CN1129817C - 定影装置及具有这种装置的成象设备 - Google Patents

Abstract

一种定影装置和具有这种定影装置的成象设备，其构成为：未定影图象形成单元，在基片上装有通电生热材料的加热器，通过加热器加热形成并被定影到记录材料上的未定影图象，以及向加热器以第一最大功率的第一方式供电，并继而以第二最大功率的第二方式供电的电源单元。第一最大功率小于所述第二最大功率。当从通电开始经过预定的时间时或当温度传感器检测到加热器预定的温度时，操作方式从第一方式变为第二方式。

Description

定影装置及具有这种装置的成象设备

本发明涉及诸如复制设备、打印机等的成象设备，并特别涉及用于这种成象设备的定影装置。

迄今为止，在诸如复制设备，激光束打印机等应用电子照相术方法或者静电记录方法成象时，首先是在作为图象保持部件的感光材料或者介电材料的表面形成对应于原件图象或者所输出的图象信号的一个静电潜象。该电子潜象通过使用具有预定电荷的调色剂由显象装置作为调色图象而被显象。在图象保持部件上显象的调色图象由转印装置被静电转印到记录材料上。在记录材料上的调色图象由定影装置定影到记录材料上。

迄今为止，作为这类成象装置中的定影方法，通过一个加热辊和一个加压辊在夹持调色图象时传送保持调色图象的记录材料的加热辊方法被广泛应用。在这种加热辊方法中，由于加热辊的热量很大，于是存在这样的问题即需要用很长的时间(称为预热时间)加热热辊到预定的温度。

因而，已经提出能够使用低热量的加热头和与加热头滑动接触的运动的薄膜而降低预热时间的薄膜加热定影方法(参见Japanese Patent Laid-Open Application Nos.63-313182，2-157878，等等)。

作为这种低热量的加热头，一般应用一种陶瓷加热器，其构造方式为在由陶瓷等形成的基片上设置电阻元件的热产生层，并进而在该热产生层上形成一保护层。由于陶瓷加热器低热量，可在短时间迅速提高温度。另一方面，当温度上升时，如果电能施加到陶瓷加热器上，有这种情形即加热器由于加热器中的温差所产生的应力而变形。当以低热量迅速升高温度时，希望加热器的厚度尽可能的薄并向陶瓷加热器施加大的电能。然而这种情形下，有一个问题是加热器可能由于上述加热器中的温差所引起的应力而被损坏。

本发明的目的是为了提供一种通过在使得加热器操作时增能而防止加热器被损坏的定影装置及成象设备。

本发明的另一目的是为了提供一种成象设备，该设备具有电能供给装置，  用于向加热器在成象开始时以带有第一最大电能的第一方式提供电能，并在这之后向加热器以带有第二最大电能的第二方式提供电能，其中第一最大电能小于第二最大电能。

本发明的又一目的是为了提供一种定影装置，该定影装置具有电能供给装置，用于向加热器在成象开始时以带有第一最大电能的第一方式提供电能，并在这之后向加热器以带有第二最大电能的第二方式提供电能，其中第一最大电能小于第二最大电能。

本发明的以上和其它的目的及特点从以下参照附图的详细说明及所附权利要求将变得明显。

图1是根据本发明的一个实施例定影装置的侧面立视图；

图2A到2D是加热器的侧面正视图；

图3是根据本发明的一个实施例的成象设备的结构图；

图4是加热器的平面图；

图5是第一实施例的电能控制说明图示；

图6是第二实施例的电能控制说明图示；

图7是表示第三实施例的电能控制的流程图；

图8是第四实施例的电能控制说明图示；

图9是第五实施例的电能控制说明图示；

图10是第六实施例的电能控制说明图示。

现在将基于这些图示说明本发明的实施例。

[第一实施例]

首先参照图1到5说明第一实施例。图3是表示使用本实施例的定影装置60的成象设备的一个例子的简要结构的图示。如图3所示，该实施例的成象装置为固定原件支撑板型、光学系统运动型、旋转鼓型以及传送型的电子照相术复制设备。

