CN100520635C - 电子照相图象形成装置和其中的定影装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明的图象形成装置具有控制电路，所述控制电路控制定影辊以及加压辊的热量转移，使得在将定影辊以及加压辊待机时或预热刚结束后所保持的热量的总量设为Q0(J)、将连续在记录材料上定影未定影图象且定影辊以及加压辊所保持的热量达到饱和状态时的热量总量设为Q1(J)、将定影辊以及加压辊的热容量设为Hc(J/℃)时，满足(Q1-Q0)/Hc≤11(更优选≤0)。这样，可实现工作中的最大消耗功率小且可用于处理的高速化的定影装置。

Description

电子照相图象形成装置和其中的定影装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电子照相方式的图象形成装置中使用的定影装置及定影方法。此外，本发明还涉及具备上述定影装置的图象形成装置。

背景技术

以往，作为复印机、打印机等电子照相方式的图象形成装置中使用的定影装置，通常多使用以下装置。具体来说，定影装置具有作为定影部件的互相压接的辊对(定影辊及加压辊)。并且，通过该辊对的双方或任一方的内部配置的卤素加热器等加热机构，将辊对加热到预定温度(定影温度)。在加热后，使已形成未定影调色剂图象的记录纸通过压接部(定影咬入(nip)部)，利用热和压力来进行调色剂图象的定影(采用热辊定影方式的结构)。

更具体地说，在黑白图象用的定影装置中，如专利文献1：特开昭63-149684(1988年6月22日公开)及专利文献2：特开平3-89383(1991年4月15日公开)所公开的那样，通常为下述结构：具有在金属制的芯轴表面施加了氟树脂等构成的涂层的定影辊、和在同样为金属制的芯轴表面设有硅酮橡胶等构成的弹性层的加压辊，通过配置于定影辊内部的卤素加热器等热源(加热机构)加热定影辊。

在彩色图象用的定影装置中，如专利文献3：特开平11-143277(1999年5月11日公开)所公开的那样，通常为下述结构：定影辊也使用在表层设置有硅酮橡胶等构成的弹性层的弹性辊，且在加压辊内部也设置有卤素加热器等构成的热源(加热机构)。

这样构成彩色图象用定影装置的原因是由于具有以下优点。通过使定影辊为弹性辊，定影辊表面能与未定影调色剂图象的的凹凸对应地弹性变形，并以覆盖调色剂图象面的方式与其接触。因此，能对彩色的未定影调色剂图象均匀地进行加热定影，该彩色的未定影调色剂图象与黑白图象相比，调色剂量整体上较多，且会根据颜色的不同而产生调色剂量的离散。此外，在能均匀地进行加热定影的同时，由于定影咬入部的弹性层的变形释放效果，相对于比黑白图象更容易产生偏移的彩色调色剂图象，还能提高分离性。

再有，由于定影咬入部的咬入形状为向上凸(所谓的倒咬形状)，所以记录纸的剥离性能提高，不使用剥离爪等剥离机构也能进行记录纸的剥离(自剥离)。因此，可消除剥离机构所引起的图象缺陷。此外，与黑白图象相比，彩色的调色剂图象需要更多的调色剂量，且需要使其充分地显色。因而，与黑白图象相比，需要对调色剂图象施加更大的热量。因此，不仅在定影辊侧设置热源，而且在加压辊侧也设置热源。

另一方面，在黑白图象用的定影装置中，在定影辊侧不需要弹性层，所以若要确保足够的定影咬入宽度，则需要使加压辊侧的弹性层的厚度比彩色图象用的加压辊厚。因此，即使在加压辊侧设置有热源，由于存在与金属相比导热性差很多的硅酮橡胶的弹性层，所以向加压辊表面的导热效率差，从而设置热源所产生的效果也较小。再有，即使在加压辊侧设置热源，与设置热源所产生的效果相反，会产生预热时间变长，或弹性层和芯轴间的界面温度变得过高而使得弹性层从芯轴剥离等问题。因而，鉴于这些考虑，黑白图象用的定影装置通常为在加压辊侧不设置热源的结构。

如上所述，现有的黑白图象用的定影装置，由于在加压辊侧不具有热源，所以加压辊自身将从定影辊获得热量而升温。这里，在定影装置待机时，通常定影辊和加压辊的旋转停止，所以加压辊中只有和定影辊压接的部分(定影咬入部)被加热。再有，由于是从加压辊的表面侧经导热率低的弹性层进行加热，所以热量不能充分传递到加压辊内侧和远离定影咬入部的部分，因而升温不充分。

现有的黑白图象用的定影装置，在从这种待机状态向定影工作状态转变时，定影辊和加压辊以互相压接的状态旋转驱动。因此，加压辊将急剧地夺走定影辊的热量。从该定影辊向加压辊的热传递持续到加压辊的温度完全(加压辊内部也包括在内)饱和，所以在饱和之前的期间，与加压辊的温度饱和后的期间相比，需要更高的功率。该额外需要的功率在工作刚开始后最大，例如，在80张/分钟以上的黑白图象用高速机(以高速进行处理的图象形成装置)中，瞬间额外需要250W以上的功率。

另一方面，如上所述，在现有的彩色图象用定影装置中，定影辊、加压辊都在内部具有热源，待机时由各自的内部热源在大致周向上均匀加热。此外，待机中的热损失只是从定影辊和加压辊的表面散失的热量，所以即使在定影辊和加压辊的表面设置导热率低的弹性层，在辊的厚度方向上也不会产生大的温度差。即，辊内侧温度≈辊外侧温度。但是，在从这种待机状态向定影工作状态转变时，定影辊和加压辊的热量在定影咬入部会被记录纸和调色剂急剧地夺走。因此，若要维持定影辊和加压辊的表面温度维持恒定，则会在辊的厚度方向上产生大的温度梯度(辊内侧温度>辊外侧温度)。该辊内部的温度上升持续到辊的温度完全饱和。因此，辊内部的温度上升期间，与辊温度饱和后的期间相比，需要更多的功率。该额外需要的功率在工作刚开始后最大，例如，在70张/分钟以上的彩色图象用高速机中，瞬间额外需要1000W以上的功率。

但是，通常，办公等用的打印机和复印机的规格设计成，消耗功率为例如1.5kVA(1500W)以下。因此，该打印机和复印机中所使用的定影装置可使用的功率在定影工作时被限制在例如900W左右。但是，在现有的黑白图象用定影装置中，如上所述，有时还需要考虑加压辊中储存的热量(最大250W)。同样，在以往的彩色图象用定影装置中，也需要考虑定影辊和加压辊内部储存的热量(最大1000W)。因此，定影工作中使用的功率最大超过900W，在实现处理的高速化时会成为很大问题。

发明内容

本发明鉴于上述问题而作出，其主要目的是提供工作中的最大消耗功率小且可用于处理的高速化的定影装置及具备该定影装置的图象形成装置、定影装置的控制方法、定影装置的控制程序、计算机可读取的记录介质。

为实现以上目的，本发明的定影装置，由多个定影部件夹持着记录材料对该记录材料进行输送，并通过加热及加压该记录材料上的未定影图象而使该图象定影在该记录材料上，其中，具备控制机构，所述控制机构控制上述多个定影部件的热量的转移，使得在将上述多个定影部件待机时或预热刚结束后所保持的热量的总量设为Q0(J)、将连续在记录材料上定影未定影图象且上述多个定影部件所保持的热量达到饱和状态时的热量总量设为Q1(J)、将上述多个定影部件的热容量设为Hc(J/℃)时，满足关系式(1)：

(Q1-Q0)/Hc≤11               (1)。

此外，本发明的定影装置，为解决上述课题，更优选的是，控制机构控制上述多个定影部件的热量的转移，使得关系式(2)得以满足：

(Q1-Q0)/Hc≤0                (2)。

根据上述方案，以满足关系式(1)的方式抑制多个定影部件的热量转移。更优选的是，以满足关系式(2)的方式抑制多个定影部件的热量转移。

在现有的定影装置中，彩色图象用、黑白图象用的装置皆为(Q1-Q0)/Hc>0，即，会在多个定影部件中储热。例如，在彩色定影装置中，作为定影部件使用导热差的橡胶辊，并从内部加热。因此，与待机过程中相比，过纸时的芯轴温度上升，为Q1>Q0。此外，在黑白定影装置中，在接触记录材料的非图象面侧的定影部件侧没有热源，所以虽然在待机中接触记录材料的非图象面侧的定影部件几乎不被加热，但在过纸中会透过纸从接触记录材料的图象面侧的定影部件夺取热量而储热，所以Q1>Q0。由于该储热，过纸中的消耗功率的最大值变大。该现有定影装置中的消耗功率的增加存在瞬间达到250～1000W以上的情况。若要在使用定影装置的彩色机(彩色图象用图象形成装置)和高速机(能高速进行处理的图象形成装置)等消耗功率大的设备中，抑制到1.5kW以下的消耗功率，则就现有定影装置来说，上述储热所导致的消耗功率增加便成为了大问题。

