CN100507752C - 定影装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定影装置，其包括：可旋转定影辊部件；可旋转支撑辊部件；定影带部件，其在安装于所述定影辊部件和所述支撑辊部件上、并由所述定影辊部件和所述支撑辊部件张紧的同时，进行旋转；辊加热单元，其加热所述定影辊部件；带加热单元，其加热所述定影带部件；加压部件，其与所述定影辊部件上卷绕有所述定影带部件的一部分挤压接触，以形成咬合部；以及温度控制装置，其控制并驱动所述辊加热单元和所述带加热单元。温度控制装置将定影辊部件和定影带部件控制在不同温度。

Description

定影装置和图像形成装置

技术领域

本发明涉及用于其中采用例如电子照相系统的图像形成装置中的定影装置，更具体地，本发明涉及包括可旋转带部件的定影装置。

背景技术

在其中使用电子照相系统的图像形成装置，例如复印机或打印机中，以下列方式来进行成像。首先，由充电装置对形成为例如鼓状形状的感光部件(感光鼓)的表面均匀地充电。接着，利用基于图像信息而受到控制的光对带电的感光鼓进行扫描曝光，以在感光鼓表面上形成静电潜像。接着，由显影装置将在感光鼓上形成的静电潜像转变为可见图像(调色剂像)。然后，随着感光鼓的旋转，将调色剂像图像输送到转印站，并将其静电转印到作为记录介质的记录纸上。此后，由定影装置对记录纸上承载的调色剂像进行定影处理，然后完成图像。

通常，在用于这种图像形成装置的定影装置中，广泛使用称为两辊系统的结构。两辊系统定影装置构成为这样：即，定影辊和加压辊互相挤压接触。通过在其中放置加热源(加热器)的圆筒形金属芯的表面上堆叠耐热弹性层和分离层，形成定影辊。通过在金属芯上堆叠由耐热树脂薄膜或耐热橡胶薄膜形成的耐热弹性层和分离层，形成加压辊。承载未定影调色剂像的记录纸穿过定影辊和加压辊之间的压力接触区域(咬合部)，以对该未定影调色剂像加热并加压，从而定影该调色剂像。

近来，在图像形成装置领域，在高生产率化和彩色化的提高方面迅速地取得进展，并且广泛使用具有双面印刷机构的图像形成装置。因此，同样在要安装在图像形成装置上的定影装置中，需要在针对高速化的对策方面进一步取得进展。

然而，常规的两辊系统定影装置存在这样的问题，即难以在大量以高速连续传送的记录纸上进行充分的定影处理。即，在两辊系统定影装置中，构成定影辊的金属芯和由硅酮橡胶等制成、覆盖该金属芯的弹性层起到阻热器的作用。因此，在两辊系统定影装置中，在结构上难以使布置在定影辊内部的加热器适应性地、充足地供给与由记录纸从该定影辊的表面获取的热量相当的热量。

因此，当记录纸以高速连续传送至两辊系统定影装置时，出现了这样的不利情况：即，定影辊的表面温度逐渐降低和定影性能逐渐减退。在图像形成装置的启动期间，容易发生所谓的“温度下降现象”，即定影辊的表面温度暂时下降的现象。特别是当使用具有较大热容量的厚纸等作为记录纸时，从定影辊的表面获取大量的热量，因而增加了定影性能的降低和温度下降，其结果是由于定影故障而发生图像质量的劣化。

在这些情况下，已经开发了用于实现这样的定影装置的技术，即可以解决使用两辊系统定影装置时产生的上述问题，并且可以应对图像形成装置的高速化的定影装置。例如，有一种关于这样的定影装置的技术，即其中，用于加热记录纸的加热部件由用多个张紧辊张紧的薄膜状带部件(定影带)构成(例如，参见JP-A-3-133871(第4页，图3)、JP-A-2003-5566(第6至8页，图4))。

根据例如厚度等属性，记录纸具有不同的热容量。因此，根据例如厚度，在定影过程中，由记录纸从定影带获取的热量是不同的。当与纸张以处理速度(纸张传送速度)和根据薄记录纸(薄纸)设定的设定温度连续传送的情况相比较，厚记录纸(厚纸)具有比薄纸的热容量大的热容量，并且用于定影调色剂的热量减少。因此，可能会出现容易发生定影故障的不利情况。

可以考虑根据记录纸的厚度切换处理速度的结构。即，在厚纸的情况下，将处理速度设为低于薄纸的情况，因此，抑制了由记录纸从定影辊获取的热量，从而防止定影辊的温度降低。

然而在以这种方式，在薄纸和厚纸的情况下切换处理速度的结构中，厚纸情况下的操作效率低于薄纸情况下的操作效率。

相反，可以考虑这样的结构：即，处理速度保持恒定，根据记录纸的厚度切换定影带和定影辊的设定温度(在厚纸情况下温度较高)。

然而，当这样的构成，即根据纸张厚度切换设定温度时，存在这样的问题，即切换过程需要时间间隔。在薄纸转换为厚纸的情况下，由于难以迅速加热具有较大热容量的定影辊，在定影辊达到较高的设定温度之前，要经过相当长的温度上升时间间隔。相反，在厚纸转换为薄纸的情况下，在定影辊达到较低的设定温度之前，要经过相当长的温度下降时间间隔。从而，存在不可避免地降低操作效率的问题。

