CN1932686B

CN1932686B - 图像定影装置、成像装置和有效控制定影温度的定影方法

Info

Publication number: CN1932686B
Application number: CN200610137577.2A
Authority: CN
Inventors: 进士晃; 瀬尾洋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2026-09-12
Also published as: JP4798699B2; JP2007078790A; CN1932686A; US20070059003A1; US7742714B2

Abstract

一种成像装置、图像定影装置和图像定影方法，所述图像定影方法采用电子照像工艺将调色剂图像定影在记录介质上，能够有效地控制图像定影温度。在一个例子中，当与最大允许尺寸相比较窄的记录介质连续地在图像定影温度供给时，为了保持允许的温度限值，被传输的记录介质之间的间隔被控制为长于默认间隔，该默认间隔与在供给方向上较长的记录介质相对应，以避免在轴向上定影元件端部的温度升高。

Description

图像定影装置、成像装置和有效控制定影温度的定影方法

技术领域

本发明总体上涉及一种成像装置，如打印机、复印机、传真机等，其将图像形成在记录介质如纸张、OHP片、织物等上，也涉及一种图像定影装置和图像定影方法，在该方法中通过热和压力，在定影元件和压力元件之间的夹持施压区域中，记录介质上的图像被定影。本发明更特别涉及一种成像装置、图像定影装置和能够有效控制图像定影温度的图像定影方法。

背景技术

从打印速度、图像质量、成本等要点来看，背景技术中的成像装置，如打印机、复印机、传真机等，多数采用电子照像工艺。电子照像工艺包括的步骤有对光导体充电、通过照射形成静电潜像、显影以形成调色剂图像、将该调色剂图像转印到记录介质上、以及定影记录介质上的调色剂图像。

因此，这种使用电子照像工艺的成像装置配备有图像定影装置，其用于定影调色剂图像。作为定影装置，从安全的观点出发，多数采用热压型。热压型定影装置具有位于定影元件和压力元件之间的定影夹持施压区域，该定影元件是要被加热的鼓或带，该压力元件也是鼓或带，其用于施压。记录介质上的调色剂图像通过热量和压力，在夹持施压区域被定影。

图1示出了背景技术中图像定影装置的典型构造的截面视图。旋转定影元件1包括在其内部的加热器2。温度传感器3配置在旋转定影元件1的表面。旋转压力元件4对旋转定影元件1施加压力以形成定影夹持施压区域n。当记录介质P穿过定影夹持施压区域n时，通过热量和压力，调色剂图像可以被定影在记录介质P上。图2示出了图1的定影装置的另一截面视图。温度传感器3的检测结果通过输入电路6输入到中央处理单元(CPU)7。基于温度传感器3的检测结果，CPU 7通过驱动器8控制加热器2。

当宽度比记录介质p1窄的记录介质p2被连续供给时，在轴向两端的非供给区域m可能有较高的温度，因为该区域的热量没有被记录介质p2吸收。这可能产生问题。这个问题是由于旋转定影元件1端部的温度高于其允许的温度限值，定影装置寿命减少。

为了避免这种问题，一些成像装置具有一种定影装置，其定影辊具有两个加热器，其中一个用于在轴向上加热定影辊的中央部分，另一个用于加热定影辊的端部。当使用较窄的记录介质时，只有在轴向上加热定影辊中央部分的加热器开启，这样旋转定影元件端部的温度可能上升到低于允许的温度限值。

为了避免这种问题，在另外的例子中，一些成像装置具有一种定影装置，其中的定影辊端部的温度被检测，基于所检测的温度，记录介质的供给定时可以被控制。例如，如果定影辊端部被预见到有较高温度，传输记录介质的间隔可以比正常的间隔延长，这样旋转定影元件端部的温度可能上升到低于允许的温度限值。

发明内容

一种新的成像装置，一种新的图像定影装置，以及一种能够有效地控制图像定影温度的新的图像定影方法，该方法采用电子照像工艺，使调色剂图像定影在记录介质上。在一个例子中，当与最大允许尺寸相比较窄的记录介质在图像定影温度连续供给时，在供给方向上被传输的记录介质之间的间隔被控制得比与较长记录介质对应的默认间隔长，以避免在轴向上定影元件端部温度的升高，从而保持允许的温度限值。

