定影裝置以及圖像形成裝置的製作方法

2023-05-14 14:02:16

專利名稱：定影裝置以及圖像形成裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及複印機、印表機以及傳真裝置等圖像形成裝置中所使用的定影裝置，特別是涉及具有在定影輥的內側對該定影輥進行加熱的定影加熱器的定影裝置以及具有該定影裝置的圖像形成裝置。
背景技術：
複印機、印表機、傳真裝置等現有的圖像形成裝置以如下方式構成，即，例如，在記錄用紙等片材上使用調色劑形成調色劑像，由定影裝置對所得到的片材上的未定影調色劑像進行加熱、定影。例如，利用電子照相方式的圖像形成工藝來進行圖像形成的現有的圖像形成裝置，使感光體等像載體表面帶電，在該帶電區進行圖像曝光，形成靜電潛像，將利用顯影劑對該靜電潛像進行顯影而形成的調色劑像靜電轉印到片材上，由定影裝置使轉印到該片材上的未定影調色劑像定影，由此，在該片材上形成圖像。
在這種現有圖像形成裝置所使用的定影裝置中，通常使片材上的未定影調色劑像通過定影裝置中的加熱輥和加壓輥之間的定影咬入(nip )部來進行定影。
詳細地說，在現有的定影裝置中，通常在定影輥的內側設置有定影加熱器，該定影加熱器在內側將定影輥加熱到預定的定影溫度，在該被加熱後的定影輥和加壓輥之間的定影咬入部，使形成有未定影調色劑像的片材以該未定影調色劑像與該定影輥接觸的方式通過，從而進行加壓、加熱，由此進行定影。但是，在進行該定影動作時，存在如下情況，即，在定影輥的長度方向上的一部分區域，溫度分布降低，在該區域低於定影溫度。
根據這樣的觀點，作為現有的定影裝置，往往在定影輥的內側設置具有相互不同的配熱特性(heat distribution characteristics )的多個定影加熱器，將該定影輥的長度方向上的溫度分布維持為定影溫度。
例如，在日本特開2003-280444號公報中提出了一種定影裝置，使多個加熱單元(定影加熱器)的配熱分布(heat distribution)不同，使該加熱單元不同時從非動作狀態轉移到動作狀態，並且不同時從動作狀
態轉移到非動作狀態，從該加熱單元中的配熱量集中在通紙範圍的中央部的加熱單元開始，依次從非動作狀態轉移到動作狀態，通過進行如上控制，能夠防止因溫度響應性差而發生的定影輥的長度方向的 一部分區
域的溫度降低。
但是，在主電源切斷(OFF)時，停止向定影輥通電，定影輥處於常溫(未被定影輥加熱的溫度)。另外，在實施未進行圖像形成動作的待機(省功耗省能量)模式時，對定影加熱器進行待機溫度控制，定影輥維持在待機溫度(比定影溫度低的預定溫度)。
並且，在處於OFF狀態的主電源被接通(ON)時，在處於低溫狀態(常溫)的定影輥達到定影溫度之前(直至成為準備完成狀態)的預熱(warm-up)時，對該定影加熱器進4亍通電，當成為準備完成狀態時，對該定影加熱器進行定影溫度控制，以便將定影輥維持在定影溫度。另一方面，在有待機模式的解除指示時，在處於低溫狀態(待機溫度)的定影輥達到定影溫度之前的預熱時，將對該定影加熱器的控制從待機溫度控制切換至定影溫度控制。這樣，對低溫狀態的定影輥進行升溫，使得該定影加熱器成為定影溫度。
在該預熱時，要求使定影輥在短時間內成為能夠確保定影質量(良好的定影性)的適當的溫度。因此，近年來，加熱器的功率(發熱量)越來越大。
但是，在增大了定影加熱器的功率(發熱量)的定影裝置中，通過對定影輥快速地進行加熱，從而能夠縮短上升到所要求的溫度條件的時間，但是，由於需要對例如在設置場所設置的屋內電流斷路器(breaker)的額定電流等的限制進行考慮，所以，定影加熱器的大容量化存在限制。
因此，如何高效地使預熱時的定影輥的溫度上升成為重要的課題。這對於上述的定影裝置即在定影輥的內側設置有具有相互不同的配熱特性的多個定影加熱器的定影裝置也是同樣的。
關於這一點，上述特開2003-280444號公報記載的定影裝置雖然能夠防止因溫度響應性差而發生的定影輥的長度方向的 一 部分區域的溫度降低，但是，不能夠效率較好地進行預熱時的定影輥的溫度升高。

發明內容
本發明提供一種在定影輥的內側設置了具有相互不同的配熱特性的多個定影加熱器的定影裝置以及具有該定影裝置的圖像形成裝置，能夠效率較好地使預熱時的定影輥的溫度上升，由此，能夠謀求預熱時間的縮短化。
本發明提供下面的定影裝置和圖像形成裝置。
(1) 定影裝置
一種圖像形成裝置所具備的具有定影輥的定影裝置，其特徵在於，
具有多個定影加熱器，設置在所述定影輥的內側，並具有相互不同的配熱特性；輔助加熱器，設置在所述定影輥的內側，僅在處於低溫狀態的所述定影輥達到預定的定影溫度之前的預熱時被通電。
(2) 圖像形成裝置