但是，由于在本发明的定影装置中以满足关系式(1)的方式控制多个定影部件的热量转移，所以多个定影部件的储热量为11×Hc以下。更优选的是，以满足关系式(2)的方式控制多个定影部件的热量转移，所以多个定影部件的储热量为0或负数。

因此，与现有的定影装置相比，可实现节能化(最大1000W以上)，在使用定影装置的彩色高速机和超高速机等图象形成装置中，能以1.5kW的消耗功率使用。

如上所述，根据本发明的定影装置，能实现工作中的最大消耗功率小且可用于处理的高速化的定影装置。

本发明的其它目的、特征及优点通过以下所示的记载可充分获知。此外，本发明的优点通过参照附图进行的以下说明而变得明了。

附图说明

图1是表示本发明一个实施方式的定影装置的概略结构的图。

图2是表示本发明另一实施方式的定影装置的概略结构的图。

图3是表示本发明一个比较例的定影装置的概略结构的图。

图4是图1、2、3所表示的各定影装置的消耗功率的变化的图。

图5(a)是表示图1所表示的各定影装置的各构成部件的温度变化的图。

图5(b)是表示图2所表示的各定影装置的各构成部件的温度变化的图。

图5(c)是表示图3所表示的各定影装置的各构成部件的温度变化的图。

图6(a)是表示图1所表示的各定影装置的即将开始过纸前及过纸刚结束后的加压辊的周向各部的温度分布的图。

图6(b)是表示图2所表示的各定影装置的即将开始过纸前及过纸刚结束后的加压辊的周向各部的温度分布的图。

图6(c)是表示图3所表示的各定影装置的即将开始过纸前及过纸刚结束后的加压辊的周向各部的温度分布的图。

图7是表示图1、2、3所表示的各定影装置的工作中每单位时间内在定影部件中储存的热量的图。

图8表示图1所表示的定影装置的、改变待机时的加压辊的控制温度的情况下平均升温温度与最大消耗功率的关系，以及上述平均升温温度与加压辊的工作初期和结束后的温度差的关系。

图9是表示本发明又一实施方式的定影装置的概略结构的图。

图10是表示本发明又一实施方式的定影装置的概略结构的图。

图11是表示根据本发明另一比较例的定影装置的概略结构的图。

图12(a)是表示图9及图11所表示的各定影装置的消耗功率的变化的曲线图。

图12(b)是表示图10及图11所表示的各定影装置的消耗功率的变化的曲线图。

图13(a)是表示图9所表示的各定影装置的各构成部件的温度变化的图。

图13(b)是表示图10所表示的各定影装置的各构成部件的温度变化的图。

图13(c)是表示图11所表示的各定影装置的各构成部件的温度变化的图。

图14(a)是表示图9及图11所表示的各定影装置的工作中每单位时间内在定影部件中储存的热量的图。

图14(b)是表示图10及图11所表示的各定影装置的工作中每单位时间内在定影部件中储存的热量的图。

图15是表示图9所表示的定影装置的、改变待机时的加压辊的控制温度情况下平均升温温度与最大消耗功率的关系，以及上述平均升温温度与加压辊的工作初期和结束后的温度差的关系。

图16是表示本发明一个实施方式的图象形成装置的概略结构的图。

图17是表示本发明另一实施方式的图象形成装置的概略结构的图。

具体实施方式

(实施方式1黑白图象用定影装置)

(实施方式1-1)

对于本发明的第1-1实施方式的定影装置1的结构，使用图1来详细说明。本实施方式的定影装置1，对在表面上形成有未定影的黑白调色剂图象的记录纸(记录材料)2，利用热及压力将调色剂图象定影于记录纸2上。未定影的调色剂图象由非磁性单成分显影剂(非磁性调色剂)、非磁性双成分显影剂(非磁性调色剂及载体)、磁性显影剂(磁性调色剂)等显影剂3(以下皆称为调色剂)形成。

图1是表示本实施方式的定影装置1的结构的剖视图。如图1所示，定影装置1具备：定影辊(定影部件)4、加压辊(定影部件)5、作为用于加热定影辊4的热源的加热灯6A、作为用于加热加压辊5的热源的加热灯6B、作为检测定影辊4及加压辊5的温度的温度传感器使用的热敏电阻7A、7B、用于清洁定影辊4的网式清洁装置8、和总体控制定影装置1的工作的控制电路(控制机构)9。在本实施方式中，定影辊4和加压辊5是定影部件。此外，在本实施方式中，各加热机构由加热灯6A、6B构成。控制电路9具备：通过控制各加热机构而控制多个定影部件(定影辊及加压辊)的设定温度的温度控制部91、控制多个定影部件的旋转时机的旋转控制部92、和控制对加热多个定影部件的各加热机构的功率分配的功率分配部93。

定影辊4被加热到预定温度(这里设为175℃，但并不限于该数值)，用于加热通过定影装置1的定影咬入部10的形成有未定影调色剂图象的记录纸2。因此，定影辊4的内部配置了加热定影辊4的加热灯6A。通过从功率分配部93向加热灯6A通电，加热灯6A发光，放射红外线。这样，定影辊4的内周面吸收红外线而被加热，进而定影辊4整体被加热。

定影辊4在这里是直径70mm(并不限于该数值)的辊，由从其内侧起按顺序形成芯轴和分离层的双层构造构成。芯轴优选采用例如铁、不锈钢、铝、铜等金属或其合金等。在本实施方式中，使用厚度4mm的铝制芯轴。此外，分离层优选使用PFA(四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物)和PTFE(聚四氟乙烯)等氟树脂。在本实施方式中施加了厚度25μm的PFA涂层。

如下所述，加压辊5与定影辊4一同加压形成有未定影调色剂图象的记录纸2。另外，加压辊5的内部配置了加热灯6B。通过从功率分配部93向加热灯6B通电，加热定6B发光，放射红外线。由此，定影辊4的内周面吸收红外线而被加热，进而加压辊5整体被加热。

加压辊5在例如钢铁、不锈钢、铝等金属制芯轴的表面上具有硅酮橡胶等的弹性层，在其上还形成了PFA等的分离层。再有，本实施方式的加压辊5的结构为，在厚度2mm的铁制芯轴的表面上作为弹性层而形成了厚度3mm的硅酮橡胶层，进而在该层上覆盖作为分离层的厚度50μm的PFA管。

在定影辊4及加压辊5的周面上，分别配置了作为温度检测机构使用的热敏电阻7A及热敏电阻7B，检测各辊的表面温度。这里，检测定影辊4的温度的热敏电阻7A是非接触式热敏电阻，检测加压辊5的温度的热敏电阻7B是接触式的热敏电阻。而且，根据由各热敏电阻7A及7B检测的温度数据，作为温度控制机构的温度控制部91控制向加热灯6A及6B的通电，以使各辊的温度成为预定温度。

定影辊4及加压辊5以预定载荷(在本实施方式中为600N，但并不限于该数值)互相压接，在它们之间形成了定影咬入部10。定影咬入部10是定影辊4及加压辊5互相抵接的部分，这里，周向的宽度为8mm，但并不限于该数值。记录纸2经过定影咬入部10，从而调色剂图象被定影。在记录纸2经过定影咬入部10时，定影辊4抵接记录纸2的调色剂图象形成面，另一方面，加压辊抵接记录纸2的与调色剂图象形成面相反的面。

而且，以预定的定影速度及复印速度(定影速度是所谓的处理速度，这里为400mm/sec，复印速度是每1分钟的复制张数，这里为85张/分钟)向定影咬入部10输送形成有未定影调色剂象的记录纸2，利用热和压力进行定影。

再有，定影装置1上，设置有通过旋转控制部92的控制驱动定影辊4旋转、以使记录纸2通过定影咬入部10的未图示的驱动马达(驱动机构)。另外，加压辊5从动于定影辊4的旋转而旋转。定影辊4及加压辊5如图1所示那样反方向旋转。

(实施方式1-2)

接着，对本发明的第1-2实施方式的定影装置11的结构，使用图2来详细说明。如图2所示，第1-2实施方式的定影装置11除了在加压辊5上抵接有外部加热单元12及用于清洁加压辊5的清洁辊13以外，为与实施方式1-1的定影装置1相同的结构。因此，对与图1相同的构成部件标以相同附图标记，并省略其说明。在本实施方式中，也是以定影辊4和加压辊5作为定影部件。此外，在本实施方式中，各加热机构由加热灯6A、6B、6C、6D(或者，加热灯6A、6B、外部加热单元12)构成。另外，控制电路19具备温度控制部191、旋转控制部192、功率分配部193。温度控制部191，除了进行上述温度控制部91的处理外，如下所述，还根据由热敏电阻7C检测的温度数据来控制加热灯6C、6D。

外部加热单元12具备外部加热带121、加热辊122A及122B、加热灯6C及6D、和热敏电阻7C。外部加热带121在这里直径为30mm，在被加热到预定温度(在这里为140℃)的状态下与加压辊5的表面抵接，进而加热加压辊5的表面。外部加热带121由直径15mm的两个加热辊122A、122B悬挂。

在加热辊122A、122B的内部，分别配置了作为将加热辊122A、122B加热的加热源的加热灯6C、6D。通过从功率分配部193向加热灯6C、6D通电，加热灯6C、6D发光并放射红外线。这样，将加热辊122A、122B的内周面加热，并经加热辊122A、122B而间接加热外部加热带121。

