专利名称：成像装置中的定影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用电子成像法将一预定影墨粉热定影在诸如复印机、激光打印机一类的成像装置中设置的影像保持体(纸片)上的定影装置。
采用电子成像法的成像装置藉助于墨粉将形成在具有作为记录介质感光层的感光体上的潜象生成显像，并将墨粉潜象转移到作为影像保持体的纸片上，由于墨粉尚待定影，因此加热熔化墨粉，然后对它加压，从而将墨粉影像定影在纸上。为此，将一定影装置提供在一纸输送通道的下游侧，例如正好位于在通过成像区的纸的排出部之前。
定影装置的传统温度控制方法例如在日本专利申请4-295873中有所披露。其工作原理是，连续接通加热器灯泡，以便响应于复印机电源的接通，急剧地使热辊的表面温度上升到目标设定温度Ts。
此外，通过检测一低于该目标设定温度Ts的温度，控制电源，以便周期性地接通和断开该加热器，从而防止由于表面温度急剧上升所引起的超调，降低由于达到目标设定温度Ts后的温差所引起的波动。
所以，温度To(第二温度)，它不是用来执行定影的温度，它低于能够定影的作为目标温度的设定温度Ts(第一温度)，它对应于所说的温度Ts进行设定，并从达到所说的第二温度To时的那一点进行检测，执行对提供给加热器灯泡的电源的控制。按这样的操作，可以降低达到第一温度Ts后的超调，以及抑制了不必要的能量供给等。
按照上述专利所披露的定影装置的热控制方法，有效控制了热辊的能够定影的所说的第一温度Ts，它的优点在于，当电源断开时，不必要的电源供给可受到抑制。此外，有效的是，达到所说的第一温度Ts以后，波动之类的缺陷可降至最小。
然而，在这种定影装置中，在达到能够定影的第一温度以后，执行温度控制，恒定地瞄向第一温度Ts，而不改变设定温度。所以，当在成像部执行连续的成像操作时，热辊必须连续旋转，以便在定影装置上执行连续的定影过程。此时，通过控制加热器灯泡的电源，控制热辊并保持所说的第一温度Ts。所以，下加压辊将被上热辊加热，它的表面温度将逐渐上升。
因而，当执行连续的成像时，定影装置初始定影的性能与连续成像期间的定影性能将逐渐不同。当采用例如60克的纸时，将发生受热不均匀。换句话说，由于加压辊表面温度充分加热而上升，纸片也将从背面加热。因而，由上热辊加热的墨粉不仅熔化并定影在纸片的表面，而且也粘在热辊侧。
因而，为解决受热的不均匀问题，可控制热辊的温度，保持预先设定的，能定影但低于第一温度Ts的温度。然而，当设定一能定影但低于第一温度Ts的温度并控制定影装置恒定地保持这一温度时，如果纸片厚，则不能获得预定的定影性能。这就是说，热辊的大量热将被厚纸片带走，而热辊的表面温度将急剧下降。于是当将墨粉热定影在后续纸片上时，定影性能将降低，这将产生诸如定影稳定性降低、定影紊乱以及彩色图象辉度降低等问题。
本发明的目的是为了解决上述问题。提供一种即便在执行连续定影过程中具有至少两类热辊的能定影温度的定影装置，在解决受热不均匀性问题的同时，保持恒定的定影能力。
特别是，本发明旨在提供一种定影装置，其中能定影温度根据定影过程期间的定影过程状态加以改变，形成稳定的定影，并可防止受热不均匀问题。
再则，本发明的第二个目的是在达到上述目的的同时，降低能耗。
为达到上述目的，根据本发明的成像装置的定影装置包括一热辊，它的表面通过一热源加热到所要求的温度；一加压辊，它用来使由所说的热辊加压和输送的一影像保持体与所说的热辊侧紧密接触，通过控制所说热源的电源，控制并使热辊表面保持在一能定影的温度上，将已形成在所说的影像保持体上的预定影墨粉影像进行定影；其中，所说的热辊被控制到能定影的第一设定温度，另一方面，相应于定影过程的状态，在该第一设定温度与低于所说的第一设定温度的能定影的第二设定温度之间进行转换。
按这种结构，特别是在执行定影过程时，热辊可控制到可定影的第一或第二设定温度。这就是说，根据定影过程的状态，例如定影过程未执行，或定影过程连续执行，第一和第二设定温度将设定为合适的温度，并进行控制，以便在这两个温度之间转换移。这可相应于加压辊温升状态实现对热辊温度的控制，它不仅持续实现稳定的定影，不发生定影紊乱现象，而且也同时防止了受热不均匀问题。
为了获得上述效果，在上述成像装置的定影装置中，相应于所说的定影过程，执行第一设定温度与第二设定温度之间的转换。为此，在接通电源时热辊启动时刻，将其设置在第一设定温度在预定的时间以后，或者在连续定影过程中，将其转换移到第二设定温度。在初始启动时刻，将加热辊控制到第一设定温度，由于有足够的热，即使在加压辊的温度上升得不多的情况下，也能实现墨粉影像稳定和良好的定影。此外，由于热辊的温度尚未上升，因而担心由于影像保持体从背面加热而引起的受热不均匀。当定影过程处于连续状态时，转换到第二设定温度，所以加压辊也将逐渐加热，因而温度将上升。这时，热辊的表面温度降低，来自加压辊的热将可供充分的定影，但由于热辊的表面温度降低因而同时可防止受热不均匀性。
此外，在具有上述结构的定影装置中，当所说的热辊的表面温度被控制而保持在第二设定温度时，在所述保持温度维持了一定的时间周期而不执行定影过程的状态下，或者是定影过程启动状态下，所说的热辊表面温度即转换到第一设定温度。当热辊在第二设定温度处于待机状态时，加压辊的温度将逐渐降低。所以，当启动定影过程时，热量将不足，但藉助于在未执行定影过程的预定时间后转换移到第一设定温度，或者响应于定影过程的启动状态转换到第一设定温度，可将不足的热量充分地补偿，从而能进行稳定的定影。
