定影裝置、加熱部件以及圖像形成裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及定影裝置、加熱部件以及圖像形成裝置。定影裝置包括：可旋轉的環形定影部件，該可旋轉的環形定影部件將色調劑圖像定影到記錄介質上；以及加熱部件。加熱部件包括：發熱層，該發熱層通過被供電而發熱；絕緣層，該絕緣層將發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣發熱層；金屬層，該金屬層被層壓在絕緣層的第一表面上，剛性比絕緣層的剛性高，并且產生彈性恢復力；以及導熱層，該導熱層被層壓在絕緣層的第二表面上，剛性比金屬層的剛性低，并且導熱率比絕緣層和金屬層的導熱率高。加熱部件受到定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，通過被抵靠著定影部件的內周面進行按壓而彈性變形，并且加熱定影部件。
【專利說明】
定影裝置、加熱部件以及圖像形成裝置
技術領域
[0001 ] 本發明涉及定影裝置、加熱部件以及圖像形成裝置。
【背景技術】
[0002]日本未審查專利申請第2011-175168號公報和第2011-197182號公報各公開了一種定影裝置，該定影裝置具有環帶形定影部件和平面狀加熱部件，該平面狀加熱部件與定影部件的內周面接觸，以便加熱定影部件。
[0003]日本未審查專利申請第2011-175168號公報和第2011-197182號公報中的每一個所討論的平面狀加熱部件設置有發熱層。該發熱層通過被供電而發熱，使得加熱部件加熱定影部件。
【發明內容】
[0004]定影裝置具有不傳送片材的非片材通過區域。在該非片材通過區域中，熱不太可能從定影部件傳導到片材，這可能導致加熱部件和定影部件在非片材通過區域中的溫度變得高于其在片材通過區域中的溫度。特別地，在通過采用薄板形加熱部件降低加熱部件的熱容量的情況下，該加熱部件在非片材通過區域中的溫度傾向于進一步增加。
[0005]本發明的目的是提供一種通過采用加熱部件的彈性恢復力使加熱部件與定影部件相接觸的定影裝置。具體地，目的是與未設置導熱率高于金屬層的導熱層或導熱部件的情況相比，在維持定影裝置中的加熱部件的彈性恢復力的同時，防止定影過程期間加熱部件在非片材通過區域中的溫度變得高于在片材通過區域中的溫度。
[0006]根據本發明的第一方面，提供了一種定影裝置，該定影裝置包括:可旋轉的環形定影部件，該可旋轉的環形定影部件將色調劑圖像定影到記錄介質上；以及加熱部件。該加熱部件包括:發熱層，該發熱層通過被供電而發熱；絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層；金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層的第一表面上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力；以及導熱層，該導熱層被層壓在所述絕緣層的第二表面上，該導熱層的剛性比所述金屬層的剛性低，并且該導熱層的導熱率比所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高。所述加熱部件受到所述可旋轉的環形定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，所述加熱部件通過被抵靠著所述可旋轉的環形定影部件的內周面進行按壓而彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述可旋轉的環形定影部件。
[0007]根據本發明的第二方面，在根據第一方面的定影裝置中，所述導熱層由剛性比所述絕緣層的剛性高的金屬材料構成。
[0008]根據本發明的第三方面，在根據第一方面的定影裝置中，所述導熱層由剛性比所述絕緣層的剛性高的片形碳基材料構成。
[0009]根據本發明的第四方面，提供了一種加熱部件，該加熱部件包括:發熱層，該發熱層通過被供電而發熱；絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層；金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層的第一表面上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力；以及導熱層，該導熱層被層壓在所述絕緣層的第二表面上，該導熱層的剛性比所述金屬層的剛性低，并且該導熱層的導熱率比所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高。所述加熱部件通過被抵靠著被加熱的部件進行按壓而彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述被加熱的部件。
[0010]根據本發明的第五方面，提供了一種加熱部件，該加熱部件包括:發熱層，該發熱層通過被供電而發熱；絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層；金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層的第一表面上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力；以及導熱層，該導熱層被層壓在所述絕緣層的第二表面上，該導熱層的剛性比所述金屬層的剛性低，并且該導熱層的導熱率比所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高。所述加熱部件通過被抵靠著將色調劑圖像定影到記錄介質上的環形定影部件進行按壓而彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述環形定影部件。
[0011]根據本發明的第六方面，提供了一種定影裝置，該定影裝置包括:可旋轉的環形定影部件，該可旋轉的環形定影部件將色調劑圖像定影到記錄介質上；加熱部件；以及導熱部件。加熱部件包括:發熱層，該發熱層通過被供電而發熱；絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層；以及金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力。所述加熱部件受到所述可旋轉的環形定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，所述加熱部件在該加熱部件的設置有所述金屬層的第一表面被抵靠著所述可旋轉的環形定影部件的內周面進行按壓時彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述可旋轉的環形定影部件。導熱部件與所述加熱部件的第二表面接觸，并且該導熱部件的導熱率比所述加熱部件的所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高。
[0012]根據本發明的第七方面，在根據第六方面的定影裝置中，所述導熱部件受到所述可旋轉的環形定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，并且所述導熱部件通過與所述加熱部件的所述第二表面接觸而彈性變形。
[0013]根據本發明的第八方面，根據第六方面或第七方面的定影裝置還包括:切換單元，該切換單元在所述導熱部件與所述加熱部件接觸的狀態和所述導熱部件與所述加熱部件分開的狀態之間切換所述導熱部件。