外部加热带121在与加压辊5的旋转轴垂直的截面中设置在与定影咬入部10相对的一侧，在待机时从加压辊5离开，在工作时以预定的按压力(这里为40N)压接加压辊5。而且，在与加压辊5之间形成了加热咬入部123(这里，在周向上为20mm)。外部加热带121在加压辊5旋转时从动于加压辊5旋转，而且，从动于该外部加热带121的旋转，加热辊122A、122B也旋转。

作为外部加热带121的结构，例如，可举出下述两层结构，即，在聚酰亚胺等耐热树脂或不锈钢和镍等金属材料所构成的中空圆筒状的基材表面上，作为分离层而形成了耐热性及分离性优良的合成树脂材料(例如PFA及PTFE等氟树脂)。再有，在本实施方式中，在厚度90μm的聚酰亚胺制的基材表面上，设有PFA及PTFE的混合物所构成的厚度15μm的分离层。此外，为减小外部加热带121的偏移力，也可在带基材内表面施加氟树脂等的涂层。

加热辊122A、122B例如由铝或铁系材料等形成的中空圆筒状金属制芯材构成。此外，为减小外部加热带121的偏移力，可在金属制芯材的表面施加氟树脂等的涂层。

定影辊4、加压辊5及外部加热带121各自的周面上配置了作为温度检测机构的热敏电阻7A、7B、7C，来检测各自的表面温度。而且，根据各热敏电阻7A、7B、7C所检测的温度数据，作为温度控制机构的温度控制部191控制向加热灯6A、6B、6C、6D的通电，以使各部分的温度达到预定温度。

再有，在定影装置11上，设置有通过旋转控制部192的控制驱动定影辊4旋转、以使记录纸2通过定影咬入部10的未图示的驱动马达(驱动机构)。

(实施例1-1)

将如上述实施方式1-1中说明的那样构成的定影装置1工作时的消耗功率实际地作为实施例1-1来测定。在实施例1-1中，在为了使定影装置1的部件各部分温度饱和而用足够长的时间(本实施例中为30分钟)以待机温度进行待机后，使坪量(单位面积重量)为60g的A4尺寸纸连续通过1000张，测定此时的消耗功率及各定影部件的表面温度。此外，以与该测定相同的条件对定影装置1进行二维导热模拟，在确认实际测定结果和模拟的解析结果基本一致之后，对以实际测定不能测量的项目，通过模拟来算出。

在以下的表1中，表示了实施例1-1的测定条件(定影装置1的实施条件)。在实施例1-1中，加压辊5的加热灯6B仅在待机时使用(接通)，在定影装置1的工作时不使用(断开)。再有，对于测定与模拟的结果将在后面描述。

表1

再有，在表1中，将加热灯记作卤素加热器，且将外部加热带记作外部带。

(实施例1-2)

将如上述实施方式1-2中说明的那样构成的定影装置11工作时的消耗功率实际地作为实施例1-2来测定。在实施例1-2中，也是在为了使定影装置11的部件各部分温度饱和而用足够长的时间(本实施例中为30分钟)以待机温度进行待机后，使坪量(单位面积重量)为60g的A4尺寸纸连续通过1000张，测定此时的消耗功率及各定影部件的表面温度。此外，以与该测定相同的条件对定影装置11进行二维导热模拟，在确认实际测定结果和模拟的解析结果基本一致之后，对以实际测定不能测量的项目，通过模拟来算出。

在上述表1中，表示了实施例1-2的测定条件(定影装置11的实施条件)。在实施例1-2中也同样，加压辊5的加热灯6B仅在待机时使用(接通)，在定影装置11的工作时不使用(断开)。再有，对于测定与模拟的结果将在后面描述。

(比较例1)

作为相对于上述实施例1-1及上述实施例1-2来说的比较例，如现有技术那样，对于在加压辊侧没有内部热源的黑白图象用定影装置，也同样作为比较例1来测定消耗功率。在比较例1中，也是在为了使定影装置的部件各部分温度饱和而用足够长的时间(本实施例中为30分钟)以待机温度进行待机后，使坪量(单位面积重量)为60g的A4尺寸纸连续通过1000张，测定此时的消耗功率及各定影部件的表面温度。此外，以与比较例1中的测定相同的条件对定影装置进行二维导热模拟，在确认实际测定结果和模拟的解析结果基本一致之后，对以实际测定不能测量的项目，通过模拟来算出。

在上述表1中，表示了比较例1的实验条件。再有，对于测定与模拟的结果将在后面描述。

这里，使用图3对作为比较例1使用的定影装置进行说明。如图3所示，比较例1的定影装置21除了加压辊25以外，为与实施方式1-1的定影装置1完全相同的结构。因此，对加压辊25以外的说明加以省略，且与定影装置1相同的构成部件标以相同附图标记。再有，比较例1的定影装置21中，在加压辊25上不安装加热灯及热敏电阻，控制电路29根据定影辊4用的热敏电阻7A所检测的温度数据来控制加热灯6A。

加压辊25的结构为，在例如钢铁、不锈钢、铝等金属制芯轴的表面上具有硅酮橡胶等弹性层，在弹性层上形成了PFA等的分离层。这里，比较例1的加压辊25的结构为，在厚度3mm的铁制芯轴的表面上作为弹性层而形成了厚度9mm的硅酮橡胶层，在硅酮橡胶层上覆盖作为分离层的厚度50μm的PFA管。

定影辊4及加压辊25以预定载荷(这里为1400N，但并不限于该数值)互相压接，在其间形成了定影咬入部210。定影咬入部210是定影辊4及加压辊25互相抵接的部分，在本比较例中，周向的宽度为11mm，但并不限于该数值。

在定影辊4的周面上，配置了作为温度检测机构的热敏电阻7A，检测定影辊4的表面温度。这里，热敏电阻7A是非接触式热敏电阻。而且，根据由热敏电阻7A检测的温度数据，作为温度控制机构的控制电路29控制向加热灯6A的通电，使得定影辊4的表面温度成为预定温度。

(对实施例及比较例进行的考察黑白图象用定影装置)

下面，使用图4～图8来说明对实施例1-1、实施例1-2、比较例1进行的测定(实验)的结果及模拟结果。

图4是表示实施例1-1、1-2及比较例1中的各定影装置的消耗功率的变化的曲线图(测定结果)。图5(a)～(c)是表示实施例1-1、1-2及比较例1的各定影装置的各构成部件的温度变化的曲线图(模拟结果)。图6(a)～(c)是表示即将开始过纸前及过纸刚结束后加压辊的周向各部分的温度分布的的曲线图(模拟结果)。

从图4可知，在比较例1中，过纸初期需要最大1148W的功率，与此相对，在实施例1-1中为898W、在实施例1-2中为949W，可减少约200～250W的功率。

这里，使用图5及图6来对与比较例1相比在实施例1-1、1-2中可减小最大消耗功率的原因进行说明。在比较例1的定影装置中，加压辊在待机时仅与定影辊接触的部分(定影咬入部)被加热，所以在加压辊的周向上产生温度不均现象，在定影咬入部的相反侧，表面仅升温到约45℃。再有，比较例1的定影装置在加压辊的内部没有热源，所以在加压辊的厚度方向上也会产生温度不均现象，即使在定影咬入部正下方处，加压辊的芯轴也只是升温到45℃左右。其结果，比较例1的定影装置在工作时从定影辊迅速夺取热，在工作结束后，与待机时相比，不仅是加压辊表面，加压辊内部范围内也将大幅升温(储热)。

另一方面，在实施例1-1、1-2中，在待机时，加压辊由作为内部热源的加热灯在加压辊全周范围内均匀加热。因此，即使在定影装置工作时，加压辊从定影辊获得的热量和因调色剂的定影及放热等消耗的热量也会大体保持平衡。

图7是通过模拟来计算工作中每单位时间在定影部件(定影辊及加压辊)上储存的热量(储热量)的结果。将定影部件中储热的情况表示为正，相反，将从定影部件放热的情况表示为负。从该结果可知，比较例1中，为在工作初期定影部件快速储热的曲线，而与之相对，实施例1-1、1-2中，为工作初期稍微放热而后在0附近保持平衡从而稳定下来的曲线。

这里，由于定影辊大部分由导热性高的铝芯材构成，所以几乎没有局部温度不均现象，只要控制温度恒定，则保持的热量也可看作大体恒定。因此，可以说储热量的变化皆由加压辊引起。即，由于加压辊从定影辊夺走热量，而使储热量变化。

表2是将定影装置的初期状态(工作开始时)下的定影部件的储热量设为Q0(J)，将工作结束时的储热量设为Q1(J)时，计算Q1-Q0，即计算工作中的储热增加量的结果。这里，Q1(J)是储热量饱和以后的热量总量。即，如果储热量在工作结束时饱和，则该时刻的热量总和为Q1(J)。相反，如果即使在工作结束时也没饱和，则此时的热量总和达不到Q1(J)。这里，由于工作结束时已饱和，所以为Q1(J)。此外，Q0及Q1是定影部件所具有的总热量，在定影部件由定影辊和加压辊构成的情况下，将它们具有的热量相加。