另一方面，用于达到本发明的上述和第二目的的成像装置中的定影装置包括一热辊，它的表面通过一加热源加热到一要求的温度；以及一加压辊，用来将由所说热辊加压和输送的影像保持体压向所说的热辊，控制所说热辊的表面保持能定影的温度，以便通过对所说热源的电源的控制，将已形成的预定影墨粉影像定影在所说的影像保持体上；其中，将所说的热辊控制到能定影的第一设定温度，另一方面，在所说的能定影的第一设定温度与低于所说的第一设定温度的能定影的第二设定温度之间进行温度转换；以及执行所说热辊的温度控制，以便在完成了定影以后，所说热辊转换到所说的第二设定温度，并保持所说的第二设定温度，以及响应于定影过程的启动，将所说的热辊转换到所说的第一设定温度。
按照具有上述结构的定影装置，不仅可执行良好、稳定的定影，而且防止了受热的不均匀性。这就是说，由于对应于定影过程的状态，温度控制到第一设定温度或第二设定温度，因而，热辊的表面温度将根据加压辊的温度状态来控制。所以，定影状态变得稳定，而且防止了受热不均匀性。此外，由于通过将第二设定温度设定为待机状态来控制热辊的温度，所以与在第一设定温度下对热辊进行热控制所消耗的能量相比，电源提供的能量可以减少。所以不必要的能量消耗可以降低，这有利用减少资源利用。
此外，执行定影过程时，当所说的热辊控制到第一设定温度时，如果定影过程中的定影纸片达到了预定的数量，则此后的定影过程将通过热辊转换到第二设定温度来完成，藉此，防止了定影期间的受热不均匀，并保持了稳定的定影。
此外，当控制所说的热辊保持第二设定温度，以及当经过预定的设置时间(ts)后不执行定影过程时，所说的热辊表面温度可以控制到低于所说第二设定温度的不能进行定影的温度，并响应于这种状态的定影过程的启动，控制热辊上升到第一设定温度，从而可以进一步减少能量消耗。此外，由于响应于定影过程的启动控制所说的热辊上升到第一设定温度，因而不会发生定影的紊乱，而且与初始接通电源后的温升控制时间相比，温升时间可极大地减少。
图1为装有现有技术的定影装置的成像装置主要部分示意图；图2为图1所示的现有技术定影装置中，向热源提供电源以保持可定影温度的控制实例的时间曲线图；图3为本发明定影装置第一实施例温度控制的时间曲线图；图4为根据本发明用来定影墨粉影像的定影装置结构实例简图；图5为采用图4中所示的定影装置进行定影操作而执行温度控制的控制电路方框图；图6为用来说明包括本发明的定影装置的彩色成像装置大体结构的结构图；图7为根据本发明第一实施例在第一与第二设定温度之间进行转换控制的步骤流程图；图8为用来说明本发明第二实施例的定影装置进行温度控制的时间曲线图。
本发明将应用于图1所示的定影装置实例中。图1中，一定影装置70由一热辊72和一加压辊73组成，该热辊包括其内部用卤素灯作为热源的加压器灯71，该加压辊73通过预定的压力对所说的热辊72加压。
图1所示的定影装置70定位在输送通道排出部74的前面，该输送通道通过一成像部75，其中形成在该成像部75上的纸片P上的墨粉76通过所加的压力与该供热的上热辊72接触而被热定影。
成像部75相应于所要求的影像通过一光学系统79将光信息曝光到感光体77上，而同时该感光体77藉助于具有光导层的充电装置78对其进行均匀的充电，从而将静电潜象形成在该感光体77的表面上，并将一显影装置80上的墨粉81(它是彩色介质)施加在所说的潜象上，藉此，使所说的潜象显现。由所说的墨影装置80显影的所说感光体表面上的墨粉影像由定位在转移位置上的转换装置82以静电方式转移到输送到位的纸片P的表面上。在完成所说的转移以后，纸片P表面上形成预定影墨粉影像76，所说的纸片被引导至所说的定影装置70，且被输送以便藉助于所说加压辊73的操作而与所说的热辊72接触，在此时，墨粉影像由于受热而同时熔化，并藉助于加压操作而完成牢固的定影。
包含在定影装置70中的热辊72装有定位在一圆柱体内的加热器灯71，该圆柱体具有作为芯棒的铝管，该圆柱体表面被对墨粉具有良好释放特性的硅橡胶件所包覆。所说的硅橡胶包覆层和芯棒通过称作底层涂料的粘结剂相互粘合并固定，藉此形成热辊72。
为了将所说的墨粉热定影到纸片P上，所说的热辊72的表面保持定影温度。因而，安装一热检测传感器83例如热敏电阻处于与所说的热辊72表面接触状态，并响应于来自所说传感器83的热检测信号，进行对加热器灯电源的驱动控制，从而使热辊72表面的温度保持在能进行定影操作的设定温度。
在图1中，标号84表示用来消除粘结在热辊72表面上的墨粉的清除垫，以便防止由于墨粉再次转移到纸片P上而引起的不均匀性，标号85为清除装置，它用来去除墨粉转移以后残留在感光体77表面上的墨粉，标号86作为纸片检测微型开关，用来检测通过定影装置70并排出的纸片P。
图1定影装置70的温度控制在日本专利NO.4-295873的实例中有所披露。如图2所示，将图1中的加热器灯71持续接通，以便响应于诸如复印机电源的接通，急剧升高热辊72的表面温度至目标设定温度Ts。
此外，通过对达到某一低于目标设定温度Ts的温度To的检测，控制电源使加热器71周期性的接通和断开，从而防止由于表面温度急剧升高而引起的热超调，降低在达到目标设定温度Ts后由于温差引起的波动。
所以，温度To(第二温度)，不是为了执行定影，它低于能够进行定影作为目标温度的设定温度Ts(第一温度)，它相应于所说的温度Ts来设定，并从检测到所说第二温度To的时间点开始，执行对加热器灯71电源的控制。根据这种操作，达到第一温度Ts以后的热超调可以降低，不必要的电源供给可以抑制。