在这些设备中，如图3所示，必要时原件19放置在固定原件支撑玻璃板20上并设置必要的复制条件。然后通过按压作为成象开始信号输入装置的复制开始键40，产生了基于成象开始的信号，并且感光鼓39按预定线速度如箭头所示顺时针旋转。光源21(标号22表示一个反射帽)及第一反光镜23沿原件支撑玻璃板20的下表面从玻璃的左侧一个起始位置向玻璃的右侧以预定的速度V运动。第二反光镜24和第三反光镜25按以上方向相同的方向以速度V/2运动。于是，放置在原件支撑玻璃板20上的原件19的向下的图象表面被照射并从左到右被扫描。照射和扫描光线从原件表面所反射的光通过成象透镜29，被固定的第四到第六反光镜26到28反射，并被曝光(隙缝曝光)从而在旋转感光鼓39的表面形成一图象。

旋转感光鼓39的表面已经在曝光之前由一个原始充电单元30充电到正的或者负的预定电位。通过向充电表面进行以上的曝光，对应于原件图象模式的静电潜象在感光鼓39的表面形成。在感光鼓39表面所形成的静电潜象通过显象装置31的显象辊32作为调色图象被可视化。

另一方面，记录材料P由纸张给进辊51供给并通过导轨33以预定的时间被引入到感光鼓39和转印充电单元34之间的转印部分，并通过接收转印电晕与感光鼓39接触。于是，在感光鼓39表面上的可见调色图象被顺序地转印到记录材料的表面。

通过图象转印部分的记录材料P逐渐从感光鼓39的表面分离，同时经受放电过程以通过电荷清除针35除去后表面上的电荷。记录材料P通过传送单元38及入口导轨8被传送到定影装置60。调色图象如下所述被定影。记录材料作为已经成象的对象被弹出该设备。

转印之后感光鼓39表面上的诸如剩余调色剂等等污物由清除单元36的清除刮板37清除，并且清洁的表面反复地供后继成象使用。

在上述通路上运动的光学部件21到25被设置使得当它们到达通路的预定的最后点时，它们沿返回通路运动。于是它们返回原来的出发位置并等待到下一次复制循环开始(以下这一步骤称为光学系统的返回步骤)。

当在用于复制的开始键被按动之前指定了多个复制(例如100张)时，在完成光学系统返回步骤之后，以上处理步骤由一个微处理器(以下称为MPU)按预定间隔重复。

现在参照图1详细说明安装在该设备上的定影装置60。

图1是供给本发明的成象设备的定影装置的结构图。

在图1中，标号3表示无端头皮带形定影薄膜。定影薄膜3张在左侧的主动辊1、右侧的上驱动辊4，以及低热量的固定装设在辊1与4之间的下部分的线性加热器7。

驱动辊4还用作为在向外伸展定影薄膜3的方向上施加张力的张力辊。与通过向其表面涂敷了硅橡胶等而增加了其摩擦系数的主动辊1顺时针旋转相关，定影薄膜以预定的线速度无皱褶、无抖动、无速度滞后地顺时针旋转。

标号9表示作用为加压装置并具有良好离型性能诸如硅橡胶等橡胶弹性层的加压辊。加压辊9使得无端头皮带形定影薄膜3的下侧上的薄膜部分夹在辊9和加热器7之间，从而通过弹簧等加力装置以例如5到10kg/cm的接触力使得薄膜部分面向加热器7的下表面并与之接触。加压辊9按记录材料P传送方向前进的方向反时针旋转。

标号10表示一个清洁辊，该辊的设置使得它与加压辊9的旋转相关联而被驱动和旋转。清除辊10是由金属制成的。

由于被驱转的无端头定影薄膜3被反复用于加热和定影调色图象，故用作为薄膜3的薄膜是阻热性、离型性能耐久性极好的薄膜，其厚度一般等于或者小于100μm，最好为40μm或更小。作为例子，使用了由一种方法制成的总厚度等于30μm的无端头皮带，由此一种诸如PTFE(四氟乙烯树脂)、PFA(四氟乙烯全氟烷基乙烯醚共聚树脂)等低表面能量的树脂，或者通过向以上树脂任何之一添加诸如碳黑等导电材料所获得的分离涂敷层以10μm的厚度被涂敷到具有20μm的厚度由诸如聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚醚、酮醚等高热阻树脂制成或者由诸如镍、SUS等金属制成的薄膜无端头皮带的外环绕表面。

