一次转印到中间转印带27上。转印部28在二次转印位置处将一次转印到中间转印带27上的调色剂像转印到片材S的表面上。定影装置30将转印到片材S上的调色剂像进行加热和加压,使调色剂像定影在片材S上。后面描述定影装置30的详细内容。

翻转单元9使片材S翻转以在片材S的背面形成图像。翻转单元9通过折返部而使从定影装置30排出的片材S表里翻转。翻转单元9朝向对位辊24输送翻转后的片材S。

排纸托盘7载置形成有图像而被排出的片材S。控制面板8具有多个按钮。控制面板8受理用户的操作。控制面板8将与用户进行的操作相应的信号输出到图像形成装置100的控制部6。需要注意的是,显示器1和控制面板8可以构成为一体的触摸面板。控制部6对图像形成装置100的各部进行控制。后面描述控制部6的详细内容。

图2是表示第一实施方式的图像形成装置100的硬件结构的具体示例的图。图像形成装置100包括通过总线连接的CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)91、存储器92、辅助存储装置93,并且执行程序。图像形成装置100通过执行程序而作为包括扫描部2、图像形成单元3、片材供给部4、输送部5、翻转单元9、控制面板8和通信部90的装置发挥功能。此外,图像形成装置100的各功能的全部或一部分可以使用ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit:专用集成电路)、PLD(Programmable Logic Device:可编程逻辑设备)、FPGA(Field Programmable Gate Array:现场可编程门阵列)等硬件来实现。程序可以被记录在计算机可读记录介质中。计算机可读记录介质例如是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置于计算机系统中的硬盘等存储装置。可以经由电信线路发送程序。

CPU91通过执行存储在存储器92和辅助存储装置93的程序而作为控制部6发挥功能。控制部6控制图像形成装置100的各功能部的动作。辅助存储装置93使用磁性硬盘装置或半导体存储装置等存储装置而构成。辅助存储装置93存储与图像形成装置100相关的各种信息。通信部90包括用于将本装置连接到外部装置的通信接口。通信部90经由通信接口与外部装置通信。

详细说明定影装置30。图3是第一实施方式的加热装置的主视剖视图。第一实施方式的加热装置为定影装置30。定影装置30包括加压辊30p和膜单元30h。

加压辊30p与膜单元30h之间形成辊隙部N。加压辊30p对进入辊隙部N的片材S的调色剂像t进行加压。加压辊30p通过自转而输送片材S。加压辊30p包括芯棒32、弹性层33和脱模层34。这样,加压辊30p能够将表面按压到定影膜35上,并且能够旋转驱动。

芯棒32由不锈钢等金属材料形成为圆柱状。芯棒32的轴向的两端部被支承为可旋转。芯棒32由电机(未图示)旋转驱动。芯棒32抵接于凸轮部件(未图示)。凸轮部件通过旋转而使芯棒32与膜单元30h接近和分离。

弹性层33由硅橡胶等弹性材料形成。弹性层33以一定的厚度形成在芯棒32的外周面上。脱模层34由PFA(四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物)等树脂材料形成。脱模层形成在弹性层33的外周面上。在9.8N的载荷下使用ASKER-C硬度计测量,加压辊30p的外周面的硬度优选为40°~70°。由此,确保辊隙部N的面积和加压辊30p的耐久性。

加压辊30p能够通过凸轮部件的旋转而与膜单元30h接近和分离。当加压辊30p接近膜单元30h并被加压弹簧按压时,形成辊隙部N。另一方面,在定影装置30中发生了片材S卡纸的情况下,通过使加压辊30p与膜单元30h分离,能够去除片材S。另外,在休眠时等定影膜35停止旋转的状态下,使加压辊30p与膜单元30h分离,从而防止定影膜35的塑性变形。

加压辊30p由电机旋转驱动。当在形成辊隙部N的状态下加压辊30p旋转时,膜单元30h的定影膜35从动旋转。加压辊30p在辊隙部N配置有片材S的状态下旋转,由此沿输送方向W输送片材S。