一種圖像形成裝置，其特徵在於，具有所述本發明的定影裝置、測定所述定影輥的溫度的溫度測定部(溫度測定單元)、基於所述溫度測定部的測定值控制所述定影輥的溫度的控制部(控制單元)，所述控制部在所述預熱時對所述輔助加熱器通電，並且，在基於所述溫度測定部的測定值檢測出所述定影輥到達了所述定影溫度的情況下，停止對所述輔助加熱器通電。
根據本發明的定影裝置以及圖像形成裝置，具有僅在所述預熱時被通電的所述輔助加熱器，由此，能夠效率較好地進行所述預熱時的所述定影輥的溫度上升。由此，能夠縮短預熱時間。
在本發明的定影裝置中，由所述多個定影加熱器加熱的所述定影輥的長度方向的溫度分布在一部分區域變低的情況下，對於所述輔助加熱器的配熱特性來說，優選提高與所述定影輥的所述溫度分布變低的區域對應的配熱分布。
根據該特定事項，能夠確保所述定影輥的溫度分布，能夠更有效地進行所述預熱時的所述定影輥的溫度上升。
具體地說，能夠例示所述多個定影加熱器包括第一定影加熱器和第二定影加熱器的情況，該第一定影加熱器具有如下的配熱特性主要對所述定影輥的沿著長度方向的預定長度的中央部區域加熱的第 一 配熱
6分布高於主要對該中央部區域以外的兩端部區域加熱的第二配熱分布，
該第二定影加熱器具有如下的配熱特性主要對所述定影輥的所述兩端 部區域加熱的第二配熱分布高於主要對所述中央部區域加熱的第一配 熱分布。
但是，在定影裝置中，為了消除定影輥的長度方向的一個端部側(例 如，定影裝置安裝在圖像形成裝置上時的與片材搬送方向正交的寬度方 向的前側)的凸出，通常在所述一個端部側(例如前側)將所述長度方 向的外形尺寸設定得窄(在空間上沒有餘量的狀態)。另一方面，當較 大地獲取所述定影輥的一個端部區域(例如前側的區域)時，定影裝置 的所述一端部側(例如前側)的外形尺寸變大。因此，當在定影裝置的 所述一個端部側(例如前側)將所述長度方向的外形尺寸設定得窄時， 在所述第二定影加熱器的配熱特性中，主要對所述兩端部區域加熱的所 述第二配熱分布中的一個配熱分布比另一個配熱分布窄。這樣，不能夠 充分確保所述兩端部區域的所述一個端部區域的溫度分布，因此，當要 確保所述一個端部區域的溫度分布時，相應地在所述定影輥在長度方向 整體達到所述定影溫度之前花費時間。
因此，在這樣的結構中，對於所述輔助加熱器的配熱特性來說，主 要對所述兩端部區域的所述一個端部區域加熱的第一配熱分布高於主 要對該 一 個端部區域以外的區域加熱的第二配熱分布是優選的。
根據該特定事項，能夠確保所述定影輥的所述一個端部區域的溫度 分布，能夠更有效地進行所述預熱時的所述定影輥的溫度上升。
在本發明的圖像形成裝置中，還可以具有加壓輥，用於向所述定 影輥加壓；加壓輥用定影加熱器，設置在所述加壓輥的內側。在該情況 下，能夠例示如下情況所述控制部在對所述輔助加熱器通電時，不對 所述加壓用定影加熱器通電。
在該特定事項中，能夠在抑制了所述預熱時的功率量的狀態下效率 較好地使所述定影輥的溫度上升。
如以上所說明的那樣，根據本發明，能夠提供一種在定影輥的內側 設置有具有相互不同的配熱特性的多個定影加熱器的定影裝置以及具 有該定影裝置的圖像形成裝置，能夠效率較好地使預熱時的定影輥的溫 度上升，由此，能夠謀求預熱時間的縮短化。


圖l是表示具有本實施方式的定影裝置的圖像形成裝置的概略結構 的側視圖。
圖2是示意性地表示圖1示出的圖像形成裝置所具有的定影裝置中 的定影輥和加壓輥部分的結構的說明圖。
圖3 (a) ~圖3 (c)是在定影輥中設置的加熱器沿著長度方向的 配熱特性的圖，圖3(a)是表示主加熱器的配熱特性的曲線圖，圖3(b) 是表示副加熱器的配熱特性的曲線圖，圖3 (c)是表示輔助加熱器的配 熱特性的曲線圖。
圖4 (a)以及圖4(b)是表示在主電源切斷(OFF)或待機才莫式下 處於低溫狀態的定影輥被加熱的預熱時該定影輥的表面溫度隨時間變 化的圖，圖4 (a)是表示該定影輥在預熱時不僅被主加熱器和副加熱器 加熱而且也被輔助加熱器加熱的狀態的圖，圖4 (b)表示該定影輥在預 熱時^又被主加熱器和副加熱器加熱而沒有一皮輔助加熱器加熱的狀態的 圖。
圖5 (a)以及圖5 (b)是表示多個定影加熱器和輔助加熱器的概 略結構的圖，圖5 (a)是該加熱器的側視圖，圖5 (b)是從圖5 (a) 的箭頭b觀察該加熱器的主視圖。
圖6 (a)以及圖6 (b)是將在定影輥中設置的主加熱器、副加熱 器和輔助加熱器沿著長度方向的熱容量的分布與將這些熱容量合計的 分布一起表示的配熱特性的圖，圖6 (a)是在輔助加熱器的配熱特性中 使第一配熱分布高於第二配熱分布時的圖，圖6 (b)是在輔助加熱器的 配熱特性中定影輥的長度方向整個區域均勻時的圖。
圖7是表示圖1示出的圖像形成裝置所具有的定影裝置的定影功能 的控制所涉及的結構要素的概略框圖。