[0014]根據本發明的第九方面，提供了一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括:色調劑圖像形成單元，該色調劑圖像形成單元形成色調劑圖像；轉印單元，該轉印單元將所述色調劑圖像轉印到記錄介質上；以及定影單元，該定影單元將轉印到所述記錄介質上的所述色調劑圖像定影到所述記錄介質上。所述定影單元包括:可旋轉的環形定影部件，該可旋轉的環形定影部件將色調劑圖像定影到記錄介質上；以及加熱部件。加熱部件包括:發熱層，該發熱層通過被供電而發熱；絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層；金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層的第一表面上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力；以及導熱層，該導熱層被層壓在所述絕緣層的第二表面上，該導熱層的剛性比所述金屬層的剛性低，并且該導熱層的導熱率比所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高。所述加熱部件受到所述可旋轉的環形定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，所述加熱部件通過被抵靠著所述可旋轉的環形定影部件的內周面進行按壓而彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述可旋轉的環形定影部件。
[0015]根據本發明的第十方面，提供了一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括:色調劑圖像形成單元，該色調劑圖像形成單元形成色調劑圖像；轉印單元，該轉印單元將所述色調劑圖像轉印到記錄介質上；以及定影單元，該定影單元將轉印在所述記錄介質上的所述色調劑圖像定影到所述記錄介質上。所述定影單元包括:可旋轉的環形定影部件，該可旋轉的環形定影部件將所述色調劑圖像定影到所述記錄介質上；加熱部件；以及導熱部件。加熱部件包括:發熱層，該發熱層通過被供電而發熱；絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層；以及金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力。所述加熱部件受到所述可旋轉的環形定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，所述加熱部件在該加熱部件的設置有所述金屬層的第一表面被抵靠著所述可旋轉的環形定影部件的內周面進行按壓時彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述可旋轉的環形定影部件。導熱部件與所述加熱部件的第二表面接觸，并且該導熱部件的導熱率比所述加熱部件的所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高。
[0016]根據本發明的第一方面，與未設置具有比金屬層高的導熱率的導熱層的情況相比，可以在維持加熱部件的彈性恢復力的同時，防止在定影過程期間加熱部件在非片材通過區域中的溫度變得高于在片材通過區域中的溫度。
[0017]根據本發明的第二方面，與導熱層的剛性低于絕緣層的剛性的情況相比，可以抑制加熱部件中層的層離。
[0018]根據本發明的第三方面，與導熱層由除了碳基材料之外的材料構成的情況相比，可以防止金屬層的彈性恢復力被導熱層抑制。
[0019]根據本發明的第四方面，與未設置具有比金屬層高的導熱率的導熱層的情況相比，可以在維持加熱部件的彈性恢復力的同時，防止在定影過程期間加熱部件在非片材通過區域中的溫度變得高于在片材通過區域中的溫度。
[0020]根據本發明的第五方面，與未設置具有比金屬層高的導熱率的導熱層的情況相比，可以在維持加熱部件的彈性恢復力的同時，防止在定影過程期間加熱部件在非片材通過區域中的溫度變得高于在片材通過區域中的溫度。
[0021]根據本發明的第六方面，與未設置具有比金屬層高的導熱率的導熱層的情況相比，可以在維持加熱部件的彈性恢復力的同時，防止在定影過程期間加熱部件在非片材通過區域中的溫度變得高于在片材通過區域中的溫度。
[0022]根據本發明的第七方面，與導熱部件不具有彈性恢復力的情況相比，可以在導熱部件與加熱部件之間獲得良好的可接觸性。
[0023]根據本發明的第八方面，與未設置切換單元的情況相比，可以縮短定影裝置的啟動時間。
[0024]根據本發明的第九方面，與未設置具有比金屬層高的導熱率的導熱層的情況相比，可以在維持加熱部件的彈性恢復力的同時，防止在定影過程期間加熱部件在非片材通過區域中的溫度變得高于在片材通過區域中的溫度。
[0025]根據本發明的第十方面，與未設置具有比金屬層高的導熱率的導熱層的情況相比，可以在維持加熱部件的彈性恢復力的同時，防止在定影過程期間加熱部件在非片材通過區域中的溫度變得高于在片材通過區域中的溫度。
【附圖說明】
[0026]基于以下附圖，對本發明的示例性實施方式進行詳細描述，附圖中:
[0027]圖1例示應用根據第一示例性實施方式的定影單元的圖像形成裝置的構造示例；
[0028]圖2例示根據第一示例性實施方式的定影單元的構造；
[0029]圖3例示根據第一示例性實施方式的定影單元的構造；
[0030]圖4是例示定影帶的層構造的剖面圖；
[0031]圖5A和圖5B例示根據第一示例性實施方式的加熱器單元的構造；
[0032]圖6A和圖6B例示加熱器的構造；
[0033]圖7A至圖7C例示發熱層的圖案的示例；
[0034]圖8A是例示相關技術中的加熱器的層構造的剖面圖，圖8B例示加熱器中的發熱層與當片材被傳送到定影單元時的片材寬度之間的相對位置關系；
[0035]圖9例示裝配有相關技術中的加熱器的定影單元中的加熱器的溫度變化；
[0036]圖1OA和圖1OB例示向相關技術中的加熱器的發熱層施加電的狀態；
[0037]圖11例示裝配有根據第一示例性實施方式的加熱器的定影單元中的加熱器的溫度變化；
[0038]圖12例示根據第二示例性實施方式加熱器的構造；
[0039]圖13A和圖13B例示根據第三示例性實施方式的加熱器單元的構造；
[0040]圖14是例示第四示例性實施方式的加熱器單元的構造的立體圖；以及
[0041]圖15A和圖15B例示根據第四示例性實施方式的加熱器單元的操作。
【具體實施方式】
[0042]下面將參照附圖對本發明的示例性實施方式進行描述。
[0043]第一示例性實施方式
[0044]圖像形成裝置
[0045]圖1例示應用根據第一示例性實施方式的定影單元60的圖像形成裝置I的構造示例。圖1所示的圖像形成裝置I是所謂的縱列式彩色打印機并且包括基于圖像數據形成圖像的圖像形成部10和控制圖像形成裝置I的整個操作的控制器31。此外，圖像形成裝置I包括:通信部32，該通信部32通過與例如個人計算機(PC) 3或者圖像讀取器(掃描儀)4通信來接收數據；以及圖像處理器33，該圖像處理器33對由通信部32接收的圖像數據執行預定的圖像處理。
[0046]圖像形成部10包括四個圖像形成單元11Y、11M、11C、和IIK (它們有時可以總稱為“圖像形成單元11”)，這四個圖像形成單元11Y、11M、11C、和IlK為以特定間距彼此平行排布的色調劑圖像形成單元的示例。各個圖像形成單元11包括:感光鼓12，該感光鼓12形成靜電潛像并且承載色調劑圖像；充電裝置13，該充電裝置13用預定電勢對感光鼓12的表面進行靜電充電；發光二極管(LED)打印頭14，該發光二極管(LED)打印頭14基于相應顏色的圖像數據使由充電裝置13進行靜電充電的感光鼓12暴露于光；顯影裝置15，該顯影裝置15顯影形成在感光鼓12上的靜電潛像；以及鼓清潔器16，該鼓清潔器16在轉印過程之后清潔感光鼓12的表面。
[0047]圖像形成單元11除了容納在顯影裝置15中的色調劑之外具有大致相同的構造，并且分別形成黃色(Y)色調劑圖像、品紅色(M)色調劑圖像、青色(C)色調劑圖像和黑色(K)色調劑圖像。
[0048]圖像形成部10還包括:中間轉印帶20，該中間轉印帶20上疊加并轉印有形成在相應的圖像形成單元11的感光鼓12上的色調劑圖像；以及第一轉印輥21，該第一轉印輥21將形成在圖像形成單元11處的色調劑圖像順序地轉印(一次轉印)到中間轉印帶20上。此外，圖像形成部10包括:二次轉印輥22，該二次轉印輥22將疊加并轉印在中間轉印帶20上的色調劑圖像集中轉印(二次轉印)到作為記錄介質(記錄紙張)的片材P上；以及定影單元60，該定影單元60是將二次轉印后的色調劑圖像定影到片材P上的定影裝置或定影單元的示例。在根據第一示例性實施方式的圖像形成裝置I中，中間轉印帶20、一次轉印輥21以及二次轉印輥22構成轉印單元。
