專利名稱：圖象形成設備的熱定影裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及復印機、數字多功能機、激光打印機、傳真設備或類似的圖象形成設備，尤其涉及一種圖象形成設備的熱定影裝置。
上述應用的傳統的熱定影裝置具有一個其中裝有一個加熱器的加熱輥、一個壓到該加熱輥上的壓緊輥以及一個接觸加熱器輥外周用于檢測輥的表面溫度的熱敏電阻。其上帶有色劑圖象并以圖象傳送設備出來的紙張被引入加熱輥和壓緊輥之間的輥隙。結果，色劑圖象受熱熔化并固定到紙上。首要的是在定影的足夠早的階段加熱輥能被加熱到定影溫度。然而，通過給加熱器供應電壓穩定地加熱加熱輥浪費能量。
為了節約能量，習慣上，與紀錄狀態不同，在等待狀態中減少或停止電的供應。然而，這就增加了由記錄狀態代替等待狀態的時刻與能真正啟動記錄操作的時刻之間的時間間隔，即，等待時間。如果減小加熱輥1的壁厚從而減小熱容，以便提高溫度升高的效率，那么，該問題將得到解決。然而，減小加熱輥1的壁厚也帶來其它的問題。具體地，加熱輥的表面溫度和由熱敏電阻檢測的溫度彼此不同。盡管表面溫度達到定影溫度，檢測到的溫度還是低于定影溫度。結果，當檢測溫度達到定影溫度時，實際的表面溫度已經升高到高于定影溫度的溫度。因此，過多的熱量和時間被浪費掉了。另外，假定由于檢測的溫度升高到定影溫度而停止加熱輥的供電。然后，實際的表面溫度突然下降并且先于檢測溫度連續下降到低于定影溫度。這樣，既便在檢測到的溫度降到低于定影溫度的時候重新開始給加熱輥供電，表面溫度也低于定影溫度。在這樣的條件下定影的色劑圖象有缺欠。
加熱輥的表面溫度和由熱敏電阻檢測的溫度之間的上述差別是由于由包括熱敏電阻和加熱輥之間的熱阻結構體的熱阻和通過熱敏電阻支架產生的熱阻以及每個部分的熱容的各種因素之間的關系而引起的熱響應的滯后造成的。
因此本發明的一個目的是提供一種能夠減少使加熱輥表面達到定影溫度時的等待時間的圖象形成設備的熱定影裝置。
本發明的另一個目的是提供一種能夠控制加熱輥表面至穩定的可定影溫度的圖象形成設備的熱定影裝置。
根據本發明，當對于每一個等待狀態和記錄狀態給加熱輥建立特別的供電條件時，在加熱加熱輥把色劑圖象定影在紙張上的熱定影設備中，一個溫度傳感器檢測加熱輥的溫度。存貯器存貯列有供電條件已經變換到記錄狀態之后加熱輥的溫度和加熱輥達到能夠執行記錄操作的溫度所需的時間間隔之間的關系的表。計時器計算錄供電條件已經變換到記錄狀態之后所經過的時間間隔。當確定經過的時間間隔已經達到了加熱輥達到能執行記錄操作的溫度所需要的時間間隔并且已經由加熱輥的瞬時溫度所確定時，記錄操作啟動部分命令記錄操作開始。
另外，根據本發明，在上述類型的熱定影設備中，溫度傳感器檢測加熱輥的溫度。存貯器存儲列有供電條件已經變換到記錄狀態之后加熱輥的溫度和加熱輥達到能夠執行記錄操作的溫度所需要的時間間隔之間的關系的表。第一計數器計算供電條件已經變換到記錄狀態之后所經過的時間間隔。當確定經過的時間間隔已經達到加熱輥達到能夠執行記錄操作的溫度所需要的時間間隔并且已經由加熱輥的瞬時溫度所確定時，記錄操作啟動部分命令操作開始。第二個計時器計算紙張開始供應到定影設備所必須的時間的預期的間隔。在由第二計時器計算的預期的時間間隔內把色劑圖象定影在紙上。