圖8 (a) ~圖8 (c)是表示存儲加熱器點亮條件的控制表的一例 的圖，該加熱器點亮條件用於由圖1示出的圖像形成裝置所具有的控制 部基於溫度傳感器的溫度測定值對加熱器進行通電控制，圖8 (a)表示 預熱時的加熱器點亮條件的圖，圖8 (b)是表示待機時的加熱器點亮條 件的圖，圖8 (c)是準備完成時的加熱器點亮條件的圖。
具體實施方式
下面，參照附圖對本發明的一個實施方式進行說明。此外，以下的 實施方式是將本發明具體化的一個例子，而並不是用於限定本發明的技 術範圍的。
圖l表示具有本實施方式的定影裝置的圖像形成裝置的概略結構的 側#見圖。
圖1示出的圖像形成裝置100是使用調色劑在記錄用紙等片材P上
形成調色劑像的圖像形成裝置。
裝置主體110具有像載體(在此為感光鼓)3;帶電裝置(在此 為帶電器)5,用於使感光鼓3的表面帶電；曝光裝置(在此為曝光單 元)l,用於在感光鼓3上形成靜電潛像；顯影裝置(在此為顯影器)2, 用於利用調色劑使上述靜電潛像可視化，在感光鼓3上形成調色劑像； 中間轉印體(在此為中間轉印帶)61; —次轉印裝置(在此為中間轉印 輥)64,將感光鼓3上的調色劑像暫時轉印到中轉印間帶61上； 一次 清潔裝置(在此為清潔單元)4,除去沒有被中間轉印輥64轉印而殘留 在感光鼓3表面上的殘留調色劑；二次轉印裝置(在此為二次轉印單元) 10,將中間轉印帶61上的調色劑像轉印到片材P上；二次清潔裝置(在 此為中間轉印帶清潔單元)65，除去沒有一皮二次轉印單元10轉印而殘 留在中間轉印帶61表面上的殘留調色劑；定影裝置7，使形成在片材P 上的調色劑像加熱溶融並粘著，從而使該調色劑像定影在該片材P上。
對於該圖像形成裝置100來說，除了上述結構，還具有片材P的搬 送路徑S、沿著搬送路徑S的兩側配設的一對搬送輥12a~ 12d、讀取原 稿的圖像的原稿讀取裝置(在此為掃描裝置)90、載置原稿的原稿載置 臺92、自動原稿處理裝置120。
在裝置主體110的上部設置有原稿讀取裝置90。在原稿讀取裝置 90的上側設置有由透明玻璃構成的原稿載置臺92,進而，在原稿載置 臺92的上側安裝有自動原稿處理裝置120。自動原稿處理裝置120自動 地向原稿讀取裝置90上搬送原稿。另外，自動原稿處理裝置120能夠 圍繞沿著原稿搬送方向的樞軸自由轉動，將原稿載置臺92之上開放， 從而能夠手動載置原稿。由此，原稿讀取裝置90能夠讀取自動原稿處 理裝置120搬送的原稿的圖像、或者載置在原稿載置臺92上的原稿的 圖像。並且，圖像形成裝置100以如下方式構成根據與原稿讀取裝置90 所讀取的原稿對應的圖像數據或者從外部傳遞的圖像數據，對片材P形 成多色(multicolor)以及單色圖像。
若進一步說明，在本圖像處理形成裝置100中處理的圖像數據是與 使用了黑色(K)、青綠色(C)、洋紅色(M)、黃色(Y)的各種顏 色的彩色圖像相應的數據、或者是與使用了單色(例如黑色)的單色圖 像相應的數據。因此，為了形成與各色相應的四種圖像，顯影裝置2、 感光鼓3、帶電器5、清潔單元4和中間轉印輥64分別設置有四個。
即，這四個構件分別被設定為黑色、青綠色、洋紅色、黃色，由這 些構件構成圖像工作檯(station)。
帶電器5是用於使感光鼓3的表面均勻地帶電為預定電位的帶電單 元。帶電器5能夠使用接觸型帶電器(例如，輥型或刷型帶電器)或如 圖1所示那樣的充電器型帶電器。
曝光單元l具有如下功能，即，根據所輸入的圖像數據對帶電後的 感光鼓3的表面進行曝光，從而在該表面上形成與圖像數據相應的靜電 潛像。詳細地說，在曝光單元1中配置有使雷射束進行掃描的多面反射 鏡和用於將被多面反射鏡反射的雷射引導至感光鼓3的透鏡或反射鏡等 光學要素。
作為該曝光單元1,能夠使用具有雷射照射部和反射鏡的雷射掃描 單元(LSU)、將EL或LED等發光元件排列成陣列狀的寫入裝置(例 如,寫入頭(writing head ))。
顯影裝置2是利用四色(Y、 M、 C、 K)的調色劑使形成在各感光 鼓3上的靜電潛像顯像化(可視化)的裝置。清潔單元4對顯影、圖像 轉印後殘留在感光鼓3上的表面的調色劑進行除去、回收。
在感光體3的上方配置有中間轉印帶單元6。該中間轉印帶單元6 除了具有上述的中間轉印帶61、中間轉印輥64以及中間轉印帶清潔單 元65外，還具有中間轉印帶驅動輥62以及中間轉印帶從動輥63。
中間轉印帶驅動輥62、中間轉印輥64、中間轉印帶從動輥63等輥 以如下方式構成架撐並支持中間轉印帶61,使中間轉印帶61的表面 能夠在預定方向(圖中的箭頭D方向)移動。
中間轉印輥64隔著中間轉印帶61能夠旋轉地支撐在與感光鼓3相 反的一側。該中間轉印輥64提供將感光鼓3的調色劑像轉印到中間轉
10印帶61上的偏壓。