[0049]在根據第一示例性實施方式的圖像形成裝置I中，在控制器31的控制下以以下方式來執行圖像形成處理。具體地，來自PC 3或掃描儀4的圖像數據由通信部32接收并經受由圖像處理器33執行的預定圖像處理，以便變為相應顏色的圖像數據，然后將該圖像數據發送到相應的圖像形成單元I。然后，例如，在形成黑色(K)色調劑圖像的圖像形成單元IlK中，在感光鼓12沿箭頭A所指示的方向旋轉的同時，由充電裝置13用預定電勢對感光鼓12進行靜電充電。基于從圖像處理器33發送的K顏色圖像數據，LED打印頭14對感光鼓12執行掃描曝光。由此，與K顏色圖像相關的靜電潛像形成在感光鼓12上。形成在感光鼓12上的K顏色靜電潛像由顯影裝置15顯影，使得K顏色色調劑圖像形成在感光鼓12上。同樣地，黃色(Y)色調劑圖像、品紅色(M)色調劑圖像和青色(C)色調劑圖像分別形成在圖像形成單元IlYUlM和IlC中。
[0050]形成在相應圖像形成單元11中的感光鼓12上的色調劑圖像由一次轉印棍21順序靜電轉印(一次轉印)到沿由箭頭B指示的方向移動的中間轉印帶20上，借此形成疊加后的相應顏色的色調劑圖像。隨著中間轉印帶20移動，中間轉印帶20上的疊加的色調劑圖像被傳送到設置二次轉印輥22的區域(二次轉印部T)。根據所疊加的色調劑圖像被傳送到二次轉印部T的時刻，片材支撐物40將片材P饋送到二次轉印部T。然后，經由二次轉印輥22形成在二次轉印部T中的轉印電場將所疊加的色調劑圖像集中地靜電轉印(二次轉印)到所傳送的片材P上。
[0051]隨后，具有上面靜電轉印的所疊加的色調劑圖像的片材P被傳送到定影單元60。傳送到定影單元60的片材P上的色調劑圖像從定影單元60接收熱量和壓力，以被定影到片材P上。然后，上面形成有定影圖像的片材P被傳送到設置在圖像形成裝置I的輸出部處的片材載置部45。
[0052]一次轉印過程之后附著到感光鼓12的色調劑(一次轉印殘留色調劑)和二次轉印過程之后附著到中間轉印帶20的色調劑(二次轉印殘留色調劑)分別由鼓清潔器16和帶清潔器25從其去除。
[0053]針對打印片材的數量，圖像形成裝置I中的圖像形成處理以該方式重復循環進行。
[0054]定影單元的構造
[0055]接著，將對根據第一示例性實施方式的定影單元60進行描述。
[0056]圖2和圖3例示根據第一示例性實施方式的定影單元60的構造。具體地，圖2是前視圖，并且圖3是沿著圖2中的線II1-1II截取的剖面圖。
[0057]如圖3中的剖面圖所示，定影單元60包括作為加熱源的加熱器單元80、作為被加熱部件的示例的定影帶61或通過由加熱器單元80加熱來定影色調劑圖像的定影部件、面向定影帶61的外周設置的加壓輥62，以及經由定影帶61被加壓輥62按壓的按壓墊63。
[0058]此外，定影單元60包括有助于將片材P從定影帶61分離的分離輔助部件66。
[0059]如例如圖2和圖3所示，在以下描述中，定影單元60中定影帶61的旋轉軸方向將被定義為X方向，下面將描述的咬合部N處定影帶61的移動方向(即，片材傳送方向)將被定義為Y方向，并且正交于X方向和Y方向的方向將被定義為Z方向。
[0060]定影帶
[0061]定影帶61由環帶部件形成，該環帶部件的原形是圓筒形，并且在其原始形式(即，圓筒形)時具有例如30_的直徑和沿寬度方向300_的長度。此外，如圖4(圖4是例示定影帶61的層構造的剖面圖)所示，定影帶61為由基層611和覆蓋基層611的離型層612構成的帶部件。
[0062]基層611由耐熱片形部件形成，該耐熱片形部件向整個定影帶61提供機械強度。
[0063]例如，厚度在60 μπι至200 μπι的范圍之間的聚酰亞胺樹脂片用作基層611。為了使定影帶61的溫度分布更均勻，由例如氧化鋁構成的導熱填料可以包含在聚酰亞胺樹脂片內。
[0064]因為離型層612與片材P上的未定影色調劑圖像直接接觸，所以由具有高離型性的材料構成離型層612。例如，使用四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)、硅酮共聚物或這些材料的復合層。關于離型層612的厚度，如果離型層612太薄，則離型層612在耐磨性方面不足，并且可能縮短定影帶61的壽命。如果離型層612太厚，則定影帶61的熱容量變得過大，這導致更長的預熱時間。鑒于耐磨性與熱容量之間的平衡，離型層612的厚度的期望范圍在I μπι和50 μm之間。
[0065]如果彩色圖像要形成在圖像形成部10上(見圖1)，則例如由諸如硅橡膠等的耐熱彈性材料構成的彈性層期望設置在定影帶61的基層611與離型層612之間。與未采用這種構造的情況相比，在定影帶61中設置這種彈性層允許改善彩色圖像的定影性。
[0066]定影帶的驅動機構
[0067]接著，將對定影帶61的驅動機構進行描述。
[0068]如圖2的平面圖所示，在維持定影帶61的相對端處的截面形狀為圓形的同時沿周向方向旋轉驅動定影帶61的端帽部件67被固定到加熱器單元80的后面描述的支撐架82 (見圖3)的相對軸向端(沿X方向)。定影帶61經由端帽部件67從相對端直接接收旋轉驅動力，以便以例如140mm/s的處理速度沿圖3中的箭頭C所指示的方向旋轉。
[0069]端帽部件67由具有高機械強度和高耐熱性的所謂工程塑料材料構成。合適的示例包括酚醛樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚酰胺樹脂、聚酰胺-酰亞胺樹脂、聚醚-醚-酮(PEEK)樹脂、聚醚-砜(PES)樹脂、聚苯硫醚(PPS)樹脂以及液晶聚合物(LCP)樹脂。
[0070]如圖2所示，在定影單元60中，來自驅動馬達90的旋轉驅動力經由傳動齒輪91和傳動齒輪92被傳遞到軸93，然后經由耦合到軸93的傳動齒輪94和傳動齒輪95被傳遞到端帽部件67。由此，旋轉驅動力從端帽部件67被傳遞到定影帶61，使得端帽部件67和定影帶61作為單個單元被旋轉驅動。
[0071]因此，因為定影帶61通過從定影帶61的相對端直接接收驅動力而旋轉，所以定影帶61能穩定地旋轉。
[0072]加壓輥
[0073]返回參照圖3，加壓輥62面向定影帶61而設置并且通過被定影帶61驅動而以例如140mm/s的處理速度沿由圖3中的箭頭D指示的方向旋轉。然后，在定影帶61被咬合在加壓輥62與按壓墊63之間的狀態下，形成咬合部N。通過使承載未定影的色調劑圖像的片材P穿過該咬合部N，未定影的色調劑圖像接收熱和壓力，以便被定影到片材P上。
[0074]加壓棍62通過層壓固體招芯(圓柱帶芯棒)621、耐熱彈性層622和離型層623而形成。芯621的直徑為例如18mm。耐熱彈性層622覆蓋芯621的外周面，并且由例如厚度為5mm的硅海綿形成。離型層623由例如厚度為50 μ m的耐熱橡膠涂層或耐熱樹脂涂層(諸如內部混合碳的PFA等)形成。用例如25kgf的載荷由按壓彈簧68(見圖2)將加壓輥62按壓成隔著定影帶61抵靠按壓墊63。
[0075]按壓墊
[0076]按壓墊63為由諸如硅酮橡膠或碳氟橡膠等的剛性材料構成的框部件，并且截面為大體上圓弧形。按壓墊63由加熱器單元80的支撐架82 (下面描述)支撐在定影帶61內。在加壓輥62與定影帶61壓力接觸的區域中，按壓墊63牢固設置在X方向上的整個區域上。按壓墊63被安裝成，使得隔著定影帶61用預定載荷(例如，1kgf的平均載荷)均勻地擠壓加壓輥62的預定寬度區域，從而形成咬合部N。
[0077]加熱器單元的構造
[0078]圖5A和圖5B例示根據第一示例性實施方式的加熱器單元80的構造。具體地，圖5A是當從定影帶61的內周分離時加熱器單元80的立體圖，并且圖5B是定影帶61和附接到定影帶61的內周時加熱器單元80的立體圖。
[0079]附圖所示的加熱器單元80包括用作發熱源的加熱器81和支撐加熱器81和上述按壓墊63的支撐架82。
[0080]在第一示例性實施方式中，加熱器81用作加熱部件的示例，該加熱部件從定影帶61 (見圖3)的內周側加熱定影帶61。
[0081]圖6A和圖6B例示了加熱器81的構造。
[0082]加熱器81具有整體柔性的片狀。在實際使用中，為了使加熱器81與定影帶61 (見圖3)的內周面接觸設置，如圖3、圖5A和圖5B所示，加熱器81被彎曲成圓弧形狀，以便與定影帶61的內周面一致。然而，為了提供更容易的理解，圖6A和圖6B例示了在被彎曲成圓弧形狀之前的平面狀態的加熱器81。圖6A是加熱器81的立體圖，并且圖6B是沿線VIB-VIB截取的加熱器81的剖面圖。
