CN101539749A - 定影设备和成像设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种定影设备和一种成像设备,该定影设备包括:产生磁场的磁场产生部;定影旋转体,该定影旋转体具有通过磁场的电磁感应作用而发热的发热层;加压件,该加压件向所述定影旋转体的外周面施加压力;加热件,该加热件布置成与所述定影旋转体的内侧接触,从而与所述磁场产生部相对,并加热所述定影旋转体;以及温度感测部,该温度感测部定位在所述定影旋转体与所述磁场产生部相对并且所述定影旋转体与所述加热件接触的区域,并感测所述定影旋转体的温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种定影设备和一种成像设备。
背景技术
在均设置于诸如打印机和复印机的成像设备中的定影设备当中,有一种利用电磁感应发热方法的定影设备,该方法利用通过通电产生磁场的线圈和通过磁场的电磁感应产生涡电流而发热的发热体作为热源。
作为利用电磁感应发热方法的定影设备的一个实施例,例如日本专利申请特开(JP-A)No.2006-047988公开了一种定影设备,其包括产生磁场的线圈、具有通过从线圈产生的电场的作用而发热的导电层的可旋转带、以及布置在该带内侧并利用预定张力支撑该带且引导该带的传输的引导件。
在上述定影设备中,在带的外侧与电磁感应加热部不同的位置布置温度传感器,以感测带的温度而不是感测由电磁感应加热部加热的区域的温度。
发明内容
本发明提供一种定影设备,其能够高精度地感测定影旋转体的周向的温度变高的区域的温度。
本发明第一方面的定影设备包括:产生磁场的磁场产生部;定影旋转体,该定影旋转体具有通过所述磁场的电磁感应作用而发热的发热层;加压件,该加压件向所述定影旋转体的外周面施加压力;加热件,该加热件布置成与所述定影旋转体的内侧接触,与所述磁场产生部相对,并加热所述定影旋转体;以及温度感测部,该温度感测部定位在所述定影旋转体与所述磁场产生部相对并且所述定影旋转体与所述加热件接触的区域,并感测所述定影旋转体的温度。
“所述定影旋转体与所述加热件接触的区域”指的是小于所述定影旋转体和所述加热件接触的周向最大范围的区域,并且在该区域中可包括凹口部。
在本发明第二方面的定影设备中,在第一方面的定影设备中,所述温度感测部可布置在形成于所述加热件中的开口部内。
在本发明第三方面的定影设备中,在第二方面的定影设备中,所述开口部可以是形成在所述加热件的周向端部处的凹口,该加热件的周向对应于所述定影旋转体的周向。
在本发明第四方面的定影设备中,在第二方面或第三方面的定影设备中,可以在与所述加热件的周向垂直的纵向上形成多个开口部。
在本发明第五方面的定影设备中,在第四方面的定影设备中,所述多个开口部中的至少一个开口部可以设置在与能够经过所述定影旋转体的最小尺寸记录介质的宽度对应的区域外,并位于与能够经过所述定影旋转体的最大尺寸记录介质的宽度对应的区域内。
在本发明第六方面的定影设备中,在第二方面或第三方面的定影设备中,可以是这样的构造,即:所述开口部设置在所述加热件的周向端部处,该端部位于所述定影旋转体的旋转方向上游侧,并且所述温度感测部的支撑部设置在所述开口部在所述定影旋转体旋转方向上的上游侧。
在本发明第七方面的定影设备中,在第一至第三方面的定影设备中,所述加热件可以是通过磁场的电磁感应作用而发热的发热体。
在本发明第八方面的定影设备中,在第二方面或第三方面的定影设备中,可以在所述磁场产生部与所述定影旋转体相反的一侧上设置磁体,所述开口部可形成在所述加热件与所述磁体相对的区域中。
本发明第九方面的成像设备包括:第一至第八方面的定影设备;对图像载体曝光的曝光单元;显影单元,该显影单元通过显影剂使通过曝光形成在所述图像载体上的潜像显现并形成显影剂图像;转印件,该转印件将由所述显影单元显现的显影剂图像转印到记录介质;以及传送部,该传送部将由所述转印件转印有显影剂图像的记录介质传送到所述定影设备。
根据第一方面和第二方面的定影设备,由于可以感测定影旋转体在与磁场产生部相对并且与加热件接触的区域中的温度,所以可以高精度地感测在定影旋转体的周向上温度容易变高的区域的温度。
根据本发明第三方面的定影设备,由于在加热件中形成凹口,所以可以使通过在加热件中形成开口导致的加热件的热量值的降低较小。
