CN100363844C - 加热装置 - Google Patents

Abstract

一种用于加热记录纸张的加热装置包括：放置在加热辊内并且具有在加热辊的轴向中心部分形成低温区域且在加热辊的两端部形成高温区域的热分配特性的第一加热器；以及放置在加热辊内并且具有在加热辊的轴向中心部分形成高温区域，在加热辊的两端部形成低温区域，并且在高温区域的两端部形成第二级高温区域的热分配特性的第二加热器，其中第二级高温区域在温度上低于高温区域。

Description

加热装置

技术领域

本发明涉及一种用于加热在送纸路径上传输的记录纸张的加热装置。

背景技术

在以加热辊加热记录纸张中，建立在加热辊中提供的加热器的温度使得加热辊的表面温度落在预先确定的允许范围中。例如，当在定影装置中使用加热辊时，建立在加热辊中提供的加热器的温度使得加热辊的表面温度落在定影温度的上限和下限之间的范围中。

但是，加热辊的表面温度受到和记录纸张接触的频率的影响。因为热量传送给记录纸张，加热辊表面频繁接触记录纸张的部分受到冷却。相反的，加热辊表面不经常接触记录纸张的部分不易被冷却。例如，在连续加热小尺寸记录纸张中，加热辊的端部不接触记录纸张并且因此不易被冷却。为了这个原因，在连续加热这种小尺寸记录纸张中，即使建立的位于加热辊中的加热器的温度合适，加热辊的端部的表面温度有时过高。在加热辊用在定影装置的情况中，当加热辊的表面温度高于定影温度的上限时，很容易发生这种记录纸张或熔合的墨粉缠绕在加热辊周围的不便。

在尝试解决这个问题的过程中，一种现有技术的加热装置被设计为使用两个加热器设置加热辊的表面温度，如在日本未决专利申请No.2001-175120中描述的发明中。

图1A和1B示出了用在现有加热装置中的加热器的热分配特性，以及用在现有加热装置中的加热辊的表面温度。在图1A中，横坐标表示沿着加热辊的轴的位置，并且纵坐标表示加热辊的表面温度。图1A中的“Max”，“Min”和“F”分别表示定影温度的上限，下限和建立的值。在图1B中，横坐标表示沿着加热辊的轴的位置，并且纵坐标表示每一加热器的热分配特性。图1A和1B的加热装置包括主加热器和副加热器。如图1B中的线X1所示，主加热器具有这样一种热分配特性，在加热辊的轴向中心部分提供高温度并且在加热辊轴向的端部提供低温度。如相同图中的线X2所示，副加热器具有这样一种热分配特性，在加热辊的轴向中心部分提供低温度并且在加热辊轴向的端部提供高温度。

这种布置根据记录纸张尺寸执行加热辊的温度控制。例如，当要在加热辊的轴向上具有小于L2的宽度的记录纸张上执行加热时仅开动主加热器。即使连续加热小尺寸记录纸张，这种现有温度控制也可以防止加热辊端部的表面温度变高。

但是，近年来，频繁使用非常小尺寸的记录纸张(在下文中将作为“非常小尺寸的记录纸张”提到)，比如明信片，其比上述的小尺寸记录纸张小得多，从而产生新的问题。在图1A中，“L1”表示平行于加热辊的轴延伸的非常小尺寸的记录纸张的宽度。

在连续加热非常小尺寸的记录纸张中，根据情况，即使在上述温度控制下，由主加热器加热但是不接触非常小尺寸的记录纸张的加热辊表面部分也会被加热到高于所需的温度。

在图1A中，曲线T1画出了在加热记录纸张之前加热辊的表面温度，并且曲线T2画出了在连续加热非常小尺寸的记录纸张之后加热辊的表面温度。可以从图1A中看到，在连续加热非常小尺寸的记录纸张之后，加热辊的一部分的表面温度变得高于定影温度的上限。

根据现有技术，需要在加热辊中提供专用于加热非常小尺寸的记录纸张的另外的加热器，以即使在连续加热非常小尺寸的记录纸张时，保持加热辊的表面温度在合适的范围中。提供这样的附加的加热器造成了增加成本的不便。另外，因为空间的原因，一些尺寸的加热辊不允许在它们中的每一个中容纳三个或更多的加热器。