表2

 

	Q1-Q0(J)	Hc(J/℃)	(Q1-Q0)/Hc(℃)
				实施例1-1	-17423	1298	-13.4
实施例1-2	-7414	1298	-5.7
				比较例1	35588	1855	19.2

从表2可知，在比较例1中储热量增加，而在实施例1-1、实施例1-2中储热量稍有减少。为了将该储热增加量Q1-Q0的大小与其它结构的定影装置比较，将定影装置的定影部件(这里是定影辊+加压辊)的热容量设为Hc(J/℃)，考虑储热增加量Q1-Q0除以热容量Hc后的值(Q1-Q0)/Hc。

这里，热容量Hc可通过构成定影部件的部件(定影辊+加压辊)的热容量的加法运算来求得。如果定影辊由部件A、B、C(热容量分别为HcA、HcB、HcC)构成，则定影辊的热容量Hcf可由Hcf＝HcA+HcB+HcC表示。同样，如果加压辊由部件D、E、F(热容量分别为HcD、HcE、HcF)构成，则加压辊的热容量Hcp可由Hcp＝HcD+HcE+HcF表示。因此，定影部件的热容量Hc可用Hc＝Hcf+Hcp表示。

在实施例1-1、1-2及比较例1中，(Q1-Q0)/Hc为上述表2中所示的值。该值所表示的意义是利用工作中增加的储热量来使定影部件均匀升温的温度，所以以后将称为平均升温温度。

(实施例1-3)

接着，在实施例1-1中所使用的结构的定影装置1(实现了实施方式1-1的定影装置的装置)中，使待机时加压辊的控制温度在60℃～160℃变化，对该情况下平均升温温度与最大消耗功率之间的关系、以及平均升温温度与加压辊的工作初期和结束后的温度差之间的关系进行调查。再有，如果结束时温度变高则温度差为正，如果变低则为负。将该结果在图8中表示。在图8中，也表示了比较例1的定影装置的平均升温温度与最大消耗功率的关系、以及平均升温温度与加压辊的工作初期和结束后的温度差的关系。在比较例1的定影装置中，加压辊的温度没有受到控制，所以仅表示一点。

从图8可知，(Q1-Q0)/Hc即平均升温温度越小，越能抑制最大消耗功率，如果(Q1-Q0)/Hc≤11，则与以往(比较例1)相比，可减少最大消耗功率。更优选的是，在(Q1-Q0)/Hc≤0(或者，可表示为Q1-Q0≤0)的情况下，能使最大消耗功率最小。

另一方面可知，在0以下，平均升温温度(Q1-Q0)/Hc越小，则加压辊的温度差的绝对值越大，即与工作初期相比，工作结束时的温度变得过低。加压辊的温度变化大时，调色剂的定影性(定影强度)也会变化，所以从既抑制最大消耗功率又确保稳定的定影性的观点来看，以(Q1-Q0)/Hc≥-13为宜。

此外，从图5(a)及(b)的比较可知，如实施例1-2那样在加压辊上设置外部加热机构的情况下，可抑制加压辊的温度变化，并可使调色剂的定影性稳定。

(实施方式2彩色图象用定影装置)

(实施方式2-1)

其次，对于根据本发明第2-1实施方式的定影装置31的结构，使用图9来详细说明。本实施方式的定影装置31，对于在表面上形成有未定影彩色调色剂图象的记录纸(记录材料)2，利用热及压力将调色剂图象定影于记录纸上。未定影的彩色调色剂图象由非磁性单成分显影剂(非磁性调色剂)、非磁性双成分显影剂(非磁性调色剂及载体)、磁性显影剂(磁性调色剂)等显影剂3’(以下皆称为调色剂)形成。

图9是表示本实施方式的定影装置31的结构的剖视图。如图9所示，本实施方式的定影装置31具备：定影辊(定影部件)34、加压辊(定影部件)35、外部加热单元300、作为用于加热定影辊34的热源的加热灯36C、作为用于加热加压辊35的热源的加热灯36D、作为检测定影辊34、加压辊35及外部加热单元300各自的温度的温度传感器使用的热敏电阻37A、37B、37C、用于清洁定影辊34的网式清洁装置38。此外，还具备总体控制定影装置31的工作的控制电路(控制机构)39。在本实施方式中，定影辊34和加压辊35是定影部件。此外，在本实施方式中，各加热机构由加热灯36A、36B、36C、36D(或者，外部加热单元300、加热灯36C、36D)构成。控制电路39具备：通过控制各加热机构而控制多个定影部件(定影辊及加压辊)的设定温度的温度控制部391、控制多个定影部件的旋转时机的旋转控制部392、控制对加热多个定影部件的各加热机构的功率分配的功率分配部393。

外部加热单元300具备外部加热带301、用于悬挂并加热外部加热带301的加热辊302A、302B、作为将加热辊302A、302B加热用的热源的加热灯36A、36B。

定影辊34被加热到预定温度(此处为180℃，但并不限于该数值)，且用于加热通过定影装置31的定影咬入部310的形成有未定影调色剂图象的记录纸2。定影辊34的直径为50mm，从其内侧起依次由芯轴、弹性层和分离层形成的三层构造构成。芯轴采用例如铁、不锈钢、铝、铜等金属或其合金等。在本实施方式中，使用厚度3mm的铝制芯轴。此外，弹性层优选使用硅酮橡胶，分离层优选使用PFA(四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物)或PTFE(聚四氟乙烯)等氟树脂。在本实施方式中，施加厚度2mm的硅酮橡胶来作为弹性层，并施加厚度30μm的PFA管来作为分离层。

此外，定影辊34的内部配置了加热定影辊34的加热灯36C。通过从功率分配部393向加热灯36C通电，加热灯36C发光，放射红外线。这样，定影辊34的内周面吸收红外线而被加热，进而定影辊34整体被加热。

加压辊35，如以下所述，与定影辊34一同对形成有未定影调色剂图象的记录纸2加压。加压辊35也与定影辊34同样，在本实施方式中，在直径50mm，厚度3mm的铝制芯轴的外周表面上具有厚度2mm的硅酮橡胶弹性层，在该弹性层上还形成了由厚度30μm的PFA管构成的分离层。

此外，加压辊35的内部也配置了加热加压辊35的加热灯36D。通过从功率分配部393向加热灯36D通电，加热灯36D发光，放射红外线。这样，加压辊35的内周面吸收红外线而被加热，进而加压辊35整体被加热。

定影辊34及加压辊35以预定载荷(在本实施方式中为600N，但并不限于该数值)互相压接，在其间形成了定影咬入部310。定影咬入部310是定影辊34及加压辊35互相抵接的部分，这里，周向的宽度为9mm，但并不限于该数值。记录纸2经过定影咬入部310，从而彩色调色剂图象被定影。在记录纸2经过定影咬入部310时，定影辊34抵接记录纸2的调色剂图象形成面，另一方面，加压辊35抵接记录纸2的与调色剂图象形成面相反的面。

外部加热带301在这里直径为30mm，在被加热到预定温度(在这里为220℃)的状态下与定影辊34的表面抵接，进而加热定影辊34的表面。这里，外部加热带301由直径15mm的两个加热辊302A、302B架设。在加热辊302A、302B的内部，分别配置了作为对加热辊302A、302B加热的加热源的加热灯36A、36B。通过从功率分配部393向加热灯36A、36B通电，加热灯36A、36B发光并放射红外线。这样，将加热辊302A、302B的内周面加热，并经加热辊302A、302B而间接加热外部加热带301。

外部加热带300在与定影辊34的旋转轴垂直的截面中设置在与定影咬入部310相对的一侧，在待机时从定影辊34离开，在工作时以预定的按压力(这里为40N)压接定影辊34。而且，在与定影辊34之间形成了加热咬入部320(这里，在周向上为20mm)。外部加热带301在定影辊34旋转时从动于定影辊34而旋转，且从动于该外部加热带301的旋转，加热辊302A、302B也旋转。

作为外部加热带301的结构，例如，可举出下述两层结构，即，在聚酰亚胺等耐热树脂或不锈钢和镍等金属材料所构成的中空圆筒状的基材表面上，作为分离层而形成了耐热性及分离性优良的合成树脂材料(例如PFA及PTFE等氟树脂)。再有，在本实施方式中，在厚度90μm的聚酰亚胺制的基材表面上，设有PFA及PTFE的混合物所构成的厚度15μm的分离层。此外，为减小外部加热带的偏移力，也可在带基材内表面上施加氟树脂等的涂层。

加热辊302A、302B例如由铝或铁系材料等形成的中空圆筒状金属制芯材构成。此外，为减小外部加热带301的偏移力，可在金属制芯材的表面施加氟树脂等的涂层。

外部加热单元300、定影辊34、加压辊35各自的周面上配置了作为温度检测机构的热敏电阻37A、37B、37C，检测各部分的表面温度。而且，根据各热敏电阻37A、37B、37C所检测的温度数据，作为温度控制机构的温度控制部391控制向加热灯36A、36B、36C、36D的通电，以便各部分的温度成为预定温度。

