温控装置及方法与程序、定影及成像装置、介质及数据信号的制作方法

文档序号:2718738阅读:181来源:国知局
专利名称:温控装置及方法与程序、定影及成像装置、介质及数据信号的制作方法
技术领域
本发明涉及温度控制装置,更详细地说,涉及例如用于电热器、烘箱灶、湿式电子照相设备、喷墨打印机和干式电子照相设备等的温度控制装置以及它使用的温度控制方法。另外,本发明也涉及具备上述温度控制装置的定影装置和图像形成装置。另外,本发明还涉及温度控制程序及计算机可读取的记录介质。

背景技术
在用纸等印出介质上形成图像的复印机等图像形成装置中备有使转印在印出介质上的着色剂热触压、并定影的定影装置。此定影装置备有相向设置的定影辊及加压辊,在定影辊上内置1或多个加热器。
定影辊的表面由加热器加热到预定的目标温度,加热后的定影辊及加压辊从双面触压印出介质,使着色剂定影在印出介质上。此时,定影辊触压在印出介质的着色剂转印面侧,加压辊触压在印出介质的着色剂非转印面侧。
定影辊的温度成为决定着色剂是否清晰地定影在印出介质上的重要因素。因为在加热定影辊的加热器中通常使用将电能切换为热能的加热器,所以,定影辊的温度控制通过供给加热器的功率控制。定影辊的温度控制通常采用的是反馈控制,它一边检测定影辊的温度,一边将测出的温度与目标温度进行比较,再在电热器上增减供给功率。
作为检测定影辊的表面温度的方法有各种方法,但传统上采用的是使热敏电阻等温度检测元件与定影辊的印出介质搭接的区域接触的方法。在此方法中,通过电压检测对应于温度的温度检测元件的电阻值,从测出的电压求出定影辊的表面温度。
但是,近几年来,图像形成装置正在高速化、彩色化,定影辊的旋转速度也增大。其结果是在使温度检测元件与定影辊接触的传统方法中,即使接触的压力减小,在定影辊的表面上也会产生擦刷痕及磨伤,由此,出现着色剂不能均匀地定影,而在印出介质上形成的图像品质劣化的问题。
因此,在文献1中提出的方法是对于定影辊的记录纸搭接的部分,以非接触方式设置热敏电阻及热电偶等温度检测元件。根据这种方法,能高速地检测定影辊的温度变化,并且能防止因温度检测元件的接触引起的擦刷痕及磨伤。但是,为了直接检测定影辊的温度,温度检测元件必须设置在定影辊的极近处,温度检测元件的耐热性成为问题。
另外,多使用热电堆元件作为非接触式温度检测元件,但相对于检测的温度变化热电堆元件的输出信号的变化微小。所以,如果在热电堆元件的极近处,对于基准温度进行补偿,而不进行放大,则将形成含有许多噪音的输出信号,不能够进行正确的温度检测。因此,热电堆元件及放大用放大器必须设置在热源,即定影辊的附近,但这些构件耐热性弱,耐热性的问题特别显著。
因此,在文献2中提出一种非接触式温度传感器,用热敏电阻元件检测定影辊发射的红外线,从而检测定影辊的温度。在此传感器中吸收红外线的薄膜上设置热敏电阻元件,使红外线薄膜吸收定影辊发射的红外线,同时通过温度检测元件检测由于吸收而产生的热。这样,使用热敏电阻元件作为温度检测元件,就能够减轻耐热性问题。其结果是传统的至100℃的使用条件能够提高至150℃,可以在定影装置内设置非接触式温度检测元件。
另外,在此方法中温度检测元件能够检测的不是定影辊的表面温度本身,而是温度检测元件与定影辊的相对温度差。因此,在检测红外线的温度检测元件的外围,还设置检测外围部的温度的补偿用温度检测元件,通常根据此补偿用温度检测元件的输出值,对检测红外线的温度检测元件的输出值进行补偿。
另外,文献3中还开示一种温度检测手段,它具备检测红外线的温度检测元件和补偿用的温度检测元件,使来自它们的输出电压之差在定影辊处于所要求的温度范围内时为一定值而构成。由此,能检测定影辊的过升温。
但是,采用文献2、3的传统的非接触式温度检测手段,不能充分地、高精度进行定影辊的温度控制。采用文献2、3的技术,是通过补偿用的温度检测手段的输出值模拟式地补偿非接触型的温度检测手段的输出值,由此,检测定影辊的温度,但是可以预测在各种干扰发生时,测出的定影辊的温度是不正确的。例如,对于文献3中记载的温度检测手段,记载有相应于补偿用热敏电阻检测的周围温度,会产生17℃左右的误差。这样,如果采用传统的技术,在非接触式温度检测部周边的环境条件下有变动,则产生检测的温度误差增大、温度控制性受到影响的问题。