根据本发明第四方面的定影设备,与其中温度感测部设置在加热件纵向上的一个位置的情况相比,即使在定影旋转体的纵向上局部产生温度变高的点时,在温度变高的点处的温度的感测精度也可以进一步提高。
根据本发明第五方面的定影设备,与其中温度感测部仅设置在与可经过所述定影旋转体的最小尺寸记录介质宽度对应的区域中的情况相比,可以根据记录介质的尺寸感测在定影旋转体轴向上温度容易变高的部分中的温度。
根据本发明第六方面的定影设备,与其中温度感测部设置在加热件的定影旋转体旋转方向的下游侧的情况相比,可以更容易地保持温度感测部的构造。
根据本发明第七方面的定影设备,与其中发热体利用与定影旋转体不同的能源发热的情况相比,可以减少功耗。
根据本发明第八方面的定影设备,与其中用于温度感测部的开口部未布置在与磁体相对的区域的情况相比,可以高精度地感测定影旋转体的高温部分的温度。
根据本发明第九方面的成像设备,由于可高精度地感测定影旋转体的温度,所以该成像设备可长期使用。
附图说明
下面基于附图详细描述本发明的示例性实施方式,附图中:
图1是根据本发明第一示例性实施方式的成像设备的总体图;
图2是根据本发明第一示例性实施方式的定影设备的剖视图;
图3A是根据本发明第一示例性实施方式的定影带的剖视图,图3B是根据本发明第一示例性实施方式的发热体的立体图;
图4A是根据本发明第一示例性实施方式的定影设备的局部剖视图,图4B是根据本发明第一示例性实施方式的控制电路和通电电路的连接图;
图5A是表示根据本发明第一示例性实施方式的定影带和发热体的温度感测位置的示意图,图5B是表示根据本发明第一示例性实施方式的定影带和发热体的温度感测位置与温度之间的关系的曲线图;
图6A和图6B均为表示根据本发明第一示例性实施方式的发热体的另一实施例的平面图;
图7是根据本发明第二示例性实施方式的定影设备的剖视图;
图8A是根据本发明第二示例性实施方式的发热体的立体图,图8B是根据本发明第二示例性实施方式的定影设备的局部剖视图;
图9是表示根据本发明第二示例性实施方式的定影带的宽度方向位置与定影带温度之间的关系的曲线图;并且
图10是表示根据本发明第二示例性实施方式的发热体的另一实施例的平面图。
具体实施方式
下面基于附图描述本发明的定影设备和成像设备的第一示例性实施方式的实施例。
图1表示作为成像设备的打印机10。在打印机10中,在构成打印机10的本体的外壳12的内侧固定光学扫描装置14Y、14M、14C和14K,它们发射与黄色(Y)、洋红色(M)、青色(C)和黑色(K)的相应调色剂对应的光束。在光学扫描装置14K附近的位置,设置控制打印机10的相应部件的操作的控制器70。
光学扫描装置14Y、14M、14C和14K通过旋转多角镜(未示出)扫描从光源发射的光束,光束被诸如反射镜的多个光学部件反射,从而发射与相应调色剂对应的光束16Y、16M、16C和16K。
光束16Y、16M、16C和16K被导向各个对应感光器18Y、18M、18C和18K。感光器18Y、18M、18C和18K均通过由马达和齿轮构成的驱动装置(未示出)沿箭头A方向旋转。
在感光器18Y、18M、18C和18K的旋转方向上的上游侧设置对感光器18Y、18M、18C和18K的表面充电的充电器20Y、20M、20C和20K。而且,在感光器18Y、18M、18C和18K的旋转方向上的下游侧设置显影单元22Y、22M、22C和22K,显影单元22Y、22M、22C和22K将感光器18Y、18M、18C和18K上的相应Y、M、C和K调色剂显影。
在感光器18Y、18M、18C和18K的旋转方向上的显影单元22Y、22M、22C和22K的下游侧布置中间转印带28,被显影的调色剂图像一次转印到中间转印带28上。中间转印带28由膜状环形带制成,其中在诸如聚酰亚胺和聚酰胺的树脂中含有适量的诸如碳黑的抗静电剂。
在感光器18Y、18M、18C和18K与中间转印带28相对的位置在中间转印带28的内侧布置一次转印辊24Y、24M、24C和24K,一次转印辊24Y、24M、24C和24K将形成在感光器18Y、18M、18C和18K上的相应的彩色调色剂图像转印到中间转印带28上。这些一次转印辊24Y、24M、24C和24K构成一次转印部25,一次转印部25执行从感光器18Y、18M、18C和18K到中间转印带28的一次转印。