中間轉印帶61以與各感光鼓3接觸的方式設置，並且，具有如下 功能，即，將形成在感光鼓3上的各色的調色劑像依次重疊轉印到中間 轉印帶61上，從而在中間轉印帶61上形成彩色的調色劑像(多色調色 劑像)。在此，該中間轉印帶61使用厚度為100)im 150jim左右的薄 膜，形成為環狀。
調色劑像從感光鼓3向中間轉印帶61的轉印由與中間轉印帶61的 背側(即，中間轉印帶61的與感光鼓3相反的一側)接觸的中間轉印 輥64來進行。在中間轉印輥64上施加有用於將調色劑像轉印到中間轉 印帶61上的高電壓的轉印偏壓，即，施加與調色劑的帶電極性(例如 負電極)相反的極性(例如正電極)的高電壓的轉印偏壓。在此，中間 轉印輥64為如下的輥，即，以由直徑8mm ~ 10mm的金屬(例如不鏽 鋼)構成的旋轉軸為基體，其表面由導電性的彈性材料(例如EPDM、 聚氨酯泡沫(urethane foam )等材料構成的材料)覆蓋。中間轉印輥64 能夠利用該導電性的彈性材料來對中間轉印帶61均勻地施加高電壓。 在本實施方式中，作為轉印電極，使用輥形狀的轉印電極，但並不限於 此，也能夠使用刷形狀的轉印電極等。
如上所述，在感光鼓3上利用各色的調色劑被顯像化(可視化)的 調色劑像層疊在中間轉印帶61上。這樣層疊的各色調色劑像利用中間 轉印帶61的旋轉，由在片材P和中間轉印帶61對置的轉印部位配置的 二次轉印單元IO轉印到片材P上。
中間轉印帶61和二次轉印單元10的轉印輥10a相互壓接，形成咬 入區(nip region)。另夕卜，在二次轉印單元10的轉印輥10a上施力口用 於使中間轉印帶61上的各色調色劑像轉印到片材P上的電壓，即，施 加與調色劑的帶電極性(例如負電極)相反極性(例如正電極)的電壓。 並且，為了穩定地得到上述咬入區，使二次轉印單元10的輥或中間轉 印帶驅動輥62中的任意一方為金屬輥等硬質材料的輥，使另一方為彈 性輥等軟質材料(例如彈性橡膠或發泡性樹脂等軟質材料)的輥。
但是，有時發生如下情況，即，二次轉印單元10沒有將中間轉印 帶61上的各色調色劑像完全轉印到片材P上，在中間轉印帶61上殘留 調色劑。該殘留調色劑成為在接下來的工序中發生調色劑混色的原因。
因此，中間轉印帶清潔單元65以對該殘留調色劑進行除去、回收的方式構成。例如，在中間轉印帶清潔單元65中，作為清潔構件，具 有與中間轉印帶61接觸的清潔刮板(cleaning blade)。該清潔刮板在與 中間轉印帶從動輥63對置的位置，被支撐在中間轉印帶61的背側(即， 中間轉印帶61的與從動輥63相反一側)。
圖像形成裝置100還具有給紙託盤81、手動給紙託盤82和排出部91。
給紙託盤81用於儲存圖像形成中所使用的片材P,設置在裝置主體 110的下側。另外，也能夠在手動給紙託盤82中放置圖像形成中所使用 的片材。另外，排出部91設置在裝置主體110的上部，在本實施方式 中為排紙託盤。該排出部91是用於面向下(face down)載置圖像形成 完成的片材P的託盤。
另外，在裝置主體110中設置有使給紙託盤81或手動給紙託盤82 的片材P經由二次轉印單元IO和定影裝置7輸送到排出部91的大致S 字形狀的主l般送3各徑Sl。
進而，沿著從給紙託盤81或手動給紙託盤82至排出部91的主搬 送路徑Sl,配置有拾取輥(pickup roller) lla、 llb、定位輥(registration roller) 13、 二次轉印單元10以及定影裝置7。
搬送輥12a~ 12d例如為用於促進、輔助片材P的搬送的小型輥， 沿著搬送路徑S設置。此外，對於搬送^各徑S來說，除了主搬送i 各徑Sl 之外，包括轉回(switchback)搬送路徑S2、反轉搬送路徑S3。
才合取輥lla、 lib分別設置在給紙託盤81和手動給紙託盤82的端 部附近，是從給紙託盤81以及手動給紙託盤82向主搬送路徑SI逐張 地供給片材P的調入輥(pull-in roller)。
另外，定位輥13使從給紙託盤81搬送來的片材P暫時停止，並使 片材P的前端一致。另外，定位輥13具有如下功能與中間轉印帶61 上的調色劑像取得同步，從而定時(timing)較好地搬送片材P。
定影裝置7使形成在片材P上的未定影調色劑像加熱熔融並粘著， 從而定影在該片材P上。關於該定影裝置7，隨後詳細敘迷。
在以上說明的圖像形成裝置100中，在請求單面圖像形成時，首先， 從給紙託盤81或手動給紙託盤82搬送的片材P由主搬送路徑Sl中的 搬送輥12a搬送到定位輥13。接著，利用定位輥13,片材P與中間轉 印帶61上的調色劑像取得同步，被搬送到轉印部位。由施加到二次轉印單元IO上的轉印電場，將中間轉印帶61上的調色劑像轉印到該被搬 送到轉印部位的片材P上。然後，片材P通過定影裝置7，從而轉印到 該片材P上的未定影調色劑受到熱和加壓力，被溶融、粘著，定影在片 材上。定影了調色劑像的片材P隨後經由搬送輥12b排出到排出部91 上。