另外,在文献4中提出了从温度传感器的检测值,通过运算求出定影辊的温度。但是,作为实际问题,用数学公式正确地表达检测值与温度的关系是困难的。特别地,从通常缩短计算时间的观点看,往往使用近似公式,但在这种情况下,运算结果和实际温度有大的偏移的情况也不少。
文献1特开平11-133796号公报(1999年5月21日公开)
文献2特开平11-223555号公报(1999年8月17日公开)
文献3特开2003-302288号公报(2003年10月24日公开)
文献4特开2003-149981号公报(2003年5月21日公开)

发明内容
本发明是鉴于上述问题点而提出的,其目的在于实现一种不但能够进行正确的温度检测、而且能够进行正确的温度控制的温度控制装置。
为了解决上述课题,本发明的温度控制装置是一种控制由加热部加热的加热对象物的温度的温度控制装置,其特征在于具备检测因来自上述加热对象物的红外线而产生的热的主温度检测部、检测上述主温度检测部的周围温度的补偿用温度检测部、将按上述补偿用温度检测部的每个输出值表示上述主温度检测部的输出值与上述加热对象物的温度的对应关系的温度对应表储存的存储部、参照上述温度对应表而从上述主温度检测部及补偿用温度检测部的输出值求出上述加热对象物温度的温度计算部和基于由上述温度计算部求出的温度而控制上述加热部的加热功率的加热控制部,上述温度对应表中的上述补偿用温度检测部及上述主温度检测部的各输出值设定成使对应于上述补偿用温度检测部的输出值的上述周围温度的相邻值之差小于对应于上述主温度检测部的输出值的加热对象物的温度的相邻值之差。
根据上述结构,因加热对象物发射的红外线而产生的热由主温度检测部检测。这里,除了因来自加热对象物的红外线产生的热之外,由主温度检测部检测的热,例如也包含来自主温度检测部周围的构件,即支承体等的热。所以,通过补偿用温度检测部,检测可对主温度检测部有影响的周围温度,根据此周围温度,补偿主温度检测部检测后的温度。由此,不接触加热对象物,就能够正确地检测加热对象物的温度。
这里,在本发明中形成以下结构,即温度计算部根据主温度检测部及补偿用温度检测部的输出值求加热对象物的温度时,使用储存在存储部的温度对应表。在此温度对应表中按补偿用温度检测部的每个输出值表示主温度检测部的输出值与加热对象物的温度的对应关系,因此温度计算部参照对应于各检测部的输出值的单元,能够迅速地求出加热对象物的温度。另外,如果预先通过实验等,求出对应于各输出值的温度,以它为基础而作成温度对应表,则能求出与实际值的误差小的温度。
另外,根据上述结构,设定温度对应表的补偿用温度检测部及主温度检测部的输出值的值,使对应于补偿用温度检测部的输出值的补偿温度的相邻值之差(幅度)小于对应于主温度检测部的输出值的加热对象物的温度的相邻值之差(幅度)。它具有以下优点 在使用主温度检测部及补偿用温度检测部输出值而求出加热对象物的温度时,通常由补偿用温度检测部检测的温度变化1℃,对应的加热对象物的温度变化几℃。所以,如果如传统那样,使用设定使补偿温度和加热对象物的温度幅度都为同一值(例如1℃)的温度对应表,则即使主温度检测部以1℃的精度检测到加热对象物的温度,在最后求得的加热对象物的温度中也将包含由补偿用温度检测部能检测的补偿温度的精度数倍(即几℃)的误差。但是,根据本发明的上述结构,由补偿用温度检测部检测的补偿温度的精度高于由主温度检测部检测的加热对象物的温度精度,由各温度检测部检测的温度误差已作了均衡处理。所以,即使在温度对应表中不无用地减小各温度的幅度,也够能正确地求出加热对象物的温度。
而且,加热控制部基于温度计算部求出的加热对象物的正确温度,控制加热部的加热功率,因此,能够进行没有温度漂移及温度波动的、正确的温度控制。
总之,以非接触方式检测温度的本发明的温度控制装置不但能够进行正确的温度检测,而且能够进行温度控制。