另外，根據本發明，在上述類型的熱定影設備中，溫度傳感器檢測加熱輥的溫度。在供電條件已經變換到記錄狀態之后環境溫度傳感器檢測環境溫度。存貯器存儲列有供電條件已經變換到記錄狀態之后加熱輥的溫度和加熱輥達到能夠執行記錄操作的溫度所必須的時間間隔之間的關系的表。校正部分根據環境溫度校正從表中讀出的時間間隔。第一計時器計算供電條件已經變換到記錄狀態之后所經過的時間間隔。當確定經過的時間間隔已經達到由校正部分校正的時間間隔時，記錄操作啟動部分命令記錄操作開始。
從下面參照附圖的詳細描述中將更明白本發明的上述的和其它的目的、特征和優點。
圖1表示了傳統的熱定影設備的主要部分。
圖2表示了分別表示傳統定影設備中的加熱輥的表面溫度和由熱敏電阻檢測的溫度的曲線。
圖3是表示了本發明所用的圖象形成設備的紙張傳送通道部分。
圖4是概括地表示體現本發明的熱定影設備的電路的框圖。
圖5是表示實施例的一具體操作的流程圖。
圖6表示了分別表示實施例中的加熱輥的表面溫度和由熱敏電阻檢測的溫度的曲線。以及圖7表示了加熱輥的溫度是如何根據環境溫度變化的。
為了更好地理解本發明，如圖1所示，先參見傳統的熱定影設備。如圖所示，該設備具有一個加熱輥1、一個壓緊輥2以及一個熱敏電阻3。鹵燈加熱器或類似的加熱裝置4安裝在加熱輥1內。熱敏電阻3與加熱輥1的外周保持接觸。由例如硅橡膠覆蓋的壓緊輥2壓到加熱輥1上。其上帶有色劑圖象并且從圖象傳送設備5出來的紙P被送入加熱輥1和壓緊輥2之間的輥隙。結果，由于加熱色劑圖象熔化并且固定在紙P之上。首要的是在定影的足夠早的階段把加熱輥1加熱到定影溫度。然而，通過給加熱器4供電來穩定地加熱加熱輥是浪費能量的。
為了節約能量，與記錄狀態不同，已經習慣于在等待狀態時減少或停止對加熱器4的電供應。然而，這就增加了由記錄狀態代替等待狀態的時刻與能真正啟動記錄操作的時刻之間的時間間隔，即，等待時間。如果為了提高溫度升高的效率減小加熱輥1壁的厚度，因而減小了熱容，就可以解決這個問題。然而，如下所述，加熱輥1的壁厚的減小產生其它問題。
如圖2所示，當由曲線B所表示的熱敏電阻3檢測的溫度變化時，由曲線A所表示的加熱輥表面溫度升高。盡管在時刻C表面溫度A達到了可定影溫度T0，檢測的溫度B還低于溫度T0。結果，當在時刻D檢測的溫度B達到溫度T0時，實際的表面溫度A已經升高到高于溫度T0的溫度T1。因此，熱量和時間分別浪費了值域E和F。另外，假定，正如在時刻D所確定的，由于檢測的溫度B升高至可定影溫度T0而停止給加熱輥1供電。然后，實際的表面溫度A突然下降并且先于檢測溫度B連續下降到低于可定影溫度T0。因此，既使當檢測到檢測溫度B降至低于溫度T0時重新開始給加熱輥1供電，表面溫度A也低于溫度T0。在這種條件下定影的色劑圖象有缺欠。
下面將參見附圖描述根據本發明的熱定影設備的最佳實施例。在圖中，用同樣的標號表示與圖1所示的相同的或類似的部分。