另一方面，在請求雙面圖像形成時，如上述那樣單面圖像形成結束 且通過了定影裝置7的片材P在轉回搬送路徑S2被搬送輥12b夾持 (chuck)的狀態下，搬送輥12b反向旋轉，由此，以停止前的搬送方 向上遊側端部為前的方式，由搬送輥12c、 12d搬送到反轉搬送路徑S3。 然後，搬送到反轉搬送路徑S3上的片材P由搬送輥12c、 12d引導至轉 印部位的搬送方向上遊側後，經由定位輥13，在背面進行圖像形成，排 出到4非出部91。
接著，參照附圖，對本發明實施方式的定影裝置進行說明。圖2是 示意性地表示圖1示出的圖像形成裝置100所具有的定影裝置7的定影 輥71和加壓輥72部分的結構的說明圖。
如圖2所示，定影裝置7具有定影輥71和與該定影輥71對峙配置 的加壓輥72。定影輥71和加壓輥72夾持片材P進行旋轉，將片材P 向搬送輥12b搬送。
詳細地說，加壓輥72一皮省略圖示的加壓單元向定影輥71按壓。定 影輥71具有如下功能，即，與加壓輥72—起對片材P進行熱壓接，從 而對轉印到片材P上的調色劑像進行溶融、壓接(例如，對多色調色劑 像溶融、混合、壓接)，對片材P進行熱定影。即，定影輥71以及加 壓輥72在搬送片材P的搬送方向上進行旋轉，在定影輥71和加壓輥72 的壓接處形成有定影咬入部。由此，定影裝置7—邊在定影輥71和加 壓輥72之間的定影咬入部夾持轉印有調色劑像的片材P, —邊進行搬 送，從而對該片材P上的未定影調色劑進行加熱溶融，能夠在該片材P 上進行加壓定影。
定影輥71能夠為如下結構例如，在圓筒狀的構件(具體地說， 金屬制芯骨)71a的外周面設置有彈性層71b。
在定影輥71的內側設置有多個(在此為第一以及第二這兩個)定 影加熱器HL1、 HL2。具體地說，第一定影加熱器HL1以及第二定影加熱器HL2由卣素加熱燈(halogen heater lamp)構成，分別設為主加熱 器和副加熱器。第一定影加熱器HL1 (以下稱為主加熱器)以及第二定 影加熱器HL2 (以下稱為副加熱器)分別在定影輥71的長度方向整個 區域延伸。
主加熱器HL1和副加熱器HL2示出相互不同的配熱特性。圖3( a ) ~ 圖3 (c)是設置在定影輥71中的加熱器的沿長度方向的配熱特性的圖， 圖3 (a)表示主加熱器HL1的配熱特性，圖3 (b)表示副加熱器HL2 的配熱特性。此外，在圖3 (a)以及圖3 (b)中，縱軸表示將加熱器 的沿長度方向的配熱分布中的設最大值設為100%的比率，橫軸表示將 以中心為基準的搬送中的片材的寬度方向的中央部設為0的距離[單位 mm]。關於後述的圖3 (c)也同樣。
如圖2、圖3 (a)以及圖3(b)所示，在本實施方式中，主加熱器 HL1示出了如下配熱特性，即，主要對定影輥71的沿長度方向的預定 長度的第一區域(參照圖2中的al )加熱的第一配熱分布(參照圖3(a) 中的(31 )高於主要對該第一區域al以外的第二區域(參照圖2中的a2、 a3)加熱的第二配熱分布(參照圖3 (a)中的卩2、卩3)。另外，副加 熱器HL2示出了如下配熱特性，即，主要對定影輥71的第二區域a2、 a3加熱的第二配熱分布(參照圖3 (b)中的卩2，、卩3，)高於主要對第 一區域al加熱的第一配熱分布(參照圖3 (b)中的卩l，)。
此外，如圖l所示，可以在定影裝置7中設置用於從外部加熱定影 輥71的外部加熱帶73。
並且，在定影輥71的內側還設置有輔助加熱器HL4。輔助加熱器 HL4僅在預熱時^皮通電。此外，在這裡，輔助加熱器HL4由卣素加熱燈 構成。另外，輔助加熱器HL4在定影輥71的長度方向整個區域延伸。
另外，在定影輥71的周圍設置有對定影輥71的表面溫度進行測定 的溫度測定單元的一例、即溫度傳感器(具有代表性的為熱敏電阻) RTH。在這裡，溫度傳感器RTH為第一以及第二這兩個溫度傳感器 RTH1、RTH2。第一溫度傳感器RTH1測定定影輥71表面的第一區域al 的溫度，第二溫度傳感器RTH2測定定影輥71表面的第二區域a2、 a3 中的一個a2的溫度。
定影輥71基於來自溫度傳感器RTH(在此為第一溫度傳感器RTH1 以及第二溫度傳感器RTH2)的測定值，利用圖像形成裝置100中的控制單元的一例、即控制部200 (參照後述的圖7)進行加熱器控制，使 得定影輥71的表面在預熱後的準備完成時成為預定的定影溫度(進行 圖像形成時的溫度，例如150。C左右)，或者在待機時成為預定的待機 溫度(與定影溫度相比為低溫，例如5(TC左右)。
詳細地說，基於溫度傳感器RTH的測定輸出，在控制部200的指 示下對主加熱器HL1以及副加熱器HL2進行加熱控制，使得定影輥71 的表面在預熱後的準備完成時成為定影溫度、或者在待機時成為待機溫 度。此外，關於預熱時的加熱器控制，隨後進行說明。