[0083]如圖6A和圖6B所示，加熱器81具有發熱層811被裝入在絕緣層812內的結構。此外，加熱器81的與定影帶61的內周面接觸的一側(S卩，圖6B中的上側)設置有作為由金屬箔形成的金屬層的示例的支撐金屬層813。而且，加熱器81的與支撐金屬層813相對的一側(即，圖6B中的下側)設置有作為由不同于支撐金屬層813的金屬箔形成的導熱層的示例的熱擴散金屬層814。換言之，在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，支撐金屬層813被層壓在絕緣層812的表面中的一個表面上，并且熱擴散金屬層814被層壓在絕緣層812的另一個表面上。
[0084]此外，如圖6A所示，在被彎曲成圓弧形狀之前的加熱器81整體為矩形。換言之，根據第一示例性實施方式的加熱器81具有兩個相對的縱向邊緣和與縱向邊緣相交的兩個相對的橫向邊緣。加熱器81的縱向邊緣延伸的方向(在下文中，該方向有時可以稱為“縱向”)與定影帶61的旋轉軸方向(即，X方向)對應。
[0085]如圖6A所示，在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，設置發熱層811的發熱區域81a沿縱向形成。而且，未設置發熱層811的非發熱區域81b沿著加熱器81的縱向邊緣形成，并且彼此相對，在它們之間插入發熱區域81a。
[0086]發熱層811由通過供電而發熱的導電發熱材料構成。在第一示例性實施方式中，發熱層811由例如厚度為30 μπι的不銹鋼箔形成。可以用作發熱層811的不銹鋼箔的示例包括不銹鋼SUS 430和SUS 330。此外，發熱層811被構造為通過具有預定圖案更均勻地發熱。
[0087]圖7Α至圖7C例示了發熱層811的圖案的示例。
[0088]圖7Α和圖7Β所示的發熱層811的圖案通過連續連接U形基礎圖案來形成，各個圖案具有圓弧彎曲段和直線延伸段。具體地，圖7Α所示的圖案通過連續連接具有相同尺寸的U形基礎圖案來形成。圖7Β所示的圖案通過組合多種類型的不同尺寸的U形基礎圖案來形成。
[0089]在圖7Α和圖7Β中所示的發熱層811的各個圖案中，構成各個U形基礎圖案的段相對于加熱器81(見圖6Α和圖6Β)的橫向方向傾斜。由此，與未采用這種構造的情況相比，抑制了形成沿加熱器81的縱向不存在發熱層811的區域，使得抑制了被加熱器81加熱的定影帶61 (見例如圖3)的溫度變化。
[0090]圖7C中示出的發熱層811的圖案具有圖案線性延伸的線性延伸段和圖案被彎曲的彎曲段。兩個線性延伸段的邊緣和一個彎曲段的邊緣構成正六邊形的一部分。在圖7C所示的發熱層811中，線性延伸段和彎曲段被連續地連接，使得其邊緣形成鈍角。憑借具有這種圖案的發熱層811，抑制了發熱層811的剛性差，使得抑制了發熱層811中的發熱分布的變化。
[0091]發熱層811的圖案可以根據例如定影帶61和加熱器81的材料、定影溫度等來選擇，而不限于圖7Α至圖7C所示的那些圖案。
[0092]返回參照圖6Α和圖6Β，絕緣層812用于絕緣發熱層811并且還用于保護發熱層811，以便例如防止其彎曲。在第一示例性實施方式中，絕緣層812具有兩層結構，該兩層結構包括絕緣層812a和絕緣層812b。發熱層811通過將發熱層811夾在絕緣層812a與絕緣層812b之間并且對其執行熱壓接合而被裝入在絕緣層812內。因此，在這種情況下，絕緣層812a和絕緣層812b彼此結合到單個單元中。
[0093]絕緣層812a和絕緣層812b各由具有絕緣性以及高耐熱性的材料構成。在第一示例性實施方式中，絕緣層812a由例如厚度范圍為25 μπι與50 μπι之間的熱固性聚酰亞胺構成。絕緣層812b由例如厚度范圍為25 μπι與50 μm之間的熱塑性聚酰亞胺構成。
[0094]可以用作絕緣層812的其它示例包括由絕緣材料和陶瓷薄膜構成的氣相沉積膜。
[0095]支撐金屬層813被構造為使加熱器81維持為彎曲的形狀，并且還被構造為在加熱器81中產生彈性恢復力(下面將描述)。此外，支撐金屬層813還具有用于沿加熱器81的平面方向擴散從發熱層811產生的熱的功能。
[0096]術語“彈性恢復力”是指彈性體中產生的彈力，該彈性力在使彈性體位移的力施加到處于沒有來自外源的力作用在彈性體上的狀態下的彈性體時，使彈性體恢復其初始狀
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[0097]根據第一示例性實施方式的支撐金屬層813由導熱率比絕緣層812的導熱率高并且剛性比絕緣層812和熱擴散金屬層814的剛性高的金屬材料(諸如元素金屬或合金等)構成。在該示例中，根據第一示例性實施方式的支撐金屬層813由厚度為30 μπι的不銹鋼箔(SUS 330)構成。
[0098]雖然支撐金屬層813的厚度根據支撐金屬層813的材料以及例如發熱層811、絕緣層812和熱擴散金屬層814的材料和厚度變化，但是根據第一示例性實施方式的支撐金屬層813的厚度被設置為使得在加熱器81彈性變形為彎曲形狀時，在整個加熱器81中產生彈性恢復力。
[0099]設置了熱擴散金屬層814以用于沿加熱器81的平面方向擴散從發熱層811產生的熱量，以便抑制沿其平面方向的加熱器81的溫度變化。
[0100]根據第一示例性實施方式的熱擴散金屬層814由導熱率比絕緣層812和支撐金屬層813的導熱率高的金屬材料(諸如元素金屬或合金等)構成。而且，根據第一示例性實施方式的熱擴散金屬層814由剛性比絕緣層812的剛性高的金屬材料構成。在該示例中，熱擴散金屬層814由厚度為70 μπι的銅形成。
[0101]在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，支撐金屬層813連結到絕緣層812b，并且熱擴散金屬層814連結到絕緣層812a。實際上，當將發熱層811夾在絕緣層812a與絕緣層812b之間并且對其執行熱壓接合時，還執行用于將金屬支撐層813接合到絕緣層812b的過程和將熱擴散金屬層814接合到絕緣層812a的過程。
[0102]然后，以該順序層壓的支撐金屬層813、絕緣層812b、發熱層811、絕緣層812a、和熱擴散金屬層814的平面形加熱器81在加熱器81被彎曲成預定曲率的狀態下被加熱和冷卻。結果，如圖5A所示，獲得即使在未接收到外力時也具有彎曲形狀的加熱器81。
[0103]下面將對加熱器81中的支撐金屬層813和熱擴散金屬層814的詳細構造以及通過在加熱器81中設置支撐金屬層813和熱擴散金屬層814實現的效果進行描述。
[0104]返回參照圖3、圖5A和圖5B，在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，沿縱向形成的兩個非發熱區域81b中的一個非發熱區域沿其縱向附接到支撐架82。
[0105]此外，如上所述，根據第一示例性實施方式的加熱器81在其未接收到外力的狀態下(即，在加熱器單元80從定影帶61的內周分離的狀態下)具有彎曲形狀。在該示例中，在未接收到外力的狀態下彎曲的加熱器81的曲率小于定影帶61的曲率。換言之，彎曲的加熱器81的曲率半徑大于定影帶61的內周面的曲率半徑。
[0106]此外，如圖5A所示，在加熱器單元80從定影帶61的內周分離的狀態下，加熱器81的未附接到支撐架82的另一個非發熱區域81b與支撐架82分開，以便處于浮動狀態。
[0107]在加熱器單元80安裝在定影帶61的內周內的狀態下，加熱器81被抵靠著定影帶61的內周面進行按壓，由此與定影帶61的內周面一致地彈性變形，使得加熱器81的曲率增加。由此，由于加熱器81自身的彈性恢復力，加熱器81被按壓成抵靠定影帶61的內周面。因此，在定影帶61的內周面與加熱器81的支撐金屬層813 (見圖6A)之間維持良好的接觸狀態。
[0108]在第一示例性實施方式中，加熱器81在未設置發熱層811的一個非發熱區域81b處附接到支撐架82。在設置發熱層811的發熱區域81a中，加熱器81不與除定影帶61之外的部件接觸。具體地，在圖5A中，加熱器81的上表面(即，支撐金屬層813，參見圖6B)與定影帶61接觸，而加熱器81的下表面(S卩，熱擴散金屬層814，參見圖6B)不與其它構件接觸，使得加熱器81的下側處于中空狀態。由此，可以抑制從加熱器81向除定影帶61之外的部件傳導熱。此外，因為根據第一示例性實施方式的加熱器81為片狀，所以可以減少加熱器81的熱容量。因此，例如，當開啟圖像形成裝置I (見圖1)并且激活定影單元60 (見圖1)時，或者當重新激活處于休眠狀態的定影單元60時，定影帶61的溫度增加得更快。因此，縮短了將定影帶61的溫度增加到定影溫度所花費的時間(S卩，預熱時間)。