发明内容

为了解决以上讨论的技术问题而进行本发明。本发明的一个目的在于提供使用带部件的定影装置和图像形成装置，并能够实现与记录纸的诸如厚度等的属性相对应的快速温度调整。本发明的另一个目的在于提供使用带部件的定影装置和图像形成装置，并能够不用考虑记录纸的属性，以恒定的处理速度有效地进行定影处理。

根据本发明的一方面，提供一种将调色剂像定影在记录介质上的定影装置，该定影装置包括：可旋转定影辊部件；可旋转支撑辊部件；定影带部件，其在安装于所述定影辊部件和所述支撑辊部件上、并由所述定影辊部件和所述支撑辊部件张紧的同时，进行旋转；辊加热单元，其加热所述定影辊部件；带加热单元，其加热所述定影带部件；加压部件，其与所述定影辊部件上绕卷有所述定影带部件的一部分挤压接触，以形成咬合部；以及温度控制装置，其控制并驱动所述辊加热单元和所述带加热单元，所述温度控制装置将所述定影辊部件和所述定影带部件控制在不同温度。

所述加压部件可以是在其表面上具有弹性层的加压辊部件。所述温度控制装置构成为这样：即，其可改变所述定影辊部件和所述定影带部件的设定温度，并且所述定影辊部件的设定温度的变化范围被设定为窄于所述定影带部件的设定温度的变化范围。所述定影辊部件的设定温度大致固定在根据所使用的所述记录介质的属性设定的最低温度的附近或在大约20℃的范围内。

所述装置还可以包括冷却所述定影辊部件的冷却单元，例如布置在所述定影辊部件的端面部的散热片或向所述散热片吹送空气的冷却风扇。

根据本发明的另一方面，提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括：调色剂像形成单元，其形成调色剂像；转印单元，其将由所述调色剂像形成单元形成的所述调色剂像转印到记录介质上；以及定影装置，其将转印到所述记录介质上的所述调色剂像定影到所述记录介质上，所述定影装置包括：可旋转定影辊部件；可旋转支撑辊部件；辊加热器，其加热所述定影辊部件；带加热器，其加热所述支撑辊部件；定影带部件，其在安装于所述定影辊部件和所述支撑辊部件上、并由所述定影辊部件和所述支撑辊部件张紧的同时，进行旋转；加压辊部件，在其表面上具有弹性层，并与所述定影辊部件上卷绕有所述定影带部件的一部分挤压接触，以形成咬合部；以及温度控制装置，其控制并驱动所述辊加热器和所述带加热器，所述温度控制装置独立地控制所述定影辊部件和所述定影带部件的温度，并构成为这样；即，其可改变所述定影辊部件和所述定影带部件的设定温度，并且所述定影辊部件的设定温度的变化范围被设定为窄于所述定影带部件的设定温度的变化范围。

根据所述定影装置，通过快速温度调整能够有效地进行定影作业，而不用考虑记录纸的不同属性。

根据所述图像形成装置，能够实现快速温度调整，因此，可以不用考虑记录纸的不同属性，从而进行有效的成像。因此，可以构成能够在较短的时间内提供大量的高质量图像的高效图像形成装置。

附图说明

根据附图，对本发明的实施例进行详细说明，其中：

图1为根据本发明的示范性实施例的图像形成装置的示意图；

图2为从概念上示出定影装置的一个端部的透视图；

图3为示出定影装置的示意性结构的侧剖视图；

图4为示出在咬合部附近的区域的示意剖视图；

图5为示出放置分离垫的区域的周围的示意剖视图；

图6为定影装置的温度控制结构的框图；

图7为由温度控制部对从薄纸到厚纸的转换的控制的流程图；

以及

图8为由温度控制部对从厚纸到薄纸的转换的控制的流程图。

具体实施方式

以下，将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。图1为本实施例所适用的图像形成装置1的示意图。

图1中示出的图像形成装置1为所谓的串联式中间转印图像形成装置，该图像形成装置包括：多个图像形成单元1Y、1M、1C和1K，其作为调色剂像形成单元，用于通过电子照相系统形成各个颜色成分的调色剂像；以及一次转印站10，其用于将由图像形成单元1Y、1M、1C和1K形成的各个颜色成分的调色剂像顺序转印(一次转印)到中间转印带15上。图像形成装置1还包括：二次转印站20，其作为转印单元，用于将已经转印到中间转印带15上的叠加的调色剂像全部转印(二次转印)到作为记录介质的记录纸P上；以及定影装置60，其用于对已经二次转印到记录纸P上的图像进行定影。此外，图像形成装置1具有记录纸输送机构50和对上述装置(部分)的操作进行控制的控制部40。

每个图像形成单元1Y、1M、1C和1K包括感光鼓11，如在图中的图像形成单元1Y中典型示出的，该感光鼓沿箭头A的方向进行旋转。以下部件环绕感光鼓11布置：充电装置12，其给感光鼓11充电；激光曝光装置13，其将静电潜像绘制在感光鼓11上(在图中，曝光光束用参考符号Bm来表示)；以及显影装置14，其储存相应颜色成分的调色剂，并借助于该调色剂，使感光鼓11上的静电潜像可见。此外，还布置有：一次转印辊16，其在一次转印站10中将在感光鼓11上形成的相应颜色成分的调色剂像转印到中间转印带15上；以及鼓清洁器17，其除去感光鼓11上的残留调色剂。图像形成单元1Y、1M、1C和1K从中间转印带15的上游侧开始、按照黄色(Y)、品红色(M)、蓝绿色(C)和黑色(K)的顺序以基本上为直线的方式进行设置。

