[发明专利]定影装置、图像形成装置以及定影装置的温度控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含在电子照相方式的图像形成装置中的定影装置、以及上述定影装置中的温度控制方法。

背景技术

作为在复印机、打印机等的电子照相方式的图像形成装置中使用的定影装置，多使用热辊定影方式的定影装置。热辊定影方式的定影装置包括相互压接的辊对(定影辊和加压辊)，通过在该辊对的两方或者任一方的内部中配置的、由卤素加热器等构成的加热单元，将辊对加热至规定的温度(定影目标温度)之后，将形成了未定影调色剂图像的记录纸提供给辊对的压接部(定影咬接(nip)部)使其通过压接部，从而通过热和压力而进行调色剂图像的定影。

另外，在彩色图像形成装置中设置的定影装置中，一般使用在定影辊表层设置了由硅酮橡胶等形成的弹性层的弹性辊。通过将定影辊设为弹性辊，定影辊表面与未定影调色剂图像的凹凸对应地弹性变形，并接触以覆盖调色剂图像面，所以能够对与单色相比调色剂量多的彩色的未定影调色剂图像良好地进行加热定影。

此外，通过在定影咬接部出口中的弹性层的变形释放效果，能够对与单色相比容易偏移的彩色调色剂提高分型性。

此外，由于定影咬接部的咬接形状成为向上(定影辊侧)凸出(所谓的反咬接形状)，所以能够提高用纸的剥离性能，即使不使用剥离爪等的剥离单元也能够剥离(自动剥离)用纸，能够消除剥离单元所引起的图像缺陷。

此外，在这样的彩色定影装置中，为了应对处理速度(记录材料的传送速度)的高速化，需要扩大定影咬接部的咬接宽度。此外，作为扩大咬接宽度的单元，有加厚定影辊的弹性层的方法和加大定影辊径的方法的两种。

但是，如以往那样，在定影辊内部中有加热单元的结构中，将处理速度高速化的情况下，在加厚定影辊的弹性层的方法中，由于弹性层的热传导性低，所以存在对于定影辊表面的热供给不充分，定影辊表面的温度降低的问题。另一方面，在加大定影辊径的方法中，由于各个辊的热容量加大，所以存在加热时间变长，耗电增大的问题。

为了解决这样的问题，近年来，使用在定影辊和加热辊之间挂接了定影带，经由定影带将定影辊和加压辊压接的结构的带定影方式的彩色定影装置。

在这种带定影方式的定影装置中，由于加热热容量小的定影带，所以加热时间短，且由于不需要在定影辊中内置卤素灯等的热源，所以能够将由海绵状橡胶等形成的低硬度的弹性层设得厚，能够确保宽的咬接宽度。

另外，在如上所述的热辊定影方式或者带定影方式的定影装置中，为了实现加热时间的进一步的缩短，考虑进行加热部件(定影辊或者定影带)的低热容量化或加热加热部件的加热单元的高输出化。但是，在进行加热部件的低热容量化或加热单元的高输出化的情况下，难以进行最佳的温度控制，存在加热部件的温度在目标温度附近大幅变动从而产生具有大的温度幅度的温度变动(温度波动)的问题。

即，在以往的定影装置的温度控制方法中，在进行定影部件或加压部件等的温度控制对象物的温度控制时，若温度控制对象物的当前的温度比目标温度低，则开启(ON)对于加热单元的通电，若高，则断开(OFF)对于加热单元的通电。此时，在温度控制对象物的热容量小的情况下、来自加热部件的提供热量多的情况下、温度控制对象物的热时常数小的情况下、或者检测温度控制对象物的温度的温度检测单元的热时常数大的情况下等，即使温度控制对象物的温度已达到目标温度也不能立即停止温度上升，从而存在过度加热的情况。此外，在停止了通过加热单元加热时，还存在因放热或热负荷的影响而产生急剧的温度降低的情况。

若温度波动大，则调色剂过度熔融(溶融)，从而熔融调色剂在记录纸和加热部件(定影辊或定影带)之间作为粘合剂起作用，产生记录纸缠绕加热部件，或者即使没有到缠绕的程度，定影后的图像表面也变得粗糙，从而会引起图像恶化。此外，若加热过多，则由于多余地提供热能，所以耗电增大。此外，还存在对于加热部件的提供热量不足而不能充分地熔融调色剂，引起定影不良的情况。

因此，作为精密地控制对于加热单元的通电的方法，有在专利文献1中公开的PID控制。

该PID控制是将比例控制(P动作)、积分控制(I动作)、微分控制(D动作)进行组合，根据当前的温度状态或过去的控制状态等而决定对于当前的加热单元的输出的控制，若能够将这3个动作的各个参数很好地对控制对象进行配合，则能够明显抑制温度波动。

在专利文献1中，基于来自用于检测加热部件的温度的温度检测单元的温度信息，细致地计算加热单元的输出值，与此对应地，细腻地控制通电量，从而实现了温度波动的抑制。