膜单元30h将进入辊隙部N的片材S的调色剂像t进行加热。膜单元30h具备:定影膜35、加热器单元40、导热部件49、支承部件36、支架38、加热器温度计62、恒温器68和膜温度计64。

定影膜35形成为筒状。定影膜35从内周侧起依次具备:基层、弹性层和脱模层。基层形成为筒状。弹性层层叠配置在基层的外周面上。弹性层由橡胶等弹性材料形成。脱模层层叠配置在弹性层的外周面上。脱模层由PFA树脂等材料形成。

图4是沿图5的IV-IV线的加热器单元的主视剖视图。图5是加热器单元的仰视图(从+z方向观察的图)。加热器单元40具备:基板(发热体基板)41、发热体组45和布线组55。

基板41由不锈钢等金属材料或者氮化铝等陶瓷材料等形成。基板41形成为细长的矩形板状。基板41配置在定影膜35的径向内侧。基板41将定影膜35的轴向作为长边方向。

在本申请中,x方向、y方向及z方向定义如下。y方向是基板41的长边方向。y方向与定影膜35的宽度方向平行。如后所述,+y方向是从中央部发热体45a朝向第一端部发热体45b1的方向。x方向是基板41的短边方向,+x方向是片材S的输送方向(下游侧的方向)。z方向是基板41的法线方向,+z方向是相对于基板41配置发热体组45的方向。在基板41的+z方向的表面上,由玻璃材料等形成绝缘层43。

发热体组45配置于基板41。如图4所示,发热体组45形成于绝缘层43的+z方向的表面。发热体组45由TCR(电阻温度系数)材料形成。例如,发热体组45由银-钯合金等形成。发热体组45的外形形成为以y方向为长边方向且以x方向为短边方向的矩形形状。

如图5所示,发热体组45包括沿y方向并列配置的第一端部发热体45b1、中央部发热体45a和第二端部发热体45b2。中央部发热体45a配置在发热体组45的y方向的中央部。中央部发热体45a也可以通过组合沿y方向并列配置的多个小发热体而构成。第一端部发热体45b1配置在中央部发热体45a的+y方向、且发热体组45的+y方向的端部。第二端部发热体45b2配置在中央部发热体45a的-y方向、且发热体组45的-y方向的端部。中央部发热体45a和第一端部发热体45b1的边界线可以与x方向平行地配置,也可以与x方向交叉地配置。对于中央部发热体45a和第二端部发热体45b2的边界线也是同样的。

发热体组45因通电而发热。中央部发热体45a的电阻值小于第一端部发热体45b1及第二端部发热体45b2的电阻值。y方向的宽度小的片材S通过定影装置30的y方向的中央部。在这种情况下,控制部6仅使中央部发热体45a发热。另一方面,在y方向的宽度大的片材S的情况下,控制部6使整个发热体组45发热。因此,中央部发热体45a和第一端部发热体45b1及第二端部发热体45b2被彼此独立地控制发热。另外,第一端部发热体45b1及第二端部发热体45b2被同样地控制发热。

布线组55由银等金属材料形成。布线组55具备:中央部接点52a、中央部布线53a、端部接点52b、第二端部布线53b1、第二端部布线53b2、公共接点58和公共布线57。

中央部接点52a配置在发热体组45的-y方向上。中央部布线53a配置在发热体组45的+x方向上。中央部布线53a连接中央部发热体45a的+x方向的端边和中央部接点52a。

端部接点52b配置在中央部接点52a的-y方向上。第一端部布线53b1配置在发热体组45的+x方向、且中央部布线53a的+x方向上。第一端部布线53b1连接第一端部发热体45b1的+x方向的端边和端部接点52b的+x方向的端部。第二端部布线53b2配置在发热体组45的+x方向、且中央部布线53a的-x方向上。第二端部布线53b2连接第二端部发热体45b2的+x方向的端边和端部接点52b的-x方向的端部。