圖3表示用于該實施例的圖象形成設備中的傳送紙張通道。如圖所示，通過定位傳感器9和定位輥對11把由拾取輥7從紙張供給部分8供應出來的紙P運送到圖象轉移設備5上。通過圖象轉換設備5把色劑圖象從光電導鼓6轉移到紙P上。其上帶有色劑圖象的紙P被送到具有加熱輥1和壓緊輥2的定影設備13。加熱輥1和壓緊輥2加熱色劑圖象，因而在傳送紙張的同時把圖象定影在紙P上。當圖象形成設備從等待狀態變換到記錄狀態時，加熱輥1開始被加熱。當把加熱輥1加熱到能執行記錄操作的足夠高的可記錄溫度時，開始驅動鼓6、加熱輥1、定位輥對11和拾取輥7。標號10指紙張釋放傳感器。
圖4表示本發明的定影設備的電路。如圖所示，環境溫度傳感器29檢測設備周圍的溫度或供應紙張部分8附近的溫度。一個模數轉換器(ADC)24把從熱敏電阻3輸出的模擬信號轉變成數字信號。比較器25比較由熱敏電阻3的輸出信號代表的溫度和預選的極限升高溫度，并且把比較的結果送到加熱器的控制器26。作為響應，加熱器的控制器26控制鹵燈或加熱器4的供電。主馬達驅動器可控制主馬達12的旋轉。拾取馬達驅動器28控制用來供應紙P的拾取馬達7A的驅動。計數器計時器21用來監測加熱器4的供電時間以及開始供應紙P和紙P到達定影設備B之間的時間間隔。存貯器22貯存列有加熱器4的供電的預定時間間隔的表。具體地說，該表貯存代表當加熱開始時加熱輥1的溫度和該輥的溫度達到可定影溫度(見圖7)所必須的時間間隔之間的關系的數據，以及代表開始供應紙張P和紙張P到達定影設備13之間的預選的時間間隔的數據。另外，存貯器22貯存列有關于環境溫度的校正線(如圖7所示的典型的M和M′)的表。過程控制器20作為控制上述各種部分的微型計算機而進行工作。總線23是一個信號線，通過該總線23，過程控制器20和計數器計時器21以及存貯器22互換控制信號和數據。
下面將參考圖5描述該實施例的操作。如圖所示，當記錄狀態代替等待狀態時，為了開始加熱加熱輥1打開加熱器4(步驟101)。然后，檢測熱敏電阻3的溫度(步驟102)。查尋存貯在存貯器22中的表從而讀出適應檢測到的熱敏電阻溫度以及加熱輥1達到前述的可記錄溫度所需要的時間間隔(步驟103)。在計數器計時器21中設置上述時間間隔(步驟104)。結果，確定設置在計數器計時器21中的時間間隔是否期滿(步驟105)。如果該時間間隔已經期滿(步驟105中，是)，主馬達驅動器27開始驅動主馬達12，主馬達12依次開始驅動鼓6、定位輥對11和加熱輥1(步驟106)。同時，拾取驅動器28開始驅動拾取馬達7A，即，拾取器7(步驟107)。結果，拾取輥7開始供應紙P。如果步驟105的回答為否(否)，重新監測時間。
當經過所需的時間間隔紙P到達圖象轉移設備5時，色劑圖象從鼓1轉移到紙P上(步驟108)。當經過所需的時間間隔把紙P送到定影設備13時，色劑圖象定影在紙P上(步驟109)。具體地講，如此地安排以至于從存貯器220中讀出開始供應紙P和紙P到達定影設備B之間所需的時間間隔，并且把該時間間隔設置在計數器21中，以及在上述時間間隔期滿之前加熱輥1達到可定影的溫度。由紙張釋放傳感器10檢測的帶有定影的色劑圖象的紙P(步驟110)。然后關掉加熱輥1的加熱器4(步驟111)。
