專利名稱：圖象加熱裝置的制作方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?0108327.9，申請(qǐng)日為2000年2月1日，名稱為“圖象加熱裝置”的申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種諸如復(fù)印機(jī)或打印機(jī)的成象裝置，尤其涉及一種應(yīng)用在這些裝置中的圖象加熱裝置。
在成象裝置中，傳統(tǒng)的熱輥型裝置被廣泛地用作定影裝置，以適當(dāng)?shù)某上筇幚矸椒ㄈ鐚?duì)記錄材料表面進(jìn)行電攝影處理過(guò)程中，將直接或間接地形成并附著在記錄在介質(zhì)上的未定影調(diào)色劑圖象加熱和定影成永久的定影圖象。
近年來(lái)，從快速起動(dòng)或節(jié)省能源的角度出發(fā)，提出了一種膜加熱型裝置和由金屬膜本身發(fā)熱的電磁感應(yīng)加熱型裝置。
在日本實(shí)用新型公開(kāi)51-109739中，公開(kāi)了一種感應(yīng)加熱定影裝置，該裝置通過(guò)利用磁通量在定影膜的金屬層上感應(yīng)渦流，從而使膜發(fā)出焦耳熱。此裝置使得定影膜通過(guò)利用感應(yīng)電流的產(chǎn)生而直接發(fā)熱，由此實(shí)現(xiàn)高于具有鹵燈熱源的熱輥型定影裝置的定影處理效率。
另外，為了獲得很有效地進(jìn)行定影處理的能量，將勵(lì)磁芯靠近定影膜，定影膜是一種發(fā)熱膜，或者勵(lì)磁芯的交變磁通量分布聚焦在定影輥隙的附近，通過(guò)此勵(lì)磁芯而設(shè)計(jì)出一種可以很有效地獲得能量的定影裝置。
在
圖19中，給出了一種電磁感應(yīng)加熱型定影裝置的結(jié)構(gòu)輪廓，該結(jié)構(gòu)中，勵(lì)磁芯交變的磁通量分布聚集在定影輥隙上以提高效率。
柱形定影膜10是一個(gè)具有電磁感應(yīng)發(fā)熱層(導(dǎo)熱層，電磁層或電阻層)的旋轉(zhuǎn)體。
柱形定影膜10是松散的，外部耦接到具有半弧漏斗形截面的膜導(dǎo)元件16。
布置在膜導(dǎo)元件16內(nèi)側(cè)的磁場(chǎng)產(chǎn)生元件15包括一個(gè)勵(lì)磁芯18和E形磁芯(芯材)17。
彈性壓輥30通過(guò)預(yù)定的接觸壓力與膜導(dǎo)元件16的下表面接觸，其中彈性壓輥和膜導(dǎo)元件之間放置定影膜10，從而形成一個(gè)具有預(yù)定寬度的定影輥隙部分N。
磁場(chǎng)產(chǎn)生元件15的磁芯17布置成與定影輥隙部分N相連。
壓輥30由驅(qū)動(dòng)裝置M驅(qū)動(dòng)，以箭頭所示的順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。壓輥30的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)將壓輥30和定影膜10外表面之間的摩擦力引致的旋轉(zhuǎn)力作用到定影膜10，以內(nèi)表面與膜導(dǎo)元件16的下表面緊密接觸地在定影輥隙部分N滑動(dòng)的定影膜10在膜導(dǎo)元件16外圍的箭頭所示方向以幾乎等于壓輥30圓周速度的圓周速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)(以一種預(yù)定的輥驅(qū)動(dòng)方式)。
膜導(dǎo)元件16向定影輥隙部分N施加壓力，支撐作為磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置15的勵(lì)磁芯18和磁芯17，支撐定影膜10，并保持膜10旋轉(zhuǎn)的輸送穩(wěn)定性。膜導(dǎo)元件16由不阻礙磁通量通路并且可以承受較高負(fù)載的絕緣材料組成。
勵(lì)磁芯18通過(guò)未示出的激勵(lì)電路供給的交變電流產(chǎn)生交變磁通量。交變磁通量通過(guò)對(duì)應(yīng)于定影輥隙部分N位置的E形磁芯17集中地分布在定影輥隙部分N，并且交變磁通量在定影膜10的電磁感應(yīng)發(fā)熱層上產(chǎn)生渦流。此渦流通過(guò)電磁感應(yīng)發(fā)熱層的特定電阻產(chǎn)生焦耳熱。定影膜10的電磁感應(yīng)發(fā)熱集中地產(chǎn)生于交變磁通量集中分布的定影輥隙部分N，這種發(fā)熱有效地對(duì)定影輥隙部分N加熱。
定影輥隙部分N的溫度通過(guò)溫度控制系統(tǒng)對(duì)勵(lì)磁芯17能量供給的控制而保持在預(yù)定的溫度，其中溫度控制系統(tǒng)包括未示出的溫度探測(cè)裝置。
壓輥30以旋轉(zhuǎn)的方式被驅(qū)動(dòng)，通過(guò)壓輥的旋轉(zhuǎn)，柱形定影膜10在膜導(dǎo)元件16的外圍旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)從勵(lì)磁電路向勵(lì)磁芯17供給能量而在定影膜17中產(chǎn)生電磁感應(yīng)熱，通過(guò)發(fā)熱，定影輥隙部分N的溫度上升至預(yù)定的水平。在溫度受控狀態(tài)下，帶有從圖象形成裝置(未示出)轉(zhuǎn)印的未定影調(diào)色劑圖象t的記錄材料P以其圖象面超上被送入到定影輥隙部分N的定影膜10和壓輥30之間，換言之，與定影膜表面相對(duì)。在定影輥隙部分N，圖象面與定影膜10的外表面緊密接觸的記錄材料被夾住并輸送到定影輥隙部分N。在記錄材料P與定影膜10于定影輥隙部分N中一起被夾住并輸送的過(guò)程中，記錄材料P上的未定影調(diào)色劑圖象被定影膜10所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)熱所加熱并定影。記錄材料P通過(guò)定影輥隙部分N之后與旋轉(zhuǎn)定影膜10的外表面分離并被排出。
但在具有上述采用膜作為旋轉(zhuǎn)元件的結(jié)構(gòu)的定影裝置中，存在下列問(wèn)題。
也就是說(shuō)，因?yàn)槟さ膬?nèi)表面在膜旋轉(zhuǎn)期間摩擦支撐元件，所以產(chǎn)生了高速驅(qū)動(dòng)負(fù)載。為了降低驅(qū)動(dòng)負(fù)載，減小膜的內(nèi)表面及其支撐元件之間的動(dòng)態(tài)摩擦阻力非常重要。因此，日本公開(kāi)專利申請(qǐng)5-27619中提出在膜的內(nèi)表面及其支撐元件之間放入潤(rùn)滑劑，如熱阻油脂，由其確保滑動(dòng)性。另外，在膜支撐元件上布置一個(gè)棱，從而減少膜及其支撐元件之間的接觸，確保滑動(dòng)性。
然而，當(dāng)從停歇狀態(tài)驅(qū)動(dòng)膜旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生大于動(dòng)摩擦力的靜摩擦力，所產(chǎn)生的摩擦阻力大于驅(qū)動(dòng)操作期間產(chǎn)生的阻力。在定影裝置安置到成象裝置主體上之后第一次上升時(shí)，在因驅(qū)動(dòng)齒輪的間隙即齒輪的鋸齒面之間的間隙而開(kāi)始旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)之后，很容易即刻產(chǎn)生很大的力矩。另外，在定影裝置被冷卻到室溫的狀態(tài)中上升時(shí)，熱阻油脂的溫度較低，粘滯度較高，由此導(dǎo)致粘滯阻力大于以膜發(fā)熱控制溫度情形中的阻力。另外，在上升期間，需要將圓周速度從停歇狀態(tài)加速到預(yù)定處理速度導(dǎo)致力矩。
如上所述，在定影裝置上升時(shí)，即開(kāi)始旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，與上升后以恒速驅(qū)動(dòng)相比，需要很大的驅(qū)動(dòng)力矩，因此，存在有定影膜反著壓輥的旋轉(zhuǎn)倒滑以及定影裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)失調(diào)等問(wèn)題。后一個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)采用具有更大的驅(qū)動(dòng)力矩的電機(jī)解決，但也有生產(chǎn)成本增加的問(wèn)題。