本发明的定影装置的特征在于备有上述任何一种温度控制装置、由上述温度控制装置控制的上述加热部以及通过加热依次输送的印出介质作为上述加热对象物而使转印在该印出介质上的着色剂定影的定影部。
根据上述结构,由于具备上述的温度控制装置,因此能够正确地进行定影部的温度控制,能够实现着色剂定影性好的定影装置。
本发明的图像形成装置的特征在于备有上述温度控制装置。所以,能够实现印出品质好的图像形成装置。
然而,上述温度控制装置的温度计算部既可以通过硬件实现,也可以通过计算机执行程序来实现。具体地说,本发明的程序是令计算机作为上述温度计算部而动作的温度计算程序,本发明的记录介质中记录有该程序。
如果由计算机执行这些程序,则该计算机作为上述温度控制装置的温度计算部而动作。所以,与上述温度控制装置同样,能够求出加热对象物的正确温度。
另外,在本发明的其它记录介质中记录有储存在温度控制装置的存储部的温度对应表。计算机使用此温度对应表求加热对象物的温度,从而能够正确地求出加热对象物的温度。
为了解决上述课题,本发明的温度控制装置是一种在对于已被转印着色剂的印出介质进行着色剂定影的定影部中、控制由加热部加热的定影部的温度的温度控制装置,其特征在于,其中具备检测因来自上述定影部的红外线产生的热的主热敏电阻;用于检测上述主热敏电阻的周围温度的补偿用热敏电阻;将上述主热敏电阻的输出值与上述定影部的温度的对应关系按上述补偿用热敏电阻的每个输出值表示的温度对应表以及按用纸的种类、并按通过上述定影部连续地进行定影的用纸的张数的校正值数据储存的存储部;参照上述温度对应表、从上述主热敏电阻及补偿用热敏电阻的输出值求出上述定影部的温度,再使用上述校正值数据的校正值、且基于用纸的种类及连续地进行定影的用纸的张数而对求出的温度进行校正的温度计算部;以及基于上述温度计算部校正的上述定影部的温度而控制上述加热部的加热功率的加热控制部,设定上述温度对应表中的主热敏电阻及补偿用热敏电阻的输出值,使对应于补偿用热敏电阻的输出值的上述周围温度的相邻值之差小于对应于主热敏电阻的输出值的上述定影部的温度的相邻值之差。
根据上述结构,能够基于主热敏电阻及补偿用热敏电阻的输出电压值检测定影部的正确温度,同时能够进行没有温度偏移及温度波动的、正确的温度控制。
为了解决上述课题,本发明的温度控制方法是用检测因来自加热对象物的红外线产生的热的主温度检测部和检测上述主温度检测部的周围温度的补偿用温度检测部来控制由加热部加热的上述加热对象物的温度的温度控制方法,其特征在于包括参照温度对应表、并从上述主温度检测部及补偿用温度检测部的输出值而求出上述加热对象物温度的温度计算步骤和基于由上述温度计算步骤求出的温度而控制上述加热部的加热功率的加热控制步骤,该温度对应表按上述补偿用温度检测部的每个输出值,表示储存在存储部的上述主温度检测部的输出值与上述加热对象物的温度的对应关系,并且设定有上述补偿用温度检测部及上述主温度检测部的各输出值,使对应于上述补偿用温度检测部输出值的上述周围温度的相邻值之差小于对应于上述主温度检测部的输出值的加热对象物温度的相邻值之差。
根据上述结构,不但能够进行正确的温度检测,而且能够进行没有温度漂移及温度波动的正确的温度控制。
另外,为了解决上述课题,本发明的另一温度控制方法是这样的方法用检测因来自加热对象物的第1区域的红外线产生的热的主温度检测部和检测上述主温度检测部的周围温度的补偿用温度检测部,控制其第1区域和第2区域分别由第1加热部和第2加热部加热的加热对象物的上述第1区域的温度,其中包括参照温度对应表从上述主温度检测部及补偿用温度检测部的输出值而求出上述加热对象物的第1区域温度的温度计算步骤、使用储存在存储部的上述加热对象物的第2区域的每个目标温度的校正值数据、并基于加热对象物的第2区域的目标温度而校正上述温度计算步骤求出的加热对象物的第1区域温度的校正步骤和基于上述校正步骤校正的温度而控制上述第1加热部的加热功率的加热控制步骤,该温度对应表按上述补偿用温度检测部的每个输出值,表示上述储存在存储部的上述主温度检测部的输出值与加热对象物的第1区域温度的对应关系,并设定有上述补偿用温度检测部及上述主温度检测部的各输出值,使对应于上述补偿用温度检测部的输出值的上述周围温度的相邻值之差小于对应于上述主温度检测部的输出值的加热对象物的第1区域温度的相邻值之差。