而且，以预定的定影速度及复印速度(定影速度是所谓处理速度，这里为355mm/sec，复印速度是每分钟的复制张数，这里为70张/分钟)向定影咬入部310输送形成有未定影调色剂象的记录纸2，利用热和压力进行定影。

再有，定影装置31设有通过旋转控制部392的控制驱动定影辊34旋转、以使记录纸2通过定影咬入部310的未图示的驱动马达(驱动机构)。此外，加压辊35从动于定影辊34的旋转而旋转。定影辊34及加压辊35如图9所示那样反向旋转。

(实施方式2-2)

下面，对本发明的第2-2实施方式的定影装置41的结构，使用图10来详细说明。如图10所示，第2-2实施方式的定影装置41，除了在加压辊35侧也抵接有外部加热单元42及用于清洁加压辊35的清洁辊43以外，为与实施方式2-1的定影装置31相同的结构。因此，对与图9相同的构成部件标以相同附图标记，并省略其说明。在本实施方式中，定影辊34和加压辊35是定影部件。此外，在本实施方式中，各加热机构由加热灯36A、36B、36C、36D、36E、36F(或者，外部加热单元300、加热灯36C、36D、外部加热单元42)构成。另外，控制电路49具备温度控制部491、旋转控制部492、和控制对加热多个定影部件的各加热机构的功率分配的功率分配部493。温度控制部491，除了进行上述温度控制部391的处理外，还根据由热敏电阻37D检测的温度数据来控制加热灯36E、36F。

外部加热单元42是与外部加热单元300同样的结构，具备外部加热带44、用于架设并加热外部加热带44的加热辊302C、302D、和作为用于对加热辊302C、302D加热的热源的加热灯36E、36F。这些构成部件也是与外部加热单元300的构成部件同样的材料、形状。而且，外部加热单元42在与加压辊35的旋转轴垂直的截面中设置在与定影咬入部310相对的一侧，在待机时从加压辊35远离，在工作时以预定的按压力(这里为40N)压接加压辊35。而且，在与加压辊35之间形成了加热咬入部45(这里，在周向上为20mm)。

再有，定影装置41设有通过旋转控制部492的控制驱动定影辊34旋转、以使记录纸2通过定影咬入部310的未图示的驱动马达(驱动机构)。

(实施例2-1)

将如上述实施方式2-1中说明的那样构成的定影装置31工作时的消耗功率实际地作为实施例2-1来测定。在实施例2-1中，在为了使定影装置31的部件各部分温度饱和而用足够长的时间(本实施例中为30分钟)以待机温度进行待机后，使坪量(单位面积重量)为60g的A4尺寸纸连续通过1000张，测定此时的消耗功率及各定影部件的表面温度。此外，以与该测定相同的条件对定影装置31进行二维导热模拟，在确认实际测定结果和模拟的解析结果基本一致之后，对以实际测定不能测量的项目，通过模拟来算出。

在以下的表3中，表示了实施例2-1的测定条件(定影装置31的实施条件)。再有，对于测定与模拟的结果将在后面描述。

表3

再有，在表3中，将加热灯记作卤素加热器，且将外部加热带记作外部带。

(实施例2-2)

将如上述实施方式2-2中说明的那样构成的定影装置41工作时的消耗功率实际地作为实施例2-2来测定。在实施例2-2中，也是在为了使定影装置41的部件各部分温度饱和而用足够长的时间(本实施例中为30分钟)以待机温度进行待机后，使坪量(单位面积重量)为60g的A4尺寸纸连续通过1000张，测定此时的消耗功率及各定影部件的表面温度。此外，以与该测定相同的条件对定影装置41进行二维导热模拟，在确认实际测定结果和模拟的解析结果基本一致之后，对以实际测定不能测量的项目，通过模拟来算出。

在以上的表3中，表示了实施例2-2的测定条件(定影装置41的实施条件)。在实施例2-2中，定影辊及加压辊的加热灯仅在待机时使用(接通)，在定影装置41工作时不使用(断开)。再有，对于测定与模拟的结果将在后面描述。

(比较例2)

作为相对于上述实施例2-1及上述实施例2-2来说的比较例，如现有技术那样，对于没有外部加热机构的彩色图象用定影装置，也同样作为比较例2来测定消耗功率。在比较例2中，也是在为了使定影装置的部件各部分温度饱和而用足够长的时间(本实施例中为30分钟)以待机温度进行待机后，使坪量(单位面积重量)为60g的A4尺寸纸连续通过1000张。此外，以与比较例2中的测定相同的条件对比较例2的定影装置进行二维导热模拟，在确认本比较例2中的测定结果和模拟的解析结果基本一致之后，对以实际测定不能测量的项目，通过模拟来算出。

在上述表3中，表示比较例2的实验条件。再有，对于测定与模拟的结果将在后面描述。

这里，使用图11对作为比较例2使用的定影装置进行说明。如图11所示，比较例2的定影装置51除了没有外部加热单元300以外，为与实施方式2-1的定影装置31完全相同的结构。因此，说明加以省略，且与定影装置31相同的构成部件标以相同附图标记。再有，比较例2的定影装置51中，由于没有外部加热单元300，所以控制电路59当然也不进行与外部加热单元300相关的温度控制。

(对实施例及比较例的考察彩色图象用定影装置)

下面，使用图12～图14来说明对实施例2-1、实施例2-2、比较例2的测定(实验)结果及模拟结果。

图12(a)是表示实施例2-1及比较例2中的各定影装置的消耗功率的变化的曲线图(测定结果)，图12(b)是表示实施例2-2及比较例2中的各定影装置的消耗功率的变化的曲线图(测定结果)。图13(a)～(c)是表示实施例2-1、2-2及比较例2中的各定影装置的各构成部件的的温度变化的曲线图(模拟结果)。

从图12可知，在比较例2中，过纸初期需要最大1920W的功率，与此相对，在实施例2-1中为879W、在实施例2-2中为892W，可减少约1000W的功率。

这里，使用图13来对与比较例2相比在实施例2-1、2-2中能减小最大消耗功率的原因进行说明。在比较例2中，定影辊和加压辊在待机时仅由内部热源预热，所以定影辊及加压辊的热损失仅由放热引起，热损失少。因此，即使在定影辊和加压辊的表面具有导热率低的弹性层，在各辊的厚度方向上也不会产生大的温度差。再有，在比较例2中，定影辊表层温度＝175℃，定影辊芯轴温度＝185℃，且加压辊表层温度＝140℃，加压辊芯轴温度＝148℃。

但是，在从这种状态向定影工作状态转变时，除了定影辊及加压辊上覆盖的弹性层的导热性非常小之外，在定影咬入部还会被记录纸和调色剂迅速夺走热量。因此，为将定影辊和加压辊的表面温度保持恒定，在辊的厚度方向上需要产生大的温度梯度(辊内侧温度>辊外侧温度)。在比较例2中，定影辊表层温度＝175℃，而定影辊芯轴温度＝225℃，加压辊表层温度＝140℃，而加压辊芯轴温度＝158℃。这样，由于需要使辊内部快速加热升温，所以相应地需要更多的消耗功率。

另一方面，在实施例2-1、2-2中，在工作时，由外部加热单元从定影辊和加压辊的表面供给热量，所以不会如比较例2那样在辊内部产生温度梯度(实施例2-1、2-2皆为10度以内的温度梯度)，其结果，可抑制最大消耗功率。

图14是通过模拟来计算工作中每单位时间在定影部件(定影辊+加压辊)上储存的热量(储热量)的结果。将定影部件中储热的情况表示为正，将相反从定影部件放热的情况表示为负。从该结果可知，比较例2中为在工作初期定影部件快速储热的曲线，与之相对，在实施例2-1、2-2中，为工作初期稍微放热而后在0附近保持平衡并稳定下来的曲线。

表4与对实施例1-1、1-2、比较例1算出的实施例1的情况同样，是对实施例2-1、2-2、比较例2算出储热增加量Q1-Q0、热容量Hc、平均升温温度(Q1-Q0)Hc的结果。

表4

 

	Q1-Q0(J)	Hc(J/℃)	(Q1-Q0)/Hc(℃)
				实施例2-1	-5518	964	-5.7
实施例2-2	-6027	964	-6.3
				比较例2	20574	964	21.3

从表4可知，在比较例2中储热量增加，而在实施例2-1、实施例2-2中储热量稍微减少。此外，与彩色和黑白的不同无关，作为平均升温温度的最佳范围，为与对实施例1-1、1-2、比较例1算出的实施例1的情况大体相同的结果(参照表2)。

(实施例2-3)

下面，在实施例2-1中使用的结构的定影装置31(实现实施方式2-1的定影装置的装置)中，改变预热时向各加热器的功率分配和旋转时机，对这种情况下过纸(工作)时的平均升温温度与最大消耗功率的关系、以及平均升温温度与预热时间的关系进行调查。再有，对比较例2的定影装置也进行同样的研究。将预热及过纸条件表示于表5中，并将结果表示于图15中。由于使用实施例2-1中使用的结构的定影装置31来进行研究，所以在以下的说明及表5、图15中，记作实施例2-1。