特別在用于對(duì)具有大量固定調(diào)色劑進(jìn)行定影的彩色成象裝置的定影裝置中，需要延伸輥隙的寬度以改善定影的性能。另外，為了提高OHT圖象的透射率，輥隙部分的表面壓力最好也增加。為了滿足這些條件，最好對(duì)輥隙部分施加大于傳統(tǒng)的單色圖象定影裝置的壓力，由此，輥隙部分中的旋轉(zhuǎn)裝置及其支撐元件之間的表面壓力進(jìn)一步增大，并且摩擦阻力尤其大。上述的這些問(wèn)題在彩色成象裝置中非常嚴(yán)重。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種其中驅(qū)動(dòng)膜而無(wú)驅(qū)動(dòng)元件失調(diào)的圖象加熱裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種其中膜不滑移的圖象加熱裝置。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種圖象加熱裝置，該裝置包括一個(gè)活動(dòng)膜，一個(gè)用于產(chǎn)生磁通量的磁通量產(chǎn)生裝置，一個(gè)靜態(tài)固定的支撐元件用于支撐所述膜，和一個(gè)驅(qū)動(dòng)上述膜的驅(qū)動(dòng)元件，其特征在于由上述磁通量產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁通量在膜上產(chǎn)生渦流，由于該渦流而在所述膜上產(chǎn)生熱量，記錄材料上的圖象通過(guò)膜上的熱量而被加熱，上述膜滑動(dòng)移過(guò)上述支撐元件，驅(qū)動(dòng)元件在驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)以第一速度驅(qū)動(dòng)上述膜，然后再以第二速度驅(qū)動(dòng)膜，其中第一速度小于第二速度本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種圖象加熱裝置，該裝置包括一個(gè)活動(dòng)膜，一個(gè)用于產(chǎn)生磁通量的磁通量產(chǎn)生裝置，一個(gè)用于支撐上述膜的靜態(tài)固定的支撐元件，和一個(gè)驅(qū)動(dòng)上述膜的驅(qū)動(dòng)元件，其特征在于由上述磁通量產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁通量在膜上產(chǎn)生渦流，由該渦流在所述膜上產(chǎn)生熱量，記錄材料上的圖象通過(guò)膜上的熱量而被加熱，膜通過(guò)潤(rùn)滑劑滑過(guò)支撐元件，膜發(fā)熱后驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)所述膜。
圖1是可使用本發(fā)明的圖象加熱裝置的成象裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實(shí)施例中圖象加熱裝置的截面圖；圖3是圖象加熱裝置的前視圖；圖4是圖象加熱裝置的前視圖；圖5是含有磁通量產(chǎn)生裝置的膜導(dǎo)的透視圖；圖6是磁通量產(chǎn)生裝置和發(fā)熱量之間的關(guān)系曲線圖；圖7是一個(gè)安全電路示圖；圖8是膜層的結(jié)構(gòu)示圖；圖9是發(fā)熱層的厚度和電磁波強(qiáng)度之間的關(guān)系曲線；圖10是另一膜層的結(jié)構(gòu)示圖；圖11是傳統(tǒng)壓輥的驅(qū)動(dòng)控制圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓輥驅(qū)動(dòng)控制圖；圖13是另一實(shí)施例的壓輥驅(qū)動(dòng)控制圖；圖14是另一實(shí)施例的壓輥驅(qū)動(dòng)控制圖；圖15是另一實(shí)施例的壓輥驅(qū)動(dòng)控制圖；圖16是壓輥的驅(qū)動(dòng)控制順序流程圖；圖17是另一實(shí)施例中發(fā)熱裝置的截面圖；圖18是另一實(shí)施例中發(fā)熱裝置的截面圖；圖19是電磁感應(yīng)發(fā)熱型圖象加熱裝置示圖；圖20是另一實(shí)施例中圖象加熱裝置的截面圖；圖21是圖20中圖象加熱裝置的前截面圖；圖22是另一實(shí)施例中圖象加熱裝置的側(cè)剖圖；圖23是圖22中圖象加熱裝置的前截面圖；下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
參見(jiàn)圖1，圖1是成象裝置實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。本例的成象裝置是一種彩色激光打印機(jī)。
由有機(jī)感光元件或非晶硅感光元件制成的感光鼓(圖象承載元件)101被以預(yù)定的處理速度(圓周速度)按箭頭所示的逆時(shí)針?lè)较蝌?qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
感光鼓101以預(yù)定的極性和電勢(shì)由諸如充電輥的充電裝置102在其旋轉(zhuǎn)過(guò)程中充電。
接下來(lái)，充電表面經(jīng)受由激光光學(xué)箱(激光掃描器)110輸出的激光束103對(duì)目標(biāo)圖象信息的掃描和曝光處理。激光光學(xué)箱110輸出被調(diào)制(開(kāi)/關(guān))的激光束103，從而與圖象信號(hào)發(fā)射裝置發(fā)出的目標(biāo)圖象信息的時(shí)間序列的電數(shù)字象素信號(hào)關(guān)聯(lián)，圖象信號(hào)發(fā)射裝置例如是一個(gè)圖象讀取器，在此沒(méi)有示出，通過(guò)激光光學(xué)箱110形成對(duì)應(yīng)于目標(biāo)圖象信息的潛象，在感光鼓101的表面執(zhí)行掃描和曝光。反射鏡109用于把激光光學(xué)箱110發(fā)出的激光束反射到感光鼓101的曝光位置。
在全色圖象的形成中，對(duì)目標(biāo)全色圖象如黃色成分的圖象進(jìn)行掃描、曝光和形成潛象，然后通過(guò)四色顯影裝置104中的黃色顯影裝置104Y的操作將潛象顯影成一個(gè)黃色的調(diào)色劑圖象。黃色調(diào)色劑圖象被轉(zhuǎn)印到初級(jí)轉(zhuǎn)印部分T1中的中間轉(zhuǎn)印鼓表面，其中初級(jí)轉(zhuǎn)印部分T1是感光鼓101和中間轉(zhuǎn)印鼓105之間的接觸部分(或鄰近部分)。感光鼓101的表面在調(diào)色劑圖象對(duì)著中間轉(zhuǎn)印鼓105的表面轉(zhuǎn)印之后，即刻由清潔器107清潔，除去粘結(jié)的殘余物，如轉(zhuǎn)印殘余調(diào)色劑(轉(zhuǎn)印之后的調(diào)色劑)。
對(duì)各個(gè)單獨(dú)顏色成分的圖象如第二單獨(dú)顏色成分圖象(例如，利用品紅顯影裝置104M處理的品紅成分圖象)、第三單獨(dú)顏色成分圖象(例如，利用青蘭顯影裝置104C處理的青蘭成分圖象)、和第四單獨(dú)顏色成分圖象(例如，利用黑色顯影裝置104BK處理的黑色成分圖象)依次進(jìn)行上述的充電、掃描、曝光、顯影、初級(jí)轉(zhuǎn)印和清潔等處理周期，從而在中間轉(zhuǎn)印鼓105的表面上依次疊加并轉(zhuǎn)印黃色圖象、品紅色圖象、青蘭色圖象和黑色圖象等四種顏色的圖象，因而形成對(duì)應(yīng)于目標(biāo)全色圖象的彩色圖象。
中間轉(zhuǎn)印鼓105由金屬鼓上具有中等阻力的彈性層和具有高阻力的表面層制成，以等同于感光鼓101的圓周速度在箭頭所示的方向順時(shí)針驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而把感光鼓101上的調(diào)色劑圖象轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印鼓105的表面，通過(guò)給中間轉(zhuǎn)印鼓105的金屬鼓一個(gè)電壓偏差而與感光鼓保持一個(gè)電位差。