在沿感光鼓11的设置方向基本上直线延伸的路径中，中间转印带15安装在不同辊子上，并由不同辊子张紧，并且沿图1中箭头B的方向以预定速度受到循环驱动(进行回转)。

一次转印站10由与各个感光鼓11相对的一次转印辊16构成，中间转印带15夹在感光鼓11与一次转印辊16之间。一次转印辊16使中间转印带15与感光鼓11挤压接触。将具有与调色剂的充电极性相反的极性的电压(一次转印偏压)施加于一次转印辊16。根据以上结构，感光鼓11上的调色剂像顺序静电吸引到中间转印带15上，从而以叠加方式在中间转印带15上形成调色剂像。

二次转印站20由二次转印辊22和支承辊25构成，该二次转印辊位于中间转印带15的调色剂像承载面侧，该支承辊与二次转印辊22相对，中间转印带15夹在该支承辊与二次转印辊22之间。

将二次转印偏压施加于支承辊25上，并将二次转印辊22接地，因此在该二次转印辊22和支承辊25之间形成二次转印偏压。这样，将由中间转印带15承载的调色剂像二次转印到所传送的记录纸P上。

在中间转印带15的二次转印站20的下游侧布置中间转印带清洁器35，该中间转印带清洁器在二次转印后，除去中间转印带15上的残留调色剂和纸粉，以清洁中间转印带15的表面。

记录纸输送机构50将记录纸P从容纳记录纸P的记录纸纸盒51输送到二次转印站20，并将其上在二次转印站20中转印(二次转印)有调色剂像的记录纸P输送到定影装置60。

这样构成的图像形成装置1以下列方式形成图像。

基于从图像读取装置(未示出)或个人计算机(未示出)输出的图像数据，图像形成单元1Y、1M、1C和1K在各个感光鼓11上形成各个颜色的图像。以下列方式来进行每个图像形成单元1Y、1M、1C和1K中的调色剂像的形成。由激光曝光装置13对已经由充电装置12充电的感光鼓11进行扫描和曝光，因此形成静电潜像。由显影装置14对静电潜像进行显影，以形成调色剂像。

在一次转印站10中，将在图像形成单元1Y、1M、1C和1K的感光鼓11上形成的调色剂像以叠加的方式转印到中间转印带15上。

由于中间转印带15的回转，将已经以叠加的方式在中间转印带15的表面上形成的调色剂像移动到二次转印站20上，并且在二次转印站20中，将该调色剂像全部静电转印到由记录纸输送机构50输送的记录纸P上。

由记录纸输送机构50将其上已经转印有调色剂像的记录纸P输送至定影装置60，利用热量和压力，通过定影装置60使记录纸P经历定影处理，从而定影该调色剂像。将在其上已经定影有调色剂像的记录纸P排出到布置在图像形成装置1的排出口中的排纸部(未示出)。

接下来，将对用于本实施例的图像形成装置1中的定影装置60进行说明。

图2为从概念上示出定影装置60的一个端部的透视图，图3为示出定影装置60的示意性结构的侧剖视图，图4为示出在咬合部N附近的区域的示意剖视图，图5为示出放置分离垫64的区域的周围的示意剖视图，并且图6为定影装置60的温度控制结构的框图。

定影装置60包括定影带组件61和加压辊62，该定影带组件包括作为定影带部件的定影带610，该加压辊作为加压部件，布置为与定影带组件61挤压接触。

定影带组件61包括：作为定影带部件的定影带610；作为定影辊部件的定影辊611，其在向定影带610施加张力的同时使定影带610旋转；以及作为支撑辊部件的支撑辊612，其从内侧向定影带610施加张力。定影带组件还包括：支撑辊613，其布置在定影带610的外侧，以限定该带的循环路径；以及姿态校正辊614，其对定影辊611和支撑辊612之间的定影带610的姿态进行校正。定影带组件还包括：作为分离部件的分离垫64，其位于定影辊611的附近，并在定影带组件61和加压辊62互相挤压接触的咬合部N的下游侧；以及支撑辊615，其在咬合部N的下游侧向定影带610施加张力。

定影带610为挠性环带，其具有314mm的圆周长度和340mm的宽度，并包括以下部分：基层，其由具有80μm厚度的聚酰亚胺树脂形成；弹性层，其由具有200μm厚度的硅酮橡胶制成，并堆叠在该基层的表面(外圆周面)上；以及分离层，其由具有30μm厚度、并覆盖该弹性层的四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物树脂(PFA)管制成。布置弹性层是为了特别提高彩色图像的图像质量。在定影带610的结构中，根据诸如使用目的、使用条件等的装置设计条件，对材料、厚度、硬度等进行适当地选取。

非接触式带温度传感器618恰好布置在定影带610卷绕于定影辊611上的部分的前面。带温度传感器618对恰好位于定影带610卷绕定影辊611之前的部分的温度进行测量，并将测量结果作为控制信息输出到构造在图像形成装置1的控制部40(见图1)的内部的温度控制部41(见图6)中，在后面将对温度控制部41进行说明。