首先，参照表5对实施例2-1及比较例2的各定影装置的预热条件分别详细说明。

表5

条件(1)实施例2-1(无旋转)

该条件是在实施例2-1的定影装置中，使定影辊及加压辊完全不旋转而进行预热的情况。即，将升温结束时的控制温度(目标温度)设为，外部加热单元(外部加热带)220℃、定影辊180℃、加压辊140℃。而且，将预热时的总功率950W分配到外部加热单元、定影辊、加压辊，使得它们基本上同时完成预热。这里，功率分配为：外部加热单元：190W、定影辊：415W、加压辊：345W。再有，该情况下，在过纸开始时旋转开始。

条件(2)实施例2-1(外部加热单元达到205℃后旋转)

在该条件下，外部加热单元达到205℃之前，以与条件(1)相同的功率分配，在不使定影辊和加压辊旋转的情况下进行预热。而且，在外部加热单元达到205℃后，使全部功率(950W)集中于外部加热单元，同时，使定影辊和加压辊旋转，利用外部加热单元的热量加热定影辊和加压辊。

条件(3)实施例2-1(外部加热单元达到220℃后旋转)

在该条件下，从最初起，将全部功率(950W)集中于外部加热单元，在外部加热单元的预热结束(即达到220℃)前，不使定影辊和加压辊旋转。而且，在外部加热单元达到220℃后，将950W集中于外部加热单元，并通过使定影辊和加压辊旋转，而利用外部加热单元的热量加热定影辊和加压辊。

条件(4)比较例2

在比较例2中，没有外部加热单元，且定影辊和加压辊皆具有内部热源，所以在预热时，通常，与条件(1)同样，在使定影辊和加压辊完全不旋转的情况下预热。即，将预热结束时的控制温度(目标温度)设为，定影辊175℃、加压辊140℃，并将预热时的总功率950W分配到定影辊、加压辊，使得它们基本上同时完成预热。这里，功率分配为定影辊：550W、加压辊：400W。

其次，如上述表5那样改变预热时的条件，并将过纸时的平均升温温度和最大消耗功率的关系、以及平均升温温度和预热时间的关系的测定结果在图15中表示。这里，在预热结束后，马上向工作(过纸)模式转变，并连续输送1000张坪量60g的A4尺寸纸。

从图15可知，通过改变预热时的功率分配和旋转时机，(Q1-Q0)/Hc，即平均升温温度变化，平均升温温度越小，越能抑制最大消耗功率。即，在如条件(3)那样，边使定影辊和加压辊旋转边仅靠来自外部加热单元的热量升温的情况下，定影辊和加压辊仅表面被加热，在内部没有充分升温的状态下就结束了预热。因此，在之后向过纸(工作)状态转变的情况下，由于过纸初期向定影辊和加压辊内部储热，作为最大消耗功率，由于外部带的作用，虽然与比较例2的1920W相比较小，但也需要约1500W。另一方面，如果如条件(1)和条件(2)那样，在不仅从外部而且从内部加热定影辊和加压辊的同时进行预热，则定影辊和加压辊的表面温度与内部的温度大体相等(条件(2)的情况)或内部温度较高(条件(1)的情况)。因此，即使之后向工作(过纸)模式转变，定影辊和加压辊中也不会储热，作为最大消耗功率，可抑制到约900W。

另一方面，从图15可知，平均升温温度(Q1-Q0)/Hc越小，则预热时间越长。即，如果如条件(1)那样，在不使定影辊和加压辊旋转的情况下升温，则定影辊和加压辊成为与表面相比，内部的温度相当高的状态(与表面相比，高约20℃的状态)。因此，由于定影部件要进行额外(多余)的储热，所以作为预热时间，会长到约270秒。另一方面，如条件(2)和条件(3)那样，在边使定影辊和加压辊旋转边预热的情况下，定影辊和加压辊的表面温度与内部的温度大体相等(条件(2)的情况)或内部较低(条件(3)的情况)。因此，定影部件中没有额外的储热，作为预热时间，在条件(2)的情况下为250秒，在条件(3)的情况下，可缩短为与比较例2相比也几乎不逊色的230秒。

(实施方式3黑白图象形成装置)

对根据本发明的图象形成装置的一个实施方式进行说明。图16表示具备实施方式1中说明的定影装置1(或者11)的本实施方式的图象形成装置(复印机)100的概略结构。本实施方式的图象形成装置100，是通过将在感光体滚筒上形成的静电潜象上所附着的调色剂转印到记录纸上而进行印刷的、所谓电子照相方式的装置。

如图16所示，图象形成装置100具备：感光体滚筒101、在感光体滚筒101周围配置的带电装置102、激光写入单元(未图示)、显影装置103、转印装置104、清洁装置105、除电装置(未图示)、定影装置1、图象读取单元(未图示)、供给记录纸2的供纸单元(未图示)、输送记录纸2的输送机构(未图示)等。

带电装置102用于使感光体滚筒101的表面以预定电位带电。在本实施方式中，通过电晕放电使感光体滚筒101带电。

激光写入单元，根据由图象读取单元读取的图象数据或从外部装置接收的图象数据，对感光体滚筒101照射激光(曝光)，在均匀带电的感光体滚筒101上扫描光象而写入静电潜象。

显影装置103，向在感光体滚筒101的表面上形成的静电潜象供给调色剂3，使静电潜象显象化而形成调色剂象。

转印装置104，通过在感光体滚筒101和自身之间夹入记录纸2，而将在感光体滚筒101上显象化的调色剂象转印到记录纸2上(静电转印)。

清洁装置105，在上述转印后除去并回收在感光体滚筒101上残留的调色剂3，以便能够在感光体滚筒101上记录新的静电潜象和调色剂象。再有，在由清洁装置105除去调色剂3后，由除电装置除去感光体滚筒101表面的电荷。

如上所述，定影装置1(11)是用于利用热和压力将转印到记录纸2上的调色剂象定影在记录纸2上的装置。

在上述结构中，图象形成装置100如下述所述进行印刷工作。首先，由图象读取单元读取原稿(未图示)的图象数据。此外，使感光体滚筒101向图16所示的箭头方向以预定速度(这里为400mm/sec，但并不限于该数值)旋转，并且，借助带电装置102使表面以预定电位带电。其次，激光写入单元根据由图象读取单元读取的原稿的图象数据来对感光体滚筒101表面曝光，在感光体滚筒101的表面上写入与上述图象数据相对应的静电潜象。

然后，对在感光体滚筒101上形成的静电潜象，由显影装置103供给调色剂3。这样，在静电潜象上附着调色剂3而形成调色剂象。而且，通过在感光体滚筒101和构成转印装置104的转印辊之间夹持记录纸2，而向记录纸2上转印调色剂3。再有，该记录纸2由未图示的供纸单元供给。

其后，由定影装置1(11)使调色剂3定影在记录纸2上，并将记录纸2排出到排纸单元(未图示)。再有，上述转印后残留在感光体滚筒101上的调色剂3由清洁装置105除去并回收。

通过以上工作，图象形成装置100可在记录纸2上进行适当的印刷。

(实施方式4彩色图象形成装置)

对本发明的图象形成装置的其它实施方式进行说明。图17表示具备实施方式2中说明的定影装置31(或者41)的本实施方式的图象形成装置200的概略结构。图象形成装置200是所谓的串联式而且是中间转印方式的打印机，可形成全色图象。

如图17所示，图象形成装置200具备四色(黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K))的可视图象形成单元220a～220d、转印单元230及定影装置31。

转印单元230具备中间转印带(图象承载体)231、在中间转印带231周围配置的四个一次转印装置232a～232d、二次转印前带电装置233、二次转印装置234及转印用清洁装置235。

由可视图象形成单元220a～220d可视化了的各色调色剂象被重合地转印到中间转印带231上，并且，中间转印带231将转印的调色剂象再转印到记录纸上。具体地说，中间转印带231是环状的带，由一对驱动辊及空转辊张设，并且，在图象形成时被控制为预定圆周速度(在本实施方式中为355mm/sec，但并不限于此)并被输送驱动。

一次转印装置232a～232d对应每个可视图象形成单元220a～220d设置，各一次转印装置232a～232d与相应的可视图象形成单元220a～220d隔着中间转印带231配置于相反侧。二次转印前带电装置233用于使重合地转印到中间转印带231上的调色剂象再次带电，在本实施方式中，利用电晕放电使调色剂象带电。

二次转印装置234用于将中间转印带231上转印的调色剂象转印到记录纸2上，接近中间转印带231地设置。转印用清洁装置235用于将向记录纸转印调色剂象后在中间转印带231的表面上残留的调色剂和纸粉清除。

再有，在转印单元230的中间转印带231的周围，从中间转印带231的输送方向上游起，以一次转印装置232a～232d、二次转印前带电装置233、二次转印装置234、转印用清洁装置235的顺序配置。

在二次转印装置234的记录纸输送方向下游侧，设有定影装置31(41)。定影装置31(41)是用于利用热和压力将由二次转印装置234转印在记录纸2上的调色剂象定影在记录纸2上的装置。