公共接点58配置在发热体组45的+y方向上。公共布线57配置在发热体组45的-x方向上。公共布线5将中央部发热体45a、第一端部发热体45b1及第二端部发热体45b2的-x方向的端边和公共接点58连接。

这样,在发热体组45的+x方向上配置有第二端部布线53b2、中央部布线53a及第一端部布线53b1。与此相对,在发热体组45的-x方向上仅配置有公共布线57。因此,发热体组45的x方向的中心45c配置在比基板41的x方向的中心41c更靠-x方向的位置。

如图3所示,定义将加压辊30p的中心pc和膜单元30h的中心hc连接的直线CL。基板41的x方向的中心41c相比直线CL布置在+x方向上。由此,基板41在辊隙部N的+x方向上延伸,因此通过了辊隙部N的片材S容易从膜单元30h剥离。

发热体组45的x方向的中心45c配置在直线CL上。发热体组45整体包含在辊隙部N的区域内,并且配置在辊隙部N的中心。由此,辊隙部N的热分布变得均匀,并且通过辊隙部N的片材S被均匀地加热。

如图4所示,发热体组45和布线组55形成在绝缘层43的+z方向的表面上。保护层46由玻璃材料等形成,以覆盖发热体组45及布线组55。保护层46提高加热器单元40和定影膜35的滑动性。

如图3所示,加热器单元40配置在定影膜35的内侧。定影膜35的内周面涂布有润滑剂(未图示)。加热器单元40经由润滑剂与定影膜35的内周面接触。当加热器单元40发热时,润滑剂的粘度降低。由此,确保加热器单元40和定影膜35的滑动性。这样,定影膜35是一个面与加热器单元40接触同时在加热器单元40的表面上滑动的带状膜。

导热部件49由铜等高导热率的金属材料形成。导热部件49的外形与加热器单元40的基板41的外形相同。导热部件49配置成与加热器单元40的-z方向的表面接触。

支承部件36由液晶聚合物等树脂材料形成。支承部件36配置成覆盖加热器单元40的-z方向和x方向的两侧。支承部件36经由导热部件49支承加热器单元40。在支承部件36的x方向的两端部形成有圆形倒角。支承部件36在加热器单元40的x方向的两端部处支承定影膜35的内周面。

当加热通过定影装置30的片材S时,根据片材S的尺寸在加热器单元40中产生温度分布。如果加热器单元40局部变为高温,则该温度有可能超过由树脂材料形成的支承部件36的耐热温度。导热部件49使加热器单元40的温度分布均匀化。由此,确保支承部件36的耐热性。

图6是导热部件、加热器单元及筒状带的主视剖视图。导热部件49配置在加热器单元40的不与定影膜35接触的表面上。另外,导热部件49构成为在加热器单元40中的发热分布为峰值的位置处不与该加热器单元40接触。具体而言,如图6所示,加热器单元40和导热部件49在a1和a2区域中接触。而且,非接触部分形成导热部件49的槽部。槽部的宽度设置成比加热器单元40的发热体组45的宽度分别宽出长度d1和长度d2。例如,加热器单元40的发热体组45的宽度为4.5[mm]~4.9[mm],上述槽部的宽度为5[mm]左右。

图3所示的支架38由钢板材料等形成。支架38的垂直于y方向的截面形成为U形。支架38安装在支承部件36的-z方向上,以便通过支承部件36堵塞U形开口部。支架38在y方向上延伸。支架38的y方向的两端部固定于图像形成装置100的壳体。由此,膜单元30h由图像形成装置100支承。支架38提高膜单元30h的弯曲刚性。在支架38的y方向的两端部附近,安装有限制定影膜35在y方向上移动的凸缘31。

加热器温度计62隔着导热部件49配置在加热器单元40的-z方向上。例如,加热器温度计62是热敏电阻。加热器温度计62安装并支承在支承部件36的-z方向的表面上。加热器温度计62的感温元件通过沿z方向贯穿支承部件36的孔,并与导热部件49接触。加热器温度计62经由导热部件49测量加热器单元40的温度。