以下将参照诸附图对本发明的最佳实施例作详细的说明。特别是，图3是用来说明本发明第一实施例定影装置温度控制的时间曲线图；图4是表示本发明定影装置结构实例的结构简图；图5是表示图4定影装置控制电路的方框图；以及图6是包含图4所示定影装置的成像装置总体结构图。
下面根据图6说明包含本发明定影装置在内的成像装置的总体结构。
图6中所示的成像装置包括一送纸部1，用来储存和供给作为记录纸的纸片，在那儿最终形成一墨粉影像；一转移部2，用来将墨粉影像转移到所说的纸片上；一包括显影装置之类的成像部3，用来形成墨粉影像；以及根据本发明的一定影装置4，它藉助于熔化和粘结，将转移到纸片上的墨粉进行定影。
在所说的送纸部1上，安装一储存纸片的送纸盒5，并可移动地定位在成像装置壳体的最下部，特别是可从图中前侧或右侧(装置的前侧)拉出；以及一手动送纸插入部6，用来手动插入纸片，定位在图中装置壳体的前侧或右侧。此外，还有拾取辊7，用来从储存在送纸盒5内部的纸片顶部，一次发送出一张纸；一PF辊8，用来输送由所说拾取辊7发送出来的纸片；以及一手动送纸辊9，用来输送从手动送纸插入部6插入的纸片。甚至还安装一预卷辊10，用来将从所说的PF辊和手动送纸辊9输送来的纸片预先卷边。这些单元形送纸部1。根据成像次序，纸片从送纸部1出来送至转移部2。
在送纸盒5上，安装一上推件或纸安装平台5a，通过弹簧一类零件，迫使它朝向着图中的上方，在该纸安装平台5a上安装纸片。藉此，储存在所说送纸盒5内的纸片被定位，从而它顶端的纸与拾取辊7相对，于是藉助于拾取辊7向着箭头的方向旋转，该拾取辊接触顶端纸，因而一纸片将发送出去。发送出去的纸片通过PF辊8的通路输送到预卷辊10。
此外，从手动送纸插入部6插入的纸片将通过手动进给辊9输送到预卷辊10。
所说的预卷辊10，如上所述，它使输送的纸片预先卷边，使纸片易于被吸附在转移部2上配备的圆柱形转移鼓11的表面上。
上述圆柱形转移鼓11配备在作为转移器件的所说的转移部2上。在所说的转移鼓11的边缘区定位有一些零件，例如作为接地电极件的接地辊12；用来引导纸片不致从转移鼓11落下的引导件；用来去除吸附在转移鼓11上纸片的去除爪14等。去除爪14可移动地安装，以便和转移鼓11接触，或者与其分开，它在转移完成以后从转移鼓11上去除纸片。
此外，在成像部3中，安装一压着所说转移鼓11的感光鼓15作为影像保持体。例如磨光的导电铝管15a和OPC膜(有机光导膜)15b形成，POC膜施加在感光鼓15的表面。
在所说感光鼓15的外缘区依次沿径向定位有显影器16、17、18和19，每一显影器储存黄、洋红、青蓝和黑色墨粉，还定位有一充电器20，用来对感光鼓15表面充电；一清洁刀片21，用来扫除残留在感光鼓15表面上的墨粉等等。在所说的成像部3中，每一种墨粉的影像形成在所说的感光鼓15上，影像将一个跟着一个地转移到缠绕在转移鼓11上的纸片上。所以，对于感光鼓15，充电、曝光、显影和转移对于每一个颜色都重复执行，藉此，在纸片上形成所要求的彩色影像。
于是，当在纸片上形成彩色影像时，墨粉影像转移到以静电方式吸附在转移鼓11上的纸片上，转移鼓11每旋转一次上一种颜色，藉此，一种颜色加在另一种颜色的上部，而获得彩色影像，最多旋转四圈。
此外，感光鼓15和转移鼓11相互抵压，从而大约8kg的压力加在转移位置，特别是从转移效率和影像质量的观点出发，压力加在两者的接触部。
通过上述方法，形成在纸片上的墨粉影像被预定影，以及为了形成永久影像，根据本发明执行热定影的一定影装置相应于转移鼓11的去除爪14的安装位置而定位。
定影装置4包括一热辊41，用来通过预定的温度和压力，将墨粉影像定影形成在纸片上；以及一定影引导件22，用来引导由去除爪14从转移鼓11上去除的纸片至所说的热辊41。
在定影装置4的纸片出口处，也即纸片输送的下游侧，安装一排出辊23，定影后的纸片被排至安装在成像装置壳体外部的排出托盘24上。该排出托盘24定位在成像装置的上部，安装成倾斜状态。
所以，当根据图4描述本发明时，定影装置4包括一热辊41，它具有圆柱形形状的、用铝制成的芯棒31，在所说的芯棒31的表面，粘结硅橡胶一类的橡胶包覆层32，它具有释放墨粉的有利性能，用例如称之为底层涂料的粘结剂粘结。在热辊41芯棒31的内部，安装一由卤素灯一类形成的加热器灯43，它是一个加热源，用来使热辊41的表面温度保持到能定影的温度(设定温度)。
在所说的热辊41上，形成较大的接触宽度(夹持宽度)，用来将墨粉影像33有效地定影在热辊41间的纸片P上，以及为了使纸片P接触热辊41侧，安装一加压辊42，它用由硅橡胶或海绵制成的PFA管35加以包覆芯棒34而形成，并由其支承可以旋转，硅橡胶或海绵较厚或硬度低。这种加压辊42由于安装了所说的厚的包覆层35，改进了绝热性能，并也考虑用来减少热辊41表面影像侧的温降，并与所说热辊41接触的输送方向具有较大的夹持间隙。
另一方面，控制所说加热器灯43的电源，使所说的热辊41的表面温度保持为预定的温度。为此，由热敏电阻形成的热检测传感器44安装在与热辊41表面接触的位置。相应于所说热检测传感器44的输出，按照图5所示的控制方框图，执行对加热器灯43电源的控制。
