专利名称：定影设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种定影设备，该定影设备用于诸如复印机或激光束打印机的成像设备中。
背景技术：
诸如电子照相复印机或激光束打印机的成像设备包括定影设备，该定影设备通过进行加热和加压定影形成在记录材料上的调色剂图像。通过采用热辊法加热定影设备，热辊法采用内部包括卤素加热器的筒状部件。此外，最近定影设备中有能够节省电力的膜加热法。采用膜加热法的定影设备包括滑动压合部(下文中称为内表面压合部或传热压合部)和加压压合部(下文中称为定影压合部)。滑动压合部由基于耐热树脂或金属的筒状带(下文中称为定影套筒)和由陶瓷等制成且与定影套筒的内表面接触滑动的加热部件形成。加压压合部由经由定影套筒加压的加压部件形成。承载调色剂图像的记录材料被保持在定影压合部之间且被输送通过定影压合部，从而调色剂图像被定影在记录材料上。由于采用膜加热法的定影设备集中加热定影压合部周围的区域，与采用热辊法的定影设备相比，能够节省电力且能够缩短等待时间(即快速启动)。此外，成像设备中使用的多种类型的记录材料。这种要用于成像设备的记录材料包括办公室常用的普通纸、片材折叠的介质例如信封和基重为60g/m2或更小的薄纸。日本专利申请特开No. 2007-128037讨论了一种能够对应于诸如信封或薄纸的不同介质来改变加压力的定影设备。然而，在采用膜加热法且包括由诸如金属的高刚性部件形成的定影套筒的定影设备中，如果根据介质类型改变加压力，则当加压力减小时定影压合部的区域宽度变窄。结果，由于内表面压合部中的区域宽度变窄，加热部件的传热效率变低。换言之，如果采用膜加热法的定影设备的加压力被减小以防止在信封中产生褶皱或防止卷曲，则当定影介质上的图像时传热效率可能降低。
发明内容
本发明涉及一种当降低施加到定影压合部的加压力且进行定影处理时能够减少电力消耗的定影设备。根据本发明的方面，一种定影设备，包括加热器；带部件，所述加热器与所述带部件的内周面接触；支撑部件，所述支撑部件被构造成经由所述带部件与所述加热器形成定影压合部，用于在记录材料上进行定影处理；和压力调整机构，所述压力调整机构被构造成能够将要施加到所述定影压合部的加压力设定为第一加压力和比所述第一加压力低的第二加压力，其中所述定影设备能够执行以所述第一加压力进行定影处理的第一定影模式和以所述第二加压力进行定影处理的第二定影模式，所述加热器包括第一加热部件图案和第二加热部件图案，如果将要施加到所述定影压合部的加压力设定为所述第一加压力，所述第一加热部件图案和所述第二加热部件图案的全部被包含在所述加热器和所述带部件之间的接触区域内，如果将要施加到所述定影压合部的加压力设定为所述第二加压力，所述第一加热部件图案的全部被包含在所述接触区域内，所述第二加热部件图案的至少一部分被设置在所述接触区域外部。参考附图，从以下示范性实施例的详细描述中，本发明进一步的特征和方面将变得显而易见。
并入说明书中且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出本发明的示范性实施例、特征和方面，用于说明本发明的原理。图1是示出根据第一示范性实施例的成像设备的示意性剖视图。图2是示出根据第一示范性实施例的定影设备的示意性剖视图。图3A和图IBB是示出根据第一示范性实施例的加热器的剖视图和平面图。图4是示出根据第一示范性实施例的加热器的纵向加热分布的示意图。图5A、图5B和图5C示出每个定影模式下的加压机构和状态。图6A和图6B示出根据第一示范性实施例的内表面压合部周围的区域。图7A、图7B和图7C示出根据第二示范性实施例的加热器和内表面压合部周围区域的平面图。图8A、图8B和图8C示出根据第三示范性实施例的加热器和内表面压合部周围区域的平面图。图9示出根据第三示范性实施例的加热器的另一示例。图10A、图IOB和图IOC示出根据第四示范性实施例的加热器和内表面压合部周围区域的平面图。