恒温器68以与加热器温度计62相同的方式配置。恒温器68安装在后述的电路中。当经由导热部件49检测到的加热器单元40的温度超过了规定温度时,恒温器68切断对发热体组45的通电。

图7是加热器温度计和恒温器的俯视图(从-z方向观察的图)。在图7中,省略了支承部件36的描述。此外,与加热器温度计62、恒温器68及膜温度计64的配置相关的以下说明是对各个感温元件的配置的说明。

多个加热器温度计62(中央部加热器温度计62a、端部加热器温度计62b)在y方向上并列配置。多个加热器温度计62配置在发热体组45的y方向的范围内。多个加热器温度计62配置在发热体组45的x方向的中心。即,当从z方向观察时,多个加热器温度计62和发热体组45至少部分地重叠。多个恒温器68(中央部恒温器68a、端部恒温器68b)也以与上述多个加热器温度计62相同的方式配置。

多个加热器温度计62包括中央部加热器温度计62a和端部加热器温度计62b。中央部加热器温度计62a测量中央部发热体45a的温度。中央部加热器温度计62a配置在中央部发热体45a的范围内。即,当从z方向观察时,中央部加热器温度计62a和中央部发热体45a重叠。

端部加热器温度计62b测量第二端部发热体45b2的温度。如上所述,第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2被同样地控制发热。因此,第一端部发热体45b1的温度和第二端部发热体45b2的温度相同。端部加热器温度计62b配置在第二端部发热体45b2的范围内。即,当从z方向观察时,端部加热器温度计62b和第二端部发热体45b2重叠。

多个恒温器68包括中央部恒温器68a和端部恒温器68b。当中央部发热体45a的温度超过了规定温度时,中央部恒温器68a切断对发热体组45的通电。中央部恒温器68a配置在中央部发热体45a的范围内。即,当从z方向观察时,中央部恒温器68a和中央部发热体45a重叠。

当第一端部发热体45b1的温度超过了规定温度时,端部恒温器68b切断向发热体组45的通电。如上所述,第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2被同样地控制发热。因此,第一端部发热体45b1的温度和第二端部发热体45b2的温度相同。端部恒温器68b配置在第一端部发热体45b1的范围内。即,当从z方向观察时,端部恒温器68b和第一端部发热体45b1重叠。

如上所述,中央部加热器温度计62a和中央部恒温器68a配置在中央部发热体45a的范围内。由此,测量中央部发热体45a的温度。另外,当中央部发热体45a的温度超过了规定温度时,切断向发热体组45的通电。另一方面,端部加热器温度计62b和端部恒温器68b配置在第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2的范围内。由此,测量第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2的温度。另外,当第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2的温度超过了规定温度时,切断向发热体组45的通电。

多个加热器温度计62和多个恒温器68沿着y方向交替地并列配置。如上所述,在中央部发热体45a的+y方向上配置第一端部发热体45b1。在该第一端部发热体45b1的范围内配置有端部恒温器68b。中央部加热器温度计62a配置在比中央部发热体45a的y方向的中心更靠+y方向的位置。中央部恒温器68a配置在比中央部发热体45a的y方向的中心更靠-y方向的位置。如上所述,在中央部发热体45a的-y方向上配置第二端部发热体45b2。在该第二端部发热体45b2的范围内配置有端部加热器温度计62b。由此,从+y方向到-y方向,端部恒温器68b、中央部加热器温度计62a、中央部恒温器68a和端部加热器温度计62b按此顺序并列配置。

通常,恒温器68通过利用双金属板伴随温度变化的弯曲变形来连接和切断电路。恒温器根据双金属板的形状而形成为细长。另外,端子从恒温器68的长边方向的两端部朝向外侧延伸。外部布线的连接器通过压接而与该端子连接。因此,需要在恒温器68的长边方向的外侧确保空间。由于定影装置30在x方向上没有多余空间,因此恒温器68的长边方向沿着y方向配置。此时,如果在y方向上相邻地配置多个恒温器68,则难以确保外部布线的连接空间。