[0109]相關技術的加熱器中出現的問題
[0110]在通過使加熱部件與定影部件接觸來加熱定影部件的定影裝置中，有時通過例如利用薄板形加熱部件來減小加熱部件的熱容量，以便縮短加熱部件加熱定影部件所花費的時間。此外，為了增強加熱部件相對于定影部件的可接觸性，例如，有時采用使薄板形加熱部件可彈性變形以便由彈性恢復力使加熱部件接觸定影部件的構造。
[0111]在通過使片形加熱器(加熱部件)與定影帶的內周面接觸來加熱定影帶的定影單元中，在不傳送片材的非發熱區域中難以將熱從定影帶向片材傳導，這有時導致加熱器和定影帶中的溫度過度增加。具體地，在通過采用薄板形加熱器來減小加熱器的熱容量的情況下，加熱器在非發熱區域中的溫度趨于增加。
[0112]圖8A是例示相關技術中的加熱器81的層構造的剖面圖，并且圖SB例示加熱器81中的發熱層811與當片材被傳送到定影單元60時的片材寬度之間的相對位置關系。
[0113]在圖8A和圖SB中，類似于上述第一示例性實施方式中的那些組件給予與第一示例性實施方式中相同的附圖標記。
[0114]如圖8A所示，相關技術中的加熱器81具有發熱層811被裝入絕緣層812內的結構。如圖8B所示，相關技術中的加熱器81的發熱層811與根據第一示例性實施方式的發熱層811的類似點在于具有帶有彎曲段的圖案。
[0115]此外，在相關技術中的加熱器81中，加熱器81的與定影帶61的內周面接觸的一側設置有由例如厚度為30 μπι的不銹鋼箔形成的支撐金屬層813，但是未設置與第一示例性實施方式中的熱擴散金屬層814對應的組件。
[0116]雖然未示出，但是加熱器81與根據例如圖3示出的第一示例性實施方式的加熱器81的類似點在于加熱器81被彎曲成圓弧形狀、在沿縱向延伸的非發熱區域81b處受到支撐、并在定影單元60中經由彈性恢復力與定影帶61的內周面接觸。
[0117]通常，如圖8B所示，在定影單元60中，發熱層811在縱向上的寬度W被設置為大于片材通過的片材通過區域Fa，使得不在片材通過區域Fa中形成未充分加熱定影帶的區域。圖8B中的片材通過區域Fa與被傳送到定影單元60的最大寬度(例如，縱向寬度為257_的B4尺寸片材)的片材所通過的咬合部N(見圖3)的區域對應。相對于片材通過區域Fa更靠近邊緣且片材不通過的區域為非片材通過區域Fb。在該示例中，參照中心位置，執行片材傳送過程。
[0118]在片材被相繼傳送到定影單元60的咬合部N(見圖3)的情況下，用于定影過程的熱在片材通過的片材通過區域Fa中消耗，使得熱從定影帶61被傳導到片材。因此，由控制器31(見圖1)執行基于預設定影溫度的溫度調節控制，使得加熱器81和定影帶61在片材通過區域Fa中的溫度被保持在低于或等于預定上限溫度的溫度范圍內。
[0119]因為被傳送到咬合部N的片材不通過非片材通過區域Fb，所以用于定影過程的熱在非片材通過區域Fb中不太可能被消耗。具體地，在非片材通過區域Fb中，來自定影帶61的熱不太可能被傳導至片材，使得加熱器81和定影帶61在非片材通過區域Fb中的溫度趨向于增加到高于預設定影溫度的溫度。
[0120]圖9例示裝配有相關技術中的加熱器81的定影單元60中的加熱器81的溫度變化。
[0121]如圖9所示，在裝配有相關技術中的加熱器81的定影單元60中，加熱器81在非片材通過區域Fb中的溫度在已經傳送了 25張片材的時間點(S卩，經過30秒)達到預定上限溫度。在該示例中，上限溫度被設置為230°C，該溫度為構成定影帶61的基層611(見圖4)的聚酰亞胺的耐熱溫度。在裝配有現有技術的加熱器81的定影單元60中，當此后相繼傳送片材時，加熱器81和定影帶61在非片材通過區域Fb中的溫度超過定影帶61 (即，基層611)的耐熱溫度，這可能損壞定影帶61。
[0122]在相關技術中的加熱器81中，如果發熱層811的圖案具有彎曲段，則存在當向發熱層811施加電時，由于發熱層811產生的熱的變化，可能在構成加熱器81的層之間出現層離的可能性。圖1OA和圖1OB例示了向相關技術的加熱器81的發熱層811施加電的狀態。具體地，圖1OA是從上方看時加熱器81的發熱層811的放大圖，并且圖1OB是加熱器81的側面圖。
[0123]詳細地，當向發熱層811施加電以用于加熱定影帶61時，電流首先沿著形成在發熱層811中的圖案中的最短路徑流動。在具有彎曲段的發熱層811中，電流流過由圖1OA中的附圖標記Q表示的每個彎曲段的內周，使得首先在彎曲段的內周處發熱。因此，內周的溫度在外周之前增加，使得在內周中出現熱膨脹。
[0124]因為絕緣層812通常具有比發熱層811低的剛性和比發熱層811高的可變形性，所以當發熱層811的彎曲段中出現熱膨脹時，如圖1OB所示，絕緣層812變形，朝向未設置支撐金屬層813的一側突出。因此，加熱器81中的發熱層811波動，這可能導致例如在發熱層811與絕緣層812b之間以及絕緣層812b與支撐金屬層813之間出現層離。
[0125]如果加熱器81中的層之間出現層離，則發熱層811中產生的熱不太可能被引導到支撐金屬層813。因此，過度的溫度增加特別出現在發熱層811的彎曲段處，這可能導致加熱器81和定影帶61的溫度局部變高并受損。
[0126]根據第一示例性實施方式的加熱器81的操作
[0127]相反，在根據第一示例性實施方式的定影單元60中，因為加熱器81具有支撐金屬層813和熱擴散金屬層814這兩者，所以抑制了加熱器81的溫度過度增加，使得抑制了對定影帶61的損壞。而且，憑借具有支撐金屬層813和熱擴散金屬層814這兩者的加熱器81，抑制了由于發熱層811中產生的熱的變化而導致在加熱器81中的層之間的層離。
[0128]更具體地，如上所述，在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，熱擴散金屬層814由導熱率比支撐金屬層813和絕緣層812的導熱率高的金屬箔(該示例中的銅箔)形成。由此，當來自發熱層811的熱被保留在加熱器81的非片材通過區域Fb(見圖8B)中而沒有在其中消耗時，經由熱擴散金屬層814將熱從非片材通過區域Fb向片材通過區域Fa(見圖SB)傳導。由此，抑制了加熱器81在非片材通過區域Fb中過度的溫度增加。
[0129]此外，支撐金屬層813由導熱率比熱擴散金屬層814的導熱率低但比絕緣層812的導熱率高的金屬箔(在該示例中，不銹鋼箔)形成。由此，與加熱器81未設置支撐金屬層813的情況相比，非片材通過區域Fb中保留的熱易于傳導到片材通過區域Fa。由此，抑制了加熱器81在非片材通過區域Fb中過度的溫度增加，使得抑制了對定影帶61的損壞。
[0130]圖11例示了裝配有根據第一示例性實施方式的加熱器81的定影單元60中的加熱器81的溫度變化。
[0131]如圖11所示，在裝配有根據第一示例性實施方式的加熱器81的定影單元60中，與圖9例示的示例不同，當片材被相繼傳送時，非片材通過區域Fb中過度的溫度增加不太可能發生。具體地，即使在與相關技術中的加熱器81在非片材通過區域Fb中的溫度達到上限溫度(即，當已經傳送了 25張片材時(S卩，經過30秒))時對應的時間點，加熱器81在非片材通過區域Fb中的溫度也維持在低于或等于上限溫度。
[0132]由此，抑制了將定影帶61加熱至超過構成定影帶61的基層611的聚酰亞胺的耐熱溫度的溫度，使得抑制了對定影帶61的損壞。
[0133]此外，在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，發熱層811和絕緣層812被夾在支撐金屬層813與熱擴散金屬層814之間(支撐金屬層813和熱擴散金屬層814具有比絕緣層812高的剛性)。由此，例如，當向發熱層811施加電時，即使發熱層811的彎曲段的溫度快速升高，也由支撐金屬層813和熱擴散金屬層814從沿厚度方向的相對側按壓發熱層811和絕緣層812，使得抑制了發熱層811和絕緣層812的變形和波動。因此，抑制了由于發熱層811和絕緣層812的波動而導致的加熱器81的層之間的層離。
[0134]此外，在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，支撐金屬層813由剛性比絕緣層812和熱擴散金屬層814的剛性高的材料(具體地，不銹鋼(SUS 430或SUS 330))構成。通常，不銹鋼具有在例如低于或等于500°C的溫度范圍內幾乎不變化的機械特性。因此，在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，設置了由不銹鋼構成的支撐金屬層813，使得即使當加熱器81的溫度通過使發熱層811發熱而增加時，也維持了由支撐金屬層813產生的彈性恢復力。因此，即使在加熱定影帶61期間，也抑制了定影帶61的內周面與加熱器81之間的可接觸性降低，借此有效地加熱了定影帶61。