具体实施例方式以下将参考附图详细描述本发明的各个示范性实施例、特征和方面。(1)多色成像设备的整体构造以下将参考图1描述根据第一示范性实施例的成像设备的整体构造。图1是示意剖视图，示出作为根据本示范性实施例的成像设备的例子的全色激光束打印机(以下称为打印机10)的整体构造。以下将描述根据本示范性实施例的包括多个感光鼓的全色激光束打印机。然而，本发明不限于该构造。本发明能够被应用于包括单个感光鼓的单色复印机或打印机。参考图1，打印机10的下部存储能够被拉出的盒11。记录材料P被堆放且容纳在盒11中。拾取辊13进给来自盒11的记录材料P。然后记录材料P被进给延迟辊对14 一张一张地分离，且输送到阻挡辊15。打印机10包括成像单元7，其中分别与黄色、品红色、青色和黑色的每一个对应的成像站7Y、7M、7C和7K并排布置。成像单元7包括感光鼓1Y、1M、1C和IK(下文中统称为感光鼓1)(即图像承载部件)和对感光鼓1的表面均勻充电的充电装置2Y、2M、2C和I。此外，成像单元7包括显影装置4Y、4M、4C和4K，该显影装置将调色剂吸附到感光鼓1上的静电潜像上且将图像显影为调色剂图像。而且，成像单元7包括将感光鼓1上的调色剂图像转印到静电转印带四的初次转印单元8Y、8M、8C和8K(下文中统称为初次转印单元8)。设置在成像单元7下方的扫描仪单元3ΥΜ和3CK根据图像信息发出激光束以在感光鼓1上形成静电潜像。显影辊5Y、5M、5C和涨将调色剂供应到感光鼓1，且清洁器6￥、6皿、 6C和6K清洁感光鼓1。通过初次转印单元8转印到转印带四上的调色剂图像T在二次转印单元31处被转印到记录材料P上。然后记录材料P通过定影设备12，从而调色剂图像T被定影在记录材料P上。记录材料P被输送到排出辊对32且通过排出辊对32，且被排出到记录材料堆放单元33。根据本示范性实施例的打印机10中记录材料P的片材通过宽度在与输送方向垂直的方向(下文中称为纵向)上是76讓至四7讓。在打印机10中片材通过基准是关于与记录介质P的输送方向垂直的方向的大致中央(下文中称为中央对准)。(2)定影设备以下将参考图2描述根据本示范性实施例的定影设备12。根据本示范性实施例的定影设备12采用膜加热法，且加热设备使用可旋转加压部件驱动法(即无张力型)。参考图2，定影设备12包括将在下面详细描述的定影套筒20 (即筒状带部件)和加压辊22 (即支撑部件)。加热器保持器17是其剖面具有大致半圆弧沟槽形状的耐热刚性加热器保持部件。加热器16沿加热器保持器17的纵向设置在其底侧。定影套筒20松驰地装配在加热器保持器17外部。加热器16是陶瓷加热器。由高耐热液晶聚合树脂形成的加热器保持器17保持加热器16且引导定影套筒 20。根据本示范性实施例，杜邦公司制造的knite7755(产品名称)被用作该液晶聚合物。 Zenite7755的可用温度上限是大约270°C。通过注射模制在不锈钢芯上形成大约3mm厚的硅橡胶层，且覆盖有大约40 μ m厚的四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚(PFA)树脂管，来制造加压辊22。根据本示范性实施例， 加压辊22的外径是25mm。加压辊22的芯的两端被安装在设备框架M的侧板(未示出) 的远侧和近侧之间以自由旋转。包括加热器16、加热器保持器17和定影套筒20的定影套筒单元被设置在加压辊22上方，从而加热器16被设置成向下面对加热辊22且与之平行。将在下面描述的加压机构对加热器保持器17的两端施加朝向加压辊22的力，对于一侧所施加的最大力为 147N(15kgf)，即总加压力为 294N(30kgf)。因而通过将加热器16经由定影套筒20压接到加压辊22上而形成热定影所需的预定宽度的定影压合部N。将在下面描述的加压机构包括自动压力改变机构(即压力调整机构)，并且能够根据将要通过的介质改变加压力。入口引导件23和定影片材排出辊沈被安装在设备框架M上。入口引导件23引导记录材料从而已经通过二次转印压合部的记录材料P被正确地引导到定影压合部N。根据本示范性实施例，入口引导件23由聚苯硫醚(PPQ树脂形成。加压辊22被驱动单元(未示出)驱动以预定圆周速度沿图2中示出的箭头指示的逆时针方向旋转。当加压辊22旋转时，加压辊22的外表面和定影套筒20在定影压合部 N处产生压接摩擦力。结果，旋转力借助压接摩擦力被施加到筒状定影套筒20，定影套筒20的内表面侧附着到加热器16的下侧且在其上滑动。因而定影套筒20沿图2中示出的箭头指示的顺时针方向绕加热器保持器17被可旋转地驱动。油脂被施加到定影套筒20的内表面以保证加热器保持器17和定影套筒20的内表面之间的可滑动性。