如上所述,多个加热器温度计62和多个恒温器68沿着y方向交替地并列配置。由此,在恒温器68的y方向的附近配置加热器温度计62。因此,能够确保对于恒温器68的外部布线的连接空间。另外,提高恒温器68和加热器温度计62在y方向上的布局自由度。由此,能够将恒温器68和加热器温度计62配置在最佳位置,控制定影装置30的温度。此外,容易将连接到多个恒温器68的交流布线和连接到多个加热器温度计62的直流布线分离。由此,抑制电路中的噪声的产生。

如图3所示,膜温度计64配置在定影膜35的内侧且加热器单元40的+x方向上。膜温度计64与定影膜35的内周面接触,以测量定影膜35的温度。以下,将膜温度计64的检测温度称为“第一检测温度”。

图8是第一实施方式的加热装置的电路图。在图8中,图5的仰视图配置在纸面的上方,图7的俯视图配置在纸面的下方。另外,图8中,在下方的俯视图的上方记载了定影膜35的截面以及多个膜温度计64。多个膜温度计64包括中央部膜温度计64a和端部膜温度计64b。

中央部膜温度计64a与定影膜35的y方向的中央部接触。中央部膜温度计64a在中央部发热体45a的y方向的范围内与定影膜35接触。中央部膜温度计64a测量定影膜35的y方向的中央部的温度。

端部膜温度计64b与定影膜35的-y方向的端部接触。端部膜温度计64b在第二端部发热体45b2的y方向的范围内与定影膜35接触。端部膜温度计64b测量定影膜35的-y方向的端部的温度。如上所述,第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2被同样地控制发热。因此,定影膜35在-y方向上的端部的温度与定影膜35在+y方向上的端部的温度相同。

电源95经由中央部双向可控硅(TRIAC)96a连接到中央部接点52a。电源95经由端部双向可控硅96b连接到端部接点52b。控制器6彼此独立地控制中央部双向可控硅96a和端部双向可控硅96b的开/关。

当控制部6接通中央部双向可控硅96a时,由电源95对中央部发热体45a通电。由此,中央部发热体45a发热。当控制部6接通端部双向可控硅96b时,由电源95对第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2通电。由此,第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2发热。如上所述,中央部发热体45a和第一端部发热体45b1及第二端部发热体45b2被彼此独立地控制发热。中央部发热体45a、第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2相对于电源95并联连接。

电源95经由中央部恒温器68a和端部恒温器68b连接到公共接点58。中央部恒温器68a和端部恒温器68b串联连接。如果中央部发热体45a的温度异常升高,则中央部恒温器68a的检测温度超过规定温度。此时,中央部恒温器68a切断从电源95向整个发热体组45的通电。

如果第一端部发热体45b1的温度异常升高,则端部恒温器68b的检测温度超过规定温度。此时,端部恒温器68b切断从电源95向整个发热体组45的通电。如上所述,第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2被同样地控制发热。因此,在第二端部发热体45b2的温度异常升高时,第一端部发热体45b1的温度也同样升高。因此,在第二端部发热体45b2的温度异常升高的情况下,同样地端部恒温器68b也切断从电源95向整个发热体组45的通电。

控制部6利用中央部加热器温度计62a测量中央部发热体45a的温度。控制部6利用端部加热器温度计62b测量第二端部发热体45b2的温度。第二端部发热体45b2的温度与第一端部发热体45b1的温度相同。在定影装置30启动时(预热时)以及从暂时停止状态(休眠状态)恢复时,控制部6利用加热器温度计62测量发热体组45的温度。

在定影装置30启动时以及从暂时停止状态恢复时,控制部6在中央部发热体45a和第二端部发热体45b2中的至少一个的温度低于规定温度的情况下,使发热体组45在短时间内发热。之后,控制部6开始加压辊30p的旋转。由于发热体组45的发热,涂布在定影膜35的内周面上的润滑剂的粘度降低。由此,确保了在加压辊30p开始旋转时加热器单元40和定影膜35的滑动性。