定影辊611为硬辊，其中，在由铝制成的圆筒形芯辊(金属芯)上形成用于保护表面免于磨损的保护层。在本实施例中，芯辊具有65mm的外径、360mm的长度和10mm的厚度。保护层为具有200μm厚度的氟树脂薄膜。然而，定影辊611并不局限于这种结构。至少要求这种结构作为这样的辊子，即其足够硬，因此，当定影辊与加压辊62配合而形成咬合部N时，该定影辊基本上不会由于从加压辊62施加的挤压力而变形。通过驱动电动机(未示出)，使定影辊611沿箭头C的方向以440mm/s的表面速度旋转。

作为辊加热单元或辊加热器、具有900W额定功率的卤素加热器616a布置在定影辊611中。温度传感器617a布置为与定影辊的表面接触。温度传感器617a检测定影辊611的温度，并将检测结果作为控制信息输出到控制部40(见图1)中的温度控制部41(见图6)。

如图2中所示，在定影辊611的侧端部上形成许多散热片611F。向散热片611F吹送冷却空气的散热风扇620布置为与定影辊611的侧端部相对。散热片611F和冷却风扇620布置在定影辊611的两个侧端部，它们构成本实施例中的冷却单元。

根据以上结构，由卤素加热器616a加热定影辊611，并且由通过冷却风扇620吹送到散热片611F的空气冷却定影辊611。

基于由温度传感617a获得的检测温度信息，由温度控制部41将定影辊611控制在预定的表面温度。在后面将对温度控制进行详细说明。

支撑辊612为由铝形成的圆筒形辊，其具有30mm的外径、2mm的厚度和360mm的长度。

作为带加热单元或带加热器、具有1,000W额定功率的卤素加热器616b布置在支撑辊612中。温度传感器617b布置为与支撑辊612的表面接触。温度传感器617b检测支撑辊612的温度，并将检测结果作为控制信息输出到温度控制部41中。

基于由温度传感器617b获得的检测温度信息，由带温度控制部41B将支撑辊612控制在预定的表面温度。即，支撑辊612具有向定影带610施加张力和从内侧加热定影带610的两种功能。

向外挤压定影带610的弹簧部件(未示出)布置在支撑辊612的两个端部，以将整个定影带610的张力设定为15kgf。支撑辊612设有轴向位移机构，该轴向位移机构根据带边缘位置检测机构的检测结果，以移动定影带610在轴向上的接触位置，从而控制定影带610的蛇行(带游动)。

支撑辊613为由铝形成的圆筒形辊，并具有25mm的外径、2mm的厚度和360mm的长度。在支撑辊613的表面上形成由具有20μm厚度的氟树脂制成的分离层。形成分离层是为了这样的目的：即，防止产生于定影带610外圆周面的即便是少量的偏移调色剂或纸粉累积在支撑辊613上。

作为带加热单元或带加热器、具有1,000W额定功率的卤素加热器616c布置在支撑辊613中。温度传感器617c布置为与支撑辊的表面接触。温度传感器617c检测支撑辊613的温度，并将检测结果作为控制信息输出到温度控制部41中。

基于由温度传感器617c获得的检测温度信息，由带温度控制部41将支撑辊613控制在预定的表面温度。即，支撑辊613具有向定影带610施加张力和从外侧加热定影带610的两种功能。

因此，在本实施例中，由定影辊611、支撑辊612和支撑辊613加热定影带610。

姿态校正辊614为由不锈钢合金形成的柱状辊，并具有15mm的外径和360mm的长度。检测定影带610的边缘位置的带边位置检测机构(未示出)位于姿态校正辊614附近。

分离垫64为块部件，其由例如SUS金属、树脂等制成的刚性部件形成，并具有基本上为弧形的截面形状。如图2中所示，分离垫的两端由臂641支撑，该臂可摆动地装配在定影辊611的支撑轴611a上。在“辊子咬合部N1”(见图4，将在后面对其进行说明)，或加压辊62经由定影带610与定影辊611挤压接触的区域的下游侧的附近，分离垫固定放置在定影辊611的整个轴向区域上。布置分离垫64是为了在预定宽度区域上以预定载荷(例如10kgf)经由定影带610对加压辊62均匀地挤压，并形成将在后面说明的“分离垫咬合部N2”。

如图5中所示，分离垫64包括：内侧面64a，其面向定影辊611；外侧面64b，其突然改变定影带610的移动方向；以及挤压面64c，其将定影带610挤压在加压辊62上。

为了尽可能地允许分离垫64接近定影辊611放置(例如，分离垫64和定影辊611之间的间隙为0.5mm)，分离垫64的内侧面64a由沿定影辊611的圆周面延伸的曲面形成。内侧面64a的上游端部64p设置在靠近定影辊611的位置处。为了保证上游端部64p的强度和刚度，将由内侧面64a和挤压面64c形成的角度θ1优选地设定在20°至50°的范围。

分离垫64的挤压面64c是这样的面：即，将定影带610挤压在加压辊62上，以使该定影带与加压辊62的表面挤压接触的面。因此，挤压面64c由平面形成，这样定影带610均匀地挤压在加压辊62上。或者，挤压面64c可以由沿加压辊62的圆周面延伸的凹曲面形成，从而能够使挤压力更加均匀化。

分离垫64的外侧面64b是这样的面：即，该面与支撑辊615和定影辊611配合以引导定影带610，并通过突然改变定影带610的移动方向，从定影带610分离记录纸P。因此，为了从定影带610稳定地分离记录纸P，在外侧面64b的上游端区域(定影带610从加压辊62分离的区域)R，将由加压辊62的切线和外侧面64b的切线形成的角度θ2(见图5)设定为40°或更大。此外，上游端区域R中的外侧面64b由曲面形成，以便使定影带610能够在该曲面突然弯曲的上游端区域R中平滑地移动。