如上所述，該實施例概括了加熱輥1達到可記錄或開始記錄溫度所需的時間間隔，并且每一個時間間隔適應該輥的一個特定的瞬時溫度。這樣，可準確地設置并且另外控制加熱時間。另外，甚至能把加熱輥1在紙P傳送到定影設備13的時間間隔內加熱到可定影溫度，從而能在短時間間隔內開始操作該設備。
圖6表示加熱輥1的溫度變化；縱坐標和橫坐標分別表示溫度和時間。在0點開始加熱加熱輥1。此時，輥1的表面溫度和由熱敏電阻3檢測的溫度彼此相等、曲線A代表熱電耦實際測得的輥1的表面溫度，而曲線B代表由熱敏電阻3檢測的溫度。曲線A和B不同是由于對熱敏電阻3的熱響應滯后。該輥1的表面在點F達到定影溫度T0。記錄操作在點F前面的點L處開始。所需的時間間隔H是記錄操作開始和輥1的表面溫度升高到溫度T0之間所必須的，即開始供應紙P和紙P到達定影設備B之間所必須的。結構條件決定這個時間間隔并且如果結構不改變的話該時間間隔保持不變。由于在上述時間間隔內以基本上相同的速率升高輥1的溫度，所以與定影溫度T0有關的允許記錄操作開始的最低溫度基本上無條件地確定。把輥1表面從瞬時溫度加熱到L點的溫度的時間間隔G是必需的，并且該時間間隔G依賴于在加熱開始時輥1的表面溫度。具體地說，如果加熱開始時的表面溫度高，時間間隔G就短。加熱開始時輥1的溫度和把輥1加熱到預選點L的溫度所需時間之間的關系可列表表示(見圖7)。通過該表可以準確地控制使定影設備達到可定影溫度時的加熱時間。
在圖6中，波形I代表主馬達口12的操作。如圖所示，在點L開始驅動馬達12。波形J代表在紙P上進行色劑圖象的定影；定影發生在點F之后。如波形K所代表的，加熱器4可選擇地進行開和關。
圖7表示了輥1達到記錄開始溫度并且由開始加熱(升高)時輥1的溫度和環境溫度之間的關系所確定的必須的時間間隔。在圖7中，縱坐標和橫坐標分別表示開始加熱時輥1的時間間隔和溫度。點14、15和16分別代表環境溫度25℃濕度60％的條件。環境溫度5℃濕度25％的條件以及環境溫度35℃濕度85％條件下的溫度。以環境溫度為基礎給出的數據表示給每個加熱開始溫度選擇的記錄開始時間的時間間隔不論環境溫度怎樣都是成比例的。接下來，如果開始加熱時輥1的瞬時溫度是已知的，能夠準確地確定達到到達前述記錄開始溫度時刻的時間間隔。
注意環境溫度可以是定影設備13周圍的溫度或者是設備內部或外部的溫度。
在圖7中，曲線M和M′代表達到到達記錄開始溫度時刻的時間間隔并且由環境溫度校正。具體地說，M表示對應于環境溫度為10℃的時間間隔。當環境溫度升高時，曲線M靠近曲線M′或圖7中前述的給出的數據，并且，校正值變低。這是因為輥1的熱量失去了對應于環境溫度的那部分，即，紙P的溫度；為了補償該損失而增加熱量。由于這個目的，當環境溫度為10℃時，達到到達記錄開始時間的時刻的時間間隔增加約0.8秒。如圖7所示的數據以表的形式存貯在存貯器22中。
總之，本發明的熱定影設備具有下面列舉的各種前所未有的優越性。
(1)當開始加熱加熱輥時，能設置適應于瞬時輥溫度的加熱時間并能準確地控制。這樣成功地防止加熱時間的增加，并且因而減少了達到能開始記錄操作時刻的等待時間。
(2)記錄操作開始之后開始輸送紙張和該紙到達定影設備之間的時間間隔用來把輥的溫度升高到可定影溫度。這樣還防止了上述加熱時間的增加，并且因而減少了等待的時間。