发明内容

本发明的一个特征是提供一种加热装置，其能够通过使用两个加热器适当加热从非常小尺寸到大尺寸的所有尺寸的记录纸张。

根据本发明的加热装置包括在其中容纳第一和第二加热器的加热辊。第一加热器具有这样的热分配特性：在加热辊的轴向中心部分形成低温区域并且在加热辊的两端部形成高温区域。第二加热器具有这样的热分配特性：在加热辊的轴向中心部分形成高温区域，在高温区域的每一相对侧形成第二级高温区域，并且在加热辊的两端部形成低温区域，第二级高温区域在温度上低于高温区域。

第一加热器用在加热大尺寸记录纸张中。第二加热器用在加热小尺寸记录纸张和非常小尺寸的记录纸张中。因为由第二加热器形成的第二级高温区域占据高温区域的两端部，不容易将不接触非常小尺寸的记录纸张的加热辊部分加热到升高的温度。

从下面结合附图的本发明的详细描述中，可以更清楚的了解本发明的上述和其它目的，特征和附带优点。

附图说明：

图1A和1B每一都是示出了现有定影装置的热分配特性的图表；

图2是一示出了根据本发明的实施例的数字复印机的结构的视图；

图3是一示出了根据本发明的实施例的定影装置的布置的视图；

图4是一示出了加热辊的内部结构的视图；

图5是一示出了数字复印机的控制部件部分的设置的方框图；

图6A和6B每一都是示出了根据本发明的定影装置的热分配特性的图表。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述作为本发明的实施例的包含加热装置的数字复印机。

图2是一示出了数字复印机1的结构的视图。如图所示，数字复印机1包括文件读取部分20和图像形成部分10。

文件读取部分20包括压盘21A和21B，扫描器单元30，以及可逆的自动文件送入器(在下文中作为“RADF”提到)22。压盘21A和21B每一都包括透明的玻璃。压盘21A用于静止文件模式的文件读取，而且压盘21B用于使用RADF 22的文件送入模式的文件读取。

RADF 22自动将文件送上压盘21B。RADF 22具有没有示出的文件托盘并且将在文件托盘上设置的多个文件纸张一个接一个的自动送到压盘21B上。为了允许扫描器单元30读取每一文件纸张在它的一面或两面上的图像，RADF 22进一步包括用于送入单面文件纸张的送入路径，用于送入双面文件纸张的送入路径，送入路径切换装置，以及用于检查和控制通过预先确定的点的每一文件纸张的情况的多个传感器。

扫描器单元30从放置在压盘21A或21B上的文件读取图像信息。扫描器单元30包括第一扫描单元31，第二扫描单元32，光学透镜37，以及电荷耦合器件(在下文中作为“CCD”提到)38。

第一扫描单元31装备有用于将每一文件纸张的表面曝光的灯反射器组件33，以及用于反射来自每一文件纸张反射光图像来将其引导到第二扫描单元32的第一反射镜34。第二扫描单元32装备有第二和第三反射镜35和36，用于将从第一扫描单元31引导的反射光图像引导到CCD 38。光学透镜37将来自文件纸张的反射光图像聚焦到CCD38上。CCD 38将来自文件纸张的反射光图像转换为电图像信号。

在文件读取部分20中，通过在CCD 38上一条线一条线的对图像信息成像来读取放置在压盘21A或21B上的文件上的图像信息。将由扫描器单元30读取的图像信息作为图像数据发送到没有示出的图像处理部分。在图像处理部分图像数据经过多种图像处理，并且之后发送到图像形成部分10。

图像形成部分10包括送纸盒16，传输部分15，激光写入单元11，电子照相处理部分13，重新送入路径14，定影装置12，以及排纸辊17。

送纸盒16容纳要受到图像形成处理的记录纸张。形成送纸(传纸)路径从送纸盒16通过电子照相处理部分13延伸到排纸辊17。传输部分15包括沿着送纸路径放置的多个传输辊，以将在送纸路径上的记录纸张向着送纸方向的下游侧传输。

电子照相处理部分13包括感光鼓，静电充电器，显影装置，转印装置，剥除器，清除器，以及静电消除器。感光鼓是用于在其上承载图像的图像载体。静电充电器对感光鼓均一的静电充电。显影装置在静电潜像上提供显影剂，其中通过激光写入单元11在感光鼓上形成静电潜像。转印装置将在感光鼓上的显影剂图像(墨粉图像)转印到记录纸张。剥除器将记录纸张从感光鼓上剥下。清除器移去留在感光鼓上的剩余显影剂。静电消除器从感光鼓的表面消除静电电荷。

定影装置12位于电子照相处理部分13送纸方向的下游。定影装置12通过使用热量和压力将以未定影的情况附着到记录纸张的显影剂图像定影至记录纸张。在定影装置12和排纸辊17之间形成重新送入路径14的一个分支。使用重新送入路径14来将在相反侧带有定影的图像的记录纸张再次送到电子照相处理部分13，从而在记录纸张的相反侧形成图像。