形成在中間轉(zhuǎn)印鼓105表面上的色調(diào)圖象被轉(zhuǎn)印至記錄材料P的表面，而記錄材料P以預(yù)定的定時(shí)從饋送部分(未畫(huà)出)輸送給次級(jí)轉(zhuǎn)印部分T2，次級(jí)轉(zhuǎn)印部分T2是中間轉(zhuǎn)印鼓105和轉(zhuǎn)印輥106之間的一個(gè)接觸輥隙部分。轉(zhuǎn)印輥106從記錄材料的背面供給極性與色調(diào)極性相反的電荷，合成的彩色圖象由此被逐漸分批地從中間轉(zhuǎn)印鼓105轉(zhuǎn)印至記錄材料P上。
通過(guò)次級(jí)部分T2的記錄材料P被從中間轉(zhuǎn)印鼓105的表面分開(kāi)并進(jìn)入定影裝置(圖象加熱裝置)100，在那兒色調(diào)未定影的圖象經(jīng)過(guò)加熱和定影處理，并且之后記錄材料P被排放到裝置外部的排放(輸出)盤(pán)(未畫(huà)出)。
將彩色圖象轉(zhuǎn)印到記錄材料p上之后的中間轉(zhuǎn)印鼓105通過(guò)清潔器108除去粘附的殘余物如轉(zhuǎn)印的殘余調(diào)色劑或紙屑而清潔。此清潔器108通常保持不與中間轉(zhuǎn)印鼓105接觸，而在從中間轉(zhuǎn)印鼓105向記錄材料P執(zhí)行次級(jí)轉(zhuǎn)印過(guò)程中與中間轉(zhuǎn)印鼓105接觸。
轉(zhuǎn)印輥106也保持不與中間轉(zhuǎn)印鼓105接觸，而在從中間轉(zhuǎn)印鼓105向記錄材料P執(zhí)行第二轉(zhuǎn)印過(guò)程中與中間轉(zhuǎn)印鼓105接觸。
此裝置能夠以一種黑白圖象或其他的單色圖象打印模式執(zhí)行印刷。另外，也可進(jìn)行雙面印刷模式印刷。
在雙面印刷模式中，從定影裝置100中輸出第一面打印圖象之后的記錄材料P通過(guò)未示出的循環(huán)輸運(yùn)機(jī)構(gòu)以面朝下(前表面和后表面)反轉(zhuǎn)，然后再送進(jìn)次級(jí)轉(zhuǎn)印部分T2對(duì)另一面進(jìn)行色調(diào)圖象的轉(zhuǎn)印處理，再進(jìn)入定影裝置100對(duì)另一面進(jìn)行色調(diào)圖象定影處理，之后輸出雙面打印的記錄材料。
在本實(shí)施例中，定影裝置100屬于電磁感應(yīng)加熱型。參見(jiàn)圖2、3和4，它們分別示出了本實(shí)施例中定影裝置100的主要部分的截面?zhèn)纫晥D、主要部分前視圖和主要部分的前截面圖。
本實(shí)施例中的裝置100屬于壓輥驅(qū)動(dòng)型和電磁感應(yīng)加熱型，按與圖19所示的定影裝置相同的方式帶有一個(gè)柱型電磁感應(yīng)加熱型膜。與圖19中裝置的構(gòu)成元件使用相同標(biāo)號(hào)的部件在此省去描述。
磁場(chǎng)發(fā)生裝置15包括磁芯17a、17b和17c以及一個(gè)勵(lì)磁線圈18。
每個(gè)都是具有高導(dǎo)磁率的元件的磁芯17a、17b和17c最好由諸如用于變壓器芯的鐵素體或透磁合金材料支撐，并且最好是在10KHZ以上頻率時(shí)損耗仍較小的鐵素體。
勵(lì)磁線圈18在電源部分18a和18b處連接到激勵(lì)電路27(圖5)。此激勵(lì)電路27構(gòu)造成通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)換電源產(chǎn)生20kHz至500KHz的高頻率。
勵(lì)磁線圈18通過(guò)激勵(lì)電路27供給的交變電流(高頻電流)產(chǎn)生交變磁通量。
每個(gè)都具有近似半拱槽型截面的膜導(dǎo)向元件16a和16b形成一個(gè)近似的柱體，它們的開(kāi)口部分彼此面對(duì)，并且柱體部分有一個(gè)定影膜10，該定影膜10是一個(gè)松散裝配(連接)到主體外部的柱型電磁發(fā)熱膜。
膜導(dǎo)向元件16a將作為磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置15的磁芯17a、17b和17c以及勵(lì)磁線圈18保持在內(nèi)部。
膜導(dǎo)向元件16a在與定影膜10內(nèi)部輥隙部分N中的壓輥30相對(duì)的一側(cè)上還包括一個(gè)良導(dǎo)熱元件40。
在此例中，鋁用作良導(dǎo)熱元件40。良導(dǎo)熱元件40具有240[w·m-1·K-1]的熱導(dǎo)率k和l[mm]的厚度。
良導(dǎo)熱元件40布置在由勵(lì)磁線圈18和組成磁場(chǎng)產(chǎn)生裝置15的磁芯17a、17b和17c產(chǎn)生的磁場(chǎng)的外部，因而不受磁場(chǎng)的影響。
具體地說(shuō)，良導(dǎo)熱元件40布置在磁芯17b和17c的一側(cè)與位于勵(lì)磁線圈18產(chǎn)生的磁路外側(cè)的勵(lì)磁線圈18相對(duì)，以避免良導(dǎo)熱元件40受磁路的影響。
長(zhǎng)橢圓形施壓剛性支柱22布置成與良導(dǎo)熱元件40和膜導(dǎo)向元件16b內(nèi)平面部分之間的輥隙部分N相對(duì)應(yīng)的部位的后側(cè)接觸。
絕緣元件19用于將磁芯17a、17b和17c和激勵(lì)線圈18與施壓剛性支柱22隔絕。
凸緣元件23a和23b外連結(jié)到膜導(dǎo)向元件16a和16b的組件的水平兩端并與兩定影端可旋轉(zhuǎn)地安裝，當(dāng)定影膜10旋轉(zhuǎn)時(shí)通過(guò)接收定影膜10的端部而控制調(diào)節(jié)凸緣元件23a和23b在定影膜的膜導(dǎo)向元件較長(zhǎng)方向中的滑移。
作為施壓元件的壓輥30包括一個(gè)芯金屬30a和耐熱彈性層30b，如硅橡膠、氟橡膠和氟樹(shù)脂，耐熱彈性層30b包覆芯金屬，將芯金屬以同心和整體的形式模制，芯金屬30a的兩端旋轉(zhuǎn)支撐在裝置中未示出的底架側(cè)板之間。
通過(guò)把被壓縮的壓簧25a和25b放置在裝置底架一側(cè)的施壓剛性支柱22和彈性支撐元件29a和29b之間而施加下壓力量。通過(guò)這種運(yùn)用，對(duì)應(yīng)于良導(dǎo)熱元件40和壓輥30上表面的輥隙部分N的下表面夾住被壓住的定影膜10，由此形成具有預(yù)定寬度的定影輥隙部分N。
作為驅(qū)動(dòng)元件的壓輥30由驅(qū)動(dòng)裝置M沿箭頭所示的方向逆時(shí)針驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。壓輥30的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)將旋轉(zhuǎn)力以壓輥30和定影膜10外表面之間的摩擦力的形式施加到定影膜10，定影膜10由此以對(duì)應(yīng)于壓輥30圓周速度的圓周速度沿箭頭所示順時(shí)針?lè)较蛟谀?dǎo)向元件16a和16b的外圍旋轉(zhuǎn)，并與良導(dǎo)熱元件40的下表面滑動(dòng)接觸，此處定影膜10是其內(nèi)表面中定影輥隙N內(nèi)的一個(gè)膜支撐元件。
在本實(shí)施例中，把諸如耐熱潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑劑放到定影輥隙部分N的良導(dǎo)熱元件40的下表面和定影膜10的內(nèi)表面之間以減小良導(dǎo)熱元件40下表面和定影膜10內(nèi)表面之間在定影輥隙部分N的相互滑動(dòng)摩擦力。另外，如圖20和21所示，良導(dǎo)熱元件40的下表面可以涂敷一層具有良好滑動(dòng)特性的潤(rùn)滑元件41。當(dāng)用較差滑動(dòng)特性的材料如鋁做良導(dǎo)熱元件40或當(dāng)簡(jiǎn)化加工工藝時(shí)，它可以防止滑動(dòng)定影膜10被劃傷及減弱其耐用性。