如图4中所示，低热量的加热器7构造如下。热产生层13通过向厚度1.0mm、宽度10mm、及纵向长度340mm的铝基片14涂敷10μm厚及1.0mm宽的诸如银钯合金、氧化钌等电阻材料而形成，进而考虑到与薄膜3的滑动在层13上形成由玻璃等制成的10μm厚保护层15。加热器7设置在加热器支持部件6上并由它固定，因而被固定地支撑。

如图2A所示，在加热器7中，纸张弹出侧上的基片14被磨圆，并且热产生层13对于基片14的宽度方向的中心偏向于纸张弹出侧。

为了对于定影装置绝热和支撑加热器7加热器支撑部件6具有绝热性能，高的热阻，和刚度，并且成象设备由高热阻树脂诸如PPS(聚亚苯基硫)，PEEK(聚醚醚酮)，液态晶体聚合物等，以上树脂和陶瓷、金属等的复合材料构成。

加热器的热产生层13从纵长方向的两个边缘加电。如图4中所示，通电的电极41设置在热产生层13的两个边缘处。供给能量由100ACV进行，并且根据诸如NTC(负的温度-电阻系数)热元件等作为温度检测器的的热敏电阻5的检测温度被控制，该热元件由导热硅橡胶粘合剂等被粘合到基片14的后表面，或者与其处于压力接触，或者与其整体地形成。

加电控制方法是基于相位控制的，并且供给加热器的电源可被逐步控制。

现在以下将说明本实施例的设备的定影装置的操作。当主设备的电源由主开关42接通时，驱动辊1开始旋转。与该旋转相关联，定影薄膜3，张力辊4，加压辊9，以及清除辊10开始旋转。从作为电能控制装置的加热器驱动电路16向加热器7的通电是在旋转开始之后时间上稍微滞后开始的。本实施例中，在调节到200℃的温度时施加500W的电能达五秒钟。调节温度到200℃的方式最好是这样进行：当热敏电阻5的检测温度低于195℃时，施加预定的最大电功率(500W在最初通电操作时)，当检测温度等于或者高于195℃并低于200℃时，施加500W，当检测温度等于或者高于200℃并低于205℃时，施加200W，并且当检测温度等于或者高于205℃时，通电停止。在经过通电时间及通电结束后，驱动辊1的旋转以稍微滞后的时间停止。的现在为止的操作指出了初始的通电操作。

在成象时间时，当成象是通过按动供主机体操作而装设的复制开始键40而开始时，驱动辊1开始旋转，并且与辊1的旋转相关联，定影薄膜3，张力辊4，加压辊9，以及清除辊10也开始旋转。从加热器驱动电路16向加热器7的通电是在旋转开始之后时间上稍微滞后开始的。由复制开始键所产生的成象开始信号是用作为开始通电的参照信号的一个信号。这时，在通电开始之后执行施加第一最大被施加的电功率W1的第一方式达预定的时间，在经过预定的时间之后执行施加第二最大被施加大于W1的电功率W2的第二方式。本实施例中，在调节温度达到200℃时，最大600W的施加达三秒钟，并进而最大施加800W。

即，在第一和第二方式中，温度调节是通过选择不同大小的电功率而进行的，使得加热器的温度被设置为作为预定的定影温度200℃。这时，电功率被控制的方式为：在第一方式中供给最大600W的电功率，而在第二方式中供给最大800W。如上所述，第一方式的最大电功率小于第二方式的最大电功率。图5示出这样的情形。

当记录材料P进入辊隙部分N时，热元件检测温度已经达到预定的定影温度(本实施例中为200℃)。记录材料P与定影薄膜3重叠而进入辊隙部分N，这时在其上表面载有一非定影的调色图象T。当通过辊隙部分N时，记录材料P与非定影调色图象T通过定影薄膜3接收由热产生层13所产生的热，同时接收由加热器7与加压辊9的加压。调色剂图象在高温下熔化并变为柔软的粘附在记录材p上的一个图象。在记录材料P的后边缘通过辊隙部分N之后，向加热器7的通电停止，并在这之后，驱动辊1在稍微滞后的时间停止。