当加压辊22开始旋转时，筒状定影套筒20被可旋转地驱动。然后加热器16被开启，其温度升高。在加热器16的温度已升高到且被调整到预定温度时，承载未定影调色剂图像的记录材料P沿入口引导件23被引导到定影压合部N的定影套筒20和加压辊22之间。记录材料P的调色剂图像承载侧在定影压合部N中附着到定影套筒20的外表面，记录材料P与定影套筒20 —起在定影压合部N被保持且输送。在保持且输送过程中，来自加热器16的热量经由定影套筒20施加到记录材料P， 从而记录材料P上的未定影的调色剂图像被施加到其上的热量和压力熔融且定影到记录材料P上。已通过定影压合部N的记录材料P与定影套筒20弯曲分离且通过定影片材排出辊26排出。图3A和图;3B分别示出加热器16的剖视图和平面图。加热器16包括以下构件。(1)陶瓷基底41，该陶瓷基底是水平的长平板，其纵向与片材通过方向垂直(根据本示范性实施例，陶瓷基底41在纵向的长度是370mm，在短长度方向的长度是10mm，厚度是 0. 6mm)；(2)通过丝网印刷在陶瓷基底41的一个表面上沿纵向线性或区域涂布的电阻加热部件层(即加热部件图案)42和43，该电阻加热部件层通过施加电流产生热量，电阻加热部件层42和43通过在基底41上施加包含银钯合金(Ag/Pd)的导电糊而形成，该电阻加热部件层42禾口 43约10 μ m厚，Imm宽和303_长；(3)电极44a、44b和44c，该电极是通过在陶瓷基底41的一个表面上丝网印刷银糊形成的图案，用于给电阻加热部件层42和43供电；(4)大约30 μ m厚度的薄玻璃涂层45，以保护和保证电阻加热部件层42和43绝缘；和(5)由聚酰亚胺形成的滑动层46，该滑动层被设置在陶瓷基底41的另一表面上与定影套筒20的内表面接触的位置。图4示出当对电阻加热部件层42和43供应预定量电力时产生的加热器16沿纵向上的加热分布。电阻加热部件层由两个加热部件42(即第一加热部件图案)和43(即第二加热部件图案)形成。加热部件42被形成为使得发热量从纵向的中央(即片材通过基准)到边缘部连续下降(即每单位长度的发热量逐渐下降)。另一方面，加热部件43被形成为使得发热量从纵向的中央到边缘部逐渐增加。加热器16中的电极44 (即电极44a、44b和44c)被附接到电源连接器。从加热器驱动电路经由电源连接器给电极44供电，从而电阻加热部件层42和43产生热量，且加热器16的温度迅速升高。根据本示范性实施例，电极Mc是经由电极4 使加热部件42产生热量和经由电极44b使加热部件43产生热量的公共电极。加热部件42和43的每一个被加热器驱动电路(未示出)独立地驱动。根据纸张尺寸控制开启加热部件42和43的时间比例。结果， 在与纵向宽度为76讓至四7讓的纸张尺寸对应的同时，能够有效减少在定影设备中片材不通过的部分的温度的升高。
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在通常使用中，当加压辊22开始旋转时，定影套筒20开始被可旋转地驱动，且定影套筒20的内表面的温度也随着加热器16的温度升高而升高。利用比例积分微分(PID) 控制来控制给加热器16的电力供应。控制对加热器16的电力输入，使得定影套筒20的内表面的温度、即由套筒热敏电阻18(第一温度检测元件)检测的温度成为目标值。参考图2，板簧25将热敏电阻18压靠到定影套筒20的内表面。第二温度检测元件19检测加热器16的温度，且监控加热器16以防止温度过度升高。控制单元21根据由第一温度检测元件18检测的温度控制给加热器16的电力供应。第二温度检测元件19的信号线也被连接到控制单元21，当加热器16的温度过度升高时控制单元21停止给加热器16供应电力。根据本示范性实施例，定影套筒20是筒状部件(即环状带)，其中在带状部件上形成弹性层。更具体地，定影套筒20包括基层，该基层是被形成为24mm内径及30 μ m厚度的筒状不锈钢(SUQ金属环状带(即带基层)。在基层上形成大约300 μ m厚的硅橡胶层(即弹性层)。此外，形成30 μ m厚的PFA树脂管层(即最外层)以覆盖硅橡胶层。图5示出根据本示范性实施例的加压机构。根据本示范性实施例，加压机构经由加压板82、凸缘83、加热器保持器17、加热器16和定影套筒20对加压辊22的外表面施加加压弹簧81的弹簧力。