一次转印辊24Y、24M、24C和24K均具有轴、围绕轴固定的作为弹性层的海绵层,轴和海绵层均未示出。该轴是由诸如铁和SUS的金属制成的柱状杆。海绵层是由混合有诸如碳黑之类的导电剂的NBR、SBR和EPDM的混合橡胶形成的圆筒形辊。
另外,一次转印辊24Y、24M、24C和24K与相应的感光器18Y、18M、18C和18K压接触,在它们之间夹持中间转印带28。通过电压施加装置(未示出)向一次转印辊24Y、24M、24C和24K施加电压(一次转印偏压),该电压的极性与相应调色剂的充电极性相反(在该示例性实施方式中为负极性,以下相同)。
各个感光器18Y、18M、18C和18K上的调色剂图像顺序地被静电吸引,从而形成叠加在中间转印带28上的调色剂图像。在感光器18Y、18M、18C和18K的旋转方向下游侧设置将感光器18Y、18M、18C和18K上的剩余调色剂清除的清洁器26Y、26M、26C和26K。
在中间转印带28内侧,设置驱动辊30和支撑辊32,驱动辊30被恒速性能优异的马达(未示出)驱动以使中间转印带28运动,支撑辊32沿着相应的感光器18Y、18M、18C和18K的布置方向基本线性延伸,以支撑中间转印带28。这样使中间转印带28沿箭头B方向以预定速度被循环驱动。
另外,在中间转印带28内侧,设置张紧辊34,张紧辊34向中间转印带28提供恒定张力并防止中间转印带28蜿蜒。在中间转印带28的运动方向下游侧设置将中间转印带28上的调色剂图像转印到记录纸P上的二次转印部42。
二次转印部42由布置在中间转印带28的调色剂承载表面侧的二次转印辊38和支承辊36构成。
二次转印辊38由轴、围绕轴固定的作为弹性层的海绵层构成,轴和海绵层均未示出。该轴是由诸如铁和SUS的金属制成的柱状杆。海绵层是由混合有诸如碳黑之类的导电剂的NBR、SBR和EPDM的混合橡胶形成的圆筒形辊。
另外,二次转印辊38与支承辊36压接触,在它们之间夹持中间转印带28。二次转印辊38接地,并在二次转印辊38与支承辊36之间施加二次转印偏压,从而将调色剂图像二次转印到传送至二次转印部42的记录纸P上。
在支承辊36中,其表面由散布有碳的EPDM和NBR的混合橡胶制成,其内部由EPDM橡胶制成。硬度例如设定为70°(ASKER C)。另外,支承辊36布置在中间转印带28的背面侧上,以形成二次转印辊38的相反电极,并且通过与支承辊36接触布置的金属供电辊40稳定地施加二次转印偏压。
在中间转印带28的运动方向上二次转印部42的下游侧,设置中间转印带清洁器46,使其可与中间转印带28接触和分离,中间转印带清洁器46清除二次转印之后中间转印带28上的剩余调色剂或纸粉。清洁支承辊44在中间转印带清洁器46中设置于中间转印带28的内侧。
在与黄色调色剂对应的一次转印辊24Y的上游侧在中间转印带28的内侧,设置原位传感器48,其产生作为与相应调色剂对应的成像定时基准的信号。原位传感器48感测设置在中间转印带28背侧上的预定标记以产生基准信号。基于该基准信号,上述控制器70操作打印机10的相应部件以开始成像。而且,在与黑色调色剂对应的一次转印辊24K的下游侧上,设置用于进行图像调节的图像浓度传感器43。
另一方面,在打印机10的下侧,设置容纳记录纸P的纸盘50。在纸盘50的一端上设置拾取辊52,其以预定定时取出并传送记录纸P。在拾取辊52上方,设置多个传送辊54、56,传送辊54、56被由马达和齿轮构成的驱动装置(未示出)旋转驱动以将拾取辊52送出的记录纸P传送到上述二次转印部42。在记录纸P的传送方向上传送辊56的下游侧,设置将记录纸P发送到二次转印部42的传送槽58。
在二次转印部42中在记录纸P的送出方向上设置传送带60,在调色剂图像的二次转印完成之后,传送带60将记录纸P传送到定影设备100。传送带60设置成被张紧辊57和59张紧,并可通过由马达或齿轮构成的驱动装置(未示出)而运动。
在定影设备100的入口侧上设置将记录纸P导向定影设备100的引导件62。在定影设备100的出口侧上设置固定于打印机10的外壳12的出纸盘64。
现在描述打印机10的成像。
从未示出的图像读取设备、个人计算机等输出的图像数据通过未示出的图像处理设备进行预定的图像处理。在图像处理设备中,对输入的反射率数据进行预定的图像处理,包括黑点校正、位移校正、亮度/颜色空间变换、灰度校正、帧删除以及各种诸如颜色编辑和运动编辑的图像编辑。进行图像处理的图像数据被转化成Y、M、C和K四种颜色的色阶数据,并输出至光学扫描装置14Y、14M、14C和14K。