在图5中，加热器灯43的电源的控制根据一加热器驱动电路45的驱动而完成。该加热器驱动电路45通过A/D转换器46使来自热检测传感器44的检测信号数字化，并使采样电路47的信号加以数字化。然后，藉助于比较电路(器件)49，将这个转换值与表中(查询表/LUT)相应于每一个设定温度而储存的预定值进行比较，在比较结果的基础上，通过所说的加热器驱动电路45控制所说加热器灯43的电源。
所说的查询表48相应于每一个所说的设定温度储存温度值，并响应于所说比较电路49的比较结果而提供给加热器灯43的功率值，储存相应的值。所说功率值的控制是多样的，它可以控制固定电压下的时间间隔，也可以控制预定固定周期下的功率值，也可以控制电压值，或者这些控制方法的组合，其中一种控制方法储存在所说的查询表48中。
如下面要详细说明的那样，在本发明中，查询表48储存能进行定影的第一设定温度T1和第二设定温度T2。通过所说第一和第二设定温度之间转换控制的执行，相应于第一或第二设定温度的必要值从查询表48中读出，在比较电路49中比较，并根据比较结果，藉助于加热器驱动电路45，控制加热器灯43的电源。
于是，通过如图5中的电路对加热器灯43的驱动和控制，热辊41的表面温度相应于定影过程的状态，转换并保持到能使墨粉影像33热定影的第一设定温度(T1)或第二设定温度(T2)。
此外，一卤素灯用作加热器灯43安装在定影装置4的内部，然而，片型加热元件、陶瓷加热器、氙灯、自身温度控制型的陶瓷加热器(PTC)以及诸如此类的元件都可以代替它用作加热元件。
所说的片型加热元件用诸如双铬金属丝一类的元件定位成片状而制成，它的表面用诸如四氟乙烯或聚酰亚胺一类的绝缘材料包覆，能够保证获得表面绝缘和光滑的形状。当采用加热元件作为本发明定影装置的热源时，通过与待加热热辊41的直接接触，它具有最好的导热效率，但它也可以置于离热辊几毫米距离处。例如，片型加热元件与形成热辊41的芯棒31的内缘表面直接接触而安装。
陶瓷加热器用MO系统片型加热电阻印制在氧化铝陶瓷基底上而制成，并用印制法涂敷一层玻璃层。这种陶瓷加热器可藉助于对加热电阻提供电源而急剧加热到预定的加热温度，而且，加热表面接近或者接触热辊31的外缘。
氙灯是具有氙气的闪光灯，在管两端的电极之间施加高压直流脉冲电压时，它产生一具有波长为566nm并具强峰值的辐射能，它从外部高效加热热辊41。所以，它不安装在热辊41的内部，而是定位在热辊41外缘表面的对面。
此外，自身温度控制型陶瓷加热器是一陶瓷加热器，当施加的电压低于某一值时，这种元件加热到电流通过它本身为至。所以，通过材料的选择，当施加预定的电压时，加热元件的表面温度可保持到预定的温度。这种自身温度控制型陶瓷加热器接近或接触热辊41而定位，因此从外部加热热辊41。
本发明的第一实施例根据本发明定影装置4的一对热辊41和加压辊42能够改善图片的质量，特别是彩色影像图片的质量。为了获得高质量的图片，接触和定影预定影墨粉的热辊41如以上所披露的，用硅橡胶32包覆。
为了完成定影，必须使热辊41的表面温度保持一固定的温度和对热辊41和加压辊42受压部必要的夹持宽度(指一辊与另一辊的接触宽度)。所说热辊41表面的设定温度和夹持宽度相应于输送纸片P的输送速度和用于成像装置的墨粉特性来设定。但一般而言，热辊41的温度设定应不发生定影紊乱；并且不发生受热不均匀。
以下说明的第一实施定影装置中的热辊41表面温度通过将第一设定温度T1设定为160℃、第二设定温度T2设定为150℃而进行控制。然而，所说的第一和第二设定温度T1和T2设定为能进行定影的温度，特别是，第一设定温度T1设定为不产生受热不均匀而能进行定影的温度。所以，在第一实施例中，温度设定为160℃，这是能进行定影的实例，如果所说的温度设定得较高，它也可进行定影。然而热辊41表面温度的设定应不使它产生受热的不均匀，这就意味着，并不是所有大于160℃的温度都是可以的。
所以，所说的能定影的温度范围依据定影装置4的不同设计而有差异，特别是热辊41的热容量、夹持宽度等等，其中，以所说定影装置适合的温度为中心大约±15℃被认定为能定影范围。在第一实施例中，如上所披露的，为便于说明，第一设定温度T1设定为160℃，而较低的第二设定温度T2设定为150℃。在这种情况下，能进行定影而不产生受热不均匀性的温度上限可能是170℃。
在说明本发明第一实施例以前，以下先说明一下实现本发明的过程。例如，为了藉助于用本发明配备的成像装置定影多种不同颜色和层次的墨粉，例如，在具有图6中所示结构的彩色成像装置中，必须设定较大的夹持宽度，例如大约4mm，热辊41的表面温度应设定为至少150℃。此外，纸片P的输送速度设定为85mm/sec。
热辊41的表面温度由为接触热辊表面而定位的热检测传感器44进行全时检测，以及在图5中所示的表面温度控制电路中，加热器43的电源是受控的，从而如上所述，表面温度保持在150℃。这时，热辊41的表面温度控制到150±5℃，能使墨粉定影而获得高质量图片。
所以，定影装置4设定纸片P的输送速度，特别是辊子对41、42的线速度，为85mm/sec，而它的夹持宽度为4mm。用来定影墨粉的热辊表面温度设定为150℃，为了保持所述温度，执行图5中所示电路的热控制过程。
然而，响应于按上述工况工作的成像装置电源的接通，定影装置4升温，并保持热辊41的表面温度为150℃，彩色影像将具有较低的辉度，而且定影强度也较低。所以，当接通电源，设定热辊41以便使其表面温度上升到150℃，当温度上升到150℃时，可用成像装置进行成像。