此外，外侧面64b由朝向支撑辊615倾斜的平面形成，因此在定影带610从加压辊62分离之后，沿支撑辊615和定影辊611的方向平滑地移动。在这种情况下，外侧面64b可由朝向外侧(定影带610一侧)弯曲的曲面形成。

支撑辊615为由不锈钢合金形成的柱状辊，并具有12mm的外径和360mm的长度。支撑辊615沿定影带610的移动方向位于分离垫64的下游侧的附近，以便使经过分离垫64的定影带610可朝向定影辊611平滑地回转。

加压辊62是软辊，其中，使用由铝形成并具有45mm直径和360mm长度的柱状辊621作为基体部件。通过从基体部件侧开始，堆叠弹性层622和分离层623构成加压辊62，该弹性层具有10mm的厚度，并由具有30°(JIS-A)橡胶硬度的硅酮橡胶制成，该分离层由具有100μm薄膜厚度的PFA管形成。加压辊62布置为挤压在定影带组件61上，并随着定影带组件61的定影辊611沿箭头C的方向的旋转，沿箭头E的方向回转。加压辊62的移动速度为440mm/s，与定影辊611的表面速度相等。

然后，将对定影带组件61与加压辊62互相挤压接触的咬合部N进行说明。

如图4中所示，在定影带组件61(见图3)与加压辊62彼此挤压接触的咬合部N中，在定影带610卷绕(包绕)定影辊611的区域(包绕区域)内，加压辊62布置为与定影带610的外圆周面挤压接触，从而形成辊子咬合部N1。

如上所述，在本实施例的定影装置60中，作为构成辊子咬合部N1的辊子之一的定影辊611为这样构成的硬辊，即通过用耐热树脂(氟树脂)覆盖铝制金属芯(芯辊)的表面，而定影辊611未由弹性层覆盖。形成辊子咬合部N1的加压辊62为由弹性层622覆盖的软辊。

在定影辊611和加压辊62的这种结构中，通过加压辊62的弹性层622的变形形成本实施例中的辊子咬合部N1，并且加压辊62作为用于在加压辊62侧能够形成咬合的辊子(咬合形成压力辊)。也就是说，在辊子咬合部N1中，产生这样的状态，即：在定影辊611中基本上未形成凹陷，而只有加压辊62的表面发生很大凹陷(加压辊62的凹陷量>定影辊611的凹陷量)，从而形成沿定影带610的移动方向具有预定宽度的咬合区域。

如上所述，在本实施例的定影装置60中，在包绕定影带610的一侧的定影辊611在辊子咬合部N1中基本上没有变形，而保持其圆筒形状。因此，定影带610沿定影辊611的表面的圆周面回转，而未改变其回转半径。从而，定影带610能够在保持移动速度恒定的同时，穿过辊子咬合部N1。并且当定影带610穿过辊子咬合部N1时，很难在定影带610中产生褶皱或扭曲。因此，能够抑制定影图像中的紊乱的形成，并且能够稳定地提供高质量的定影图像。在本实施例的定影装置60中，沿定影带610的移动方向将辊子咬合部N1设定为15mm(即咬合宽度为15mm)。

此外，分离垫64布置在辊子咬合部N1的下游侧附近，并将定影带610挤压在加压辊62的表面上。因此，在辊子咬合部N1的下游侧，与辊子咬合部N1连续地形成定影带610包绕加压辊62的表面的分离垫咬合部N2。

穿过分离垫咬合部N2的定影带610沿分离垫64的侧面回转。因此，由分离垫64突然改变定影带610的移动方向，而沿支撑辊615的方向弯曲。因此，穿过辊子咬合部N1和分离垫咬合部N2的记录纸P在穿过分离垫咬合部N2的时候，无法跟上定影带610的移动方向的变化，从而因记录纸P本身所谓的“韧性”从定影带610得到分离。这样，在分离垫咬合部N2的出口，稳定地进行对记录纸P的曲率分离。在本实施例的定影装置60中，沿定影带610的移动方向将分离垫咬合部N2设定为5mm(即咬合宽度为5mm)。

在本实施例的定影装置60中，将进行定影处理的咬合部N设定为总计20mm，其中，辊子咬合部N1为15mm，分离垫咬合部N2为5mm。

接下来，参照图6对定影装置60的温度控制结构进行说明。图6中的部件的参考标号与图2至5的参考标号相同。

如上所述，在本实施例的定影装置60中，由定影辊611、支撑辊612和支撑辊613加热定影带610。由作为温度控制装置、在控制部40中构成的温度控制部41控制定影带的温度。温度控制部41包括辊温度控制部41R和带温度控制部41B。

基于从检测定影辊611的表面温度的温度传感器617a提供的检测温度信息，辊温度控制部41R对布置在定影辊611中的卤素加热器616a和布置在定影辊611的侧端部外侧的冷却风扇620进行反馈控制，以控制定影辊611，以便于使其保持在设定温度。