该定影装置具有一种功能(自动断电功能)，以这种功能主机体的电源在通电结束后经过了五分钟时自动地断开。

通过构造上述的定影装置，由于在加热器启动阶段不向加热器供给大的电功率，即使该装置用于低温环境中，也不会在定影加热器中，特别是在基片中出现损坏，因而获得良好的定影性能。

至于加热器7，如图2B到2C所示，热产生层对于基片的宽度方向中的中心线可对称地或者非对称地布置，该基片象一个具有关于基片的宽度方向的中心线为对称的截面的矩形。或者如图2D所示，热产生层也可关于基片的宽度方向中心线对称地设置，该基片具有关于基片宽度方向的中心线非对称的截面，其方式类似于加热器基片14。

[比较例子1]

在实施例1中，当在初始通电时间以类似于成象情形的方式最大施加的电功率设置为800W或者在成象时间从开始不加600W而施加800W达三秒钟，则有例子在低温环境中在800W通电期间其中加热器7被损坏。这是由于在低温状态中向加热器7施加大的电功率，出现在接近热产生层13的部分和加热器7的后表面之间的温差增加，而加热器7不能耐受由于温差所引起的应力。

[第二实施例]

第二实施例基本上与第一实施例相同，现将在以下说明不同之处。

第一实施例中，的成象的时间，最大施加的电功率在通电开始之后一个预定的时间设置为低的数值。然而，根据本实施例，在通电开始之后直到热敏元件5检测到预定的温度之前设置最大施加电功率为低数值。本实施例中，在热敏元件5的检测温度达到70℃之前施加600W的电功率(第一方式)，而在这之后，施加800W(第二方式)。图示出以上的情形。

通过构造上述定影装置，可检测到，加热器的温度通过低电功率已经定然上升，但是即使应用在低温环境下也没有出现定影加热器中的损坏，而获得了良好的定影性能。

[第三实施例]

除了第一实施例之外，根据第三实施例，当在初始通电期间按动复制开始键时，如果在这时热敏电阻5的检测温度低于预定温度，则执行预定的初始通电短于在初始通电期间不按动复制开始键的情形的初始通电时间。此后，操作方式进到成象操作。即根据本实施例，当在通过施加500W达两秒钟而进行初始通电之前按动复制开始键时，只要热敏电阻5的检测温度等于或者低于100℃，则进行初始通电达两秒钟，此后操作方式进到成象操作。当热敏电阻5的检测温度等于或者高于100℃时，或者在初始通电开始之后经过两秒钟或更长时间之后(本实施例中是五秒钟)即使在初始通电期间按动复制开始键时，则操作方式这时进到成象操作。图7为表示这种情形的流程图。

通过构造上述的定影装置，在低温环境下使用，在定影加热器中也没有出现损坏并获得了良好的成象性能。

[第四实施例]

第四实施例基本上类似于第一实施例，并将说明不同之点。

虽然在第一实施例中在成象的时间从通电开始之后设置最大施加的电功率为最小数值达一个预定的时间，但当按动复制开始键40时最大施加的功率是根据热敏电阻5的检测温度(T1)而变化的。在第四实施例中，当热敏电阻5的检测温度等于或者低于50℃时，施加600W(第一方式)达两秒钟，之后施加800W(第二方式)。当热敏电阻5的检测温度等于或者高于50℃时，不进行第一方式而是施加800W(第二方式)。图8示出这种情形。

通过构造上述定影装置，即使加热器的温度在低温环境中等等降低，也不出现定影加热器中的损坏并获得了良好的定影性能。当加热器的温度高时，由于不进行低功率控制，可使得加热器上升的定时加快。

代替当复制开始键被按动时热敏电阻5的检测温度，也可根据从先前成象结束起到下一个通电开始的时间而改变所施加的最大功率。

[第五实施例]