圖4 (a)和圖4 (b)是示出主電源切斷(OFF)或待機模式下的低 溫狀態的定影輥71被加熱的預熱時的該定影輥71的表面溫度的時間變 化的圖，圖4 (a)是表示該定影輥71在預熱時不僅被主加熱器HL1和 副加熱器HL2加熱而且也一皮輔助加熱器HL4加熱的狀態(有輔助加熱器 HL4的援助(assist)狀態)的圖，圖4 ( b )表示該定影輥71在預熱時僅 被主加熱器HL1和副加熱器HL2加熱而沒有被輔助加熱器HL4加熱的 狀態(沒有輔助加熱器HL4的援助的狀態)的圖。此外，在圖4 (a) 以及圖4(b)中，附圖標記RTH1表示第一溫度傳感器RTH1的測定值， 附圖標記RTH2表示第二溫度傳感器RTH2的測定值。
如圖4 (b)所示，在主電源的接通(ON)動作後或者存在待機模 式的解除指示時的預熱時，在上升到成為準備完成(例如能夠複製)狀 態時，要求成為能夠縮短上升時間和保證定影質量的適當的定影溫度。 作為定影輥71的特性，例如，當在輥外周具有彈性層71b時，利用彈 性層71b內的溫度的蓄熱和長度方向的傳熱的效果，能夠某種程度地均 勻地擴散熱，由此，向定影加熱器通電後，在經過了預定時間後，能夠 比較穩定地確保定影性。但是，這也存在限制，在要進一步縮短上升時 間的情況下，有時不能夠充分地確保剛預熱之後的第 一 個片材P的定影 性(例如片材寬度方向端部的定影性)。
關於這一點，根據本發明實施方式的定影裝置7和圖像形成裝置 100，如圖4(a)所示，將僅在預熱時被通電的輔助加熱器HL4設置在 定影輥71的內側，從而能夠效率較好地使預熱時的定影輥71的溫度上 升，相應地能夠縮短預熱時間。
圖5 (a)和圖5 (b)是表示多個定影加熱器HL1、 HL2和輔助加 熱器HL4的概略結構的圖，圖5 ( a )是該加熱器HL1 、 HL2、 HL4的側
15視圖，圖5 (b)是從圖5 (a)的箭頭b觀察該加熱器HLl、 HL2、 HL4 的主視圖。
在本實施方式中，如圖5 (a)以及圖5 (b)所示，多個定影加熱 器HL1、 HL2和輔助加熱器HL4—體地構成。詳細地說，多個定影加熱 器HL1、 HL2和輔助加熱器HL4的長度方向的兩端部由保持構件74a、 74b保持，從而一體地構成。
另外，在本實施方式中，存在如下傾向，即，由多個定影加熱器 HL1 、 HL2加熱的定影輥71的長度方向的溫度分布在圖像形成區域的一 部分區域低於定影溫度。
詳細地說，如圖2、圖3 (a)以及圖3 (b)所示，主加熱器HL1 以及副加熱器HL2的第 一配熱分布卩1 、 p 1 ，是主要對定影輥71的長度方 向中央部的區域al加熱的配熱分布。主加熱器HL1以及副加熱器HL2 的第二配熱分布中的一方P2、(32，是主要對定影輥71的長度方向一側(在 此為前側)端部的區域a2加熱的配熱分布。主加熱器HL1以及副加熱 器HL2的第二配熱分布中的另一方(33、(33，是主要對定影輥71的長度方 向的另一側(在此為後側)端部的區域a3加熱的配熱分布。
在此，如圖3(a)所示，主加熱器HL1的第一配熱分布卩l與小於 最大尺寸片材的小尺寸片材的寬度方向(沿著定影輥71的長度方向的 寬度方向)的長度L1大致對應。另夕卜，如圖3(b)所示，副加熱器HL2 的第二配熱分布中的一個(圖中的前側)配熱分布|32'外側端與另一個 (圖中的後側)配熱分布卩3，的外側端之間的區域與最大尺寸片材的寬 度方向的長度L2大致對應。
在該定影裝置7中，為了消除定影輥71的前側端部的凸出，在前 側端部將長度方向的外形尺寸設定得較窄(在空間上沒有餘量的狀態)， 如圖3 (b)所示，對於副加熱器HL2的配熱特性來說，主要對定影輥 71的第二區域即兩端部區域oc2、 a3加熱的第二配熱分布卩2，、卩3，中的 一個配熱分布卩2，(前側)，與另一個配熱分布卩3，(後側)相比變窄。 這樣，相對於定影輥71的中央部的區域al以及後側端部的區域ot3的 溫度分布，不能夠充分確保前側端部的區域a2的溫度分布，因此容易 引起定影不良，因此，當要確保該前側端部的區域a2的溫度分布時， 相應地，定影輥71在長度方向整體到達定影溫度之前花費時間，在本 實施方式中為如下結構。圖6 (a)以及圖6(b)是將在定影輥71中設置的主加熱器HL1、 副加熱器HL2和輔助加熱器HL4的沿著長度方向的熱容量的分布與將 這些熱容量合計的分布一起表示的配熱特性的圖，圖6 (a)是如後面所 述那樣在輔助加熱器HL4的配熱特性中使笫一配熱分布高於第二配 熱分布y2的情況，圖6 (b)是在輔助加熱器HL4，的配熱特性中在定影 輥71的長度方向整個區域均勻的情況。另外，圖中"合計"表示將各加 熱器的值合計後的值。
此外，在圖6 (a)以及圖6 (b)中，縱軸為加熱器的每單位長度 的熱容量[單位J/(K*m)]，橫軸為以中心為基準的搬送中將A4片材橫 向通過(橫向尺寸約300mm)時的寬度方向的中央部設為0的距離[單 位mm], +側表示裝置前側，-側表示裝置後側。