良導(dǎo)熱元件40具有在較遠(yuǎn)的方向上勻化溫度分布的作用。例如，如果小尺寸紙張通過(guò)，定影膜10中無(wú)記錄材料通過(guò)部分上的熱量傳到良導(dǎo)熱元件40，并且無(wú)記錄材料通過(guò)部分上的熱量通過(guò)在良導(dǎo)熱元件40中較長(zhǎng)方向的熱傳導(dǎo)傳到小尺寸紙張上記錄材料通過(guò)部分。因此，當(dāng)小尺寸紙張通過(guò)時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)減小功率消耗的作用。
如圖5所示，膜導(dǎo)向元件16a外圍表面上較長(zhǎng)的方向上以預(yù)定的間隙形成肋狀突起部分16e，從而減少膜導(dǎo)向元件16a外圍表面和定影膜10內(nèi)表面之間的接觸滑動(dòng)摩擦，減小定影膜10的旋轉(zhuǎn)負(fù)載。此助狀突起部分16e也可以同樣的方式形成在膜導(dǎo)向元件16b上。
參見(jiàn)圖6，圖中展示了產(chǎn)生交變磁通量的情況。磁通量C代表已產(chǎn)生的磁通量的一部分。
由磁芯17a，17b和17c導(dǎo)引的交變磁通量C在磁芯17a和磁芯17b之間以及磁芯17a和磁芯17c之間的定影膜10的電磁感應(yīng)發(fā)熱層1中產(chǎn)生渦旋電流。此渦旋電流通過(guò)一個(gè)特定的電阻在電磁感應(yīng)發(fā)熱層1中產(chǎn)生焦耳熱(渦流損耗)。
熱量Q的大小取決于通過(guò)電磁感應(yīng)發(fā)熱層1的磁通量密度，磁通量分布如圖6曲線所示。在圖6的曲線中，縱坐標(biāo)表示以磁芯17a的中心為零(0)的在定影膜10中圓周方向上的位置，由角度θ表示，橫坐標(biāo)表示電磁感應(yīng)發(fā)熱層1中定影膜10的發(fā)熱量Q。假定發(fā)熱區(qū)域H定義為Q/e區(qū)域或更大的發(fā)熱量，此處Q是最大發(fā)熱量。該區(qū)域是達(dá)到定影所需發(fā)熱量的區(qū)域。
調(diào)整定影輥隙部分N的溫度，從而通過(guò)利用含有溫度檢測(cè)裝置26的溫度控制系統(tǒng)控制供應(yīng)給激勵(lì)線圈18的功率而保持預(yù)定的溫度(圖2)。
溫度檢測(cè)裝置26是一種溫度傳感器，如檢測(cè)定影膜10的溫度的熱敏電阻。在本實(shí)施例中，根據(jù)溫度傳感器26測(cè)得的定影膜10的溫度信息控制定影輥隙部分N的溫度。
在定影膜10旋轉(zhuǎn)并由此通過(guò)從激勵(lì)電路27向激勵(lì)線圈供應(yīng)能量而在定影膜10中產(chǎn)生電磁感應(yīng)熱，并以此方式將定影輥隙部分N升至預(yù)定的溫度的狀態(tài)下，未定影調(diào)色劑圖象t從成象裝置轉(zhuǎn)印其上的記錄材料P被圖象面朝上地插入定影膜10和定影輥隙部分N中的壓輥30之間，即對(duì)著定影膜表面，與定影膜10一起被夾在定影輥隙部分N中并輸送，圖象面與定影輥隙部分N中的定影膜10外表面接觸。
在定影輥隙部分N中夾住并輸送記錄材料和定影膜10的過(guò)程中，記錄材料P上未定影調(diào)色劑圖象t被定影膜10上的電磁感應(yīng)發(fā)熱加熱并定影。
通過(guò)定影輥隙部分N之后，記錄材料P與定影膜10的外表面分離并被輸送排出。
經(jīng)過(guò)定影輥隙部分之后，記錄材料P上被加熱且定影的調(diào)色劑圖象被冷卻成永久定影的圖象。
在本實(shí)施例中，如圖2所示，作為一個(gè)溫度檢測(cè)元件的熱開(kāi)關(guān)50設(shè)置成對(duì)處于與定影膜10的發(fā)熱區(qū)域H(圖6)相反位置中超出控制范圍的激勵(lì)線圈18關(guān)閉電源。
參見(jiàn)圖7，圖中畫(huà)出了一個(gè)用于本實(shí)施例中的安全電路的電路示意圖。作為一個(gè)溫度檢測(cè)元件的熱開(kāi)關(guān)50與一個(gè)24V的DC電源和一個(gè)中繼開(kāi)關(guān)51串聯(lián)；如果熱開(kāi)關(guān)50關(guān)閉，則電源立即與中繼開(kāi)關(guān)51斷開(kāi)，中繼開(kāi)關(guān)51工作，則電源立即與激勵(lì)電路27斷開(kāi)，由此，電源與激勵(lì)線圈18斷開(kāi)。熱開(kāi)關(guān)50的OFF操作溫度設(shè)為220℃。
熱開(kāi)關(guān)50設(shè)置成不與定影膜10的外表面接觸，與定影膜10的發(fā)熱區(qū)域H相對(duì)。熱開(kāi)關(guān)50和定影膜18之間的距離確定為大約2mm。這樣避免定影膜10因與熱開(kāi)關(guān)50的接觸而劃傷，以不降低定影圖象的持久性。
根據(jù)此實(shí)施例，定影裝置由于故障的失控，不同于圖19所示的在輥隙部分N中發(fā)熱的結(jié)構(gòu)，在輥隙部分N不發(fā)熱，紙張被夾在輥隙部分N，因而即使在定影裝置停止紙張被夾在定影輥隙N中并且定影膜10繼續(xù)通過(guò)激勵(lì)線圈繼續(xù)供電而發(fā)熱的情況下，紙張也不會(huì)被直接加熱。另外，熱開(kāi)關(guān)50設(shè)置在產(chǎn)生大量熱的發(fā)熱區(qū)域H，因此熱開(kāi)關(guān)50探測(cè)到溫度220℃，通過(guò)延遲開(kāi)關(guān)51而立即斷開(kāi)對(duì)激勵(lì)線圈18的供電。
根據(jù)本實(shí)施例，紙張的點(diǎn)燃溫度大約為400℃，因此不會(huì)著火，由此可以停止定影膜10的發(fā)熱。
除了熱開(kāi)關(guān)50以外，熱熔絲也可以用作溫度探測(cè)元件。
當(dāng)使用由包含調(diào)色劑t的低軟化點(diǎn)材料制成的調(diào)色劑時(shí)，在本實(shí)施例的定影裝置中配置防止偏移的無(wú)油脂涂層機(jī)構(gòu)，如果使用不包括低軟化點(diǎn)材料的調(diào)色劑，則可以配置油脂涂層機(jī)構(gòu)。另外，當(dāng)使用包含低軟化點(diǎn)材料的調(diào)色劑時(shí)，也可以進(jìn)行油脂涂敷或冷卻分離。
由以涂層彼此絕緣的銅制成的成束小規(guī)格線(導(dǎo)線束)用作導(dǎo)線(電線)構(gòu)成激勵(lì)線圈18的線環(huán)，導(dǎo)線被多匝纏繞以形成激勵(lì)線圈。在此實(shí)施例中，導(dǎo)線被纏繞10匝形成激勵(lì)線圈18。
對(duì)于絕緣涂層，考慮到由定影膜10的發(fā)熱而導(dǎo)致的熱傳導(dǎo)率，最好用阻熱的涂層。例如，最好用諸如酰胺-酰亞胺或聚酰亞胺這樣的涂層。
激勵(lì)線圈18的形狀構(gòu)造成近似定影膜10發(fā)熱層的彎曲表面，如圖2所示。在此實(shí)施例中，定影膜10的發(fā)熱層1和激勵(lì)線圈18之間的距離設(shè)為大約2mm。
作為膜導(dǎo)向元件16a和16b(激勵(lì)線圈支撐元件)的材料，最好使用具有較好的絕緣特性和耐熱性的材料。例如，最好使用酚醛樹(shù)脂，氟樹(shù)脂，聚酰亞胺樹(shù)脂，聚酰胺樹(shù)脂，聚酰胺-酰亞胺樹(shù)脂，PEEK樹(shù)脂，PES樹(shù)脂，PPS樹(shù)脂，PFA樹(shù)脂，PTFE樹(shù)脂，F(xiàn)EP樹(shù)脂，LCP樹(shù)脂等。
如果可能，通過(guò)減小磁芯17a，17b和17c及激勵(lì)線圈18和定影膜18的發(fā)熱層1之間的距離增強(qiáng)磁通量的吸收效率，當(dāng)距離超過(guò)5mm時(shí)效率顯著下降，因此最好把距離限制在5mm或更短。如果是5mm或更短。則定影膜10的發(fā)熱層1和激勵(lì)線圈之間的距離不需要定影。
至于從激勵(lì)線圈18的膜導(dǎo)向元件16a引出的導(dǎo)出線，換言之，電源部分18a和18b(圖5)，線束的外圍與膜導(dǎo)向元件16a外側(cè)部分中的涂層絕緣。
參見(jiàn)圖8，圖8表示本實(shí)施例中定影膜10的層結(jié)構(gòu)示圖。本實(shí)施例中的定影膜10有一個(gè)由金屬模制成的發(fā)熱層1、位于外表面的彈性層2和位于外表面的模制分離層3形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)，而發(fā)熱層是具有電磁感應(yīng)發(fā)熱特性的定影膜10的基層。