这就是说，当定影装置中的热辊41表面温度上升到能定影温度，或即150℃时，然后保持这种状态，成像和与此相伴的定影过程便开始，可以理解，初始墨粉影像的定影特性并不适宜。为此，当成像开始时，加压辊42响应于热辊41的旋转而旋转，藉此进行加热。所以，加压辊42初始的温度较低，但随着墨粉影像的定影而上升。热辊41的热墨将被加压辊42所汲取，因而定影装置在温升的初始时刻，墨粉影像的定影特性便变成不适宜的了。
当热辊41的表面温度控制到大于150℃的温度时，例如160℃，墨粉影像在初始上升时刻的定影特性就变得适宜了。然而，当定影过程连续执行时，当采用薄纸(例如60g纸)作为纸片P时，大约定影10张以后，热的不均匀性就发生了。所以当恒定保持热辊41160℃的温度时，不可能完成连续且稳定的定影过程。
所以，在本发明中，如上所述，保持热辊41到能定影的温度设定为两个温度，第一实施例的第一设定温度T1为160℃，第二设定温度T2为150℃，并相应于定影过程的状态，转换这两类设定温度而进行温度控制，改善了全时的定影特性，并防止了受热的不均匀。
本发明第一实施例的控制状态表示在图3中，以下参照此图加以说明。为了启动图6中说明的成像装置，执行电源接通操作，响应于这个接通，也将执行定影装置4的初始温升控制。在这种温升控制中，热辊41的表面温度设定为较高值，例如热辊41的表面温度设定为160℃。在图3中，热辊41的表面温度在电源接通时刻，初始控制它的温度到第一设定温度T1(它是被设定的)例如T1＝160℃。
当热辊41的温度上升到第一设定温度T1以及在处于可由成像装置进行成像操作的状态(待机状态)时，提供启动成像的命令。这时成像开始，与此相应，定影过程便进行，并在所说的定影过程连续进行，重复到预定的次数(片型纸通过的次数)以后，热辊41的表面温度控制到低于第一设定温度的第二设定温度(例如T2＝150℃)。
所以，当成像装置的电源接通，控制定影装置的热辊41，以便加热定影装置的热辊41到第一设定温度T1。这时，如图3中所示，一对热辊41和加压辊42同时旋转，从而加压辊42也将被加热。
当热辊41的表面温度上升到第一设定温度T1(＝160℃)，并加以控制以保持所说的温度。这时，停止一对热辊41和加压辊42的驱动，成像装置便处于能成像的待机状态。图3表示这样一种状态，成像操作从热辊42上升到第一设定温度T1的时刻t0开始，从温升控制完成那点开始继续，进行连续定影过程的操作。
所以，当纸片P通过一对热辊41和加压辊42时，辊子的表面温度由于所说的纸片带走了热量而降低。然而，在没有纸片P通过的状态下，加压辊42的表面温度将逐渐增加。
当这种连续成像或定影过程执行时，加压辊42的表面温度逐渐上升，而且连续的纸片P数量超过一预定量时，将会发生受热不均匀。也就是说，当加压辊42加热超过预定的温度，纸片P上的墨粉将从背面加热，而发生受热不均匀，此时，调色剂粘结到热辊41上。
所以在时刻t1，即连续定影的纸片数超过例如10张的时间，在温度控制中，热辊41的设定温度减少至第二设定温度T2(＝150℃)，此后，热辊41的温度控制到第二设定温度T2。它解决了受热不均匀的问题，并能进行稳定的定影。
此外，根据图3，在连续的成像以后，定影过程操作完成时，在时间t2时刻，停止一对热辊41和加压辊42的旋转驱动，而处于下一个定影操作的待机状态，并控制热辊保持第二设定温度T2。至于加压辊42，由于没有纸片P通过辊子对，其温度将逐渐下降，但下降不了多少。在下一个成像操作的定影时刻，在第二设定温度T2下执行热辊41的表面温度控制。在这种控制情况下，由于预先执行了连续的定影，加压辊42充分地被加热。所以，执行定影过程不会发生定影的紊乱，在彩色影像的定影中，保持了足够的辉度，并保持高质量图片的状态，而不发生受热的不均匀。
然而，当成像操作不执行时间满一预定的时间周期时，以及成像装置处在不工作状态，加压辊42的表面温度将逐渐降低。所以，当通过一预定时间后，成像操作仍不进行时，如图3初始温升过程所示，热辊41表面温度被控制转换到第一设定温度T1。相类似的，当连续成像预定数量的纸片，完成定影过程时，温度控制转换到第二设定温度T2。
如上所述，在无成像操作的初始时间中，热辊的表面温度控制到相对较高的第一设定温度T1，当连续成像的定影过程满预定纸片数量时，在预定数量的片型纸以后，控制热辊41的表面温度，以便从第一设定温度T1转换到第二设定温度T2。藉此，使调色剂影像的定影特性保持在良好状态，同时，使解决热不均匀性问题的稳定定影操作成为可能。此外，可保持高质量图片的定影性能。
操作实例图3中所示和以上说明的第一实施例的效果下面可以被确认，并表示了执行高质量的图片或者在连续成像的连续定影过程中由于达到纸片数量而产生的受热不均匀状态的实验结果。
图6中所示的成像装置为彩色成像装置，执行定影过程时，定影装置4的热辊41和加压辊42的夹持宽度设定为4mm，辊子41和42的线速度(片型纸的输送速度)设定为85mm/sec，这时的热辊41的表面温度设定到第一设定温度T1。这时温度为160℃。
当成像装置的电源接通时，初始热辊41的表面温度控制到第一设定温度T1，温度上升以后，执行初始的连续成像。这时，当由定影装置4执行定影过程时，用于执行连续成像的片型纸P为薄纸(60g纸)。
根据实验，在连续成像时，受热的不均匀从第十张纸片P开始发生。当受热不均匀发生时，粘结在热辊41的墨粉重新转移到下一张纸片P，从而降低了影像的品质，形成的影像将被破坏。