附图说明

通过参考下面详细的说明同时联系附图加以考虑，可更全面认识所揭示的内容及其多种伴随的优点，同时同样的内容变得更好理解，在附图中：

图1是示出了背景技术中的图像定影装置的截面视图的图解；

图2是图1中图像定影装置的另一截面视图；

图3是示出了依据本发明典型实施例的成像装置的典型构造的截面视图的图解；

图4A示出了图3中图像定影装置的典型构造；

图4B示出了图3中图像定影装置的典型构造；

图4C示出了图3中图像定影装置的典型构造；

图5A是示出了图3中图像定影装置的时间和加热功率之间关系的脉冲波形图；

图5B是示出了图3中图像定影装置的时间和加热功率之间关系的脉冲波形图；

图6A是示出了图3中定影带的时间和加热功率之间关系的曲线图；

图6B是示出了图3中定影带的时间和加热功率之间关系的曲线图。

具体实施方式

在描述附图示出的优选实施例时，为了清楚起见，使用了特定的术语。但是，本专利说明书所揭示的内容并不想被所选择的特定术语限制，应该理解每个特定元件包括所有以相同方式操作的技术等同物。现在参考附图，其中贯穿几个附图的相同的参考数字表示相同或相应的部件，特别是图3，示出了依据本发明实施例的成像装置的典型构造的截面视图。

该成像装置具有串联的彩色电子照像打印引擎10。该串联的彩色电子照像打印引擎10包括四个成像位置12，其分别相应于四种颜色黄、品红、青和黑。每个成像位置12包括充电器14、显影器15、第一转印构件16和围绕在光导鼓13周围的第一清洁器17。用于四种颜色的曝光装置18配置在串联的彩色电子照像打印引擎10的下方。转印单元20配置在串联的彩色电子照像打印引擎10的上侧。

转印单元20包括环形带作为转印带26，其被辊21、22、23、24和25张紧。转印带26在图3中逆时针转动。转印带26在每个成像位置12穿过在光导鼓13和转印构件16之间的第一转印位置。

进一步，转印带26穿过在第二转印辊21和第二转印构件27之间的第二转印位置。更进一步，转印带26上的废调色剂由第二清洁器29清洁。

纸盒30，是可拆卸的，配置在打印机的较低部分。作为记录介质的纸张被放入纸盒30。打印机具有纸张传输区域32，其位于图3中打印机的右侧。在纸张传输区域32中，纸张被供给辊33供给，且由抵抗辊34保持，并通过转印带26和第二转印构件27之间的第二转印位置。进一步，纸张通过定影装置35，并被排纸辊36输出。

当图像需要形成在纸张的背面时，从定影装置35输出的纸张被回转到纸张回转区域37，然后纸张再次被传输到抵抗辊34。

调色剂瓶38设置在打印机的上部，其为成像位置12供应调色剂。该调色剂瓶38分别与四种颜色黄、品红、青和黑对应。

当彩色成像操作被该打印机执行时，基于来自主机的图像信号，驱动马达(未示出)。然后，光导鼓13顺时针旋转，辊21、22、23、24和25中的一个旋转用于驱动，其它辊通过被驱动而旋转，在图3中转印带26逆时针旋转。

在每个成像位置12中，光导鼓13的表面被充电器14均匀地充电。基于图像信号，曝光装置18曝光光导鼓13的表面，以形成静电图像。光导鼓13表面上的静电图像通过显影器15被显影以形成可视的调色剂图像。然后，黑、黄、品红和青色图像分别形成在光导鼓13上。光导鼓13上的每个调色剂图像，在第一转印位置通过第一转印构件16，一种颜色接一种颜色地被转印到转印带26上以在电场中形成四色图像。

其间，供给辊基于图像信号逆时针旋转，并且从纸盒30中供给纸张。纸张被传输进纸张传输区域32，并被抵抗辊34停止。基于转印带26上的四色图像的传输定时，该抵抗辊34旋转，并且将纸张传输到第二转印位置。转印带26上的四色图像在电场中通过第二转印辊21被转印到纸张上。

第二次转印以后，纸张传输到定影装置35，被转印的图像通过热量和压力定影在纸张上。定影完成以后，纸张通过排纸辊36输出到纸堆31上，或当图像需要形成在纸张的背面时，从定影装置35输出的纸张被回转到纸张回转区域37，从而纸张再次传输到抵抗辊34，并且转印和定影之后，纸张通过排纸辊36输出到纸堆31上。

第一次转印之后，光导鼓13由第一清洁器17清洁，并且废调色剂被清除。然后，光导鼓13被设置以为下一个图像做好准备。同样的，第二次转印以后，转印带26被第二清洁器29清洁，并且废调色剂被清除。然后，转印带26被设置以为下一个图像做好准备。