為了把發(fā)熱層1粘到彈性層2并把彈性層2粘到模制分離層3上，可以在各層之間設(shè)置底層(未示出)。
在具有近似柱形的定影膜10中，發(fā)熱層1設(shè)置在內(nèi)表面，模制分離層3設(shè)置在外表面?zhèn)?。如上所述，通過(guò)發(fā)熱層1上的交變磁通量的作用，在發(fā)熱層1中產(chǎn)生渦流，由此發(fā)熱層1發(fā)熱。如同通過(guò)定影輥隙N被加熱的材料的激勵(lì)材料P經(jīng)彈性層2和模制分離層3被加熱，以致調(diào)色劑圖象被加熱定影。
對(duì)于發(fā)熱層1，最好使用鐵磁金屬，如鎳，鐵，鐵磁性SUS，或鎳-鈷合金。
雖然也可以使用非磁性金屬，但最好使用具有較好的磁通量吸收特性的金屬，如鎳，鐵，磁性不銹鋼，或鎳-鈷合金。
發(fā)熱層1的厚度最好大于由下列公式表示的表層深度并小于或等于200μmσ＝503×(ρ/fμ)1/2此處，σ[mm]是具有激勵(lì)電路27的頻率f[Hz]磁導(dǎo)率μ，電阻率ρ[Ωm]的表層深度。
此式表示用于電磁感應(yīng)的電磁波吸收的深度。在深度大于此的部位，電磁波的強(qiáng)度小于或等于l/e。相反，直至此深度幾乎所有的能量都被吸收(圖9)。
發(fā)熱層1的深度最好在1至100μm。如果發(fā)熱層1的厚度小于1μm，則幾乎所有的能量都不能被吸收，因而其效率降低。如果發(fā)熱層1的厚度超過(guò)100μm，則剛性過(guò)高、撓性下降，因而實(shí)際當(dāng)中不能用作轉(zhuǎn)子。因此，發(fā)熱層1的厚度最好在1至100μm。
彈性層2由具有優(yōu)良耐熱性和熱導(dǎo)率的材料如硅膠、氟橡膠或氟硅橡膠制成。
彈性層2的厚度最好在10至500μm。需要彈性層2的這種厚度確保定影圖象的質(zhì)量。
在彩色圖象尤其是攝影圖象的打印中，在記錄材料P上的一個(gè)大區(qū)域中形成實(shí)象。在此狀況下，除非加熱表面(模制分離層3)隨從記錄材料或調(diào)色劑層的不均勻表面，否則將發(fā)生發(fā)熱的不均勻，由此將在具有大量以及少量感應(yīng)熱部位中的圖象上產(chǎn)生不均勻的光澤。具有大量感應(yīng)熱的部位具有高的光澤度，具有少量感應(yīng)熱的部位有較低的光澤度。
厚度小于或等于10μm的彈性層2不能完全隨從記錄材料或調(diào)色劑層的不均勻性，由此導(dǎo)致圖象上不均勻的光澤。如果彈性層2具有大于或等于1000μm的厚度。則彈性層的耐熱性增強(qiáng)，由此難于執(zhí)行快速啟動(dòng)。彈性層2的厚度最好在50至500μm之間。
如果彈性層2的硬度太大，則彈性層將不能完全隨從記錄材料或調(diào)色劑層的不均勻性，由此導(dǎo)致圖象上不均勻的光澤。因此彈性層2的硬度最好為60°(JIS-A，即由JIS-K6301 A型硬度測(cè)試儀測(cè)得的硬度)或更低。最好為45°或更低。
彈性層2的熱導(dǎo)率λ最好如下6×10-4[cal/cm·sec·deg.](6×10-4×4.186 25.1×10-4[J/cm·sec·deg.])至2×10-3[cal/cm·sec·deg.](2×10-3×4.186 8.4×10-3[J/cm·sec·deg.])如果熱導(dǎo)率λ小于6×10-4[cal/cm·sec·deg.](6×10-4×4.186 25.1×10-4[J/cm·sec·deg.])至2×10-3[cal/cm·sec·deg.](2×10-3×4.186 8.4×10-3[J/cm·sec·deg.])，則耐熱性增強(qiáng)，并且定影膜表面層(模制分離層3)上的溫度增加的更慢。
如果熱導(dǎo)率λ大于2×10-3[cal/cm·sec·deg.](2×10-3×4.186 8.4×10-3[J/cm·sec·deg.])，則硬度將變得的過(guò)高，或壓縮變形性能降低。
因此，熱導(dǎo)率λ最好處于6×10-4[cal/cm·sec·deg.](6×10-4×4.186 25.1×10-4[J/cm·sec·deg.])至2×10-3[cal/cm·sec·deg.](2×10-3×4.186 8.4×10-3[J/cm·sec·deg.])之間。處于8×10-4[cal/cm·sec·deg.](8×10-4×4.186 33.5×10-4[J/cm·sec·deg.])至1.5×10-3[cal/cm·sec·deg.](1.5×10-3×4.186 6.3×10-3[J/cm·sec·deg.])之間更好。
對(duì)于模制分離層3，可以選擇具有優(yōu)良分離特性和耐熱性的材料如氟樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、氟硅橡膠、氟橡膠、硅橡膠、PFA、PTFE、FEP中的任意一種。
模制分離層3的厚度處于1至100μm之間。如果模制分離層3的厚度小于1μm，則會(huì)產(chǎn)生不均勻的涂層膜使得該部位有較差的分離特性及耐用性不足的問(wèn)題。另外，如果模制分離層3的厚度超過(guò)100μm，則會(huì)產(chǎn)生熱導(dǎo)率衰減，并且尤其對(duì)于樹(shù)脂模制分離層硬度變得過(guò)高，導(dǎo)致彈性層2的作用下降。
如圖10所示，在定影膜10的結(jié)構(gòu)中，絕熱層4可以布置在發(fā)熱層1的膜導(dǎo)向元件一側(cè)(發(fā)熱層1的彈性層2的對(duì)面)。
對(duì)于絕熱層4，最好使用耐熱樹(shù)脂，如氟樹(shù)脂，聚酰胺樹(shù)脂，聚酰胺-酰亞胺樹(shù)脂，PEEK樹(shù)脂，PES樹(shù)脂，PPS樹(shù)脂，PFA樹(shù)脂，F(xiàn)IFE樹(shù)脂，F(xiàn)EP樹(shù)脂。
絕熱層4的厚度最好處于10至1000μm之間。如果絕熱層4的厚度小于10μm，則得不到絕熱效果并且耐熱性不足。另一方面，如果絕熱層4的厚度超過(guò)1000μm，則從磁芯17a，17b和17c及激勵(lì)線圈18到發(fā)熱層1的距離太長(zhǎng)，由此，發(fā)熱層1不能充分地吸收磁通量。
絕熱層4用作一個(gè)阻熱層，使得發(fā)熱層1中產(chǎn)生的熱不會(huì)轉(zhuǎn)移到定影膜10的內(nèi)側(cè)，因此，與不布置絕熱層4的情況相比，提高了記錄材料P的供熱效率。由此可以抑制功率消耗。
全色成象裝置中定影裝置的輥隙寬度最好至少為7.0mm以確保具有大量堆積調(diào)色劑的全色圖象的充分定影特性。如果寬度小于7.0mm，則不能給予未定影的調(diào)色劑和記錄材料足夠的熱量，由此導(dǎo)致定影失敗。
另外，為了充分地確保OHT全色圖象的透射性，輥隙部分的表面壓力最好等于或大于0.8kgf/cm2。如果小于0.8kgf/cm2，則定影的調(diào)色劑層的表面不能充分平滑，并因此增加不規(guī)則的反射光，由此減少OHT圖象部分的透光量。
由此觀點(diǎn)，本實(shí)施例的定影裝置中壓輥30和定影膜10以近似8.0mm的輥隙寬度用21kgf的力相壓，輥隙部分中的表面壓力為1.2kgf/cm2(在輥隙部分的較長(zhǎng)方向上長(zhǎng)度為220mm)。
下面將對(duì)作為本發(fā)明特征的定影裝置上升期間的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制加以解釋。
如果將成象裝置置于待機(jī)狀態(tài)，則定影裝置100也處于靜止?fàn)顟B(tài)。本實(shí)施例中的定影裝置100為即時(shí)請(qǐng)求型，因此，定影裝置100在待機(jī)狀態(tài)時(shí)不供電。
如果向成象裝置主體輸入一個(gè)打印信號(hào)，則從成象裝置主體的驅(qū)動(dòng)電極向定影裝置100經(jīng)齒輪轉(zhuǎn)印驅(qū)動(dòng)力。然后定影膜10在膜導(dǎo)向元件16a和16b的外圍旋轉(zhuǎn)，同時(shí)滑過(guò)輥隙部分中良導(dǎo)熱元件40的下表面。之后，向定影裝置100的激勵(lì)電路27供電，定影膜10在感應(yīng)熱的作用下溫度上升，并且定影裝置100轉(zhuǎn)變到可定影狀態(tài)。