此外，执行连续成像时，如果纸片P之间的距离设置为稍大值，也即，单位时间通过定影装置4的纸片P的数量减少，例如受热不均匀从第八张纸开始即发生。这是因为加压辊，由于热辊没有纸通过的时间较长，被加热的时间也较长，所以加压辊42的表面温度急剧上升。
从上述实验结果，考虑到不要产生热不均匀性，从第一设定温度T1转换到第二设定温度T2时通过的纸的数量从第六张开始，其中，到第五张纸，由第一设定温度T1执行对热辊41的表面温度的控制，而从第六张纸开始，热辊41的表面温度控制转换到第二设定温度T2。通过这种操作，可以确认在良好的定影状态下执行稳定的定影，而不发生受热的不均匀问题。
如以上所说明的，第六张纸以后，由第二设定温度T2执行热辊41的温度控制，以及定影过程执行到二十张连续成像以上时，加压辊422的表面温度完全地上升，并加热到一饱和温度。在完成了这种连续成像以后，在加压辊42的表面温度已饱和的状态，下一个成像开始，与此相应，执行定影过程，如果当执行定影过程时，温度转换到第一设定温度T1，不仅会发生热不均匀性，而且当彩色影像定影到厚纸上时，辉度会上升，与温度上升后的第一张影像的辉度有很大的不同，所以不会获得稳定的影像质量。
所以，从使第二设定温度T2转换到第一设定温度T1的连续定影过程的完成到下一个定影过程的开始的待机期限(不工作期限)被查验。也即，确认加压辊42在不工作状态下降低它的温度，通过转换到第一设定温度T1，以保持良好和固定的图片质量要花费多长时间。
如实验结果表示的，停歇装置大约五分钟，当温度转换到第一设定温度T1时，加压辊42的温度降低到可执行稳定定影并保持良好的定影性能的温度。此外，在停歇装置五分钟以上以后，执行保持第二设定温度T2的温度控制，普通纸的辉度较低，图片的质量处于不稳定状态。
所以，在定影装置4第二设定温度T2下连续执行成像时，在从成像完成到下一个成像命令的开始的设定时间内(在该实例中，大约五分钟内)，控制温度以保持第二设定温度T2。在经历了超过设定时间的时间以后(在该实例中大约五分钟)，通过温度控制，以便从第二设定温度T2转换到第一设定温度T1，使随后成像操作中的定影过程能够稳定地定影。
如上述实例所披露的，执行热辊41的温度控制，从而上升到在初始时间能进行定影的温度范围内相对较高的第一设定温度T1，保持成像装置于待机状态。当成像操作开始并进行连续成像时，在完成了预定数量纸片(例如五张连续纸片)的成像以后，温度控制转换到第二设定温度T2。藉此，能够稳定地定影，得到具有良好的定影特性的和固定的图片质量。
在热辊41由第二设定温度控制它的温度的状态下，当成像装置处于待机状态而使不执行成像操作满预定的时间，例如五分钟，以及在经历所说的预定时间(五分钟)以后，成像开始，这时，热辊41的表面温度转换到进行控制的第一设定温度T1。藉此，可由下一个定影过程执行稳定的定影，解决了定影紊乱之类的问题。即便在这种成像过程中，在连续执行了预定数量的纸片以后，热辊41的表面温度转换并控制到第二设定温度T2。所以能够恒定地进行稳定的定影，同时解决了受热不均匀的问题。
图7为控制流程图，通过相应于上述定影装置4的定影状态将热辊41转换到第一设定温度T1或第二设定温度T2，执行定影过程。
参照图7说明本发明的第一实施例。当成像装置处于待机状态时，提供印字命令，也即执行成像的命令。这时，成像装置主体执行具有要求尺寸的纸片P的送纸操作，且成像装置3开始成像操作，每一种颜色的墨粉引至感光鼓15上。所说的纸片P发送到用来转移已形成并已静电吸附影像的转移鼓11上，作好转换的准备。
在上述操作的同时，在本发明的定影装置4执行热辊41的温度控制。所以在步骤S1中，确认当前热辊41的温度控制状态。也即，执行对热辊41是否由第一设定温度T1进行温度控制的确认，如果由第一设定温度T1来控制，则在步骤S2中，由第一设定温度T1保持(执行)温度控制。
然后，确认是否在五张纸片之内由成像装置连续或断续成像(S3)，如果在五张纸以内，则由第一设定温度T1执行温度控制，相应地执行定影过程。因而，以上说明的控制流程是在接通电源，设置到待机状态以后对初始成像的温度控制。
在成像操作期间，如果在步骤S3中，连续成像的纸的数量超过五张，则热辊41的温度控制从第一设定温度T1转换到第二设定温度T2，相应地执行成像的定影过程(S5)。所以，由于加压辊42被充分加热，热辊41的温度降低到第二设定温度T2，并解决了热不均匀的问题。
另一方面，当提供了成像命令且由第二设定温度执行热辊41当前的温度控制状态时，过程从步骤S1前述到步骤S6，此时确认从最终的印制开始是否经历了五分钟，即成像操作是否完成。如果超过了五分钟，则加压辊42已从不工作状态中进行了冷却，纸P背面未被充分加热。所以，藉助于步骤S6至步骤S2，控制热辊41的表面温度，以便从第二设定温度T2转换到第一设定温度，执行上面披露的定影过程。
如果成像装置不工作时间在五分钟之内，则热辊41的温度控制保持在第二设定温度状态，定影过程由步骤S5执行。如上面所说明的，相应于成像装置不工作时间，控制转换到第一设定温度T1或第二设定温度，藉此，可执行具有良好定影特性的稳定定影，同时解决了受热不均匀的问题。
本发明第二实施例在第一实施例中，说明了热辊41这样两种温度控制，一种是，在接通成像装置电源以后，相应于从能够进行成像的待机状态开始的初始成像操作的热辊温度控制；另一种是，成像装置处于不工作状态下的温度控制。
