CN102866615B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像形成装置。该图像形成装置包括具有膜和与该膜的内表面接触的加热器的定影单元。在该图像形成装置中，当向连接到该加热器的电源线施加冲击电压时，电击穿可能发生在加热器的保护层中。在与图像形成装置的加热器连接的电源线上设置过压保护器。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及具有将携带调色剂图像的记录材料加热以将调色剂图像定影到记录材料上的定影单元的图像形成装置。

背景技术

近年来，正在提出充当安装在诸如复印机和激光束打印机之类的电子照相图像形成装置中的定影单元的采用膜加热方法的定影单元。

此定影单元包括管形膜、与该膜的内表面接触的加热器和经由该膜相对于该加热器形成压合部的压辊。加热器具有位于基板上并且通过接收电力的提供来产生热量的热量产生电阻器和用于保护该热量产生电阻器的玻璃保护层。在该压合部处，记录材料在被传送的同时被加热，从而将调色剂图像定影到记录材料上。

但是，在加热器经由该膜和压辊连接到装置的机座接地（在下文，为FG）的情况下，上述采用膜热量方法的定影单元具有以下问题。

也就是说，如果由于闪电引起的冲击电压施加在与定影单元的加热器连接的电源线和FG之间，则高电势的冲击电压施加于该加热器，这可能引起加热器的保护层中的电击穿。

为了克服上述问题，日本专利公开出版物No.6-051659公开了一种电阻器连接在压辊和FG之间的配置。此配置可以在冲击电压施加在电源线和FG之间时将施加于加热器的保护层的电压分压并且减小，由此防止电击穿。

但是，在日本专利公开出版物No.6-051659中公开的配置中，该膜和诸如金属框之类的FG之间的间隙或压辊和诸如金属框之类的FG之间的间隙必须足够大以防止在施加冲击电压时发生放电。

也就是说，上述间隙必须被设置为以使得放电发生在该膜和金属框之间的间隙之间并且通往该FG的路径的阻抗大于从压辊经由电阻器通往FG的路径的阻抗。

这是因为，如果放电发生在该膜和金属框之间，则不能获得由在压辊和FG之间提供以将电压分压的电阻器实现的优点，并且高电势的冲击电压可能施加于加热器的保护层，引起电击穿。

因而，在日本专利公开出版物No.6-051659中公开的配置包括增大装置的尺寸以避免保护层中的电击穿。

发明内容

根据这里公开的一方面，一种被配置为在记录材料上形成图像的图像形成装置包括：图像形成单元，被配置为在记录材料上形成调色剂图像；定影单元，被配置为通过在传送记录材料的同时在压合部处加热具有调色剂图像的记录材料来将调色剂图像定影到记录材料上，该定影单元包括管形膜、与该膜的内表面接触的加热器和经由该膜与该加热器形成压合部的按压部件；电源线，用于向加热器提供电力；和提供在该电源线上的过压保护器。

根据这里公开的另一个方面，一种被配置为在记录材料上形成图像的图像形成装置，该装置包括：图像形成单元，被配置为在记录材料上形成调色剂图像；定影单元，被配置为通过在传送记录材料的同时在压合部处加热具有调色剂图像的记录材料来将调色剂图像定影到记录材料上，该定影单元包括管形膜、与该膜的内表面接触的加热器和经由该膜与该加热器形成压合部的按压部件；电源线，用于向加热器提供电力；和过压保护器，包括与电源线连接的第一电极和被布置在与第一电极相距预定间隙处并且与电学地连接的第二电极。

本发明防止在与定影单元中的膜的内表面接触的加热器的保护层中的电击穿，同时减小装置的尺寸。

通过下面参考附图对示范性实施例的描述，本发明的进一步的特征将变得明显。

附图说明

图1A是概括地显示根据第一实施例的过压保护器的图，图1B是显示根据第一实施例的在正常时间中定影单元中的电源线中的电流的流动的示意图，以及图1C是显示根据第一实施例的当施加冲击电压时定影单元中的电源线中的电流的流动的示意图。