基于从分别对支撑辊612、613的表面温度进行检测的传感器617b、617c提供的检测温度信息，带温度控制部41B对布置在支撑辊612、613中的卤素加热器616b、616c进行反馈控制，以控制支撑辊612、613，以便于分别使其保持在设定温度。基于从对定影带610的温度进行检测的带温度传感器618提供的检测温度信息，带温度控制部还将恰好在定影带610卷绕定影辊611之前的部分的温度控制在设定温度。

根据用于成像中的记录纸的属性(在本实施例为厚度)，辊温度控制部41R和带温度控制部41B独立地将定影辊611及支撑辊612和支撑辊613(即定影带610)控制在不同的设定温度。

即，在薄纸情况下，辊温度控制部41R将定影辊611的温度控制在150℃，并且在厚纸情况下，将定影辊611的温度控制在170℃。在薄纸情况下，带温度控制部41B将支撑辊612、613的温度控制在150(℃，并且在厚纸情况下，将支撑辊612、613的温度控制在250℃。在薄纸情况下，由定影辊611和支撑辊612、613将定影带610加热到150℃，而在厚纸情况下，主要由支撑辊612、613将其加热到250℃。举例来说，薄纸为具有85g/m²基本重量的薄涂布纸，厚纸为具有256g/m²基本重量的厚涂布纸。由操作人员通过操作面板指定数值，来对辊温度控制部41R和带温度控制部41B中的基于记录纸厚度的设定值进行切换。

接下来，将对采用温度控制结构的原因和该结构的功能进行说明。

在本实施例的定影装置60中，利用咬合部N中从定影带610施加于记录纸的热量，进行定影处理。因此，定影带610的温度由在咬合部N中定影所需的热量确定，该所需热量是由纸张传送速度(咬合通过时间)的热量和记录纸的热容量导出而得到的。因此，当纸张传送速度恒定时，必须根据记录纸的热容量调整定影带610的温度。即，在具有比薄纸的热容量大的热容量的厚纸的情况下，必须将定影带610的温度设定为高于薄纸的情况。

在其中咬合部N具有20mm宽度并且纸张传送速度为440mm/s的本实施例中，在具有85g/m²基本重量的薄涂布纸的情况下，定影带610的温度为150℃，并且在具有256g/m²基本重量的厚涂布纸的情况下，定影带610的温度为220℃。

定影带610由如下热量进行加热：即，从布置在定影辊611中的卤素加热器616a通过定影辊611供给的热量、从布置在支撑辊612中的卤素加热器616b通过支撑辊612供给的热量、以及从布置在支撑辊613中的卤素加热器616c通过支撑辊613供给的热量。在下述结构中：即，根据厚纸和薄纸，通过同样地控制所有加热元件(定影辊611和支撑辊612、613)的温度，切换定影带610的温度，当记录纸从薄纸改变为厚纸时，所有加热元件的温度必须从150℃升高到220℃。相反，当记录纸从厚纸改变为薄纸时，控制必须等待，直到所有加热元件的温度从220℃降低到150℃。在这种情况下，对于升高/降低具有最大热容量的定影辊611的温度，需要最长的时间间隔。

因此，在本实施例中，将由于最大热容量而需要延长的时间间隔的定影辊611的温度调整范围设定为较窄，并将其中热容量较小、可以容易地改变温度的支撑辊612、613(即定影带610)的温度调整范围设定为较宽，以便于获得在咬合部N中的定影所需的热量。根据将定影过程应用于薄纸的情况下的温度，设定定影辊611的温度调整范围。考虑到由其中温度调整范围较窄(即，在厚纸情况下温度较低)的定影辊611获取的热量，对厚纸情况下支撑辊612、613的温度(定影带610的温度)进行设定。

基于这样的概念，在薄纸情况下，由辊温度控制部41R将定影辊611的温度控制在150℃，并且在厚纸情况下，将定影辊611的温度控制在170℃。在薄纸情况下，由带温度控制部41B将支撑辊612、613的温度控制在150℃，并且在厚纸情况下，将支撑辊612、613的温度控制在250℃。即，在薄纸情况下，由定影辊611和支撑辊612、613将定影带610加热到150℃，而在厚纸情况下，主要由支撑辊612、613将定影带610加热到250℃。

当纸张种类从薄纸改变为厚纸时，由辊温度控制部41R控制定影辊611的温度，使温度从150℃升高到170℃，并且由带温度控制部41B对负责管理定影带610的温度的支撑辊612、613的温度进行控制，使温度从150℃升高到250℃。

图7示出了由温度控制部41(辊温度控制部41R和带温度控制部41B)对从薄纸到厚纸的转换的控制的流程图。在流程图中，通过一般称为外部加热辊来示出支撑辊612和支撑辊613。此处说明中的部件的参考标号与图1至6的参考标号相同。

当记录纸的种类从薄纸改变为厚纸时，在辊温度控制部41R的控制下，使卤素加热器616a通电，以加热定影辊611(S101)，判断定影辊611的温度tf是否达到作为对于厚纸情况的设定温度的TfH：170℃(S102)，并且进行维持设定温度TfH的维持控制(S103)。在带温度控制部41B的控制下，使卤素加热器616b通电，以加热支撑辊612，并使卤素加热器616c通电，以加热支撑辊613(S104)，判断以上辊子的温度tb是否达到作为对于厚纸情况的设定温度的TbH：250℃(S105)，并且进行维持设定温度TbH的维持控制(S106)。然后，判断定影辊611和支撑辊612、613是否处于各自的维持控制状态(S107)，并完成对于定影处理的准备(S108)。