除了第一实施例的构造之外，第五实施例是这样构造的，设置了测量定影装置附近的温度的环境温度传感器43，当环境温度传感器43的检测温度(T2)在复制开始键40被按动的时间点低于预定的温度时，延长了在成象时间从通电开始降低了施加的最大功率的预定时间。在第五实施例中，当环境温度传感器的检测温度等于或者低于20℃时，用于施加600W达两秒钟的时间(第一方式)被延长，而600W被施加达总共五秒钟，此后施加800W(第二方式)。这时，从按动复制开始键两秒钟之后开始非定影装置操作的成象操作。当检测温度(T2)等于或者小于20℃时，进行第一方式达通常的三秒钟。

通过构造上述的定影装置，即使在低温环境下应用，也没有出现定影加热器中的损坏，并获得了良好的定影性能。

当环境传感器的检测温度低时，不仅仅低功率的施加时间被延长，而且电功率也可以进而降低。

[第六实施例]

除了第一实施例之外，第六实施例构造方式为，测量从初始通电操作或者复制操作结束的时间点起的持续时间，并根据当复制开始键按动的时间(t1)的时间而延长在成象时间从通电开始降低施加最大功率期间的时间。在第六实施例中，当初始通电操作或者复制操作结束之后经过10分钟或者更长时间时，施加600W达两秒钟的时间(第一方式)被延长，并且施加600W达总共五秒钟，并且此后施加800W(第二方式)。这时，在从按动复制开始键经过两秒钟之后开始非定影装置操作的成象操作。

当所测量的时间(t1)短于10分钟时，进行第一方式达通常的三秒钟。

通过构造上述的定影装置，即使在低温环境中应用，也不出现定影加热器中的损坏并获得了良好的定影性能。

根据以上所述的本发明，在定影装置中，当热产生层设置在基片上的加热器的温度上升时，在起始上升时间施加到加热器的电功率的最大值被设置为小于在后来上升时间以及在成象期间所施加的最大功率。因而加热器不会损坏而能够提供具有良好定影性能的定影装置。

虽然本发明已经如上说明，但本发明是不限于上述实施例的，而是在所附本发明的权利要求的精神和范围内可以有很多的改形和变化。

Claims (28)

1.一种成象设备，包括：

用于根据成象的启动在记录材料上形成未定影的图象的未定影图象形成装置；

一个加热器，其中通过通电而产生热的热产生材料装设在一个基片上；

在所述加热器上滑动的一个膜；

用于通过所述膜而与所述加热器形成一个辊隙的一个支承部件，其中其上载有未定影图象的所述记录材料被所述辊隙所夹持和输送，且来自所述加热器并通过所述膜的热量对该未定影图象进行加热并将该未定影图象定影在该记录材料上；以及

电源装置，用于根据图象形成的启动以带有第一最大功率的第一方式向所述加热器提供电力，并随后以带有第二最大功率的第二方式向所述加热器提供电力，

其中所述第一最大功率小于所述第二最大功率，且当根据图象形成的启动从通电开始经过预定的时间时，操作方式从所述第一方式变为所述第二方式。

2.根据权利要求1的设备，其中在所述第一和第二两种方式中，控制电功率使得所述加热器被设定为预定的定影温度。

3.根据权利要求1的设备，还具有用于检测所述加热器温度的温度检测装置，

并且其中当所述温度检测装置检测到预定的温度时，操作方式从所述第一方式变为所述第二方式。

4.根据权利要求1的设备，还具有用于检测图象形成启动时间点温度的温度检测装置，

以及其中当由所述温度检测装置所检测的温度低于预定温度时，执行从所述第一方式到所述第二方式改变操作方式的功率控制。

5.根据权利要求4的设备，其中所述温度检测装置检测所述加热器的温度。

6.根据权利要求1的设备，进而具有用于检测图象形成启动时间点温度的温度检测装置，

并且其中当由所述温度检测装置所检测的温度低于预定的温度时，用于所述第一方式的操作时间长于当所述检测温度高于所述预定的温度时用于所述第一方式的操作时间。

7.根据权利要求6的设备，其中所述温度检测装置检测环境温度。

8.根据权利要求1的设备，其中当从先前的图象形成结束到现在的图象形成启动的时间区间长于预定的时间时用于所述第一方式的操作时间长于当所述区间短于所述预定时间时用于所述第一方式的操作时间。