如圖6(b)所示，可知橫軸-150mm附近(後側)的配熱特性(參 照Sl )被確保至片材端部，但是，+150mm附近(前側)的配熱特性(參 照52)不能夠充分確保至片材端部。
因此，對於輔助加熱器HL4的配熱特性來說，提高與定影輥71的 溫度分布變低的區域對應的配熱分布。圖3 (c)表示輔助加熱器HL4 的配熱特性。
詳細地說，對於輔助加熱器HL4的配熱特性來說，主要對定影輥 71的第二區域即兩端部區域a2、 a3中長度方向的一側(在此為前側) 端部的區域(參照圖2中的a2)加熱的第一配熱分布(參照圖3 (c) 中的yl),高於主要對該前側端部以外的區域(參照圖2中的a4)加 熱的第二配熱分布(參照圖3 (c)中的y2)。
在這裡，如圖3 (c)所示，輔助加熱器HL4的第一配熱分布yl的 外側端和第二配熱分布的外側端之間的區域與最大尺寸片材的寬度 方向的長度L2大致對應。
在具有這樣結構的定影裝置7中，如圖6(a)所示，對於輔助加熱 器HL4的配熱特性來說，由於第一配熱分布yl高於第二配熱分布y2, 所以能夠提高+ 150附近(前側)的配熱特性(參照52，)，因此，能夠 更有效地進行預熱時的定影輥71的溫度上升，進而，能夠謀求預熱時 間的縮短化。
圖7是圖1示出的圖像形成裝置100所具有的定影裝置7的定影功能的控制所涉及的構成要素的框圖。
控制部200具有CPU ( Central Processing Unit:中央處理器)等信 息處理裝置201和存儲部202。存儲部202存儲各種控制程序和必要的 函數，包括ROM (Read Only Memory:只讀存儲器)以及RAM ( Random Access Memory:隨才幾存取存4諸器)。
控制部200進行如下控制，即，由CPU201從存儲部202讀出各種 控制程序，並執行該讀出的控制程序，從而進行定影裝置7的定影功能 的控制。
此外，控制部200也可以以如下方式構成不僅控制定影裝置7的 定影功能，而且控制圖像形成裝置整體的動作。此時，控制部200還進 行裝置的圖像形成所涉及的程序控制。
控制部200在僅進行定影裝置7的控制時，與控制裝置整體的動作 的控制部進行通信，進行定影功能的控制也可以。在以下的說明中，控 制部200對裝置整體的動作進行控制。
控制部200以如下方式構成利用CPU201,才艮據溫度傳感器所測 定的輥表面溫度，通過未圖示的驅動器對各加熱器進行通電控制(例如， 基於溫度傳感器的測定輸出，進行準備完成時或者待機時或後述的預熱 時的加熱器的控制)。
詳細地說，溫度傳感器RTH電連接至控制部200的輸入系統，使 得能夠將定影輥71的表面溫度的測定值輸入到控制部200 (在此，使得 第一以及第二溫度傳感器RTH1、 RTH2分別能夠將定影輥71的笫一區 域al以及第二區域a2的溫度測定值輸入到控制部200)。
並且，控制部200在預熱時向輔助加熱器HL4通電，並且，在基於 溫度傳感器RTH (在此為第一溫度傳感器RTH1以及第二溫度傳感器 RTH2)的測定值檢測出定影輥71到達定影溫度的情況下，停止對輔助 加熱器HL4通電。
由此，能夠僅在預熱時使輔助加熱器HL4通電，能夠效率較好地使 預熱時的定影輥71的溫度上升。
在本實施方式中，加壓輥72例如與定影輥71同樣地，也能夠為在 圓筒狀的構件(具體地說，金屬制芯骨)72a的外周面設置有彈性層72b 的結構。在本實施方式中，在加壓輥72的內側具有加壓輥用定影加熱 器(在此為由卣素加熱燈構成的加熱器，以下稱為加壓輥用定影加熱器)HL3。此外，加壓輥用加熱器HL3在加壓輥72的長度方向整個區域上 延伸。另外，在加壓輥72的周圍設置有測定加壓輥72的表面溫度的加 壓輥用溫度傳感器(具有代表性的為熱敏電阻)PRTH。
並且，控制部200以如下方式構成在預熱時，與對主加熱器HL1 的通電連動地對輔助加熱器HL4通電，另一方面，在預熱後的準備完成 時以及待才幾時，不管對主加熱器HL1是否通電，對輔助加熱器HL4不 進行通電。另外，控制部200以如下方式構成在向輔助加熱器HL4通 電時，對副加熱器HL2以及加壓輥用加熱器HL3中的至少一方不進刊-通電。
圖8 (a) ~圖8 (c)是表示存儲加熱器點亮條件的控制表格的一 例的圖，該加熱器點亮條件用於由圖1示出的圖像形成裝置100所具有 的控制部200基於溫度傳感器的溫度測定值對加熱器進行通電控制，圖 8 (a)表示預熱時的加熱器點亮條件，圖8 (b)表示待機時的加熱器點 亮條件，圖8 (c)示出準備完成時(例如複製時)的加熱器點亮條件。