光学扫描装置14Y、14M、14C和14K根据输入的色阶数据向相应的感光器18Y、18M、18C和18K辐射光束16Y、16M、16C和16K。感光器18Y、18M、18C和18K的表面通过充电器20Y、20M、20C和20K预先充电,并被光束16Y、16M、16C和16K曝光,从而形成静电潜像。形成的静电潜像通过显影单元22Y、22M、22C和22K显影成Y、M、C、K相应颜色的调色剂图像。
随后,在一次转印部25中将形成在感光器18Y、18M、18C和18K上的调色剂图像转印到中间转印带28上。该转印这样进行:通过一次转印辊24Y、24M、24C和24K向中间转印带28施加极性与调色剂的充电极性(负极性)相反的电压(一次转印偏压),随后将调色剂图像叠加在中间转印带28的表面上。将转印有调色剂图像的中间转印带28传送到二次转印部42.
另一方面,在调色剂图像传送到二次转印部42的时刻,拾取辊52旋转以从纸盘50送出预定尺寸的记录纸P。由拾取辊52送出的记录纸P被传送辊54、56传送,并经由传送槽58到达二次转印部42。在到达该二次转印部42之前,根据承载调色剂图像的中间转印带28的运动定时,记录纸P被停止一次,以通过使阻挡辊(未示出)旋转而进行记录纸P与调色剂图像之间的对准。
在二次转印部42中,二次转印辊38被支承辊36挤压,在它们之间夹持中间转印带28。此时,已经定时将要传送的记录纸P被夹在中间转印带28与二次转印辊38之间。此时,从供电辊40施加极性与调色剂充电极性(负极性)相同的电压(二次转印偏压),从而在二次转印辊38与支承辊36之间形成转印电场。中间转印带28上承载的未定影的调色剂图像被二次转印辊38和支承辊36挤压而共同被静电转印到记录纸P上。
随后,静电转印有调色剂图像的记录纸P在调色剂图像从中间转印带28剥离的状态下被二次转印辊38传送,并传送到传送带60。在传送带60中,记录纸P被传送到定影设备100,使得传送速度与定影设备100中的最佳传送速度一致。被传送到定影设备100的记录纸P上的未定影的调色剂图像通过定影设备100在记录纸P上定影。定影之后的记录纸P沿箭头C方向排出而被收集在出纸盘64中。
在完成至记录纸P的转印之后,利用中间转印带28的旋转运动将中间转印带28上的剩余调色剂传送到中间转印带清洁器46,从而将其从中间转印带28清除。这样进行打印机10的成像。
接着描述定影设备100.
如图2所示,定影设备100包括外壳106,在外壳106中形成用于引入和排出记录纸P的开口。在外壳106的内侧,环形定影带102、帽状支撑件(省略图示)被装配在外壳106的两个侧端部,并且被沿箭头D方向可旋转地支撑。
在与定影带102的外周表面相对的位置布置由绝缘材料制成的筒子108。筒子108形成为遵循定影带102的外周面的基本圆弧,并设有朝向定影带102的相反侧的突起部分108A。筒子108与定影带102之间的距离设定为1至3mm。
在筒子108中,通过通电产生磁场H的励磁线圈110被以突起部分108A为中心沿着筒子108的轴向多次卷绕。在面向励磁线圈110且在定影带102的相反侧的位置,布置由筒子108支撑的磁路形成件112,磁路形成件112均由诸如铁素体的磁体制成,并形成遵循筒子108的圆弧的基本圆弧。
如图4A所示,多个磁路形成件112沿着定影带102的宽度方向布置,并由沿定影带102的宽度方向桥接并由非磁体制成的保持件113保持。磁路形成件112以均匀间隔布置在保持件113的纵向中央部分,而在保持件113的纵向两端,以较窄的间隔布置或彼此接触。磁路形成件112的该布置可以调节沿定影带102的宽度方向的磁场H的分布。
如图3A所示,定影带102从内到外依次包括基层130、发热层132、保护层134、弹性层136和释放层138,它们层叠结合。
基层130是具有定影带102的强度的基层,定影带102使用聚酰亚胺,厚度设定为50至200μm。对于基层130,除了诸如聚酰亚胺的树脂之外,还可以使用诸如铁、镍、硅、硼、铌、铜、锆和钴的金属,以及由包括这些金属的合金制成的软磁性金属材料。