根据上述结构,不但能够进行正确的温度检测,而且能够进行没有温度漂移及温度波动的正确的温度控制。
根据以下描述,可充分理解本发明的其它目的、特征及长处。另外,通过以下参照附图的说明当可明白本发明的优点。



图1表示本发明的实施例,示出用于温度控制装置的温度对应表的结构。
图2是表示本发明的实施例的断面图,说明温度控制装置备有的图像形成装置的概略结构。
图3是表示本发明的实施例的框图,说明温度控制装置的概略结构。
图4是表示本发明的实施例的断面图,说明温度控制装置备有的定影装置的部分结构。
图5(a)~(c)表示本发明的实施例,说明温度检测部的设置例。
图6是表示本发明的实施例的断面图,说明温度控制装置中备有的温度检测部结构。
图7是表示本发明的实施例的温度检测部的各部分与A/D转换器连接的电路图。
图8表示本发明的实施例,说明用温度对应表从2种NTC热敏电阻的输出电压值求出定影辊的表面温度的方法。
图9(a)~(c)表示本发明的实施例,图9(a)表示与常温常湿环境下使用的温度检测部的箱体温度对应的校正值数据,图9(b)表示与低温低湿环境下使用的温度检测部的箱体温度对应的校正值数据,图9(c)表示与高温高湿环境下使用的温度检测部的箱体温度对应的校正值数据。
图10是表示本发明的实施例的框图,说明加热控制部的详细功能结构。
图11表示本发明的实施例,说明加热灯的脉冲串式驱动。
图12表示实施例1的结果。
图13表示比较例1的结果。
图14是表示本发明的实施例的断面图,说明温度控制装置备有的定影装置的部分结构。
图15是表示本发明的实施例的温度检测部的各部分与A/D转换器连接的电路图。
图16是表示本发明的实施例温度检测部的各部分与A/D转换器连接的电路图。
图17表示实施例2、3的结果。
图18表示实施例4的结果。
图19表示实施例5的结果。
图20表示实施例6的结果。
图21是表示本发明的实施例的断面图,说明温度控制装置备有的定影装置的部分结构。
图22表示实施例7及其比较例的结果。
图23(a)~(c)表示本发明的实施例,图23(a)是表示与常温常湿环境下使用的印出张数对应的校正值数据,图23(b)表示与低温低湿环境下使用的印出张数对应的校正值数据,图23(c)表示与高温高湿环境下使用的印出张数对应的校正值数据。
图24表示本发明的实施例,表示在印出明信片上印字时与温度检测部本身的温度对应的校正值数据。
图25表示实施例7的结果。
图26(a)~(b)表示本发明的实施例,图26(a)表示与在发票R用纸上印字时的印出张数对应的校正值数据,图26(b)表示与在发票R用纸印字时的温度检测部本身的温度对应的校正值数据。
图27(a)~(c)表示本发明的实施例,图27(a)表示与A4用纸上印字时的印出张数对应的目标温度的校正值数据,图27(b)表示与在A4用纸上印字时的印出张数对应的目标温度值,图27(c)表示与在A4用纸上印字时的目标温度变化对应的校正值数据。
图28(a)~(c)表示本发明的实施例,图28(a)表示与在B4用纸上印字时的印出张数对应的目标温度的校正值数据,图28(b)表示与在B4用纸上印字时的印字张数对应的目标温度值,图28(c)表示与在B4用纸上印字时的印字张数对应的校正值数据。
图29表示用图28(c)示出的校正值控制定影辊表面温度的结果。
图30(a)~(g)表示本发明的实施例,图30(a)表示与在A5R用纸上印字时的印字张数对应的校正值数据,图30(b)表示与在A5R用纸上印字时的印字张数对应的定影辊中央部的目标温度值,图30(c)表示与在A5R用纸上印字时的印字张数对应的加压辊的目标温度值,图30(d)表示与在A5R用纸上印字时的印字张数对应的定影辊端部的目标温度值,图30(e)表示与在A5R用纸上印字时的定影辊中央部的目标温度对应的校正值数据,图30(f)表示与在A5R用纸上印字时的加压辊的目标温度对应的校正值数据,图30(g)表示与在A5R用纸上印字时的定影辊端部的目标温度对应的校正值数据。