图3示出了定影装置12的布置。定影装置12包括加热辊60，压力辊50，以及温度传感器63。放置加热辊60和压力辊50来横跨送纸路径R彼此挤压。

压力辊50具有不锈钢的核心50A。在核心50A的外部周界上形成硅橡胶的抗热弹性材料层50B。在抗热弹性材料层50B的外部周界上形成氟塑料的释放层50C。除了不锈钢，可以使用钢，铝或类似物质作为核心50A的材料。

加热辊60具有核心60A和释放层60B。核心60A由不锈钢形成并且具有大约0.1到大约0.5 mm的厚度。核心60A可以由比如铁，铝或铜的材料或者它们的合金形成。在核心60A中放置适于大尺寸记录纸张的加热器灯62和适于小尺寸记录纸张的加热器灯61。在这个实施例中，加热器灯62和加热器灯61分别构成本发明的第一加热器和第二加热器。在核心60A的外部周界上形成释放层60B。释放层60B防止墨粉T从记录纸张P上剥落和附着到加热辊60的表面上。

温度传感器63检测加热辊60的表面温度。与加热辊60的轴向中心部分相对地放置温度传感器63。这样放置的温度传感器63检测加热辊60的最高温度部分的温度。

图4示出了加热辊60的内部结构。在加热辊60中放置了加热器灯61和62，其沿着加热辊60的轴延伸，穿过和其垂直的送纸路径R。加热器灯61内部具有形成多个线圈的加热器线71，其中每一线圈具有预先确定的缠绕间距，并且加热器灯62内部具有形成多个线圈的加热器线72，其中每一线圈具有预先确定的缠绕间距。

加热辊60具有适于齿轮60A的转动轴，齿轮60A和适于驱动马达51的转动轴的齿轮51A咬和。齿轮60A还和适于压力辊50的转动轴的齿轮50A咬和。在实施例中，驱动马达51构成用于驱动压力辊50和加热辊60的驱动源。

从它的中心向它的端部，加热器灯61限定了高温区域，第二级高温区域，以及低温区域，在高温区域中每一线圈具有最大数量的匝数，在每一第二级高温区域中每一线圈的匝数在高温区域中的线圈的匝数的80％到90％的范围中，并且在每一低温区域中每一线圈的匝数在高温区域中的线圈的匝数的10％到40％的范围中。

相反的，加热器灯62在它的中心部分限定低温区域并且在它的端部限定高温区域。在低温区域中，每一线圈的匝数在每一高温区域中的线圈的匝数的10％到40％的范围中。即使在每一低温区域，每一线圈具有一些匝数，从而防止在形成线圈的每一加热器线71和72中发生断裂。

将第二级高温区域的热输出设置在高温区域的80％到90％的范围中，因为如果在高温区域和第二级高温区域之间提供热输出的强烈变化，在每一加热器线71中容易发生断裂。因为将第二级高温区域的温度设置在高温区域的80％到90％的范围中，即使第二级高温区域也可以提供足够热量给加热辊60的表面。为了这个原因，即使在加热器灯61的高温区域部分地被第二级高温区域代替时，在加热大尺寸记录纸张中也不易发生定影错误。

在这个实施例中，通过调整每一线圈的匝数调整每一加热器灯61和62的热分配特性，并且每一加热器线71和72在每一加热器灯61和62的整个区域中具有恒定的厚度。通过这个布置，相比其中通过改变每一加热器线71或72的厚度而调整每一加热器灯61和62的热分配特性的情况，在每一加热器线71和72中不容易发生断裂。因此，每一加热器灯61和62可以具有更长的寿命。另外，使用每一都具有恒定厚度的加热器线71和72使得加热器灯61和62不容易因为震动而断裂。

基于可以合适的通过数字复印机1的记录纸张的最小尺寸建立加热器灯61中的高温区域的宽度。因为可以通过数字复印机1的记录纸张的最小尺寸在这个实施例中是明信片尺寸，建立加热器灯61中的高温区域的宽度使得其基本上等于如图4所示的明信片较短侧的宽度L1。

高温区域和第二级高温区域构成加热器灯61中的相对高温区域。在这个实施例中，建立相对高温区域的宽度使其基本上等于B5尺寸记录纸张在纵向方向上的宽度L2。前述的各个高温区域和相对高温区域的宽度仅仅是说明性的，并且可以以别的方式建立。