控制部6利用中央部膜温度计64a测量定影膜35在y方向上的中央部的温度。控制部6利用端部膜温度计64b测量定影膜35在-y方向上的端部的温度。定影膜35在-y方向上的端部的温度与定影膜35在+y方向上的端部的温度相同。控制部6在定影装置30运转时测量定影膜35在y方向上的中央部及端部的温度。

控制部6通过中央部双向可控硅96a和端部双向可控硅96b,对供给到发热体组45的电力进行相位控制或频率控制。控制部6基于定影膜35在y方向上的中央部的温度测量结果,控制对中央部发热体45a的通电。控制部6基于定影膜35在y方向上的端部的温度测量结果,控制对第一端部发热体45b1和第二端部发热体45b2的通电。

下面,详细说明定影膜35的结构。如上所述,定影膜35从内周侧起依次包括基层、弹性层和脱模层。例如,基层由聚酰亚胺形成。从定影膜35的内侧测量的表面电阻率例如为7[LOG/sq.]~12[LOG/sq.]范围内的值。由该范围的表面电阻率表示的导电性在此称为“微导电”。测量环境的温度为23±3℃,湿度为50±10%。探针使用UR型。关于表面电阻率,使定影膜35的基层朝向上侧并使脱模层朝向下侧(测量器的底座侧),测量上侧的基层表面的电阻率。在此,作为表面电阻率的测量结果,使用了长边方向上的五个位置的测量值的平均值。探针固定为UR,施加电压固定为500V。固定探针和施加电压的原因是,微导电区域的电阻值根据测量器、探针、施加电压而产生较大偏差。

另外,当不符合以下任一情况时,要求加热器单元40、定影膜35及靠近定影膜35的次级部件具有一定程度的绝缘耐压。

在覆盖发热体组45的保护层46的表面和定影膜35的内表面直接滑动的情况(例如图4的情况)下,绝缘层43或保护层46的厚度为0.4mm以上的情况,或者

绝缘层43在与印刷有发热体组45一侧的相反侧的表面与定影膜35的内侧滑动的情况(未图示),或者

在保护层46与定影膜35之间存在0.4mm以上的绝缘体的情况。

定影膜35和次级部件的绝缘耐压需要在约3kV下1分钟左右。在不满足该条件的情况下,需要使定影膜35与次级部件之间保持至少约2.4mm的距离。特别是关于温度传感器,大多使用与定影膜35的内侧接触的接触式热敏电阻。因此,期望温度传感器具有3kV、1分钟的绝缘耐压。另一方面,也可考虑代替上述接触式热敏电阻而利用配置在定影膜35的外侧的非接触式热电堆来测量定影膜35的温度的方法。然而,该方法不需要满足绝缘耐压的条件,但是需要以成本和空间为代价。

图9是表示针对导电性不同的定影膜测量绝缘耐压的结果的图。通过在从定影膜切出的15mm长的试验片的两端部之间施加高电压来进行该测量。图中的“判定结果”栏表示各定影膜是否具有所需的绝缘耐压的判定结果。由图9所示的测量结果可知,表面电阻率为7.05[LOGΩ/sq.]以下的定影膜的绝缘耐压低至3.8[kV]以下。另外,表面电阻率为8.37[LOGΩ/sq.]以上的定影膜的绝缘耐压高达9[kV]以上。从这样的测量结果可知,为了满足所需的绝缘耐压(约3kV),定影膜35只要具有至少7.05[LOGΩ/sq.]的表面电阻率即可。

图10是表示针对导电性不同的定影膜测量膜表面的静电量的结果的图。通过针对带电量饱和的状态的各定影膜,将在长边方向上的五个位置处测量的表面静电量进行平均来执行该测量。在此,将使用了测量对象的定影膜的定影器搭载在MFP(多功能设备)上,并将其在打开ADU(自动双面单元)的状态下加热驱动10分钟,从而使定影膜的表面静电量饱和。另外,在使测量器的探针前端靠近距带电量饱和的定影带的表面约5cm的位置的状态下,进行静电量的测量。各位置处的静电量的测量值为10秒钟内测量的静电量的最大值。