更具体地，设置在定影框架M和加压板82之间的加压弹簧81经由加热器16和定影套筒20对凸缘83朝向加压辊22加压，该凸缘83支撑加热器保持器17 的纵向两侧。凸轮部件84是压力调整机构的一部分。在加压板82关于图5A、5B和5C的近侧和远侧，凸轮部件84被设置成跨过加压板82与加压弹簧81面对。近侧和远侧的凸轮部件 84具有相同尺寸和形状，且以相同相位固定到凸轮轴85。凸轮轴85被轴承支撑以自由旋转，且通过马达(未示出)旋转和停止。根据图5A，凸轮部件84不与加压板82接触，从而最大加压力被施加在定影压合部(即第一加压状态)上。根据本示范性实施例，在第一加压状态下的总加压力是 294N(30kgf)。如果然后凸轮轴85从图5A中示出的状态旋转90°，则凸轮部件84移动且状态成为如图5所示。因而加压板82被上推，施加到定影压合部的加压力能够被设定为比第一加压状态下低(即第二加压状态)。根据本示范性实施例，第二加压状态下总加压力是 147N(15kgf)。如果凸轮轴85从图5B所示的状态被进一步旋转90°，则凸轮部件84也移动且状态成为如图5C所示的。因而加压板82被进一步上推，且加压力能够被设定为更低(即第三加压状态)。根据本示范性实施例，打印办公室通常使用的普通尺寸纸张的情况将被称为普通打印。在普通打印中，在第一定影模式下进行定影处理(即施加到定影压合部的加压力被设定为第一加压力)。此外，如果将在纵向宽度比较窄的信封上打印时，以第二定影模式 (即施加到定影压合部的加压力被设定为第二加压力)进行定影处理。这是为了防止发生褶皱。此外，如果要处理卡纸，或主体的电源要被关闭，则状态被设定为第三加压状态。如上所述，定影设备包括加热器、内周面与加热器接触的带部件和形成定影压合部的支撑部件，支撑部件经由带部件和加热器一起在记录材料上进行定影处理。定影设备进一步包括能够将施加到定影压合部的加压力设定为第一加压力和比第一加压力低的第二加压力的压力调整机构。定影设备能够执行以第一加压力进行定影处理的第一定影模式和以第二加压力进行定影处理的第二定影模式。图6A和图6B示出在根据本示范性实施例的定影设备12中的压合部周围的区域。 参考图6A和图6B，定影设备12中的压合部包括内表面压合部Na和定影压合部N。内表面压合部Na是加热器16和定影套筒20之间的压接部，且是从加热器16到定影套筒20的传热通道(即加热器和带部件之间的接触区域)。定影压合部N是定影套筒20和加压辊22 之间的压接部。根据加热器16和加热器保持器17之间的位置关系、定影套筒20的刚性、 加压辊22的弹性和上述加压机构产生的加压力确定内压合部Na和定影压合部N的区域的范围。如果要使用基底部件是SUS的定影套筒，诸如根据本示范性实施例的定影套筒 20，则定影套筒由于其刚性而形成如图6所示的弯曲形状压合部。因而，通常，定影压合部 N的区域的范围比内表面压合部Na的区域的范围宽。图6A示出第一定影模式下内表面压合部Nal和周围部件之间的位置关系。参考图6A，在第一定影模式下，加热器16的加热部件42和43的全部都被包含在内表面压合部 Nal的区域的范围内。根据本示范性实施例，内表面压合部Nal的宽度是5mm，定影压合部m的宽度是 9mm。定影压合部m和内表面压合部Nal每一个被定位成关于压合部的中央大致对称。此夕卜，加热器16的加热部件42和43的每一个的宽度是大约1mm，加热部件42和43之间的距离是0. 5mm。根据本示范性实施例，加热部件43和内表面压合部Nal的边界之间的最短距离是0. 5mmο图6B示出在第二定影模式下内表面压合部Na2和周围部件之间的位置关系。参考图6B，在第二定影模式下，加热器16的加热部件42的全部被包含在内表面压合部Na2的区域的范围内。此外，一部分或整个加热部件43被设置在内表面压合部Na2的外部