雖然本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)指明了在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)膜旋轉(zhuǎn)器10的旋轉(zhuǎn)速度的控制，但作為膜旋轉(zhuǎn)器的定影膜10隨著壓輥30以幾乎對(duì)應(yīng)于壓輥30圓周速度的圓周速度旋轉(zhuǎn)。因此，在本實(shí)施例中，對(duì)壓輥30的速度控制進(jìn)行描述，壓輥30中實(shí)際上從驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)印驅(qū)動(dòng)。
在定影裝置啟動(dòng)時(shí)，從靜止?fàn)顟B(tài)旋轉(zhuǎn)定影裝置所需的工作扭矩可以分成“加速扭矩”和“負(fù)載扭矩”。
前者“加速扭矩”依賴于從靜止?fàn)顟B(tài)向處理速度的加速。通過(guò)在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)開(kāi)啟后即刻緩和壓輥30驅(qū)動(dòng)速度的變化，換言之，通過(guò)減緩其增速可以減小加速扭矩。另外，如果驅(qū)動(dòng)速度低，則粘滯扭矩也減小，并因此導(dǎo)致稍后將作描述的負(fù)載扭矩的減小。
后者“負(fù)載扭矩”依賴于驅(qū)動(dòng)裝置的摩擦負(fù)載和外部負(fù)載，尤其是在剛開(kāi)始定影裝置的驅(qū)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生大于動(dòng)摩擦力的靜摩擦力，并因此產(chǎn)生大于驅(qū)動(dòng)操作期間的負(fù)載扭矩。在此實(shí)施例中，由于定影膜10及作為其支撐元件的導(dǎo)向元件16a、16b與良導(dǎo)熱元件40之間潤(rùn)滑劑的耐熱油脂的粘滯性，負(fù)載扭矩發(fā)生顯著的變化。特別是，在定影裝置啟動(dòng)狀態(tài)中溫度降到室溫時(shí)，耐熱油脂的粘滯性很高并且粘滯負(fù)載也很大。
因此，在本實(shí)施例中，降低驅(qū)動(dòng)速度以減小上述的“加速扭矩”，并且在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)期間使得定影裝置的溫度上升，由此使得作為潤(rùn)滑劑的耐熱油脂的粘滯性下降，從而一起減小了“負(fù)載扭矩”。
參見(jiàn)圖11，圖中示出了傳統(tǒng)的定影裝置驅(qū)動(dòng)控制中旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)壓輥的圓周速度的的變化。橫坐標(biāo)表示所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，縱坐標(biāo)表示壓輥的旋轉(zhuǎn)速度。如圖11所述，傳統(tǒng)上通常以預(yù)定的處理速度驅(qū)動(dòng)壓輥，該速度從驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)印到靜止?fàn)顟B(tài)中定影裝置的一刻開(kāi)始為恒定速度。正常的情況是，從靜止?fàn)顟B(tài)到預(yù)定的處理速度的加速時(shí)間約為0.1秒。因此，與大的加速扭矩一樣，壓輥和定影膜在開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定影膜沒(méi)有足夠升溫的情況下以預(yù)定處理速度旋轉(zhuǎn)，因此，耐熱油脂的粘滯性較強(qiáng)并且在啟動(dòng)時(shí)需要非常大的扭矩。
參見(jiàn)圖12至14，圖中示出了根據(jù)本發(fā)明在定影裝置的驅(qū)動(dòng)控制下旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)壓輥的圓周速度的變化。
如圖12中所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)印到壓輥時(shí)，壓輥以極低的速度(第一速度)驅(qū)動(dòng)，并且其圓周速度隨時(shí)間緩慢直線上升直至最后達(dá)到預(yù)定的處理速度(第二速度)。根據(jù)定影裝置將緩慢驅(qū)動(dòng)上升所需的時(shí)間設(shè)為最佳值。但與傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的加速上升不同，它不能在短時(shí)間內(nèi)如0.1s內(nèi)執(zhí)行完畢。
嚴(yán)格地說(shuō)，如果驅(qū)動(dòng)輥(壓輥)從“0”加快至某一特定的速度，則對(duì)于一個(gè)極矩的時(shí)間內(nèi)不可避免地產(chǎn)生低速區(qū)(加速區(qū))，同時(shí)，本發(fā)明中第一速度區(qū)域不包括此低速區(qū)域，但控制第一速度區(qū)域，以致根據(jù)加速時(shí)必須產(chǎn)生的速度而延長(zhǎng)低速周期。
慢速驅(qū)動(dòng)所需的時(shí)間設(shè)置在輸入打印信號(hào)和進(jìn)入形成了圖象的記錄材料的定影輥隙之間時(shí)段，并且旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)的加速扭矩必須通過(guò)設(shè)置而充分減小。
此慢速驅(qū)動(dòng)可以在驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)之后加速度如圖13所示逐漸上升之前按圓周速度以非常低的加速度上升的形式控制成一種非線性驅(qū)動(dòng)。
另外，如圖14所示，可以按把圓周速度劃分成幾級(jí)的步驟提高圓周速度的方式控制慢速驅(qū)動(dòng)。在這種情況下，第一速度包括一個(gè)在預(yù)定的時(shí)間里速度恒定的速度區(qū)域。
另外，上述三個(gè)減速驅(qū)動(dòng)的控制方案可以彼此互相結(jié)合。
上述任意一種驅(qū)動(dòng)控制方案的特征在于壓輥的驅(qū)動(dòng)剛啟動(dòng)之后的圓周速度設(shè)置為低于處理速度(定影速度)。
因此，本發(fā)明避免了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的失調(diào)。
另外，定影裝置的供電電源(激勵(lì)線圈27的供電電源)與慢速驅(qū)動(dòng)的啟動(dòng)或慢速驅(qū)動(dòng)期間同時(shí)啟動(dòng)。這對(duì)定影膜的內(nèi)表面及其制成元件之間的耐熱油脂加熱，由此降低粘滯性并減小負(fù)載扭矩。特別是在此定影裝置的電磁感應(yīng)發(fā)熱法中，發(fā)熱速度短于熱輥型的情形，使得定影膜在15至20秒左右時(shí)間內(nèi)被從室溫加熱到可定影溫度190℃。因此，如果慢速驅(qū)動(dòng)時(shí)間設(shè)為大約15s，則啟動(dòng)時(shí)加速扭矩和負(fù)載扭矩可以減小，由此啟動(dòng)所需的扭矩可以顯著地降低。
在本實(shí)施例的電磁感應(yīng)發(fā)熱型定影裝置的結(jié)構(gòu)中，發(fā)熱部分不位于輥隙部分中，而位于稍稍靠上游的部位，如圖2和6所示。在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中最好直接對(duì)摩擦的輥隙部分上的耐熱油脂加熱以減小負(fù)載扭矩，而輥隙部分即使在靜止?fàn)顟B(tài)被加熱，也不會(huì)升溫。在這種情況下，從加熱輥隙部分來(lái)看定影膜的慢速旋轉(zhuǎn)非常有效。
如上所述，通過(guò)啟動(dòng)溫度控制和定影裝置的慢速驅(qū)動(dòng)，可以顯著地減小啟動(dòng)定影膜的驅(qū)動(dòng)所需的驅(qū)動(dòng)扭矩。