发热层132由通过电磁感应发热的金属材料制成,其中涡电流流动而产生与上述磁场H抵消的磁场。另外,发热层132需要形成为比所谓的趋肤深度薄,从而供磁场H的磁通穿过。对于发热层132,例如可使用金、银、铜、铝、锌、锡、铅、铋、铍、锑的金属或它们的合金。在本示例性实施方式中,使用厚度为10μm的铜作为发热层132。
趋肤深度δ(m)由以下表达式表示,该表达式利用了励磁电路的频率f(Hz)、相对导磁率μr和比电阻ρ(Ωm)。
δ=503(ρ/f×μr)1/2
由上述表达式表述的趋肤深度δ(m)指示了在电磁感应中使用的电磁波的吸收深度,在比该深度更深的点处,电磁波的强度为1/e以下。换言之,在到达该深度的层之前,大多数能量被吸收。
对于保护层134,具有高于发热层132的机械强度、抗反复扭曲性高和锈耐蚀性高的材料是优选的,在示例性实施方式中,使用厚度为30μm的非磁性不锈钢材料。
对于弹性层136,考虑到良好的弹性、耐热性等,使用硅基橡胶或氟基橡胶。在本示例性实施方式中,使用厚度为200μm的硅橡胶。弹性层136的厚度优选为200至600μm。
释放层138设置成通过减弱熔合在记录纸P上的调色剂T(见图2)的粘附力而将记录纸P从定影带102容易地剥离。为了获得良好的表面可释放性,对于释放层138使用氟树脂、硅树脂或聚酰亚胺树脂,在本示例性实施方式中,使用PFA(四氟乙烯/全氟烷氧基乙烯共聚物树脂)。释放层138的厚度为30μm。
如图2所示,在定影带102内侧,由作为非磁性材料的铝制成的棱形支座114布置成与定影带102不接触的状态,支座114的纵向对应于定影带102的宽度方向。支座114的两端被固定到定影设备100的外壳106。支座114在底侧上沿纵向形成有凹部114A。由树脂制成的、用于以预定压力向外挤压定影带102的挤压垫116固定到凹部114A上。挤压垫116由具有弹性的部件制成,其一个端面与定影带102的内周面接触以向外挤压定影带。
另外,在定影带102的内侧且在支座114的上方,设置与励磁线圈110相对的加热件,在本示例性实施方式中,使用如图2和图3B所示的形成圆弧的发热体118。
如图2和图3B所示,发热体118是基本半圆筒形部件,其纵向对应于定影带102的宽度方向,并且布置成其表面与定影带102的内表面接触。另外,发热体118由铁基合金制成,并通过磁路形成件112与发热体118之间的上述磁场H形成闭合磁路,并通过磁场H的电磁感应发热。即使在定影带102的热被经过的记录纸P消耗时,发热体118与定影带102的接触也保持定影带102的温度下降较少。
对于发热体118,优选使用厚度大于上述趋肤深度的磁性金属材料。大于趋肤深度的厚度使得磁场的作用产生足够的热,该热在发热体118内积累,这更加抑制了定影带102的温度下降。磁性金属材料例如理想的是相对导磁率为100以上的铁磁体,更理想的是相对导磁率为500以上的铁磁体。
在发热体118中,在纵向中央部分的周向端部处且在其相对于定影带102的旋转方向上游侧形成作为开口部的凹口部120。凹口部120形成在与设置在保持件113纵向中央部分处的其中一个磁路形成件112相对的位置(见图4A)。由于凹口部120仅通过切割发热体118的端部而形成,所以与在发热体118中形成通孔的情况相比,温度传感器24(下述)的安装更容易。
另外,虽然预期在发热体118中形成开口部会减少发热体118的热量值,但诸如发热体118的加热件在靠近周向端部的位置的放热更多,从而与开口部设置在发热体118周向的中间部分的情况相比,在端部中设置开口部(凹口部)保持了热量值下降较少。另外,当如同在本示例性实施方式中那样发热体118通过磁场H的电磁感应而发热时,热量值在靠近励磁线圈110的卷绕宽度方向的中央部分的位置较大,从而与其中在发热体118靠近励磁线圈110的卷绕宽度方向的中央部分的位置设置通孔的情况相比,在端部中设置凹口部120保持热量值下降较少。
支撑件122设置在发热体118纵向上的预定位置,并位于发热体118内周侧处在周向上的每个端部处。在支撑件122的一端,形成基本L形的支撑部,该支撑部安装在发热体118的相应的内周侧端部。支撑件122的另一端通过螺钉123和128连接到支座114的每侧(图2中的左侧和右侧),支座114通过螺钉123和128支撑发热体118。
在发热体118的凹口部120中,设置与定影带102的内周面接触的温度传感器124以感测定影带102表面的温度。温度传感器124通过根据从定影带102表面释放的热量改变电阻值来测量定影带102表面的温度。