9.根据权利要求1的设备，还具有接通或断开设备主体电源的主开关，

以及其中与所述主开关接通相关联而对于所述加热器进行初始通电。

10.根据权利要求9的设备，其中在所述初始通电时间供给所述加热器的最大功率小于所述第一最大功率。

11.根据权利要求9的设备，其中当根据图象形成启动的信号在所述初始通电期间输入时，执行所述初始通电达一预定时间，并此后开始图象形成。

12.根据权利要求9的设备，还具有用于检测所述加热器温度的温度检测装置，

以及其中当根据图象形成启动的信号在所述初始通电期间输入时，如果在由所述温度检测装置输入的所述信号输入的时间的检测温度低于预定的温度，则进行初始通电达预定时间，之后，开始图象形成，并当所述检测温度高于所述预定温度时，则不再执行初始通电而开始图象形成。

13.根据权利要求11的设备，其中当根据图象形成启动的信号没有输入时所述预定时间短于用于初始通电所需的时间。

14.根据权利要求1的设备，其中所述基片由铝制成。

15.根据权利要求1的设备，其中所述热产生材料由涂敷在所述基片上的电阻性材料制成。

16.根据权利要求1的设备，其中还具有与所述加热器和压力辊滑动接触而运动的一薄膜以与所述加热器通过所述薄膜形成一辊隙，

并且其中载有未定影图象的记录材料由所述辊隙夹持并传送，并且未定影图象由通过所述薄膜来自所述加热器的热量定影到记录材料上。

17.根据权利要求12的设备，其中当根据图象形成启动的信号没有输入时所述预定时间短于用于初始通电所需的时间。

18.一种定影装置，包括：

一个加热器，其中通过通电而产生热的热产生材料装设在一个基片上；

与所述加热器滑动接触而运动的一薄膜；

与所述加热器通过所述薄膜而形成一辊隙的压力辊，其中所述辊隙用于对载有未定影图象的记录材料进行夹持和传送，且未定影图象由来自所述加热器并通过所述薄膜的热量所加热和定影到该记录材料上；以及

电源装置，用于根据通电的启动而以带有第一最大功率的第一方式向所述加热器提供电力，并随后以带有第二最大功率的第二方式向所述加热器提供电力，

其中所述第一最大功率小于所述第二最大功率。

19.根据权利要求18的装置，其中在所述第一和第二两方式中，控制电功率使得所述加热器被设定为预定的定影温度。

20.根据权利要求18的装置，其中当从通电开始经过预定的时间时，操作方式从所述第一方式变为所述第二方式。

21.根据权利要求18的装置，还具有用于检测所述加热器温度的温度检测装置，

并且其中当所述温度检测装置检测到预定的温度时，操作方式从所述第一方式变为所述第二方式。

22.根据权利要求18的装置，还具有温度检测装置，用于检测当作为通电启动的参照的信号输入时的温度，

以及其中当由所述温度检测装置所检测的温度低于预定温度时，执行从所述第一方式到所述第二方式改变操作方式的功率控制。

23.根据权利要求22的装置，其中所述温度检测装置检测所述加热器的温度。

24.根据权利要求18的装置，还具有温度检测装置，用于检测当作为通电启动的参照的信号输入时的温度，

并且其中当由所述温度检测装置所检测的温度低于预定的温度时用于所述第一方式的操作时间长于当所述检测温度高于所述预定的温度时用于所述第一方式的操作时间。

25.根据权利要求24的装置，其中所述温度检测装置检测环境温度。

26.根据权利要求18的装置，其中当从先前的向所述加热器通电结束到作为现在通电启动的参照的信号输入时的的时间区间长于预定的时间时，用于所述第一方式的操作时间长于当所述区间短于所述预定时间时用于所述第一方式的操作时间。

27.根据权利要求18的装置，其中所述基片由铝制成。

28.根据权利要求18的装置，其中所述热产生材料由涂敷在所述基片上的电阻材料制成。

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