下面將對(duì)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述。
本實(shí)施例中成象裝置和定影裝置的結(jié)構(gòu)和上述實(shí)施例中的情形相同，因此在此省去對(duì)該結(jié)構(gòu)的描述。
本實(shí)施例的特征在于根據(jù)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)之前定影膜10的溫度，改變慢速驅(qū)動(dòng)的定影裝置的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
如果定影膜10在打印結(jié)束之后不長(zhǎng)的時(shí)間沒(méi)有被完全冷卻，則定影膜內(nèi)涂敷的油脂的粘滯度較低，并且負(fù)載扭矩較小。在這種條件下，與定影裝置在完全冷卻狀態(tài)下升溫時(shí)所分配的驅(qū)動(dòng)扭矩相比，可以分配給加速扭矩的驅(qū)動(dòng)扭矩更多。因此，通過(guò)利用控制方案，其中旋轉(zhuǎn)器驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)后即慢速驅(qū)動(dòng)所需的時(shí)間根據(jù)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)之前定影膜10的溫度而變化，慢速驅(qū)動(dòng)所需的時(shí)間可以減到最小值。并且顯著遞降低定影裝置的驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)扭矩。
首先，圖15表示本實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)定影裝置的驅(qū)動(dòng)控制方案。此方案與上述實(shí)施例的圖14中所示控制的情形相同，上述實(shí)施例中的圓周速度分步驟提高。在本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)控制方案中，慢速驅(qū)動(dòng)下壓輥的圓周速度在分步加速中被分成四級(jí)。這些步驟從低速起分別被稱為第一圓周速度、第二圓周速度、第三圓周速度和第四圓周速度。
在本實(shí)施例中，當(dāng)根據(jù)定影膜10的溫度彼此適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合這四個(gè)圓周速度時(shí)，可以相對(duì)于時(shí)間線性地或非線性地加速圓周速度。另外，通過(guò)包括分步加速的驅(qū)動(dòng)控制可以合并上述圖案以加速。
接下來(lái)，圖16表示在本實(shí)施例中旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)控制的流程圖。
首先，當(dāng)打印信號(hào)輸入到成象裝置主體時(shí)壓輥30開(kāi)始旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，成象裝置的主體通過(guò)溫度探測(cè)元件發(fā)出的信號(hào)確定定影膜的溫度。所確定的定影膜溫度與預(yù)設(shè)溫度(℃)T1，T2和T3(T1＞T2＞T3)比較。然后把定影膜的確定溫度分成四級(jí)小于T1，大于或等于T1并小于T2，大于或等于T2并小于T3，以及大于或等于T3。
然后，首先不管定影膜10的溫度以最低的第一旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行1s的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。第一圓周速度用于減小剛旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)的扭矩。因此，最好是最小速度。
如果定影膜在驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)的溫度低于T1℃，則圓周速度轉(zhuǎn)換成第二圓周速度驅(qū)動(dòng)之后的t2s，然后轉(zhuǎn)換到第三圓周速度驅(qū)動(dòng)t3s，之后再轉(zhuǎn)換到第四圓周速度驅(qū)動(dòng)t4s。最后，驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)t1+t2+t3+t4秒之后，速度轉(zhuǎn)換到預(yù)定的處理速度以完成慢速驅(qū)動(dòng)。
如果定影膜在驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)的溫度大于或等于T1℃并小于T2℃，則跳過(guò)以第二圓周速度驅(qū)動(dòng)的步驟并且速度轉(zhuǎn)換到第三圓周速度驅(qū)動(dòng)三秒，并轉(zhuǎn)換到第四圓周速度驅(qū)動(dòng)四秒。最后，驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)t1+t3+t4秒之后，速度轉(zhuǎn)換到預(yù)定的處理速度以完成慢速驅(qū)動(dòng)。
如果定影膜在驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)的溫度大于或等于T2℃并小于T3℃，則跳過(guò)第二和第三圓周速度驅(qū)動(dòng)的步驟并且速度轉(zhuǎn)換成第四圓周速度驅(qū)動(dòng)四秒。最后，驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)t1+t4秒之后，速度轉(zhuǎn)換到預(yù)定的處理速度以完成慢速驅(qū)動(dòng)。
如果定影膜在驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)的溫度等于或大于T3℃，則跳過(guò)第二、第三和第四圓周速度驅(qū)動(dòng)的步驟并且立即將速度轉(zhuǎn)換至預(yù)定的處理速度，換言之，驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)t1秒之后，即完成慢速驅(qū)動(dòng)。
在本實(shí)施例中慢速驅(qū)動(dòng)及膜溫度的條件下的圓周速度被劃分成四級(jí)，這些級(jí)數(shù)可以根據(jù)定影裝置而適當(dāng)?shù)卮_定。還可以以聯(lián)系定影膜各溫度的方式在慢速驅(qū)動(dòng)下改變對(duì)于預(yù)定圓周速度的每個(gè)驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
另外，可以根據(jù)定影膜的溫度實(shí)時(shí)連續(xù)地線性或非線性改變壓輥的圓周速度。
如上所述，通過(guò)根據(jù)定影膜10的溫度在驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)之前改變對(duì)定影裝置的驅(qū)動(dòng)時(shí)間，可以減小在定影裝置的驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)扭矩，同時(shí)最大程度減少慢速驅(qū)動(dòng)所需的時(shí)間。
下面對(duì)本發(fā)明的另一實(shí)施例進(jìn)行描述。
本實(shí)施例中成象裝置的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例中的相同，因此在此省去描述。
參見(jiàn)圖17，圖中表示本實(shí)施例中電磁感應(yīng)發(fā)熱型定影裝置的主體部分截面圖。在此實(shí)施例的此結(jié)構(gòu)中，發(fā)熱部分布置在輥隙部分N中或其附近?？梢园磁c上述實(shí)施例相同的方式在圖12至圖14中所示的任意一種驅(qū)動(dòng)控制圖案或它們的結(jié)合圖案中執(zhí)行對(duì)在慢速驅(qū)動(dòng)下定影裝置200的驅(qū)動(dòng)控制。