而且,温度传感器124固定在由诸如聚酰亚胺的树脂制成的板簧126的终端部,板簧126的底端部通过螺钉128连接到支座114的侧面(图2中的右侧)。这使得板簧126可以沿着定影带102的内周面从定影带102旋转方向的下游侧延伸到上游侧,温度传感器124沿着定影带102的内周面定位在凹口部120中。
如图4B所示,温度传感器124通过配线140连接到设在上述控制器70(见图1)内的控制电路142。另外,控制电路142通过配线144连接到通电电路146,通电电路146通过配线148和150连接到上述励磁线圈110。
控制电路基于从温度传感器124发送的电量测量定影带102内周侧上的温度,并将其转化为定影带102外周侧上的温度,然后将该转化温度与预先存储的定影设定温度(在本示例性实施方式中为170℃)比较。当转化温度低于定影设定温度时,通电电路146被驱动而对励磁线圈110通电,并产生作为磁路的磁场H(见图2)。当转化温度高于定影设定温度时,停用通电电路146。
通电电路146基于从控制电路142发送的电信号而被驱动或停止其驱动,并且通过配线148、150向励磁线圈110供应预定频率的交流电流,或者停止其供应。
如图2所示,在与定影带102的外周面相对的位置布置加压辊104,加压辊104将定影带102压向挤压垫116,并且通过由马达和齿轮构成的未示出的驱动机构沿箭头E方向旋转。
加压辊104构造成在由诸如铝的金属制成的芯棒105周围覆盖硅橡胶和PFA。加压辊104将定影带102压向挤压垫116侧,使得定影带102在形成于定影带102与加压辊104之间的接触部(夹紧部)处处于向内凹入的状态。
该夹紧部的形状沿着其上具有调色剂T的记录纸P在经过该夹紧部时被从定影带102剥离的方向弯曲。从而,从箭头IN方向传送的记录纸P在由于纸自身硬度而遵循夹紧部形状的同时沿箭头OUT方向排出。
接着将描述本发明的第一示例性实施方式的操作。首先描述定影设备100的定影操作。
如图1至图4B所示,将经由上述打印机10的成像过程而转印有调色剂T的记录纸P(或信封)发送到定影设备100。在定影设备100中,通过控制器70驱动未示出的驱动马达,使得加压辊104沿箭头E方向旋转,定影带102随之沿箭头D方向旋转。此时,基于来自控制电路142的电信号驱动通电电路146,并向励磁线圈110供应交流电流。
在向励磁线圈110供应交流电流时,作为磁路的磁场H在励磁线圈110的附近反复产生和消失。在磁场H穿过定影带102的发热层132时,在发热层132中产生涡电流,从而产生防止磁场H改变的磁场。发热层132产生与发热层132的趋肤电阻大小和流过发热层132的涡电流成比例的热,导致定影带102加热。
类似地,发热体118通过磁场H的电磁感应作用而产生热,以加热定影带102。从而,由于发热层132和发热体118被相同的励磁线圈110加热,所以与发热层132和发热体118被不同热源加热的情况相比,功耗较低。
通过温度传感器124感测定影带102表面的温度,在该温度没有达到定影设定温度时,控制电路142控制通电电路146的驱动以向励磁线圈110供应预定频率的交流电流。另外,当定影带102表面的温度达到定影设定温度时,控制电路142停止对通电电路146的控制。
温度传感器124固定到板簧126的终端部,板簧126的基部连接到支座114。从而,板簧126沿着定影带102的内周表面从定影带102旋转方向下游侧向上游侧伸出。温度传感器124沿着定影带102的内周面布置在发热体118的在定影带102旋转方向上游侧的端部中。因此,即使温度传感器124被定影带102的旋转拉动,外力也沿着温度传感器124容纳在凹口部120中的方向作用于温度传感器124。这样可以通过温度传感器124使温度感测位置落入与励磁线圈110相对的加热区域中。
随后,定影设备100发送的记录纸P在预定的定影设定温度下被定影带102和加压棍104加热和挤压,从而将调色剂图像定影在记录纸P的表面上,并将定影的记录纸P排入出纸盘64。
接着描述定影带102的周向的温度。
图5A是表示作为定影带102周向上的温度感测位置和发热体118的温度感测位置的位置A到E的示意图。利用未示出的温度传感器感测除了B以外的各个部位的温度。