图2是概括地显示根据第二实施例的过压保护器的图。

图3是概括地显示根据第三实施例的过压保护器的图。

图4是概括地显示具有根据实施例的定影单元的图像形成装置的整体配置的剖视图。

图5是概括地显示根据实施例的定影单元的配置的剖视图。

图6是显示从电源到根据第一实施例的定影单元的电路的配置的图。

图7A到7D是概括地显示根据第四实施例的过压保护器的图。

图8A和8B示出了第四实施例的修改。

具体实施方式

第一实施例

参考附图，下面将描述作为本发明的图像形成装置的实施例的电子照相激光束打印机。除非明确地另有说明，在此实施例中描述的部件的尺寸、材料、形状和相对位置不意欲限制本发明的范围。

图4示出了根据第一实施例的图像形成装置的整体配置。馈送盒205中的记录材料S由馈送单元207馈送到传送辊对208。接着，将描述在记录材料S上形成调色剂图像的图像形成单元。在此实施例中，图像形成单元包括光学单元202、具有感光鼓203的盒204和转印辊206。光学单元202根据图像信息在感光鼓203上形成潜像。感光鼓203上的潜像由盒204中的显影单元（未示出）显影并且变成调色剂图像。与调色剂图像定时的记录材料S由对准辊对209传送到感光鼓203和转印辊206之间的转印压合部。感光鼓203上的调色剂图像在转印压合部处被转印到记录材料S，因而调色剂图像形成在记录材料S上。

经过图像形成单元之后的记录材料S被发送给定影单元210，其中记录材料上的调色剂图像被定影到记录材料上。定影处理之后的记录材料S由内排出辊对213和外排出辊对214排出到排出托盘215上。

接着，将使用图5中的剖视图描述根据第一实施例的定影单元210。

管形膜212a在外部装配到托盘231，托盘231充当用于膜212a的引导部件。膜212a是由基本层和通过涂敷或通过使用管在基本层上形成的脱模层形成的复合层压膜，基本层由例如聚酰胺-酰亚胺、PEEK、PES或PPS构成，脱模层由诸如PTFE、PFA或FEP之类的氟塑料构成。

这里，PEEK是聚醚醚酮，PES是聚醚砜树脂，PPS是聚苯硫，PTFE是聚四氟乙烯，PFA是四氟乙烯-全氟烃乙烯醚共聚物，FEP是四氟乙烯-六氟丙烯共聚物。

加热器230包括由例如氧化铝构成的绝缘衬底；电阻材料，施加于加热器的表面充当热量产生电阻器；和绝缘层，由例如玻璃或塑料构成并且充当在加热器上形成的保护层232。

此外，控制单元（未示出）根据由在加热器230上提供的热敏电阻器234检测的温度控制提供给加热器230的电力，从而控制加热器230的温度。

充当按压部件的压辊211由核部233、由耐热导电硅树脂泡沫材料等构成并且在核部233上提供的橡胶层211a和在表面上提供的由PFA管构成的脱模层形成。压辊211由电动机（未示出）驱动。压辊211和加热器230经由膜212a在其间形成压合部，在膜212a处，记录材料在被传送的同时被加热。核部233的轴经由高电阻率的电阻器235与FG电接地。

定影单元210的金属框602与FG电接地并且被布置在与膜212a和压辊211相距预定距离处。

此外，膜212a可以被认为电连接到压辊211的橡胶层211a和核部233，其阻抗小于电连接到加热器230的保护层232时的阻抗。

接着，将参考显示从电源到根据第一实施例的定影单元的电路的图6来描述过压保护器111的配置。

过压保护器111包括充当第一电极的电极α1和充当第二电极的电极β1。电极α1连接到从电源601通往加热器（热量产生电阻器）的电源线，以及电极β1与图像形成装置201的FG接地。

虽然在第一实施例中电极α1附接到两条电源线中的仅仅一条，但是电极α1可以附接到两条电源线的每一条。当电极α1附接到两条电源线中的仅仅一条时，如在此实施例中那样，在电源线之间诸如可变电阻器之类的冲击吸收器的使用对抑制另一条电源线中的电压的增大是有效的。