图5示出了数字复印机1的控制部件部分的设置。所示的控制部件部分和定影装置的操作有关。如图5所示，数字复印机1的控制部件包括CPU 80，ROM 81，RAM 82，以及驱动器83到85。操作数字复印机1需要的程序存储在ROM 81中。CPU 80读取在ROM 81中存储的程序，并且使得数字复印机1的每一部分根据这样读取的程序操作。RAM 82是用于暂时保存数据的易失存储器。

通过响应于来自CPU 80的输出信号将电能送到加热器灯61，驱动器83启动加热器灯61。通过响应于来自CPU 80的输出信号将电能送到加热器灯62，驱动器84启动加热器灯62。通过响应于来自CPU80的输出信号将电能送到驱动马达51，驱动器85启动驱动马达51。在这个实施例中，送给加热器灯61 600W的电能，并且送给加热器灯62 200W的电能。

在数字复印机1中，没有示出的传感器检测在送纸路径上传输的记录纸张的尺寸，并且将检测到的数据发送到CPU 80。当在送纸路径上传输的记录纸张的宽度不大于预先确定的值时，CPU 80仅启动加热器灯61。另一方面，当宽度大于预先确定的值时，CPU 80启动加热器灯61和62。特别的，当在A4R尺寸，B5尺寸和明信片尺寸的记录纸张上进行复印时仅启动加热器灯61。当在更大尺寸的记录纸张上进行复印时，启动加热器灯61和62。

图6A画出了加热辊60的表面温度，而且图6B画出了每一加热器灯61和62的热分配特性。在图6A和6B的每一个中，横坐标表示沿着加热辊60的轴的位置。

因为加热器灯61的加热器线71在从轴向中心到端部延伸的高温区域中以最大匝数缠绕，在第二级高温区域中以第二大匝数缠绕，并且在低温区域中以最小匝数缠绕，加热器灯61的热分配特性如图6B中的线X1所示。另一方面，因为加热器灯62的加热器线72在端部缠绕的紧并且在轴向中心部分缠绕的松，加热器灯62的热分配特性如图6B中的线X2所示。

在图6A中，曲线T1画出了打印备用的加热辊60的表面温度，而且曲线T2画出了连续加热非常小尺寸的记录纸张，比如明信片的加热辊60的表面温度。根据这个实施例，即使加热辊60连续加热非常小尺寸的记录纸张，在沿着加热辊60的轴限定的全部区域中，加热辊60的表面温度可以落在定影温度的上限和下限之间的范围中。

根据这个实施例，在非常小尺寸的记录纸张，比如明信片或名片连续通过定影装置时，由加热器灯61的第二级高温区域加热不接触非常小尺寸的记录纸张的加热辊部分，并且因此，这部分的温度不容易变得过高。

因为这个实施例能够建立三级加热温度而不使用三个加热器，可以以简单的布置适当的调整加热辊的表面温度。虽然这个实施例采用具有三个不同匝数的线圈，也可以采用具有不少于四个不同匝数的线圈。

前述实施例仅仅是说明性的，并且不应该被解释为限定本发明。本发明的范围不由前述实施例限定，而是由下面的权利要求限定。另外，本发明的范围意在包括所有在权利要求及其等效物的含义和范围之内的修改。

Claims (5)

1.一种用于通过加热辊加热在送纸路径上传输的记录纸张的加热装置，包括：

第一加热器，放置在加热辊内，并且具有在加热辊的轴向中心部分形成低温区域并且在加热辊的两端部形成高温区域的热分配特性；以及

第二加热器，放置在加热辊内，并且具有在加热辊的轴向中心部分形成高温区域，在加热辊的两端部形成低温区域，并且在高温区域的两端部形成第二级高温区域的热分配特性，第二级高温区域在温度上低于高温区域。

2.如权利要求1所述的加热装置，其中由第二加热器形成的高温区域的宽度基本上等于在能够在送纸路径上传输的记录纸张中具有最小尺寸的记录纸张的宽度，具有最小尺寸的记录纸张的宽度平行于加热辊的轴延伸。

3.如权利要求1所述的加热装置，其中由第二加热器形成的第二级高温区域产生的热输出在由第二加热器形成的高温区域的热输出的80％到90％的范围中。

4.如权利要求1所述的加热装置，其中由每一第一和第二加热器形成的低温区域产生的热输出在由每一第一和第二加热器形成的高温区域的热输出的10％到40％的范围中。

5.如权利要求1所述的加热装置，进一步包括温度检测部件，其与加热辊的轴向中心表面相对放置，用于检测加热辊的表面温度。

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