位置A是在定影带102内周面的感测位置。位置A位于在定影带102周向上与励磁线圈110相对的区域的上游侧。位置B是温度传感器124(见图2)进行感测的感测位置,并位于与励磁线圈110和发热体118相对的区域中。位置B位于定影带102的内周面处。
位置C是与筒子108(见图2)的突出部分108A对应的感测位置,并位于定影带102内周面处不与励磁线圈110相对的区域中。位置D是以位置C为中心关于位置A对称的感测位置,并位于定影带102内周面处不与励磁线圈110相对的区域中。
位置E是在发热体118内周面(定影带102的相反侧)处与位置B相邻的感测位置。位置E设定用于比较发热体118内周面与定影带102内周面处的温度。
例如,图5B中示出了当定影带102在停止旋转的状态下被加热时定影带102周向上的位置与感测温度之间的关系。
在图5B中,在位置A处,定影带102的感测温度为T1。在位置B处,由于定影带102的发热层132(见图3A)和发热体118通过由励磁线圈110产生的磁场H的电磁感应作用而发热,所以定影带102的感测温度为T2,T2高于T1。
在位置C处,虽然发热体118通过热传导从被磁场H加热的区域释放热而加热定影带102,但励磁线圈110不存在,从而加热量较小并且定影带102的感测温度为低于T2的T3。在点D处,由于位于被磁场H加热的区域之外,所以定影带102的感测温度为与位置A的温度相等的温度T1。
在点E处,由于定影带102的热容量小于发热体118的热容量,所以定影带102的温度上升较快。因此,发热体118的感测温度为T4,T4小于定影带102在点B处的感测温度T2。
通常,由于在定影期间,定影带102旋转,所以发热体118的温度较高。然而,当如上所述在定影带102的旋转停止的状态下进行加热时,热容量较小的定影带102的温度上升速度比发热体118快,所以定影带102侧的温度变得较高。
由于磁路形成件112收集磁场H的磁场形成闭合磁路,所以在与励磁线圈110相对的加热区域中定影带102的内周面上的温度变得最高,该区域中的温度由温度传感器124(见图2)感测以通过控制电路142(见图4B)控制温度。这会抑制定影带102的过大温升。
作为定影设备100的发热体118的另一实施例,例如可使用图6A和6B所示的发热体152和156。在发热体152中,形成的通孔154与上述发热体118的凹口部120相比,靠近发热体152的周向中央部分,并位于定影带102旋转方向的上游侧。另外,在发热体156中,在凹口部120的相反侧(定影带102的旋转方向下游侧)的端部中形成凹口部158。在使用发热体156时,将温度传感器124粘附,或者设置用于固定的框架等。
接着,基于附图描述本发明的定影设备和成像设备的第二示例性实施方式。与上述第一示例性实施方式基本相同的部件赋予与第一示例性实施方式相同的附图标记和符号,并省略对它们的描述。
图7中示出定影设备160。定影设备160的构造利用发热体162代替第一示例性实施方式的定影设备100的发热体118。
如图7、8A和8B所示,发热体162是基本半圆筒形部件,其纵向对应于定影带102的宽度方向,并且布置成其表面与定影带102的内表面接触。另外,发热体162由铁基合金制成,并通过磁路形成件112与发热体162之间的上述磁场H形成闭合磁路,同时通过磁场H的电磁感应作用而发热。
在发热体162中,在定影带102的旋转方向上游侧的周向端部中形成多个凹口部164、166和168。凹口部166基本定位在发热体162的纵向中央,并在小尺寸的记录纸经过定影带102时位于宽度W2的区域中。另外,凹口部164和168定位在发热体162的两个纵向端部中,位于宽度W2的区域之外,并且在大尺寸的记录纸经过定影带102时位于宽度W1+W2+W3的区域内。
在各个凹口部164、166和168中分别布置上述温度传感器124(124A、124B和124C),并且各个温度传感器124通过板簧126(126A、126B和126C)固定到支座114上。另外,各个传感器124A、124B和124C布置成与磁路形成件112相对。
接着描述第二示例性实施方式的操作。
如图7和图8所示,在定影设备160中,在对小尺寸的记录纸P连续地进行调色剂的定影时,在定影带102的宽度W2的区域中,记录纸P吸收热量,从而定影带102的温度低于定影设定温度。