[0135]例如，在支撐金屬層813和熱擴散金屬層814這兩者都由具有高剛性的不銹鋼構成的情況下，如與熱擴散金屬層814由除了不銹鋼之外的材料(具體地，銅或鋁)構成的第一示例性實施方式相比，整個加熱器81的剛性趨向于變高。在這種情況下，當加熱器81安裝在定影帶61的內周內時，加熱器81變得更少地彈性變形，這可能導致經由彈性恢復力不足以將加熱器81按壓成抵靠定影帶61的內周面。
[0136]此外，因為不銹鋼具有比例如銅和鋁低的導熱率，所以如果支撐金屬層813和熱擴散金屬層814這兩者由不銹鋼構成，則與熱擴散金屬層814由除不銹鋼以外的材料(具體地，銅或鋁)構成的第一示例性實施方式相比，加熱器81和定影帶61的溫度傾向于局部變高。
[0137]換言之，在第一示例性實施方式中，與支撐金屬層813和熱擴散金屬層814由相同材料構成的情況相比，防止了在定影過程期間加熱器81的溫度和定影帶61在非片材通過區域Fb中的溫度變得高于在片材通過區域Fa中的溫度，并且還保證了將加熱器81按壓成抵靠定影帶61的內周面。
[0138]在支撐金屬層813和熱擴散金屬層814這兩者由例如具有比不銹鋼低的剛性的銅或鋁構成的情況下，提高了沿加熱器81的平面方向的導熱率，但整個加熱器81的剛性趨向于變低。在這種情況下，當加熱器81安裝在定影帶61的內周面內并沿著定影帶61的內周面彎曲時，出現在加熱器81中的彈性恢復力變小。因此，抵靠著定影帶61的內周面按壓加熱器81的力變小，這可能導致加熱器81與定影帶61的內周面之間的可接觸性降低。
[0139]此外，在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，設置了由SUS構成的支撐金屬層813，使得抑制了在加熱器81的表面上形成凹部和突起。換言之，因為如上所述發熱層811具有帶有彎曲段的圖案，所以加熱器81具有設置發熱層811的區域和未設置發熱層811的區域。因此，在不存在支撐金屬層813的情況下或在例如具有比熱擴散金屬層814低的剛性的材料用作支撐金屬層813的情況下，加熱器81由于發熱層811的有無而波動，這可能導致在加熱器81的表面上形成凹部和突起。
[0140]相反，在第一示例性實施方式中，加熱器81的表面設置有由具有比絕緣層812和熱擴散金屬層814高的剛性的SUS構成的支撐金屬層813，使得抑制了由于發熱層81的圖案而導致的加熱器81的波動。因此，抑制了在加熱器81的表面上形成凹部和突起，并且在加熱器81與定影帶61的內周面之間維持了更好的可接觸性。
[0141]在根據第一示例性實施方式的加熱器81中，由SUS構成的支撐金屬層813設置在加熱器81的與定影帶61的內周面接觸的一側(S卩，加熱器彎曲時的外周側)處，并且由銅構成的熱擴散金屬層814設置在加熱器81的不面向定影帶61的內周面的一側(即，加熱器81在彎曲時的內周側)處。另選地，支撐金屬層813與熱擴散金屬層814之間的位置關系可以在加熱器81中顛倒。具體地，當使加熱器81彎曲時，加熱器81的與定影帶61的內周面接觸的外周側可以設置有熱擴散金屬層814，并且加熱器81彎曲時的內周側可以設置有支撐金屬層813。
[0142]第二示例性實施方式
[0143]接著，將對本發明的第二示例性實施方式進行描述。圖12例示了根據第二示例性實施方式的加熱器81的構造并且是根據第二示例性實施方式的加熱器81的剖面圖。
[0144]如圖12所示，根據第二示例性實施方式的加熱器81與根據第一示例性實施方式的加熱器81的區別在于作為熱擴散層的另一個示例的熱擴散片815代替熱擴散金屬層814被層壓。具體地，根據第二示例性實施方式的加熱器81具有的熱擴散片815被接合到絕緣層 812a。
[0145]熱擴散片815由具有比第一示例性實施方式中構成熱擴散金屬層814的金屬箔(諸如鋁或銅等)高的沿平面方向的導熱率和柔性的碳基材料(諸如石墨片等)構成。在第二示例性實施方式中，熱擴散片815由厚度為30 μπι的石墨片形成。
[0146]根據第二示例性實施方式的加熱器81具有的熱擴散片815由例如石墨片形成，使得抑制了加熱器81過度的溫度增加，借此抑制了對定影帶61的損壞。
[0147]具體地，類似于第一示例性實施方式，保留在加熱器81的非片材通過區域Fb (見圖SB)中的熱經由熱擴散片815從非片材通過區域Fb向片材通過區域Fa(見圖SB)傳導。由此，抑制了加熱器81在非片材通過區域Fb中過度的溫度增加。
[0148]此外，如上所述，構成熱擴散片815的諸如石墨片等的碳基材料具有的沿平面方向的導熱率高于第一示例性實施方式中構成熱擴散金屬層814的金屬箔(諸如鋁或銅等)沿平面方向的導熱率。由此，例如，即使當向發熱層811施加電時，發熱層811的各個彎曲段的內周的溫度迅速增加，彎曲段的內周處產生的熱也由熱擴散片815沿平面方向快速傳導。因此，在發熱層811中，抑制了熱膨脹先于其它區域出現在彎曲段的內周處，借此抑制了由于發熱層811的熱膨脹而導致的加熱器81的層之間的層離。
[0149]此外，因為熱擴散片815由具有比支撐金屬層813高的柔性的碳基材料(諸如石墨片等)構成，所以熱擴散片815不太可能影響彎曲的加熱器81的支撐金屬層813所產生的彈性恢復力。由此，在根據第二示例性實施方式的加熱器81中，經由彈性恢復力可以在加熱器81與定影帶61的內周面之間維持良好的可接觸性。
[0150]此外，由于石墨片通常具有比相同厚度的金屬箔高的導熱性，所以與根據上述第一示例性實施方式的加熱器81中的熱擴散金屬層814的厚度相比，減小了熱擴散片815的厚度。在這種情況下，減小了加熱器81的總厚度，使得減少了整個加熱器81的熱容量。因此，例如，當激活定影單元60時，定影帶61的溫度更快地增加，使得縮短了定影單元60的預熱時間。
[0151]在第二示例性實施方式中，在圖12所示的示例中，支撐金屬層813設置在加熱器81的與定影帶61的內周面接觸的一側(S卩，加熱器81彎曲時的外周側)處，并且熱擴散片815設置在加熱器81的不面向定影帶61的內周面的一側(S卩，加熱器81在彎曲時的內周偵D處。另選地，支撐金屬層813與熱擴散片815之間的位置關系可以在根據第二示例性實施方式的加熱器81中顛倒。
[0152]第三示例性實施方式
[0153]接著，將對本發明的第三示例性實施方式進行描述。圖13A和圖13B例示了根據第三示例性實施方式的加熱器單元80的構造。具體地，圖13A例示了當從定影帶61的內周分離時的加熱器單元80，并且圖13B例示了在安裝在定影帶61的內周內時的加熱器單元
80 ο
[0154]根據第三示例性實施方式的加熱器81不具有根據第一示例性實施方式的加熱器81的熱擴散金屬層814，但具有類似于圖8Α所示的加熱器81的層構造的層構造。具體地，根據第三示例性實施方式的加熱器81具有通過層壓發熱層811、絕緣層812(812a和812b)和支撐金屬層813而獲得的構造。如圖13A和圖13B所示，根據第三示例性實施方式的加熱器單元80具有作為與加熱器81分開設置的導熱部件的示例的熱傳遞部件85。
[0155]根據第三示例性實施方式的熱傳遞部件85由諸如銅或鋁等的金屬構成，該金屬具有比由例如SUS構成的支撐金屬層813和由例如聚酰亞胺構成的絕緣層812高的導熱率并具有比支撐金屬層813低的剛性。在該示例中，熱傳遞部件85由厚度為70μπι的銅箔形成。
[0156]熱傳遞部件85整體具有柔性，并且在被彎曲成圓弧形狀的狀態下使用。
[0157]在被彎曲成圓弧形狀之前的熱傳遞部件85整體為矩形，并且具有兩個相對的縱向邊緣和與縱向邊緣相交的兩個相對的橫向邊緣。關于根據第三示例性實施方式的熱傳遞部件85，兩個縱向邊緣中的一個被附接到支撐架82。
[0158]更具體地，根據第三示例性實施方式的熱傳遞部件85在加熱器單元80被安裝在定影帶61的內周內時相對于加熱器81位于內周側。換言之，附接根據第三示例性實施方式的熱傳遞部件85，以面向加熱器81的絕緣層812a(見圖8A)。