图4A到4C示出了图3中定影装置的典型构造。定影装置35包括定影带42和压力辊43，所述定影带42被定影辊40和加热辊41张紧，所述压力辊43被推压元件(未示出)推压。定影夹持部形成在定影带42和压力辊43之间。

该定影辊40具有一种结构，其中金属辊由硅橡胶覆盖。由铝、铁等构成的加热辊41具有一种结构，其中该加热辊在其内部具有热源44。作为热源44，可使用卤素加热器或感应加热(IH)。定影带42具有一种结构，其中由镍、聚酰亚胺等材料构成的基层由表层覆盖，以易于释放纸张，如全氟烷氧基树脂(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)等。该定影带42可以在表层和基层之间具有由硅橡胶等构成的中间层。压力辊43具有一种结构，其中由铝、铁等构成的金属辊由弹性层覆盖，如硅橡胶，并且弹性层由表层覆盖以易于释放纸张，如PFA、PTFE等。

在图4A中，推压构件45在定影带42的外侧推压张力辊46，在定影带42上产生张力。在图4B中，推压构件45在定影带42的内侧推压张力辊46，在定影带42上产生张力。在图4C中，推压元件47推压加热辊41，在定影带42上产生张力。热感应寄存器48被配置成与定影带42接触。分离板49被配置成在接近所述夹持部的出口部分与定影带42接触。

当执行定影过程时，热源44打开，定影辊40随着马达(未示出)旋转，加热辊41、定影带42和压力辊43被驱动旋转。热源44对加热辊41进行加热，加热辊41加热定影带42。当纸张50(在第二次转印中调色剂被转印到其上)穿过定影夹持区域时，纸张上的调色剂图像通过热量和压力被定影。进一步，纸张50通过定影带42和压力辊43的旋转而被传输。再进一步，纸张50被分离板49从定影带42上分离，并被引导到上部，且输出到纸堆上。

图5A和图5B是表示时间和热源44的加热功率之间关系的脉冲波形图。在该打印机中，当使用具有用于供给的最大宽度的纸张50时，热源44按图5A的定时打开。由于供给的间断，纸张50供给时热源44的打开时间与纸张50没有供给时热源44的打开时间不同。这会在提供的热量与纸张50吸收的热量和由于热分散损耗的热量之间产生平衡。

当使用比用于供给的最大宽度窄的纸张50时，两侧的非供给区域可能具有高温，因为该区域的热量没有被纸张50吸收，并且供应的热量大于由于热释放而损失的热量。因此，当连续地将较窄的纸张供给到定影装置35时，供给之间的间断期被延长。如图5B所示，间断期比供给期长，这样通过在间断期的热量释放，定影带42两侧的温度被控制，从而防止形成高温。

当用热感应寄存器48检测到的定影装置35的定影温度相同时，间断期可以依据纸张50在供给方向的长度而延长。也就是说当纸张50在供给方向的长度用a表示，在供给中纸张和纸张之间的长度用b表示时，a/b可以几乎与预定值c相同。因此，当纸张50在供给方向的长度很长时能够在定影带42两侧的非供给区域产生高温，但是更长的间断期可以降低定影带42的温度。

因此，当连续供给较窄的纸张50到定影装置35时，考虑到纸张50极大的形状，供给之间的间断期可以被有效地设置以防止定影带42两侧非供给区域的温度升得过高。

当由热感应寄存器48检测到的定影装置35的定影温度很高时能够升高定影带42两侧的非供给区域的温度，供给之间的间断期可以更长。这样，当连续供给较窄的纸张50到定影装置35时，考虑到纸张50在供给方向上的长度和定影温度，在纸张50的厚度或类型影响定影温度的情况下，供给之间的间断期可以被有效地设置以防止定影带42两侧非供给区域的温度升得过高。

图6A是示出正常环境温度下时间和定影带42的温度之间的关系的曲线图。图6B是示出高环境温度下时间和定影带42的温度之间的关系的曲线图。打印机装配有温度传感器以检测环境温度，尽管图中没有示出。

如图6A和6B所示，当环境温度高时，在定影带42两侧非供给区域的温度可以容易地快速升高。因此，当检测到的定影装置35的环境温度较高时，供给之间的间断期可以更长。这样，当连续供给较窄的纸张50到定影装置35时，考虑到纸张50在供给方向上的长度和环境温度，在环境温度高的情况下，供给之间的间断期可以被有效地设置以防止定影带42两侧非供给区域的温度升得过高。

当连续供给较窄的纸张50到定影装置35时，打印机可以具有第一控制器以延长供给之间的间断期，以及第二控制器以延缓供给，而且也可以具有选择器以选择第一控制器或第二控制器。