此时,由于温度传感器124B感测的温度在温度传感器124A至124C中变为最低,所以控制电路142(见图4B)基于温度传感器124B感测的温度与定影设定温度之间的差异控制通电电路146(见图4B),从而使定影带102的温度接近定影设定温度,并且发热体162发热。虽然这升高了整个定影带102的温度,但在定影带102的宽度W1和W3的区域(非纸传送区域)中,记录纸P未吸收热,从而积累热量,使得温度高于宽度W2的区域中的温度。结果,如图9所示,曲线图显示了两个端部侧上的高温。
由于温度传感器124A和124C位于小尺寸的记录纸P的通过区域W2的外侧,位于大尺寸的记录纸P的通过区域W1、W3的内侧,所以感测定影带102的最高温度部分的温度。
另一方面,在大尺寸的记录纸P被定影时,即使存在局部高温位置,温度传感器124A至124C中的任一个也感测该高温部分的温度,因为多个温度传感器124A、124B和124C沿发热体162的纵向布置。
作为发热体162的另一实施例,例如可使用图10所示的发热体170。在发热体170中,通孔172、173、174、175和176形成在比发热体162的凹口部164、166和168更靠近周向中央部分的位置,并且位于定影带102的旋转方向上游侧。在通孔172至176中,分别设置温度传感器124(124A至124E)。这样,通过沿定影带102的纵向布置多个温度传感器124,感测定影带102纵向上的最高温度部分的温度。
本发明不限于上述示例性实施方式。
打印机10不仅可以是利用固体显影剂的干式电子照相系统,而且可以是利用液体显影剂的类型。另外,发热体118和162可以是通过供电发热的片材发热体。另外,作为定影带102的温度感测装置,可使用热电偶代替温度传感器124。
凹口部120的形状不仅可以是矩形,也可以是圆弧形或多角形。而且,可以在每个发热体118和162的外周面中形成作为开口部的凹部,在凹部中可布置温度传感器124。当磁场H在成束励磁线圈110的宽度方向的中央部分最强时,凹口部120可有利地形成在与励磁线圈110的中央部分相对的位置以布置温度传感器124。
Claims (9)
1、一种定影设备,该定影设备包括:
产生磁场的磁场产生部;
定影旋转体,该定影旋转体具有通过所述磁场的电磁感应作用而发热的发热层;
加压件,该加压件向所述定影旋转体的外周面施加压力;
加热件,该加热件布置成与所述定影旋转体的内侧接触,与所述磁场产生部相对,并加热所述定影旋转体;以及
温度感测部,该温度感测部定位在所述定影旋转体与所述磁场产生部相对并且所述定影旋转体与所述加热件接触的区域,并感测所述定影旋转体的温度。
2、根据权利要求1所述的定影设备,其中,所述温度感测部布置在形成于所述加热件中的开口部内。
3、根据权利要求2所述的定影设备,其中,所述开口部是形成在所述加热件的周向端部处的凹口,该加热件的周向对应于所述定影旋转体的周向。
4、根据权利要求2或3所述的定影设备,其中,在与所述加热件的周向垂直的纵向上形成多个所述开口部。
5、根据权利要求4所述的定影设备,其中,所述多个开口部中的至少一个开口形成在与能够经过所述定影旋转体的最小尺寸记录介质的宽度对应的区域外,并位于与能够经过所述定影旋转体的最大尺寸记录介质的宽度对应的区域内。
6、根据权利要求2或3所述的定影设备,其中,所述开口部设置在所述加热件的周向端部处,该端部位于所述定影旋转体的旋转方向的上游侧,并且所述温度感测部的支撑部设置在所述开口部在所述定影旋转体旋转方向上的上游侧。
7、根据权利要求1至3中任一项所述的定影设备,其中,所述加热件是通过磁场的电磁感应作用而发热的发热体。
8、根据权利要求2或3所述的定影设备,其中,在所述磁场产生部与所述定影旋转体相反的一侧上设置磁体,并且
所述开口部形成在所述加热件与所述磁体相对的区域中。
9、一种成像设备,该成像设备包括:
根据权利要求1至8中任一项所述的定影设备;
对图像载体进行曝光的曝光单元;
显影单元,该显影单元通过显影剂使通过曝光形成在所述图像载体上的潜像显现,并形成显影剂图像;
转印件,该转印件将由所述显影单元显现的显影剂图像转印到记录介质;以及
传送部,该传送部将由所述转印件转印有所述显影图像的记录介质传送到所述定影设备。
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