作为上述控制的结果，由于只要求20℃的温度上升，所以可以用较短的时间间隔将具有较大热容量的定影辊611设定在设定温度。尽管在支撑辊612、613中需要100℃的温度上升，由于支撑辊612、613具有较小热容量，所以可以用较短的时间间隔将它们设定为设定温度。

相反，当记录纸从厚纸改变为薄纸时，在辊温度控制部41R的控制下，定影辊611的温度从170℃降低到150℃，并且通过带温度控制部41B的控制，支撑辊612、613的温度从250℃降低到150℃。

图8示出了由辊温度控制部41R和带温度控制部41B对从厚纸到薄纸的转换的控制的流程图。在流程图中，以与图7的情况相同的方式，通过一般称为外部加热辊来示出支撑辊612和支撑辊613。此处说明中的部件的参考标号与图1至6的参考标号相同。

当记录纸从厚纸改变为薄纸时，在辊温度控制部41R的控制下，中断卤素加热器616a的通电，以停止定影辊611的加热(S201)，并驱动冷却风扇620，以冷却定影辊611(S202)。然后，判断定影辊611的温度tf是否降低到作为对于薄纸情况的设定温度的TfL：150℃(S203)，并进行维持设定温度TfL的维持控制(S204)。在带温度控制部41B的控制下，中断卤素加热器616b的通电，以停止支撑辊612的加热，并中断卤素加热器616c的通电，以停止支撑辊613的加热(S205)，使支撑辊612、613进行自然冷却。然后，判断以上辊子的温度tb是否降低到作为对于薄纸情况的设定温度的TbL：150℃(S206)，并且进行维持设定温度TbL的维持控制(S207)。然后，判断定影辊611和支撑辊612、613是否处于各自的维持控制状态(S208)，并完成对于定影处理的准备(S209)。

作为上述控制的结果，由于只要求20℃的温度下降，所以可以用较短的时间间隔进行定影辊611的冷却。当如同本实施例中那样，由冷却风扇620向在定影辊611的侧端部上的散热片611F吹送空气时，可以非常迅速地进行冷却。或者，可以进行自然冷却。尽管在支撑辊612、613中需要100℃的温度下降，由于它们具有较小热容量，所以即使在自然冷却的情况下，也不需要较长的时间间隔。

表1和表2示出了以下实验的结果，即：在本实施例的结构实例和比较实例中，对用于在薄纸和厚纸之间转换纸张种类所需的时间间隔(直到完成对于定影的准备为止，需要经过的时间间隔)进行测量。

在比较实例中，通过同样地控制所有加热元件(定影辊611和支撑辊612、613)的温度，切换定影带610的温度，并且在薄纸情况下，将定影带610的温度设定为150℃，在厚纸情况下，设定为220℃。

表1示出了这样的结果：即，在纸张种类从薄纸改变为厚纸的情况下，直到完成对于定影的准备为止需要经过的时间间隔。表2示出了这样的结果：即，在纸张种类从厚纸改变为薄纸的情况下，直至达到等待状态为止需要经过的时间间隔。在表2的结构实例中，冷却风扇620未用于定影辊611的冷却，该辊为自然冷却。看起来，当如同本实施例中那样，在定影辊611的冷却中使用冷却风扇620时，能够进一步缩短需要的时间间隔。

[表1]

 

	比较实例	结构实例
			定影带	150℃→220℃	150℃→250℃
定影辊	150℃→220℃	150℃→170℃
			需要的时间间隔	15分钟	3分钟

[表2]

 

	比较实例	结构实例
			定影带	220℃→150℃	250℃→150℃
定影辊	220℃→150℃	170℃→150℃
			需要的时间间隔	20分钟	3分钟

已经可以从实验结果断定，根据本实施例的结构，在纸张种类的切换过程中，与通过将包括定影辊611的所有加热元件控制在相同温度来切换定影带610的温度的情况相比，直到完成对于定影的准备为止，需要经过的时间间隔要短得多。

接下来，将对这样构成的定影装置60的定影操作进行说明。

由记录纸输送机构50(见图1)，朝向定影装置60的咬合部N输送(见图3，沿箭头F的方向)其上已经在图像形成装置的二次转印站20(见图1)中静电转印有未定影调色剂像的记录纸P。利用主要施加于辊子咬合部N1的压力和热量，将穿过咬合部N的记录纸P的表面上的未定影调色剂像定影在记录纸P上。

此时，在本实施例的定影装置60中，作用于咬合部N中的热量主要由定影带610来供给。

在薄纸情况下，由从定影辊611和支撑辊612、613供给的热量加热定影带610。在由于较大的热容量而需要大量热量的厚纸情况下，从支撑辊612、613向定影带610适当、迅速地传送热能。根据以上结构，即使当处理速度较高(例如为440mm/s)时，也可以在咬合部N中保证充足的热量，并且能够以相同的处理速度进行定影处理，而不用考虑记录纸的厚度。

在穿过辊子咬合部N1之后，记录纸P输送至分离垫咬合部N2。分离垫咬合部N2形成为这样：即，分离垫64挤压在加压辊62上，并且定影带610与加压辊62挤压接触。因此，如图4中所示，辊子咬合部N1因定影辊611的曲率而具有向下凸的弯曲形状，与此相反，分离垫咬合部N2因加压辊62的曲率而具有向上凸的弯曲形状。