这样，用户可以通过如操作面板来优选第一控制器或第二控制器。当第一控制器被选择并且较窄纸张50连续地供给到定影装置35时，供给之间的间断期可以被延长以防止定影带42两侧非供给区域的温度升得过高。当第二控制器被选择并且较窄纸张50连续地供给到定影装置35时，供给可被延缓，直到定影带42两侧非供给区域的温度降低到大约与定影带42供给区域的温度相同，以防止定影带42两侧非供给区域的温度升得过高。

当由于定影带42两侧非供给区域的温度高，用户优选第二控制器并延缓供给较窄的纸张50时，旋转定影带42和压力辊43快速地降低了定影带42两侧非供给区域的温度，原因是热量从定影带42传递到了压力辊43上。这样电磁离合器等用于阻止其它辊的旋转，而定影带42和压力辊43在非工作时间内旋转。更特殊地，旋转定影带42和压力辊43快于正常打印速度对于减少等待时间是有效的。

在定影装置35中，当加热辊41的厚度不大于1.0mm时，由于辊的热容量较小，定影带42两侧非供给区域的温度可以容易地快速上升。在这种情况下，当连续地供给较窄的纸张50到定影装置35时，考虑到纸张50在供给方向上的长度和纸张50的宽度，供给之间的间断期可以被有效地设置以防止定影带42两侧非供给区域的温度升得过高。

依据上述教导，众多其它修改和变型是可能的。因此可以理解在所附权利要求的范围内，本专利说明书所揭示的内容可以以与这里的具体描述不同的方式实现。

本专利说明书以2005年9月12日向日本专利局提交的日本专利申请No.JPAP2005-263515为基础，其整体内容在此并入作为参考。

Claims

1.一种采用电子照像工艺的成像装置，包括：

成像机构，用于在记录介质上形成调色剂图像；

图像定影装置，用于将所述调色剂图像定影在所述记录介质上，其包括

定影元件，用于加热所述调色剂图像，和

压力元件，用于压迫所述定影元件以形成夹持施压区域，所述记录介质穿过所述夹持施压区域，并且通过热量和压力所述调色剂图像被定影在所述记录介质上；

传输机构，用于将所述记录介质传输到所述图像定影装置中；以及

控制器，其用于当与最大允许尺寸相比较窄的记录介质连续供给到所述图像定影装置时，控制在供给方向上被传输的记录介质之间的间隔，

其中对应于图像定影温度的升高，延长被传输的记录介质之间的间隔。

2.如权利要求1所述的成像装置，进一步包括：

温度检测器，用于检测环境温度；

其中对应于环境温度的升高，延长被传输的记录介质之间的间隔。

3.如权利要求1所述的成像装置，进一步包括：

第一控制器，用于当与最大允许尺寸相比较窄的记录介质连续地供给时，延长被传输的记录介质之间的间隔；

第二控制器，用于延缓供给所述记录介质；以及

选择器，用于选择所述第一控制器或所述第二控制器。

4.如权利要求3所述的成像装置，其中当所述第二控制器通过所述选择器被选择时，所述定影元件和所述压力元件被驱动而在非工作时间旋转。

5.如权利要求1所述的成像装置，其中当定影带、定影辊和厚度不超过1.0mm的加热辊用作所述定影元件时，所述定影带被张紧而在所述定影辊和所述加热辊之间旋转。

6.一种将调色剂图像定影在记录介质上的图像定影装置，包括：

定影元件，用于加热所述调色剂图像；和

其中当与最大允许尺寸相比较窄的记录介质在一定的图像定影温度下连续供给时，对应于在供给方向上较长的记录介质，延长被连续传输的记录介质之间的间隔，

其中对应于图像定影温度的上升，延长被连续传输的记录介质之间的间隔。

7.一种将调色剂图像定影在记录介质上的图像定影方法，包括步骤：

通过定影元件的热量保持图像定影温度；

通过压力元件压迫定影元件以形成夹持施压区域，所述记录介质穿过所述夹持施压区域，并且通过热量和压力所述调色剂图像被定影在所述记录介质上；

在一定的图像定影温度下连续供给与最大允许尺寸相比较窄的记录介质；

对应于在供给方向上较长的记录介质，延长被连续传输的记录介质之间的间隔；以及

对应于图像定影温度的上升，延长被连续传输的记录介质之间的间隔。

8.如权利要求7所述的图像定影方法，进一步包括步骤：

通过温度检测器检测环境温度，对应于环境温度的上升，延长被传输的记录介质之间的间隔。