根据本示范性实施例，内表面压合部Na2的宽度是3mm，定影压合部N2的宽度是 6mm。定影压合部N2和内表面压合部Na2的每一个被定位成关于压合部的中央大致对称。 此外，加热器16的加热部件42和43的每一个的宽度大约为1mm，加热部件42和43之间的距离是0.5mm。加热部件43被设置为距离内表面压合部Na2 0.8mm。如上所述，加热器包括第一加热部件图案和第二加热部件图案。当施加到定影压合部的加压力被设定为第一加压力时，第一加热部件图案和第二加热部件图案的全部被包含在加热器和带部件之间的接触区域内。当施加到定影压合部的加压力被设定为第二加压力时，整个第一加热部件图案被包含在加热器和带部件之间的接触区域内。然而，第二加热部件图案的至少一部分被设置在接触区域外部。下面将描述在各个定影模式下进行的加热器16的加热控制。(1)第一定影模式在普通打印中设定的第一定影模式的情况下，加热器16的加热部件42和43都被开启，从而纵向加热分布变得大致平坦。然后进行打印。加热部件42和43的全部都被包含在内表面压合部Nal的区域范围内。因而由加热部件42和43产生的热量经由内表面压合部Nal有效地传送到定影套筒20，且然后传送到记录材料P，记录材料P上的调色剂图像
8T被定影。(2)第二定影模式在当在信封上打印时设定的第二定影模式的情况下，加热部件42被开启且加热部件43被关闭，从而纵向加热分布在中央处高。然后进行打印。整个打印部件42被包含在内表面压合部Na2的区域范围内。因而加热部件42产生的热量经由内表面压合部Na2 有效地传送到定影套筒20，且然后传送到记录材料P，即信封。另一方面，一部分或整个加热部件43被设置在内表面压合部Na2外部。如果在该状态下加热部件43以与加热部件 42同样的开启时间比例产生热量，则加热器的内表面压合部Na2外部的热量不能有效地传送到定影套筒20。因而传送到加热器16和加热器保持器17 (即除了记录材料P之外的构件)的热量的比例增加。结果，用于定影调色剂的热量相对于加热器的发热量的百分比变小，从而热效率下降。根据本示范性实施例，由于不开启内表面压合部Na2外部的加热部件 43，热效率几乎不降低。表1对于各定影模式和加热控制的各种组合，比较为了将调色剂图像T定影在信封上热敏电阻18的控制温度、信封上出现褶皱的频率、和定影设备平均消耗的电力。在大气温度是30°C且相对湿度是80%的环境下打印信封。表 权利要求
1.一种定影设备，包括加热器；带部件，所述加热器与所述带部件的内周面接触；支撑部件，所述支撑部件被构造成经由所述带部件与所述加热器形成定影压合部，用于在记录材料上进行定影处理；和压力调整机构，所述压力调整机构被构造成能够将要施加到所述定影压合部的加压力设定为第一加压力和比所述第一加压力低的第二加压力，其中所述定影设备能够执行以所述第一加压力进行定影处理的第一定影模式和以所述第二加压力进行定影处理的第二定影模式，所述加热器包括第一加热部件图案和第二加热部件图案，如果将要施加到所述定影压合部的加压力设定为所述第一加压力，所述第一加热部件图案和所述第二加热部件图案的全部被包含在所述加热器和所述带部件之间的接触区域内，如果将要施加到所述定影压合部的加压力设定为所述第二加压力，所述第一加热部件图案的全部被包含在所述接触区域内，所述第二加热部件图案的至少一部分被设置在所述接触区域外部。
2.根据权利要求1的定影设备，还包括控制单元，所述控制单元被构造成控制要给所述加热器供应的电力，其中所述控制单元在所述第二定影模式下进行控制，使得所述第二加热部件图案的开启时间比所述第一加热部件图案的开启时间短，或不开启所述第二加热部件图案。
3.根据权利要求1的定影设备，其中所述第一加热部件图案在与记录材料的输送方向垂直的方向上的加热分布是每单位长度的发热量从片材通过基准到记录材料的边缘部逐渐减少的加热分布。
4.根据权利要求1的定影设备，其中所述第一加热部件图案在与记录材料的输送方向垂直的方向上的长度比所述第二加热部件图案的长度短。
5.根据权利要求1的定影设备，其中所述第一定影模式是用于使用普通纸作为记录材料的模式，所述第二定影模式是用于使用信封作为记录材料的模式。
6.根据权利要求1的定影设备，其中所述第一定影模式是普通处理模式，所述第二定影模式是卷曲减少模式。
全文摘要
一种定影设备，能够执行用于以第一加压力进行定影处理的第一定影模式和以比第一加压力低的第二加压力进行定影处理的第二定影模式。当施加到定影压合部的加压力被设定为第二加压力时，加热器上的第一加热部件图案的全部被包含在带部件和加热器之间的接触区域内，第二加热部件图案的至少一部分被设置在该接触区域外部，从而减少消耗的电力。
文档编号G03G15/20GK102467049SQ20111035616
公开日2012年5月23日 申请日期2011年11月8日 优先权日2010年11月11日
发明者岩崎敦志 申请人:佳能株式会社