接着，使用图1A，将详细描述根据第一实施例的过压保护器111的配置。在第一实施例中，过压保护器111包括充当第一电极的电极α1和充当第二电极的电极β1。电极α1和β1由类似于平板的导体形成并且被安全地安装到充当保持部件的电路基板216。电极α1和β1的端子被焊接到电路基板216的后表面上的图案以用于电连接。电极α1被布置在通过其从电源向加热器230提供电力的图案上。电极β1连接到电路基板216上的接地图案，最后连接到图像形成装置201的电学地（参见图1B）。

此外，电极α1的尖端部分P1面向电极β1的表面部分Q1，它们之间具有预定的间隙（在下文中，为电极之间的距离X1）。在正常的定影处理期间，电源601向加热器（热量产生电阻器）提供电流，如图1B所示。当高电势的冲击电压施加于电源线时，允许在电极之间的距离X1之间发生放电，并且冲击电压被引导到电学地，如图1C所示。这防止了冲击电压施加于电源线中的电极α1的下游侧上的加热器230的保护层232，因而可以避免图5所示的加热器230的保护层232中的电击穿。

现在，将描述过压保护器111的电极之间的距离X1与开始发生放电的电压之间的关系。过压保护器111的电极之间的放电开始发生的电压根据电极之间的距离X1变化。更具体地，电极之间的距离X1越长，引起放电所需的电压越高。这意味着开始发生放电的电压可以通过控制电极之间的距离X1来控制。粗略地说，每当电极之间的距离X1增大1mm时，放电电压增大1kV。因此，电极之间的距离X1的精度，换言之，电极β1相对于电极α1的位置精度非常重要。因此，在第一实施例中，电极α1和β1被固定到充当保持部件的电路基板216以提高电极β1相对于电极α1的位置精度。

在根据国际标准（IEC61000-4-5）的测试中，可以在电源线和FG之间施加充当冲击电压的高电压（4kV或更大）。在第一实施例中，将描述当在电源线和FG之间施加4kV的冲击电压时允许在过压保护器111的电极之间发生放电的情况。

在第一实施例的配置中，电极之间的距离X1的容差是±1.0mm。当电极之间的标称距离是3.0mm时，电极之间的距离在从2.0mm到4.0mm的范围内（安全标准需要至少2.0mm）。因为当向电源线施加2.0kV到4.0kV的电压时在过压保护器111的电极之间发生放电，所以当施加4.0kV的电压时发生放电。

注意，从电源601通往FG的第一路径在过压保护器111的电极之间发生放电的点处的阻抗（在下文中，第一阻抗）必须是从电源601通往FG的所有路径中最小的。这里，从电源601通往FG的第二路径在膜212a和金属框602之间的间隙（在下文中，第二间隙）之间发生放电的点处的阻抗被称为第二阻抗。此外，从电源601通往FG的第三路径在压辊211和金属框602之间的间隙（在下文中，第三间隙）之间发生放电的点处的阻抗被称为第三阻抗。为了使得在向电源线施加冲击电压时在过压保护器111的电极之间能够发生放电，第一阻抗必须小于第二和第三阻抗。换句话说，第二和第三间隙必须被设置为满足上述阻抗之间的关系。基本上，通过使得第二和第三间隙等于电极之间的距离X1，满足上述阻抗之间的关系。这样做的原因是，因为第二和第三路径在加热器230的保护层232的下游的位置处与FG接地，所以由于由诸如玻璃或塑料之类的绝缘层构成的加热器230的保护层232的存在，阻抗增大。因此，在第一实施例中，通过将第二和第三间隙设置为4mm，当施加冲击电压时使得能够在过压保护器111的电极之间发生放电，因而可以避免加热器230的保护层232中的电击穿。

在第一实施例的配置中，第二和第三间隙可以小于不具有过压保护器的常规配置的第二和第三间隙。这样做的原因是，因为在第一实施例中，电极α1位于从电源601引出的电源线中的热量产生电阻器的上游，所以可以使得通往FG的路径在过压保护器111的电极两端的阻抗小于常规配置的阻抗。