[0159]此外，熱傳遞部件85在不與例如加熱器81接觸時(即，當未接收到外力時)具有彎曲的形狀。具體地，如圖13A所示，當加熱器單元80從定影帶61的內周分離時，使熱傳遞部件85彎曲，使得其曲率小于定影帶61的曲率(S卩，其曲率半徑大于定影帶61的曲率半徑)。在該示例中，使熱傳遞部件85彎曲，使得其曲率大于彎曲的加熱器81的曲率。
[0160]當如圖13B所示加熱器單元80被安裝在定影帶61的內周內時，與第一示例性實施方式相同，加熱器81被抵靠著定影帶61的內周面進行按壓，借此加熱器81彈性變形，使得其曲率與定影帶61的內周面一致地增大。
[0161]此外，在第三示例性實施方式中，當加熱器單元80被安裝在定影帶61的內周內時，熱傳遞部件85被由于被按壓成抵靠定影帶61的內周面而變形的加熱器81按壓。由此，熱傳遞部件85彈性變形，使得其曲率與加熱器81 —致地增大，借此由于熱傳遞部件85的彈性恢復力而將熱傳遞部件85按壓成抵靠加熱器81。
[0162]換言之，在根據第三示例性實施方式的加熱器單元80中，由于熱傳遞部件85的彈性恢復力而將熱傳遞部件85按壓成抵靠加熱器81的內周面。而且，由于經由熱傳遞部件85的按壓力和加熱器81的彈性恢復力而將加熱器81按壓成抵靠定影帶61的內周面。
[0163]因此，在第三示例性實施方式中，當加熱器單元80被安裝在定影帶61的內周內時，定影帶61的內周面和加熱器81彼此緊密接觸，并且加熱器81和熱傳遞部件85彼此緊密接觸。
[0164]由此，在第三示例性實施方式中，當片材被相繼傳送到定影單元60的咬合部N (見圖3)時，保留在加熱器81的非片材通過區域Fb (見圖SB)中的熱經由熱傳遞部件85被傳導到片材通過區域Fa(見圖SB)，使得與第一和第二示例性實施方式中相同，抑制了非片材通過區域Fb中過度的溫度增加。
[0165]此外，在第三不例性實施方式中，因為熱傳遞部件85與加熱器81分開設置，所以防止了加熱器81由于加熱器81的變形而出現的彈性恢復力被熱傳遞部件85抑制。換言之，在第三不例性實施方式中，與第一和第二不例性實施方式中相同，由加熱器81的彈性恢復力維持定影帶61的內周面與加熱器81之間的良好的可接觸性。
[0166]在圖13A和圖13B所示的示例中，所使用的加熱器81具有通過層壓發熱層811、絕緣層812和支撐金屬層813所獲得的層構造。另選地，例如，與第一示例性實施方式中相同，可以使用通過層壓發熱層811、絕緣層812、支撐金屬層813和熱擴散金屬層814而形成的加熱器81 (見圖6B)，或與第二示例性實施方式中相同，可以使用通過層壓熱擴散片815來代替熱擴散金屬層814而形成的加熱器81 (見圖12)。
[0167]例如，在使用根據第一示例性實施方式的加熱器81的情況下，熱傳遞部件85與熱擴散金屬層814接觸設置，并且發熱層811中產生的熱由熱擴散金屬層814和熱傳遞部件85傳導。在使用根據第二示例性實施方式的加熱器81的情況下，熱傳遞部件85與熱擴散片815接觸設置，并且發熱層811中產生的熱由熱擴散片815和熱傳遞部件85來傳導。結果，抑制了加熱器81在非片材通過區域Fb中過度的溫度增加。
[0168]第四示例性實施方式
[0169]接著，將對本發明的第四示例性實施方式進行描述。圖14是例示根據第四示例性實施方式的加熱器單元80的構造的立體圖。圖15A和圖15B例示了根據第四示例性實施方式的加熱器單元80的操作并且與如沿軸向方向看到的根據第四示例性實施方式的加熱器單元80的圖對應。
[0170]除了在第三示例性實施方式中描述的加熱器單元80之外，根據第四示例性實施方式的加熱器單元80還具有作為切換單元的示例的驅動器86，該驅動器86驅動熱傳遞部件85。
[0171]根據第四示例性實施方式的熱傳遞部件85與根據第三示例性實施方式的熱傳遞部件85 (見圖13A和圖13B)的類似點在于一個縱向邊緣被附接到支撐架82并由支撐架82來支撐。而且，如圖14、圖15A和圖15B所示，根據第四示例性實施方式的熱傳遞部件85具有通過使未附接到支撐架82的邊緣朝向定影帶61的內周彎曲而形成的彎曲部85a。
[0172]驅動器86具有沿加熱器81的縱向延伸并且熱傳遞部件85的彎曲部85a所鉤到的軸861、與軸861的各個相對縱向端接觸設置以便調節軸861的運動的調節部件862和移動調節部件862的移動部件863。
[0173]在第四示例性實施方式中，移動部件863由螺線管構成并具有螺線管體863a和從螺線管體863a突出的柱塞863b。基于經由控制器31 (見圖1)進行的控制，柱塞863b可沿用于增加和減少從螺線管體863a突出的量的方向移動。調節部件862被附接到移動部件863的柱塞863b。
[0174]接著，將對加熱器單元80的操作進行描述。基于經由控制器31進行的控制，根據第四示例性實施方式的加熱器單元80可在熱傳遞部件85與加熱器81接觸的第一狀態和熱傳遞部件85與加熱器81分開的第二狀態之間切換。圖15A例示了第一狀態下的加熱器單元80，并且圖15B例示了第二狀態下的加熱器單元80。
[0175]在第一狀態下的加熱器單元80中，柱塞863b從移動部件863中的螺線管體863a突出第一預定突出量。如圖15A所示，隨著柱塞863b在第一狀態下的加熱器單元80中突出，被附接到柱塞863b的端部的調節部件862在沿軸方向(即，Y方向)看時，位于定影帶61的外周側。
[0176]由此，在圖15A所示的第一狀態下，調節部件862與軸861分開。換言之，在第一狀態下的加熱器單元80中，經由調節部件862的外力不向軸861和附接到軸861的熱傳遞部件85施加。因此，如圖15A所示，在第一狀態下的加熱器單元80中，熱傳遞部件85由于熱傳遞部件85的彈性恢復力而與加熱器81接觸。
[0177]當控制器31將加熱器單元80從第一狀態切換到第二狀態時，如圖15B所示，柱塞863b向左移動，以便朝向螺線管體863a拉動。因此，柱塞863b從螺線管體863a突出第二突出量，該第二突出量小于第一突出量。
[0178]隨著柱塞863b被朝向螺線管體863a拉動，調節部件862朝向定影帶61的內周移動，以便緊靠軸861。
[0179]因此，軸861被調節部件862按壓，以便朝向定影帶61的內周移動。然后，隨著軸861移動，附接到軸861的熱傳遞部件85變形。具體地，隨著軸861移動，彎曲部85a朝向定影帶61的內周移動，使得熱傳遞部件85變形，以使所具有的曲率大于第一狀態下的曲率(即，曲率半徑小于第一狀態下的曲率半徑)。
[0180]由此，如圖15B所示，在第二狀態下的加熱器單元80中，熱傳遞部件85與加熱器81分開。
[0181]因此，基于經由控制器31進行的控制，根據第四示例性實施方式的加熱器單元80可由驅動器86在熱傳遞部件85與加熱器81接觸的第一狀態和熱傳遞部件85與加熱器81分開的第二狀態之間切換。
[0182]通過采用這種構造，例如，當激活定影單元60或當重新激活處于休眠狀態的定影單兀60時，加熱器單兀80可以被設置為熱傳遞部件85與加熱器81分開的第二狀態。在這種情況下，抑制了將發熱層811中產生的熱從加熱器81傳導到熱傳遞部件85。由此，與例如在第三示例性實施方式中加熱器81和熱傳遞部件85總是彼此接觸的情況相比，增加了從加熱器81向定影帶61傳導的熱量，使得縮短了用于增加定影帶61的溫度的預熱時間。
[0183]此外，當定影帶61的溫度增加到預定溫度時，加熱器單元80被設置為熱傳遞部件85與加熱器81接觸的第一狀態，使得經由熱傳遞部件85沿平面方向擴散加熱器81中產生的熱。
[0184]具體地，保留在加熱器81的非片材通過區域Fb (見圖8B)中的熱被傳導并擴散到與第一狀態下的加熱器81接觸的熱傳遞部件85。由此，抑制了定影帶61在非片材通過區域Fb中的溫度局部變高的狀態，使得抑制了對定影帶61的損壞。
[0185]在第四示例性實施方式中，雖然熱傳遞部件85被設置為在加熱器單元80處于第一狀態下時與加熱器81的內周面接觸，但是熱傳遞部件85在加熱器單元80處于第一狀態下時也不必與加熱器81完全接觸。具體地，熱傳遞部件85可以至少與加熱器81的發熱區域81a(見圖8A)接觸。
[0186]而且，當加熱器單元80處于第二狀態下時，只要熱傳遞部件85的至少一部分與加熱器81分開并且加熱器81與熱傳遞部件85之間的接觸面積小于第一狀態下的接觸面積，熱傳遞部件85就不必與加熱器81完全分開。