本實(shí)施例的特點(diǎn)在于在具有上述結(jié)構(gòu)的定影裝置中通過(guò)在壓輥30的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)之前啟動(dòng)溫度控制而升高定影膜10的溫度。在根據(jù)本實(shí)施例的定影裝置200中，發(fā)熱部分位于輥隙部分N的附近，因此，通過(guò)啟動(dòng)靜止?fàn)顟B(tài)下的溫度控制可以升高由定影膜10和良導(dǎo)熱元件40摩擦的輥隙部分N周圍的元件的溫度。
因此，在壓輥30的慢速驅(qū)動(dòng)開(kāi)始之前可以降低施加到輥隙部分N的定影膜內(nèi)表面的耐熱油脂的粘滯性并減小負(fù)載扭矩。
如上所述，靜止?fàn)顟B(tài)下通過(guò)在加熱定影膜10之前啟動(dòng)慢速驅(qū)動(dòng)，即使定影裝200被冷卻，也可以顯著地降低啟動(dòng)定影裝置的驅(qū)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)扭矩。
在本實(shí)施例中如上所述的感應(yīng)發(fā)熱型定影裝置中，如果在靜止?fàn)顟B(tài)下施加例如1000W或更大的功率而不降低功率，則在大約幾秒的時(shí)間里使僅僅發(fā)熱部分的溫度上升到300℃，從而會(huì)使定影膜10熱損傷。因此，最好將靜止?fàn)顟B(tài)下輸入到定影裝置的功率控制到500W或更低。
如上所述，定影膜10在壓輥30的慢速驅(qū)動(dòng)之前先被加熱，由此可以顯著地降低啟動(dòng)定影裝置的驅(qū)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)扭矩。
可以把上述膜升溫后驅(qū)動(dòng)壓輥的控制方法施用于具有圖12所示結(jié)構(gòu)的圖象加熱裝置。
在上述實(shí)施例中布置良導(dǎo)熱元件的同時(shí)，也可以在周邊上布置導(dǎo)向元件16a和16b以及在對(duì)應(yīng)于導(dǎo)向元件16a和16b的輥隙部分N的位置處布置在靜止并定影狀態(tài)下作為支撐元件的滑動(dòng)元件而不布置良導(dǎo)熱元件，使得膜移動(dòng)到與滑動(dòng)元件41接觸。
如果用于加熱和定影一種單色或單路徑多色圖象，電磁感應(yīng)發(fā)熱型定影帶10也可以有一種不具有彈性層2的結(jié)構(gòu)。電磁感應(yīng)發(fā)熱層1可以由包含金屬填充物的樹(shù)脂構(gòu)成。也可以是一種單層電磁感應(yīng)加熱層的元件。
作為加熱裝置的定影裝置的結(jié)構(gòu)不局限于本實(shí)施例中的壓輥驅(qū)動(dòng)型。
例如，如圖18所示，環(huán)帶形式的電磁感應(yīng)發(fā)熱型定影帶10懸掛在帶導(dǎo)向元件16、驅(qū)動(dòng)輥31和張力輥32之間，帶導(dǎo)向元件器16和作為施壓元件的壓輥30的底部通過(guò)壓力與其間的定影帶10接觸，形成定影輥隙部分N，由此可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)輥31旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)定影帶。在這種情況下，壓輥30是一個(gè)從動(dòng)旋轉(zhuǎn)輥。
壓輥30不局限于上述輥，可以是一種具有另一種形式如旋轉(zhuǎn)帶的元件。
另外，為了從施壓元件30的一側(cè)向記錄材料提供熱能，可以把電磁感應(yīng)發(fā)熱裝置或其它裝置布置在施壓元件30的一側(cè)用于升溫并將溫度控制到預(yù)定溫度。
本發(fā)明加熱裝置的應(yīng)用不局限于本實(shí)施例的圖象加熱和定影裝置，也可以廣泛地用作加熱被加熱的材料的裝置或設(shè)備，如用于通過(guò)加熱承載圖象的記錄材料提高光澤或其它表面特性的圖象加熱裝置，用于暫時(shí)定影的圖象加熱裝置，用于加熱并烘干加熱材料的裝置或熱層疊裝置。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的定影裝置中，其中定影裝置具有旋轉(zhuǎn)器滑過(guò)輥隙部分中其支撐元件的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)輥開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)以低速旋轉(zhuǎn)，因此可以避免定影裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)失調(diào)，并通過(guò)加熱膜而減小旋轉(zhuǎn)器驅(qū)動(dòng)開(kāi)始時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)扭矩，由此可以使用具有較小驅(qū)動(dòng)扭矩的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，從而降低成本。
雖然以上參照優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明技術(shù)創(chuàng)意范圍的前提下可以做各種改變。
權(quán)利要求
1.一種圖象加熱裝置，包括一個(gè)活動(dòng)膜；一個(gè)用于產(chǎn)生磁通量的磁通量產(chǎn)生裝置；其中由上述磁通量產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的磁通量在所述膜上產(chǎn)生渦流，記錄材料上的圖象通過(guò)該膜上的熱量而被加熱，一個(gè)用于支撐上述膜的靜態(tài)固定的支撐元件；和其中所述膜通過(guò)潤(rùn)滑劑滑動(dòng)移過(guò)該支撐元件，一個(gè)驅(qū)動(dòng)上述膜的驅(qū)動(dòng)元件；其中該驅(qū)動(dòng)元件在所述膜發(fā)熱之后驅(qū)動(dòng)該膜。
2.如權(quán)利要求1所述的圖象加熱裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)元件是一個(gè)輥，并且與所述支撐元件通過(guò)所述膜形成一個(gè)輥隙。
3.如權(quán)利要求2所述的圖象加熱裝置，其特征在于在上述輥隙中承載未定影圖象的記錄材料被夾住并輸送，未定影圖象被定影在記錄材料上。
4.如權(quán)利要求1所述的圖象加熱裝置，其特征在于所述支撐元件是一個(gè)具有優(yōu)良的滑動(dòng)性能的元件。
5.如權(quán)利要求1所述的圖象加熱裝置，其特征在于上述膜是環(huán)形的。
6.如權(quán)利要求1所述的圖象加熱裝置，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)元件在開(kāi)始驅(qū)動(dòng)時(shí)以第一速度驅(qū)動(dòng)上述膜，然后再以第二速度驅(qū)動(dòng)上述膜，其中所述第一速度小于第二速度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圖象加熱裝置，其中驅(qū)動(dòng)元件在開(kāi)始驅(qū)動(dòng)時(shí)以第一速度驅(qū)動(dòng)上述膜，然后再以第二速度驅(qū)動(dòng)膜，其中第一速度小于第二速度。
文檔編號(hào)G03G15/20GK1515966SQ20041000496
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2000年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月1日
發(fā)明者鈴木雅博, 阿部篤義, 義 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社