如上所述，第一实施例使得能够减小装置的尺寸，并且防止加热器230的保护层232中的电击穿。

但是，电极之间的距离未必总是决定放电的减轻。根据电极的放电部分的形状、湿度和大气压力，电场分布改变。因此，放电不总是发生在电极之间的距离较短的位置处。因此，在第一实施例中，过压保护器111的电极α1的形状被弄尖，以使得电场容易集中。

根据第一实施例的过压保护器111不一定必须被布置在电路基板216，只要它被布置在电源线和热量产生电阻器之间的位置处就可以实现相同的优点。

虽然在第一实施例中两个电极由类似于平板的导体形成，但是类似于导线的电极或类似于杆的电极也可以用于实现与第一实施例相同的优点。此外，代替安装在电路基板216上的电路（图案），电极可以用来实现与第一实施例相同的优点。

在第一实施例中，电极α1具有尖端部分P1，并且电极β1具有表面部分Q1。但是，充当第一电极的电极α1可以具有表面部分，并且充当第二电极的电极β1可以具有尖端部分。

第二实施例

图2示出了根据第二实施例的过压保护器121的配置。第二实施例不同于第一实施例在于，支持电极α2和β2的保持部件由具有比电路基板216更好的尺寸精度并且被固定到电路基板216的绝缘体γ2构成。电极α2和β2的端子电连接到电路基板216的后表面上的图案。电极α2连接到通过其从电源向定影单元210提供电力的图案。电极β2连接到电路基板216上的接地图案，最后连接到图像形成装置201的电学地。

第二实施例的配置是有益的，因为甚至当电路基板216由便宜的材料构成并且由于热膨胀而容易弯曲或由于缺乏刚度而容易变形时，电极之间的距离X2也不太可能被影响。这是因为电极α2和β2被固定到绝缘体γ2，并且电极之间的距离X2被设置。因而，在第二实施例的配置中，电极之间的距离X2的容差是±0.5mm，这小于第一实施例。因此，当电极之间的标称距离是2.5mm时，电极之间的距离在从2.0mm到3.0mm的范围内。当向电源线施加2.0kV到3.0kV的电压时，在过压保护器111的电极之间发生放电。通过将压辊211或膜212a和金属框602之间的间隙设置为3mm，可以避免加热器230的保护层232中的电击穿。在此实施例中，因为金属框602被布置的位置与膜212a和压辊211的距离可以比第一实施例接近1mm，所以装置可以被制造得更小。

第三实施例

将参考图3描述根据第三实施例的过压保护器131的配置。在过压保护器131中，由类似于平板的导体构成的电极β3被安全地安装到电路基板216，以及电极β3和由类似于平板的导体构成的电极α3被布置为面向彼此，以使得绝缘体γ3被布置在电极β3和电极α3的一部分之间。电极α3也被安全地安装到电路基板216。

电极α3和β3的端子被焊接到电路基板216的后表面上的图案以用于电连接。电极α3连接到通过其从电源向定影单元210提供电力的图案，以及电极β3连接到电路基板216上的接地图案，最后连接到图像形成装置201的电学地。

电极α3的表面部分P3和电极β3的表面部分Q之间的距离取决于绝缘体γ3的尺寸精度。因此，通过提高绝缘体γ3的尺寸精度，可以减小电极之间的距离的容差，从而有助于减小尺寸。

第四实施例

图7A到7D示出了根据第四实施例的过压保护器141的配置。过压保护器141包括由类似于平板的导体构成并且充当第一电极的电极α4、充当第二电极的电极β4、绝缘体γ41以及绝缘片γ42和γ43。电极β4被安全地安装到电路基板216，以及电极α4被布置为与电极β4平行，在它们之间具有绝缘片γ43、绝缘体γ41和绝缘片γ42。电极α4也被安全地安装到电路基板216。

电极α4和β4的端子被焊接到电路基板216的后表面上的图案以用于电连接。电极α4连接到通过其从电源向加热器230提供电力的图案（电源线）。电极β4连接到电路基板216上的接地图案，最后连接到图像形成装置201的电学地。