此外，四个可视图象形成单元220a～220d沿带的输送方向与中间转印带231接触地设置。四个可视图象形成单元220a～220d除了所使用的调色剂3’的颜色不同以外都相同，分别使用黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)、黑色(K)的调色剂3’。下面，仅对可视图象形成单元220a进行说明，对其它可视图象形成单元220b～220d省略说明。相应地，在图17中仅图示了可视图象形成单元220a的部件，但其它可视图象形成单元220a～220d也具有与可视图象形成单元220a同样的部件。

可视图象形成单元220a具备感光体滚筒(图象承载体)221、在感光体滚筒221周围配置的潜象用带电装置222、激光写入单元(未图示)、显影装置223、一次转印前带电装置224、感光体用清洁装置225等。

潜象用带电装置222用于使感光体滚筒221的表面以预定电位带电。在本实施方式中，通过电晕放电使感光体滚筒221带电。

激光写入单元，根据从外部装置接收的图象数据来向感光体滚筒221照射激光(曝光)，并在均匀带电的感光体滚筒221上扫描光象而写入静电潜象。

显影装置223向在感光体滚筒221的表面上形成的静电潜象供给调色剂3’，使静电潜象显象化而形成调色剂象。一次转印前带电装置224用于使感光体滚筒221表面上形成的调色剂象在转印前再次带电，在本实施方式中，通过电晕放电来使调色剂象带电。

感光体用清洁装置225除去并回收在中间转印带231上转印调色剂象后的感光体滚筒221上残留的调色剂3’，并可在感光体滚筒221上记录新的静电潜象及调色剂象。

再有，在可视图象形成单元220a中，在感光体滚筒221的周围，从感光体滚筒221的旋转方向上游起以潜象用带电装置222、激光写入单元、显影装置223、一次转印前带电装置224、一次转印装置232a、感光体用清洁装置225的顺序配置各装置。

下面对图象形成装置200的图象形成动作进行说明。首先，图象形成装置200从外部装置获得图象数据。此外，图象形成装置200的未图示的驱动单元使感光体滚筒221在图17所示的箭头方向上以预定速度(这里为355mm/sec，但并不限于此)旋转，并且，潜象用带电装置222使感光体滚筒221的表面以预定电位带电。其次，根据所得到的图象数据，激光写入单元将感光体滚筒221的表面曝光，而在感光体滚筒221的表面上根据上述图象数据进行静电潜象的写入。接着，显影装置223对在感光体滚筒221表面上形成的静电潜象供给调色剂3’。这样，使调色剂3’附着于静电潜象上并形成调色剂象。而且，一次转印装置232a，被施加与感光体滚筒221表面上形成的调色剂象极性相反的偏压，而将调色剂象向中间转印带231转印。

通过可视图象形成单元220a～220d依次进行上述动作，中间转印带231上依次重叠Y、M、C、K四色的调色剂象。重叠的调色剂象由中间转印带231输送至二次转印前带电装置233，二次转印前带电装置233使输送来的调色剂象再次带电。而且，二次转印装置234将承载已进行了再次带电的调色剂象的中间转印带231压接到从未图示的供纸单元供给的记录纸2上，从而向记录纸2上转印调色剂象。

然后，定影装置31(41)将调色剂象在记录纸2上定影，并将已记录图象的记录纸2排出到排纸单元(未图示)。再有，在上述转印后，感光体滚筒221上残留的调色剂3’由感光体用清洁装置225除去并回收，且中间转印带231上残留的调色剂3’由转印用清洁装置235除去并回收。

通过以上动作，图象形成装置200可对记录纸2进行适当的印刷。

本发明并不限于上述各实施方式，在技术方案所示的范围内可进行各种变化，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式，也包含在本发明的技术范围内。

例如，在上述本实施例中，作为定影部件，举出了由定影辊和加压辊两个定影部件构成的实例，但也可以是加压辊为多个的方案，或定影部件为带状的方案。同样，作为外部加热机构举出了使用带的实例，但外部加热机构也可以是辊形状。

最后，上述该实施方式的定影装置1、11、31、41的控制电路9、19、39、49可以由硬件逻辑构成，也可以如以下那样使用CPU并由软件实现。

即，定影装置1、11、31、41具备：执行实现各功能的控制程序的命令的CPU(中央处理单元)、存储上述程序的ROM(只读存储器)，展开上述程序的RAM(随机存取存储器)、保存上述程序以及各种数据的存储器等存储装置(记录介质)等。而且本发明的目的也可以下述方式实现：将以可由计算机读取的方式记录有实现上述功能的软件即定影装置1、11、31、41的控制程序的程序代码(执行形式的程序、中间代码程序、源程序)的记录介质供给到上述定影装置1、11、31、41中，其计算机(或者是CPU或MPU)读取记录在记录介质中的程序代码并加以执行。

作为上述记录介质，例如可以使用磁带或盒式磁带等带类、包括フロツピ—(注册商标)盘片/硬盘等磁盘或CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等光盘的盘片类、IC卡(包括存储卡)/光卡等卡类、或者是掩模ROM/EPROM/EEPROM/flash ROM等半导体存储器类等。

此外，可以将定影装置1、11、31、41构成为能够与通信网络相连的形式，通过通信网络供给上述程序代码。该通信网络并没有特别限定，例如可以使用因特网、内部网、外部网、LAN、ISDN、VAN、CATV通信网、虚拟专用网(virtual private network)、电话线网、移动体通信网、卫星通信网等。此外，构成通信网络的传输介质并没有特别限定，例如可以利用IEEE1394、USB、电线输送、TV缆线、电话线、ADSL线等有线介质，也可利用IrDA或遥控器所用的红外线、Blue tooth(注册商标)、802.11无线、HDR、移动电话网、卫星连接、地面波数据网等无线介质。另外，本发明中，即使是以电子传送方式将上述程序代码具体化的、嵌入输送波中的计算机数据信号的形态，也是可以实现的。

如上所述，本发明的定影装置，由多个定影部件夹持着记录材料对该记录材料进行输送，并通过加热及加压该记录材料上的未定影图象而使该图象定影在该记录材料上，其中，具备控制机构，所述控制机构控制上述多个定影部件的热量的转移，使得在将上述多个定影部件待机时或预热刚结束后所保持的热量的总量设为Q0(J)、将连续在记录材料上定影未定影图象且上述多个定影部件所保持的热量达到饱和状态时的热量总量设为Q1(J)、将上述多个定影部件的热容量设为Hc(J/℃)时，满足关系式(1)：

(Q1-Q0)/Hc≤11                (1)。

此外，本发明的定影装置，为解决上述课题，更优选的是，控制机构控制上述多个定影部件的热量的转移，使得关系式(2)得以满足：

(Q1-Q0)/Hc≤0                 (2)。

根据本发明的定影装置的上述方案，能实现工作中的最大消耗功率小且可用于处理的高速化的定影装置。

另外，本发明的定影装置中，在上述方案的基础上，也可以具备加热上述多个定影部件的多个加热机构，上述控制机构具备(a)～(c)中的至少一个：

(a)通过控制上述各加热机构，而控制上述多个定影部件的待机时及未定影图象向记录材料定影时的设定温度的温度控制部；

(b)控制上述多个定影部件的旋转时机的旋转控制部；

(c)控制对加热上述多个定影部件的各加热机构的功率分配的功率分配部。

根据上述方案，通过控制各加热机构，而控制上述多个定影部件的待机时及未定影图象向记录材料定影时的设定温度，由此可控制多个定影部件的热量转移。或者，通过控制多个定影部件的旋转时机并控制对加热多个定影部件的各加热机构的功率分配，可控制多个定影部件的热量转移。

这样，通过控制设定温度、旋转时机或功率分配，不增加新的装置即可容易地控制多个定影部件的热量转移。

再有，本发明的定影装置中，在将外部加热机构构成为可相对于定影部件远离/压接的形式的情况下，上述控制机构可控制外部加热机构的远离/压接时机。该远离/压接时机的控制可与上述(a)～(c)的控制中至少一个组合来进行。

此外，本发明的定影装置中，在上述方案的基础上，上述控制机构还可以进行控制，使得关系式(3)得以满足：

(Q1-Q0)/Hc≥-13              (3)。

根据上述方案，抑制多个定影部件的热量转移，使得关系式(3)得以满足。在这样进行控制时，可始终保持稳定的定影性。

此外，本发明的定影装置中，在上述方案的基础上，作为上述加热机构之一，也可在与记录材料的非图象面侧接触的定影部件的内部具有热源。

根据上述方案，由于在与记录材料的非图象面侧接触的定影部件内部具有热源，所以可在待机过程中预热与记录材料的非图像面侧接触的定影部件，可抑制在向工作状态转变时由与记录材料的非图象面侧接触的定影部件的储热引起的热损失。

另外，本发明的定影装置中，在上述方案的基础上，上述控制机构也可进行控制，使得仅在待机时或预热时，从与上述记录材料的非图象面侧接触的定影部件的内部的上述热源进行热供给。

根据上述方案，可进行控制，使得仅在待机时或预热时，从与记录材料的非图象面侧接触的定影部件的内部的热源进行热供给。因此，仅在待机时使用与记录材料的非图象面侧接触的定影部件的热源，所以可抑制工作时的消耗功率，可减小装置整体的最大消耗功率。