第二实施例涉及由本发明第一实施例执行温度控制，能够进行稳定的定影过程，解决受热不均匀问题，并降低功率消耗的控制方法。也即，当热辊41控制到能定影温度时，可以节省不必要的能量供给，并能根据本发明实现温度控制。
图8为温度控制的时间曲线图。在该图中，首先接通成像装置的电源，然后执行控制热辊41到第一设定温度T1的程序。
在图8中，从电源接通时刻开始，根据第一设定温度T1控制热辊41加热器的电源。这一时间的电源按能用于成像装置的定影装置4的最大值进行驱动。所以，热辊41的表面温度曲线急剧上升。为了试图降低热辊41超过第一设定温度T1的超调，设定一低于第二设定温度T2的第三设定温度T3。当热辊41达到第三设定温度时，热辊41的加热器43的电源从时间点t3开始控制到上在披露最大值的一半。藉此，热辊41的表面温度上升曲线趋缓，因而上升至第一设定温度T1的时间延迟。
因而，超过第一设定温度T1的超调和电能可以降低，藉此，将不会发生超过要求值例如20℃的超调。此外，诸如包覆层32从形成热辊41的芯棒31上脱落下来的问题不再会发生。此外，不必要的电源功率消耗可以降低。
通过如上所述对电源的控制，热辊41表面加热，温度达到第一设定温度T1，加热器43的电源从时间点t4开始停供，与此同时，包括加压辊42的加热辊41将停止旋转。在这种情况下，如图中所表示的，热辊是同时响应于电源的接通而被驱动旋转的，但是它可以设置在热辊41达到第三设定温度T3的时间t3开始旋转。
当热辊41的表面温度达到第一设定温度T1时，成像装置处于待机状态，显示可以进行成像的信息。从时间t4点开始，当该装置停歇一预定时间间隔t0没有成像操作开始运行，保持热辊41在第一设定温度T1的电源就白白耗费掉。所以在第二实施例中，在该装置停歇在时间t5以后的情况下，由于预先设定能进行定影的第二设定温度，热辊41的表面温度从第一设定温度T1转换到较低的第二设定温度。
藉助于将热辊41的温度控制到第二设定温度T2，供给加热器43的电源能量与保持第一设定温度T1的电源能量消耗相比可以减少。也即，热辊的表面温度可以保持在较低的温度上，从而能降低电源能量消耗。
当热辊41的温度控制在第二设定温度T2，如果提供启动成像操作的命令(送纸信号接通)，这时，热辊41从第二设定温度T2转换到第一设定温度T1。在这种情况下，从启动成像的命令到纸片P通过定影装置热辊41与加压辊42接触部要经历较长的时间。特别是当彩色成像时，最多四种墨粉必须分层进入第一张纸片上，这大概要经历一分钟时间。所以在这段时间内，热辊41的表面温度可以充分地上升到第一设定温度T1。
由第一设定温度T1的温度控制来驱动热辊41而执行定影过程，藉此，可执行墨粉在纸片P上的良好定影。为了解决受热不均匀的问题，当纸片P的进给量达到预定量时，特别是，达到加压辊表面温度已充分加热时的数量时，所说的第一设定温度T1的控制转换到第二设定温度T2，用这一温度执行加热器43电源的控制。在较低设定温度下执行电源控制，例如第二设定温度T2，与传统的方法相比，电源功率消耗可以降低。
成像操作的定影过程温度控制按以上执行而完成成像以后，热辊41和加压辊42的旋转运动便停止，该装置处于能进行成像的待机状态。在所说的待机状态期间，为了降低电源能量的消耗，通过转换到第二设定温度T2来控制热辊41的温度。藉此，加热器43的电源功率消耗可以降低。
当成像装置停歇一段时间周期时，当控制热辊41到第二设定温度T2时，使电源功率尽可能小的消耗是必要的。为了进一步降低电源功率消耗，如果在成像操作完成以后，该装置不工作超过预定的时间间隔Ts，而且没有提供成像启动的命令，则控制到甚至低于第三设定温度T3的第四设定温度T4。第四设定温度T4设定为例如大约100℃。这能够更进一步降低加热器43电源功率的消耗，藉此大大降低不必要的功率消耗。
可将任何时间间隔设定为所说的预定时间间隔ts，而通常设定为时间间隔ts设定为大约五分钟。在第四设定温度T4，不能够提供定影。例如，它设定为功率节省模式。
所以，在这种功率节省模式下提供成像装置成像操作的启动命令时，执行对热辊41上升到第一设定温度的控制。这时，与初始电源接通的情况相类似，可以提供的最大功率被驱动，直到热辊41表面温度上升到第三设定温度T3。此后，为了使温度从第三设定温度T3上升到第一设定温度T1，执行上述控制。
当热辊41表面温度上升到第一设定温度时，纸片P于时刻t7通过热辊41和加压辊42馈入，并执行定影过程。在这种情况下，热辊41加热到预定的温度，与电源接通的时间相比，上升到第一设定温度T1所需的时间很短，用于执行送纸的等待时间几乎为零。
如以上所说明的，在第二实施例中，热辊41的表面温度也控制到第一设定温度T1和第二设定温度T2，此时恒定地执行稳定的定影而不破坏定影的能力，即不发生受热的不均匀问题。此外，用最小的功率消耗量执行热辊41保持在预定温度的控制，它缩减了不必要的电源供给，从而大大地减少了功率消耗。
由于不存在不必要的功率消耗，因而成像装置内部的温升受到了限制，藉此，降低了用来冷却成像装置内部的风扇一类冷却装置的驱动功率。
本发明第三实施例在以上披露的第一和第二实施例中，热辊41的表面温度响应于定影装置4的定影过程状态被控制转换到第一或第二设定温度。换句话说，第一与第二设定温度T1、T2之间的转换控制是根据加压辊42的被加热状态特别是其表面温度状态来执行的。
所以，如果成本允许，而类似于图4中所示热辊41侧的热检测传感器44的表面温度检测传感器可以提供到加压辊42侧，并根据检测，热辊41的表面温度可转换到第一或第二设定温度T1、T2。