电极α4和β4每个具有尖端部分和表面部分。电极α4和β4被布置为以使得电极α4的尖端部分面向电极β4的表面部分，并且以使得电极α4的表面部分面向电极β4的尖端部分。

放电的方向根据冲击电压为正的还是负的而变化。放电趋向于从尖端部分向表面部分发生。当冲击电压为正的时，从电极α4的尖端部分向电极β4的表面部分发生放电，以及当冲击电压为负的时，从电极β4的尖端部分向电极α4的表面部分发生放电。在第四实施例的配置中，因为电极α4和β4被对称地布置，所以当放电的方向根据冲击电压为正的还是负的而变化时，可以减少放电电压的变化的发生。

电极α4的表面部分P4和电极β4的表面部分Q4之间的距离取决于绝缘体γ41以及绝缘片γ42和γ43的尺寸精度。因此，通过提高这些部件的尺寸精度，可以减小电极之间的距离的容差，从而有助于减小尺寸。

虽然在第四实施例中，电极α4和β4被布置为彼此平行，但是电极α4和β4的布置不局限于此。也可以采用示出了第四实施例的修改的图8A和8B所示的布置来减小由于冲击电压为正的还是负的引起的放电电压的变化。

虽然已经参考示范性实施例描述了本发明，但是将理解，本发明不局限于公开的示范性实施例。以下权利要求书的范围将被给予最宽的解释以便涵盖所有这样的修改以及等效结构和功能。

Claims (9)

1.一种被配置为在记录材料上形成图像的图像形成装置，该装置包括：

图像形成单元，被配置为在该记录材料上形成调色剂图像；

定影单元，被配置为通过在传送该记录材料的同时在压合部处加热承载有该调色剂图像的记录材料来将该调色剂图像定影到该记录材料上，该定影单元包括管形膜、与该膜的内表面接触的加热器和经由该膜与该加热器形成该压合部的按压部件；

电源线，被配置为将该加热器与用于向该加热器提供电力的电源电连接；和

过压保护器，连接至在该电源和该加热器之间的该电源线，该过压保护器连接至电学地，

其中，从该电源经由该过压保护器通往该电学地的第一路径的阻抗小于从该电源经由该加热器通往该电学地的第二路径的阻抗。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中该加热器包括基板、形成在该基板上并且连接到该电源线的热量产生电阻器、和覆盖该热量产生电阻器并且与该膜的内表面接触的绝缘层。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中该绝缘层由玻璃或塑料制成。

4.一种被配置为在记录材料上形成图像的图像形成装置，该装置包括：

图像形成单元，被配置为在该记录材料上形成调色剂图像；

定影单元，被配置为通过在传送该记录材料的同时在压合部处加热承载有该调色剂图像的记录材料来将该调色剂图像定影到该记录材料上，该定影单元包括管形膜、与该膜的内表面接触的加热器和经由该膜与该加热器形成该压合部的按压部件；

电源线，被配置为将该加热器与用于向该加热器提供电力的电源电连接；和

过压保护器，包括连接到在该电源和该加热器之间的该电源线的第一电极、和被布置在与该第一电极相距预定的间隙处并且连接到电学地的第二电极，

其中，从该电源经由该第一电极和第二电极通往该电学地的第一路径的阻抗小于从该电源经由该加热器通往该电学地的第二路径的阻抗。

5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中该第一电极和第二电极中的一个具有尖端部分以及另一个具有表面部分，该尖端部分面向该表面部分并且其间具有预定的间隙。

6.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中该第一电极和第二电极由保持部件保持。

7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其中该保持部件是用于驱动该加热器的电路基板。

8.根据权利要求6所述的图像形成装置，其中该保持部件是绝缘体，以及该绝缘体被固定到用于驱动该加热器的电路基板。

9.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中该第一电极具有尖端部分和表面部分，并且该第二电极具有表面部分和尖端部分，该第二电极的表面部分面向该第一电极的尖端部分并且其间具有预定的间隙，该第二电极的尖端部分面向该第一电极的表面部分并且其间具有预定的间隙。