[0187]對本發明的示例性實施方式的上述說明是為了例示和說明的目的而提供的。并非旨在對本發明進行窮盡或者將本發明限于所公開的精確形式。顯而易見的是，許多修改例和變型例對于本領域的普通技術人員是明顯的。選擇了實施方式進行說明以最好地解釋本發明的原理及其實際應用，從而使本領域其他技術人員能夠理解本發明的各種實施方式，以及適合于所設想的具體用途的各種變型。本發明的范圍旨在由所附權利要求及其等同物來限定。
【主權項】
1.一種定影裝置，該定影裝置包括: 可旋轉的環形定影部件，該可旋轉的環形定影部件將色調劑圖像定影到記錄介質上；以及 加熱部件，該加熱部件包括: 發熱層，該發熱層通過被供電而發熱； 絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層； 金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層的第一表面上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力；以及 導熱層，該導熱層被層壓在所述絕緣層的第二表面上，該導熱層的剛性比所述金屬層的剛性低，并且該導熱層的導熱率比所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高， 其中，所述加熱部件受到所述定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，所述加熱部件通過被抵靠著所述定影部件的內周面進行按壓而彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述定影部件。2.根據權利要求1所述的定影裝置， 其中，所述導熱層由剛性比所述絕緣層的剛性高的金屬材料構成。3.根據權利要求1所述的定影裝置， 其中，所述導熱層由剛性比所述絕緣層的剛性高的片形碳基材料構成。4.一種加熱部件，該加熱部件包括: 發熱層，該發熱層通過被供電而發熱； 絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層； 金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層的第一表面上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力；以及 導熱層，該導熱層被層壓在所述絕緣層的第二表面上，該導熱層的剛性比所述金屬層的剛性低，并且該導熱層的導熱率比所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高， 其中，所述加熱部件通過被抵靠著被加熱的部件進行按壓而彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述被加熱的部件。5.一種加熱部件，該加熱部件包括: 發熱層，該發熱層通過被供電而發熱； 絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層； 金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層的第一表面上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力；以及 導熱層，該導熱層被層壓在所述絕緣層的第二表面上，該導熱層的剛性比所述金屬層的剛性低，并且該導熱層的導熱率比所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高， 其中，所述加熱部件通過被抵靠著將色調劑圖像定影到記錄介質上的環形定影部件進行按壓而彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述定影部件。6.一種定影裝置，該定影裝置包括: 可旋轉的環形定影部件，該可旋轉的環形定影部件將色調劑圖像定影到記錄介質上； 加熱部件，該加熱部件包括: 發熱層，該發熱層通過被供電而發熱； 絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層；以及金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力， 其中，所述加熱部件受到所述定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，所述加熱部件在該加熱部件的設置有所述金屬層的第一表面被抵靠著所述定影部件的內周面進行按壓時彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述定影部件；以及 導熱部件，該導熱部件與所述加熱部件的第二表面接觸，并且該導熱部件的導熱率比所述加熱部件的所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高。7.根據權利要求6所述的定影裝置， 其中，所述導熱部件受到所述定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，并且所述導熱部件通過與所述加熱部件的所述第二表面接觸而彈性變形。8.根據權利要求6或權利要求7所述的定影裝置，該定影裝置還包括: 切換單元，該切換單元在所述導熱部件與所述加熱部件接觸的狀態和所述導熱部件與所述加熱部件分開的狀態之間切換所述導熱部件。9.一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括: 色調劑圖像形成單元，該色調劑圖像形成單元形成色調劑圖像； 轉印單元，該轉印單元將所述色調劑圖像轉印到記錄介質上；以及定影單元，該定影單元將轉印到所述記錄介質上的所述色調劑圖像定影到所述記錄介質上， 其中，所述定影單元包括: 可旋轉的環形定影部件，該可旋轉的環形定影部件將色調劑圖像定影到記錄介質上；以及 加熱部件，該加熱部件包括: 發熱層，該發熱層通過被供電而發熱； 絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層； 金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層的第一表面上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力；以及 導熱層，該導熱層被層壓在所述絕緣層的第二表面上，該導熱層的剛性比所述金屬層的剛性低，并且該導熱層的導熱率比所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高， 其中，所述加熱部件受到所述定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，所述加熱部件通過被抵靠著所述定影部件的內周面進行按壓而彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述定影部件。10.一種圖像形成裝置，該圖像形成裝置包括: 色調劑圖像形成單元，該色調劑圖像形成單元形成色調劑圖像； 轉印單元，該轉印單元將所述色調劑圖像轉印到記錄介質上；以及定影單元，該定影單元將轉印在所述記錄介質上的所述色調劑圖像定影到所述記錄介質上， 其中，所述定影單元包括: 可旋轉的環形定影部件，該可旋轉的環形定影部件將所述色調劑圖像定影到所述記錄介質上； 加熱部件，該加熱部件包括: 發熱層，該發熱層通過被供電而發熱； 絕緣層，該絕緣層將所述發熱層裝入在該絕緣層中，以便電絕緣所述發熱層；以及金屬層，該金屬層被層壓在所述絕緣層上，該金屬層的剛性比所述絕緣層的剛性高，并且該金屬層產生彈性恢復力， 其中，所述加熱部件受到所述定影部件的周向方向的一個邊緣的支撐，所述加熱部件在該加熱部件的設置有所述金屬層的第一表面被抵靠著所述定影部件的內周面進行按壓時彈性變形，并且所述加熱部件加熱所述定影部件；以及 導熱部件，該導熱部件與所述加熱部件的第二表面接觸，并且該導熱部件的導熱率比所述加熱部件的所述絕緣層和所述金屬層的導熱率高。
【文檔編號】G03G15/20GK105988344SQ201510096741
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年3月4日
【發明人】松本充博, 大原秀明, 上原康博, 伊藤和善, 齊木干夫, 村上裕紀, 岡田純二, 川上公之, 須藤正
【申請人】富士施樂株式會社