(3)根據瞬時環境溫度校正該輥溫度達到能夠開始記錄操作的溫度所需的時間間隔。因此，即使當紙張溫度變化時，特別是當紙溫低時，可以設置保證高的定影質量的加熱時間。另外，減少了加熱時間和等待時間。
在受到本發明的啟發之后，普通技術人員在不背離本發明的范圍的情況下可做出各種改變。
權利要求
1.一種熱定影設備，用于在對每一個等待狀態和記錄狀態給加熱輥建立特別的供電條件的同時，通過加熱一個加熱輥把色劑圖象定影在紙張上，該設備包括檢測所說的加熱輥溫度的溫度檢測裝置；存貯列有在供電條件已經變換到記錄狀態之后所說的加熱輥的溫度和所說的加熱輥達到能執行記錄操作的溫度所需的時間間隔之間的關系的表的存貯裝置；計數供電條件已經變換到記錄狀態之后所經過的時間間隔的時間計數裝置；以及記錄操作開始裝置，在確定經過的時間間隔已經達到所說的加熱輥達到能執行記錄操作的溫度所需的并且由所說的加熱輥的瞬時溫度決定的時間間時，命令記錄操作開始。
2.一種熱定影設備，用于在對每一個等待狀態和記錄狀態給該加熱輥建立特別的供電條件的同時，通過加熱一個加熱輥把色劑圖象定影在紙張上，該設備包括檢測所說的加熱輥的溫度的溫度檢測裝置；存貯列有在供電條件已經變換到記錄狀態之后所說的加熱輥的溫度和所說的加熱輥達到能夠執行記錄操作的溫度所必須的時間間隔之間的關系的表的存貯裝置；計數供電條件已經變換到記錄狀態之后經過的時間間隔的第一時間計數裝置；記錄操作開始裝置，在確定經過的時間間隔已經達到所說的加熱輥達到能夠執行記錄操作的溫度所需的并且由所說的加熱輥的瞬時溫度所決定的時間間時，命令記錄操作開始。計數開始供應的紙張到達所說的定影設備所需的預期時間間隔的第二時間計數裝置；其中，當經過由所說的第二時間計數裝置計數的預期時間間隔的把色劑圖象定影在紙上。
3.一種熱定影設備，用于在對每個等待狀態和記錄狀態給所說的加熱輥建立特別的供電條件的同時，通過加熱一個加熱輥把色劑圖象定影在紙上，該設備包括檢測所說的加熱輥溫度的溫度檢測裝置；在供電條件已經變換成記錄狀態之后，檢測環境溫度的環境溫度檢測裝置；存貯列有在供電條件已經變換到記錄狀態之后所說的加熱輥的溫度和所說的加熱輥達到能執行記錄操作的溫度所需的時間間隔之間的關系的表的存貯裝置；根據環境溫度校正從該表中讀出的時間間隔的校正裝置；計數供電條件已經變換成記錄狀態之后經過的時間間隔的第一時間計數裝置；以及記錄操作開始裝置，當確定經過的時間間隔已經達到了由所說的校正裝置校正的時間間時，命令記錄操作開始。
全文摘要
在圖象形成設備的熱定影裝置中，當加熱輥開始被加熱時，能夠精確地設置并控制與瞬時輥溫度相對應的加熱時間。可以利用在記錄操作開始之后紙張開始輸送和紙張到達定影裝置之間的時間間隔把輥的溫度提高到可定影溫度。根據瞬時環境溫度校正輥的溫度達到能夠啟動記錄操作的溫度所需要的時間間隔。因此，該裝置減少了達到加熱輥的表面達到可定影溫度時刻的等待時間，并且能夠將加熱輥的表面控制在一個穩定的可定影溫度。
文檔編號G03G15/20GK1158441SQ96104069
公開日1997年9月3日 申請日期1996年1月13日 優先權日1995年3月3日
發明者玉置俊平 申請人:株式會社理光