此外，在圖8 (a) ~圖8 (c)中，附圖標記RTH1是與對定影輥 71的第一區域al的溫度進行測定的第一溫度傳感器對應的表格，附圖 標記RTH2是與對定影輥71的第一區域a2的溫度進行測定的第二溫度 傳感器對應的表格，附圖標記PRTH是與對定影輥72表面的溫度進行 測定的加壓輥用溫度傳感器對應的表格。在該表格中，"L"表示溫度傳 感器為目標溫度以下的值的情況，"HH"表示溫度傳感器高於目標溫度的 值的情況。在此，所謂目標溫度，在預熱時以及準備完成時(以下稱為 複製時)是定影溫度，在待機時是待機溫度。
另外，在圖8(a) ~圖8 (c)中，附圖標記HL1是與480W的主 加熱器對應的表格，附圖標記HL2是與510W的副加熱器對應的表格， 附圖標記HL3是與300W的加壓輥用加熱器對應的表格，附圖標記HL4 是與300W的輔助加熱器對應的表格。在這樣的表格中，在記有瓦特 (watt)數的位置表示對與其對應的加熱器通電的控制，在記有"OFF， 的位置表示不向與其對應的加熱器通電的控制。
另外，圖8(a) ~圖8 (c)示出的"合計"表示將所通電的加熱器的 瓦特數合計後的值。
如圖8 (a) ~圖8 (c)所示，輔助加熱器HL4 4又在預熱時與主加 熱器HL1同步地點亮，另一方面，在這之外的待才幾時以及複製時，不點亮輔助加熱器HL4。這樣，控制部200對主加熱器HL1、副加熱器HL2、 加壓輥用加熱器HL3以及輔助加熱器HL4這四個加熱器進行控制，從 而效率4交好地進行預熱時、待機時、複製時的溫度控制。
此外，優選控制部200以如下方式構成在對輔助加熱器HL4通電 時，不對加壓輥用加熱器HL3進行通電。
根據這樣的結構，由於例如在設置的場所設置的屋內電流斷路器的 額定電流等的限制，能夠一邊將加熱器的容量作為整體進行維持， 一邊 效率較好地使定影輥71的溫度上升。
另外，在輔助加熱器HL4通電時，不對加壓輥用加熱器HL3進行 通電，從而能夠謀求功耗的削減。
對於本發明來說，能夠不脫離其精神或者主要特徵地以其他各種方 式實施。因此，所述實施例在所有點上僅是示例，並不是限定性地解釋。 本發明的範圍由技術方案的範圍示出，並不限於說明書本文。並且，屬 於技術方案範圍的變形或者變更全都在本發明的範圍內。
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權利要求
1.一種圖像形成裝置所具備的具有定影輥的定影裝置，其特徵在於，具有多個定影加熱器，設置在所述定影輥的內側，並具有相互不同的配熱特性；輔助加熱器，設置在所述定影輥的內側，僅在處於低溫狀態的所述定影輥達到預定的定影溫度之前的預熱時被通電。
2. 如權利要求1所述的定影裝置，其特徵在於，由所述多個定影加熱器加熱的所述定影輥的長度方向的溫度分布 在一部分區域變低，所述輔助加熱器的配熱特性提高與所述定影輥的所述溫度分布變 <氐的區域對應的配熱分布。
3. 如權利要求2所述的定影裝置，其特徵在於， 所述多個定影加熱器包括第一定影加熱器，具有如下的配熱特性主要對所述定影輥的沿著 長度方向的預定長度的中央部區域加熱的第 一 配熱分布，高於主要對該 中央部區域以外的兩端部區域加熱的第二配熱分布，第二定影加熱器，具有如下的配熱特性主要對所述定影輥的所述 兩端部區域加熱的第二配熱分布，高於主要對所述中央部區域加熱的第 一配熱分布；並且，所述第二定影加熱器的配熱特性中，主要對所述兩端部區域 加熱的所述第二配熱分布中的一個配熱分布比另一個配熱分布窄，所述輔助加熱器的配熱特性中，主要對所述兩端部區域的所述 一 個 端部區域加熱的第 一配熱分布，高於主要對該一個端部區域以外的區域 加熱的第二配熱分布。
4. 一種圖像形成裝置，其特徵在於，具備權利要求1至3的任一項所述的定影裝置；溫度測定部，測 定所述定影輥的溫度；控制部，基於所述溫度測定部的測定值，控制所 述定影輥的溫度，所述控制部在所述預熱時對所述輔助加熱器通電，並且，在基於所 述溫度測定部的測定值檢測出所述定影輥到達所述定影溫度的情況下， 停止對所述輔助加熱器通電。
5.如權利要求4所述的圖像形成裝置，其特徵在於，還具有加壓輥，用於向所述定影輥加壓；加壓輥用定影加熱器，設置在所述加壓輥的內側，所述控制部在對所述輔助加熱器通電時，不對所述加壓用定影加熱器通電。
全文摘要
本發明涉及定影裝置以及圖像形成裝置。本發明提供一種在定影輥的內側設置有具有相互不同的配熱特性的多個定影加熱器的定影裝置以及具有該定影裝置的圖像形成裝置，具有輔助加熱器，該輔助加熱器設置在定影輥的內側，並且，僅在處於低溫狀態的定影輥到達預定的定影溫度之前的預熱時被通電。
文檔編號G03G15/20GK101581905SQ20091014085
公開日2009年11月18日 申請日期2009年5月14日 優先權日2008年5月14日
發明者中谷浩史, 井出敦, 塚本公秀, 山中孝師, 立石嘉信 申請人:夏普株式會社