从而，在辊子咬合部N1中因定影辊611的曲率受热和受压的记录纸P的移动方向在分离垫咬合部N2中改变为具有沿相反方向的加压辊62的曲率。此时，在记录纸P上的调色剂像和定影带610的表面之间产生微滑移。因此，削弱了调色剂像和定影带610之间的粘附力，产生了记录纸P容易从定影带610分离的状态。从而，分离垫咬合部N2位于与最后的分离步骤中进行可靠分离的准备步骤相对应的位置处。

在分离垫咬合部N2的出口，定影带610以缠绕分离垫64的状态下被输送，因而，定影带610的输送方向在这里突然发生改变。也就是说，定影带610沿分离垫64的外侧面64b移动，因而定影带610发生很大的弯曲。因此，其中与定影带610的粘附力已经在分离垫咬合部N2处得到削弱的记录纸P能够因记录纸P本身的韧性，从定影带610进行自我剥离。

这样，在记录纸P离开分离垫咬合部N2的时候，该记录纸可从定影带610稳定地曲率分离。

然后，由排纸导向器65和排纸辊66将已经从定影带610分离的记录纸P排出到图像形成装置的外部，从而完成定影处理。

如上所述，在本实施例的定影装置60中，使用定影带组件61，在该定影带组件中，作为加热部件的定影带610由包括定影辊611的多个辊子张紧。因此，即使当图像形成装置1(见图1)进行高速处理时，也总是能够维持定影装置60中的预定定影温度。此外，可以防止温度下降现象，即在快速定影操作的启动期间，定影温度下降的发生。因此，在较短期间内能够提供大量的高质量的定影图像。

另外，可以迅速进行与记录纸的诸如厚度等的属性相对应的温度调整，并且能够以恒定的处理速度合理、有效地进行定影处理，而不用考虑记录纸的属性。

本发明并不局限于上述实施例。在本实施例中，本发明适用于所谓的串联式彩色图像形成装置。理所当然，本发明也可以适用于使用旋转式显影装置的彩色图像形成装置或单色复印机。

已经说明了这样的结构，即使用加压辊62作为布置成与定影带组件61挤压接触的加压单元。或者，本发明可以适用于这样的结构，即，使用其中加压带安装在多个辊子上、并由多个辊子张紧的加压带组件作为加压部件。

Claims (11)

1.一种定影装置，其将调色剂像定影在记录介质上，包括：

可旋转定影辊部件；

可旋转支撑辊部件；

定影带部件，其在安装于所述定影辊部件和所述支撑辊部件上、并由所述定影辊部件和所述支撑辊部件张紧的同时，进行旋转；

辊加热单元，其加热所述定影辊部件；

带加热单元，其加热所述定影带部件；

加压部件，其与所述定影辊部件上卷绕有所述定影带部件的一部分挤压接触，以形成咬合部；以及

温度控制装置，其控制并驱动所述辊加热单元和所述带加热单元，所述温度控制装置将所述定影辊部件和所述定影带部件控制在不同温度，并构成为可改变所述定影辊部件和所述定影带部件的设定温度，并且所述定影辊部件的设定温度的变化范围被设定为窄于所述定影带部件的设定温度的变化范围。

2.根据权利要求1所述的定影装置，还包括分离部件，其在所述咬合部的下游侧置于所述定影带部件和所述定影辊部件之间，以使所述定影带部件以预定曲率弯曲。

3.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

所述加压部件为加压辊部件，在其表面上具有弹性层。

4.根据权利要求1所述的定影装置，其中，

所述定影辊部件的设定温度最初固定在根据所使用的所述记录介质的属性设定的最低温度附近。

5.根据权利要求1所述的定影装置，还包括冷却所述定影辊部件的冷却单元。

6.根据权利要求5所述的定影装置，其中，

所述冷却单元包括散热片，所述散热片布置在所述定影辊部件的端面部。

7.根据权利要求6所述的定影装置，还包括向所述散热片吹送空气的冷却风扇。

8.一种图像形成装置，包括：

调色剂像形成单元，其形成调色剂像；

转印单元，其将由所述调色剂像形成单元形成的所述调色剂像转印到记录介质上；以及

定影装置，其将转印到所述记录介质上的所述调色剂像定影到所述记录介质上，所述定影装置包括：

可旋转定影辊部件；

可旋转支撑辊部件；

辊加热器，其加热所述定影辊部件；

带加热器，其加热所述支撑辊部件；

定影带部件，其在安装于所述定影辊部件和所述支撑辊部件上、并由所述定影辊部件和所述支撑辊部件张紧的同时，进行旋转；

加压辊部件，在其表面上具有弹性层，并与所述定影辊部件上卷绕有所述定影带部件的一部分挤压接触，以形成咬合部；以及

温度控制装置，其控制并驱动所述辊加热器和所述带加热器，所述温度控制装置独立地控制所述定影辊部件和所述定影带部件的温度，并构成为这样：即，其可改变所述定影辊部件和所述定影带部件的设定温度，并且所述定影辊部件的设定温度的变化范围被设定为窄于所述定影带部件的设定温度的变化范围。

9.根据权利要求8所述的图像形成装置，还包括冷却所述定影辊部件的冷却单元。

10.根据权利要求9所述的图像形成装置，其中，

所述冷却单元包括散热片，所述散热片布置在所述定影辊部件的端面部。

11.根据权利要求10所述的图像形成装置，还包括向所述散热片吹送空气的冷却风扇。

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