另外,该测量优选在容易产生静电的低湿环境下进行。因此,这里在温度约为10℃、湿度约为20%的环境下进行测量。图中的“判定结果”栏表示各定影膜是否具有所需的非带电性的判定结果。从图10所示的测量结果可知,如果是表面电阻率为9.87[LOGΩ/sq.]以下的定影膜,则表面静电量几乎为0[kV]。

另一方面,关于表面电阻率为12.51[LOGΩ/sq.]的定影膜,表面静电量为1.18[kV]、处于低水平,并且图像的定影状况也良好。然而,在这种情况下,当定影膜旋转时,从辊隙部附近产生静电噪音。在这种情况下,在定影膜上产生的静电泄漏到基板41,并且有可能损坏基板41。因此,在这种情况下的定影膜有可能不一定具有足够的非带电性。

另外,关于表面电阻率为15[LOGΩ/sq.]以上的定影膜,静电噪音大,并且可确认定影的图像也因静电而混乱(通常称为“静电偏移”)。由这样的结果可知,从非带电性的观点出发,定影膜的表面电阻率约为10[LOGΩ/sq.]以下即可。此外,判定结果中的(OK)的记载表示既可以从便于调节的观点出发将其判断为OK,也可以出于安全性的考虑而将其判断为NG。

由于这样的原因,第一实施方式中的定影装置30使用从基层一侧测量的表面电阻率为7[LOGΩ/sq.]~10[LOGΩ/sq.]的定影膜35构成。根据如此构成的定影膜35,能够同时实现抑制定影膜35的带电以及确保定影膜35的次级部件和加热器单元40的绝缘耐压。

(第二实施方式)

在第一实施方式中,说明了将定影膜35的基层微导电化的情况。与此相对,在第二实施方式中,对在定影膜35的基层使用所谓的纯聚酰亚胺材料(以下称为“纯PI材料”。)的情况进行说明。纯PI材料是具有非导电性的材料。在此,如上所述,定影膜35通过从筒状的内侧起依次层叠基层、弹性层(弹性橡胶)、脱模层(PFA管)而构成。更具体而言,在弹性橡胶与PFA管之间设置用于提高两者的密接性的底漆层。在第二实施方式中,相对于基层使用非导电的纯PI材料,通过调节弹性橡胶、PFA管或底漆的导电性,能够同时实现抑制带电和确保绝缘耐压。

通过调节导电性材料相对于弹性橡胶、PFA管或底漆的添加量来实现导电性的调节。在此,首先研究了仅调节弹性橡胶的导电性的情况。例如,在Si橡胶中添加碳系导电性材料并将其表面电阻率调节为10[LOGΩ/sq.]左右的物质用作定影膜的弹性橡胶。在这种情况下的体积电阻率约为14[LOGΩ·cm]以上,与从在基层中使用了普通的PI的定影膜的内侧(基层侧)测量的体积电阻率大致相同。与此同样地,当仅在底漆中添加导电性材料时,或者当仅在PFA管中添加导电性材料时,定影膜的体积电阻率也约为14[LOGΩ·cm]以上。图11是表示用多个模式实施这种导电性调节的结果的图。

在第一实施方式中,为了通过基层的微导电化来抑制定影膜的带电,定影膜的表面电阻率需要约为10[LOGΩ/sq.]以下。与此相对,如图11所示,可知通过调节弹性橡胶、PFA管或底漆的导电性也能够得到同样的效果。具体而言,能够与第一实施方式同样地抑制定影膜的表面的静电量。