此外，本发明的定影装置中，在上述方案的基础上，作为上述加热机构之一，也可在上述多个定影部件中的至少某一个的外部具有热源。根据该方案，可从外部加热在外部具有热源的定影部件。在该方案中，还可在上述外部具有热源的定影部件上形成弹性层，该弹性层的导热率比形成该定影部件的芯轴的金属小。根据该方案，在外部具有热源的定影部件上形成导热率比形成该定影部件芯轴的金属小的弹性层(硅酮橡胶等)的情况下，通过从外部加热，可抑制该定影部件的内部升温所引起的储热。

另外，本发明的定影装置中，在上述方案的基础上，作为上述加热机构之一，还可在上述外部具有热源的定影部件的内部具有热源。

根据上述方案，由于在上述外部具有热源的定影部件的内部具有热源，所以可从内部加热该定影部件，可优选地用于预热。再有，外部加热机构只能加热定影部件的一部分，所以不适于预热。

而且，本发明的定影装置中，在上述方案的基础上，上述控制机构进行控制，使得上述在外部具有热源的定影部件的内部的上述热源在待机时放热，且该定影部件的外部的上述热源在使未定影图象向记录材料上定影的工作时放热，这样，具有以下效果。

根据上述方案，定影部件的内部热源在待机时放热，定影部件的外部热源在向记录材料上定影未定影图象的工作时放热。这样，待机中使用可加热定影部件整体的内部热源，工作中使用不产生内部储热的外部热源，通过这样分别使用，可尽力抑制工作中的储热。因此，可使消耗功率更低，且可进行效率更好的工作。

本发明的定影装置中，在上述方案的基础上，使未定影图象定影到上述记录材料上的工作时的处理速度可以是300mm/sec以上。

如果向上述记录材料定影未定影图象的工作时的处理速度是300mm/sec以上，则消耗功率大的高速机的情况较多。本发明的定影装置，在设置于这种消耗功率大的高速机的情况下，特别能发挥效果。即，可减小最大消耗功率，且可使处理高速化。

为解决上述问题，本发明的定图象形成装置具备上述任一方案中记载的定影装置。在该情况下，可起到与上述效果大体相同的效果。

为解决上述问题，本发明的定影装置的控制方法是下述定影装置的控制方法，该定影装置中，由多个定影部件夹持着记录材料对该记录材料进行输送，并通过加热及加压该记录材料上的未定影图象而使该图象定影在该记录材料上，该方法中，控制上述多个定影部件的热量的转移，使得在将上述多个定影部件待机时或预热刚结束后所保持的热量的总量设为Q0(J)、将连续在记录材料上定影未定影图象且上述多个定影部件所保持的热量达到饱和状态时的热量总量设为Q1(J)、将上述多个定影部件的热容量设为Hc(J/℃)时，满足关系式(1)：

(Q1-Q0)/Hc≤11               (1)。

此外，本发明的定影装置的控制方法，为解决上述课题，更优选的是，控制上述多个定影部件的热量的转移，使得关系式(2)得以满足：

(Q1-Q0)/Hc≤0                (2)。

即使在这些情况下，也可起到与上述效果大体相同的效果。

上述定影装置的控制方法可通过计算机来实现，该情况下，关于上述控制而使计算机执行的定影装置的控制程序、记录该控制程序的计算机可读取的记录介质，也在本发明的范畴内。

再有，本发明并不限于上述各实施方式，在技术方案所示的范围内可进行各种变化，将在不同的实施方式中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施方式也包含在本发明的技术范围内。

最后，本发明的定影装置、定影装置的控制方法等可用于打印机、复印机、传真机、MFP(多功能打印机)等电子照相方式的图象形成装置中。

Claims (15)

1.一种电子照相图象形成装置中的定影装置，由多个定影部件夹持着记录材料对该记录材料进行输送，并通过加热及加压该记录材料上的未定影图象而使该图象定影在该记录材料上，其特征在于，

具备控制机构，所述控制机构控制上述多个定影部件的热量的转移，使得在将上述多个定影部件待机时或预热刚结束后所保持的热量的总量设为Q0(J)、将连续在记录材料上定影未定影图象且上述多个定影部件所保持的热量达到饱和状态时的热量总量设为Q1(J)、将上述多个定影部件的热容量设为Hc(J/℃)时，满足关系式(1)：

(Q1-Q0)/Hc≤11                   (1)。

2.一种电子照相图象形成装置中的定影装置，由多个定影部件夹持着记录材料对该记录材料进行输送，并通过加热及加压该记录材料上的未定影图象而使该图象定影在该记录材料上，其特征在于，

具备控制机构，所述控制机构控制上述多个定影部件的热量的转移，使得在将上述多个定影部件待机时或预热刚结束后所保持的热量的总量设为Q0(J)、将连续在记录材料上定影未定影图象且上述多个定影部件所保持的热量达到饱和状态时的热量总量设为Q1(J)、将上述多个定影部件的热容量设为Hc(J/℃)时，满足关系式(2)：

(Q1-Q0)/Hc≤0                (2)。

3.根据权利要求1所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，

具备加热上述多个定影部件的多个加热机构，

上述控制机构具备(a)～(c)中的至少一个：

(a)通过控制上述各加热机构，而控制上述多个定影部件的待机时及未定影图象向记录材料定影时的设定温度的温度控制部；

(b)控制上述多个定影部件的旋转时机的旋转控制部；

(c)控制对加热上述多个定影部件的各加热机构的功率分配的功率分配部。

4.根据权利要求1所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，上述控制机构控制上述多个定影部件的热量转移，使得关系式(3)也得以满足：

(Q1-Q0)/Hc≥-13             (3)。

5.根据权利要求3所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，作为上述加热机构之一，在与记录材料的非图象面侧接触的定影部件的内部具有热源。

6.根据权利要求5所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，上述控制机构进行控制，使得仅在待机时或预热时，从与上述记录材料的非图象面侧接触的定影部件的内部的上述热源进行热供给。

7.根据权利要求3所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，作为上述加热机构之一，在上述多个定影部件中的至少某一个的外部具有热源。

8.根据权利要求7所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，在上述外部具有热源的定影部件上形成有弹性层，该弹性层的导热率比形成该定影部件的芯轴的金属小。

9.根据权利要求7所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，作为上述加热机构之一，还在上述外部具有热源的定影部件的内部具有热源。

10.根据权利要求9所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，上述控制机构进行控制，使得上述在外部具有热源的定影部件的内部的上述热源在待机时放热，且该定影部件的外部的上述热源在使未定影图象向记录材料上定影的工作时放热。

11.根据权利要求1所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，使未定影图象定影到上述记录材料上的工作时的处理速度是300mm/sec以上。

12.根据权利要求3所述的电子照相图象形成装置中的定影装置，其特征在于，

上述多个定影部件包括定影辊和加压辊，

在该定影辊和加压辊的内部，分别具备上述加热机构，

具备检测该定影辊和加压辊的温度的温度检测机构。

13.一种电子照相图象形成装置，具备定影装置，该定影装置中，由多个定影部件夹持着记录材料对该记录材料进行输送，并通过加热及加压该记录材料上的未定影图象而使该图象定影在该记录材料上，该图象形成装置的特征在于，

具备控制机构，所述控制机构控制上述多个定影部件的热量的转移，使得在将上述多个定影部件待机时或预热刚结束后所保持的热量的总量设为Q0(J)、将连续在记录材料上定影未定影图象且上述多个定影部件所保持的热量达到饱和状态时的热量总量设为Q1(J)、将上述多个定影部件的热容量设为Hc(J/℃)时，满足关系式(1)：

(Q1-Q0)/Hc≤11                (1)。

14.一种电子照相图象形成装置中的定影装置的控制方法，该定影装置中，由多个定影部件夹持着记录材料对该记录材料进行输送，并通过加热及加压该记录材料上的未定影图象而使该图象定影在该记录材料上，该方法的特征在于，

控制上述多个定影部件的热量的转移，使得在将上述多个定影部件待机时或预热刚结束后所保持的热量的总量设为Q0(J)、将连续在记录材料上定影未定影图象且上述多个定影部件所保持的热量达到饱和状态时的热量总量设为Q1(J)、将上述多个定影部件的热容量设为Hc(J/℃)时，满足关系式(1)：

(Q1-Q0)/Hc≤11                (1)。

15.一种电子照相图象形成装置中的定影装置的控制方法，该定影装置中，由多个定影部件夹持着记录材料对该记录材料进行输送，并通过加热及加压该记录材料上的未定影图象而使该图象定影在该记录材料上，该方法的特征在于，

控制上述多个定影部件的热量的转移，使得在将上述多个定影部件待机时或预热刚结束后所保持的热量的总量设为Q0(J)、将连续在记录材料上定影未定影图象且上述多个定影部件所保持的热量达到饱和状态时的热量总量设为Q1(J)、将上述多个定影部件的热容量设为Hc(J/℃)时，满足关系式(2)：

(Q1-Q0)/Hc≤0              (2)。

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