换句话说，当加压辊42的表面温度上升时，这种状态由热检测传感器检测到，这时，热辊41的表面温度控制到第二设定温度T2。当该装置处于不工作状态，没有定影过程在执行，而且该传感器检测到加压辊42的温度减少而低于预定的温度时，热辊41的表面温度被转换并被控制到第一设定温度T1。
所以，加压辊42侧的温度被直接检测，以及定影过程由加压辊正确地检测，藉此，根据这种状态，通过热辊设定温度的转换，使更精确的定影特性成为可能。
第三实施例只有藉助于安装直接检测加压辊42温度的传感器才能进行，当不能安装这种温度检测传感器时，上述第一和第二实施例可以实施，以获得防止受热不均匀性的稳定定影过程。
此外，用一彩色成像装置用作实例来说明采用本定影装置的成像装置。当然，本发明可以应用于任何具有墨粉定影装置的成像装置。此外，在第三实施例中，当从第一设定温度转换到第二设定温度时，连续喂入到成像装置中的定影装置纸张的数量为五张，但这只是一种例子，对于每一种成像装置，任何数量的设定都是可能的。例如，当连续送纸的数量改变时，定影装置的热容量以及类似的参数根据实验可设定到合适的数值。
根据本发明的定影装置，组成定影装置的热辊表面温度设定到能定影的第一设定温度和低于第一设定温度的第二设定温度，在那里，设定温度相应于过程的状态进行转换，藉此，可执行全时的稳定定影过程而不降低定影能力。此外，解决了连续成像时发生的受热不均匀问题，而且，图片质量不会发生恶化。
此外，在连续成像的初始时刻，定影过程可通过第一设定温度来执行，藉此，可得到良好的定影而不降低定影能力，以及在定影了预定数量的纸张以后，温度控制到第二设定温度，它保持了定影能力且同时防止了受热的不均匀。
此外，藉助于本发明对热辊温度控制的执行，即便在执行薄纸的连续定影过程时，也能防止受热的不均匀。
此外，在成像装置处于待机时刻时，藉助于控制到第二设定温度，可以缩减不必要的功率消耗，以及在定影过程操作的启动时刻，控制到第一设定温度，它不会使定影能力恶化，藉助于上述优越的定影过程，保持了良好的效果。
权利要求
1.一种成像装置(3)中的定影装置(4)，包括一热辊(41)，它的表面通过一热源(43)加热到所要求的温度；以及一加压辊(42)，它用来使由所说的热辊(41)加压和输送的一影像保持体与所说的热辊(41)侧紧密地接触；通过控制所说热源(43)的电源，使所说的热辊(41)的表面在控制并保持在能定影的温度上，将已形成在所说影像保持体上的预定影墨粉进行定影；其特征在于所说的热辊(41)控制到能定影的第一设定温度，另一方面，相应于定影过程的状态进行控制，以便在所说的第一设定温度与低于所说的第一设定温度的能定影的第二设定温度之间进行转换。
2.根据权利要求1所说的成像装置(3)中的定影装置(4)，其特征在于，相应于所说定影过程的状态，执行对所说第一或第二设定温度的转换控制，从而，当所说的热辊(41)在电源接通时刻而被启动时，温度控制在第一设定温度；以及在预定的时间以后或在连续定影过程期间，转换到第二设定温度。
3.根据权利要求1所说的成像装置(3)中的定影装置(4)，其特征在于，在所说的热辊(41)的表面温度控制并保持在第二设定温度期间，当所说保持的控制处于该装置停歇一预定时间而不执行定影过程的状态，或者处于所说的定影过程被启动状态时，所说的热辊(41)的表面温度转换并控制到第一设定温度。
4.一种成像装置(3)中的定影装置(4)，包括一热辊(41)，它的表面通过一热源(43)加热到所要求的温度；以及一加压辊(42)，它用来使由所说的热辊(41)加压和输送的一影像保持体与所说的热辊(41)侧紧密地接触；通过控制所说热源(43)的电源，控制并保持所说的热辊(41)的表面在一能定影的温度上，将已形成在所说影像保持体上的预定影墨粉进行定影；其特征在于所说的热辊(41)控制到能定影的第一设定温度，另一方面，对它进行控制，以便在所说的第一设定温度与低于所说的第一设定温度的能定影的第二设定温度之间进行转换；以及在定影过程完成以后，所说的热辊(41)转换到所说的第二设定温度，此时控制并保持到所说的第二设定温度，并响应于定影过程的启动，将它转换到所说的第一设定温度，以便执行所说的热辊(41)的温度控制。
5.根据权利要求4所说的成像装置(3)中的定影装置(4)，其特征在于，在所说的热辊(41)控制到执行定影过程的第一设定温度期间，当执行定影过程的纸张数量达到一预定值时，此后的定影过程将通过转换到第二设定温度执行。
6.根据权利要求5所说的成像装置(3)中的定影装置，其特征在于，当所说的热辊(41)控制并保持到第二设定温度，而且在经历了预先设置的预定时间后仍没有执行定影过程时，所说的热辊(41)的表面温度控制到低于所说的第二设定温度，即不能提供定影的温度。
全文摘要
为了改进定影装置的定影能力,并同时防止连续定影期间受热不均匀的发生,在一热辊(41)芯棒(31)的内部安装一加热器灯(43),并通过所说加热器灯(43)电源的控制,保持热辊处于能够热定影的第一设定温度。在初始定影过程中,控制所说的热辊(41)并保持在第一设定温度上。当执行连续的定影过程时,它被转换并被控制到低于第一设定温度但能进行定影的第二设定温度T
文档编号G03G15/20GK1206858SQ9811590
公开日1999年2月3日 申请日期1998年7月6日 优先权日1997年7月24日
发明者户泉洁 申请人:夏普公司