在此,底漆的层厚薄至几微米,并且认为对上述效果的贡献率低于弹性橡胶和PFA管的贡献率。另一方面,Si橡胶的层厚为200um左右,因此认为对上述效果的贡献率高于PFA管和底漆的贡献率。因此,考虑到成本和成品率,期望构成为仅在Si橡胶中添加导电性材料而不在底漆和PFA管中添加导电性材料。具体而言,在获得图11所示的测量结果的导电性的测量试验中,发现Si橡胶的表面电阻率优选小于PFA管的表面电阻率。另外,关于绝缘耐压,可以将从定影膜的内侧测量的表面电阻率设置在约12[LOGΩ/sq.]~15[LOGΩ/sq.]的允许范围内。这意味着即使对定影膜35施加高电压也没有问题。需要注意的是,判定结果中的(OK)的记载表示既可以从便于调节的观点出发将其判断为OK,也可以出于安全性的考虑而将其判断为NG。

这样,当调节弹性层、底漆层或脱模层的导电性时,为绝缘耐压取得足够的余量。由于这样的原因,将第二实施方式的定影膜35微导电化,使得弹性层、底漆层和脱模层中的至少一层满足以下条件。该条件是从定影膜35的基层侧测量的表面电阻率为12[LOGΩ/sq.]。

通常,往往提供PI作为纯材料,因此其电阻值的调节是昂贵的。然而,在第二实施方式的定影膜35中,可以调节除基层以外的层的电阻值,并且绝缘耐压也具有足够的余量。因此,根据第二实施方式的定影膜35,虽然在基层中使用纯PI材料,但是能够更容易且更低成本地实现抑制定影带的带电以及确保定影带的次级部件和加热器的绝缘耐压。

(变形例)

在第一实施方式和第二实施方式中,作为定影装置的一例,以所谓的按需型定影装置30为例,对其定影膜的结构进行了说明。按需型定影装置是指加热器单元配备在由定影带和加压辊形成的辊隙部中的定影装置。在上述实施方式中,作为这种按需型定影装置的定影带的一个例子,示出了定影膜35。然而,本实施方式的定影带不限于按需型定影装置的定影带。

例如,本实施方式的定影带也可以应用于通过加热器直接加热定影带的方式的定影装置。通常,该方式的定影装置包括定影带、加压辊、加热部和反射部。在这种情况下,定影带从动于加压辊,并且在其内侧配置卤素灯等发热体作为加热部。反射部以与加热部相同的方式配置在定影带的内侧,并且将加热部产生的热量朝向定影带反射。通过由该反射部会聚的热量加热定影带(例如,参照日本特开2019-124714)。即,在该方式的定影装置中,定影带和加热部配置成非接触。

另外,例如,本实施方式的定影带也可以应用于辊定影型定影装置。通常,辊定影型定影装置包括定影带、弹性定影辊和加热辊。在这种情况下,定影带由弹性定影辊和加热辊架设,并通过弹性定影辊或加热辊的驱动而旋转。加热辊在内部配备有卤素灯等发热体,并通过其热量加热定影带(例如,参照日本特开2018-146895)。此外,辊定影型定影装置也可以包括将定影带从其内侧压接到加热辊的定影加压垫。定影加压垫也可以在含有氟树脂的玻璃布上配置氟系润滑脂等作为滑动辅助剂。

根据以上说明的至少一个实施方式,通过具有如下定影带能够同时实现抑制定影带的带电以及确保定影带的次级部件和加热器的绝缘耐压:一种定影带是筒状环形带,通过从内周侧起依次层叠基层、弹性层和脱模层而形成,并且从所述基层侧测量的表面电阻率被调节为7[LOGΩ/sq.]以上且10[LOGΩ/sq.]以下;或者一种定影带是筒状环形带,通过从内周侧起依次层叠基层、弹性层、底漆层和脱模层而形成,并且从所述基层侧测量的体积电阻率被调节为14[LOGΩ·cm]以上。

虽然对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为示例而提出的,并非旨在限制发明的范围。这些实施方式能够以其它各种方式实施,且在不脱离本发明的主旨的范围内,可进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变化包括于发明的范围及主旨,同样地包括于权利要求书所记载的发明及其均等范围内。

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