图31表示本发明的实施例,表示与在A5R用纸上印字时的温度检测部本身的温度对应的校正值数据。
图32表示本发明的实施例,表示与在A5R用纸上印字时的印字张数对应的最终校正值。
图33(a)~(f)表示本发明的实施例,图33(a)表示与在A4用纸上双面印字时的印字张数对应的定影辊中央部的目标温度值,图33(b)表示与在A4用纸上双面印字时的辊印出张数对应的加压辊的目标温度值,图33(c)表示与在A4用纸上双面印字时的印字张数对应的定影辊端部的目标温度值,图33(d)表示与在A4用纸上双面印字时的定影辊中央部的目标温度对应的校正值数据,图33(e)表示与在A4用纸上双面印字时的加压辊的目标温度对应的校正值数据,图33(f)表示与在A4用纸上双面印字时的定影辊端部的目标温度对应的校正值数据。
图34表示本发明的实施例,表示与在A4用纸上双面印字时的印字张数对应的最终校正值。
图35(a)~(g)表示本发明的实施例,图35(a)表示与在A5R用纸上双面印字时的印字张数对应的校正值数据,图35(b)表示与在A5R用纸上双面印字时的印字张数对应的定影中央部的目标温度值,图3 5(c)表示与在A5R用纸上双面印字时的印字张数对应的加压辊的目标温度值,图35(d)表示与在A5R用纸上双面印字时的印字张数对应的定影辊端部的目标温度值,图35(e)表示与在A5R用纸上双面印字时的定影辊中央部的目标温度对应的校正值数据,图35(f)表示与在A5R用纸上双面印字时的加压辊的目标温度对应的校正值数据,图35(g)表示在A5R用纸上双面印字时的定影辊端部的目标温度对应的校正值数据。
图36表示本发明的实施例,表示在A5R用纸上双面印字时的印字张数对应的最终校正值。
图37是表示本发明的实施例的断面图,说明温度控制装置备有的定影装置的部分结构。
图38~图41是表示定影装置其它例的断面图。

具体实施例方式 按照图1至图41,说明本发明的各实施例如下首先,开始说明各实施例中共同的结构。在下面,按照图像形成装置具备的定影装置使用本发明的温度控制装置的例子进行说明,但是本发明的温度控制装置不限定于此,例如能够应用于电热器、微波炉、湿式电子照相设备、喷墨打印机和干式电子照相设备等进行加热的范围广泛的各种设备。
图2是表示采用本发明各实施例的温度控制装置的图像形成装置的概略结构的断面图。作为在用纸(包括0HP等印出介质)上形成图像的图像形成模式,本发明的本体装置,即图像形成装置100具有复印机模式、打印机模式和传真机模式,各种模式都可由用户选择,还可以双面印刷。
另外,图像形成装置100由原稿读取部10、供纸部20、图像形成部30、出纸部20、操作面板部(未图示)及控制部等构成。原稿读取部10配置在装置本体的上部,由压板玻璃11、原稿放置托盘12以及扫描光学系13等构成。扫描光学系13具有光源14、反射镜15a~15c、光学透镜16及CCD17(Charge Coupled Device电荷耦合器件)。光源14对于放置在压板玻璃11上的原稿或者由原稿放置托盘12输送在原稿输送路R上的原稿进行光照射。多个反射镜15a~15c使来自原稿的反射光反射而导入光学透镜16。光学透镜16将反射镜15a~15c导入的反射光聚光而导入CCD17,CCD17将聚光后的反射光进行光电切换。
供纸部20配置在装置本体的下部,由供纸托盘21、手动托盘22及取纸辊23等构成。供纸托盘21及手动托盘22在图像形成时,将供给用纸放置在送纸通路S上。取纸辊23转动,将放置在各托盘21、22上的用纸供给在送纸通路S。
图像形成部30配置在原稿读取部10下方的手动托盘22侧,具有激光扫描部件37(以下称作LSU)、感光体圆筒31及定影装置36,带电器32、显影装置33、转印装置34及清洗部件35沿着感光体圆筒31的旋转方向,按此顺序配置在感光体圆筒31的周围而构成。
出纸部40配置在供纸托盘21的上方,由出纸辊41及出纸托盘42等构成。出纸辊41将不断在送纸通路S上输送的用纸送出至出纸托盘42。另外,出纸托盘42由本发明的驱动源即驱动马达70,通过小齿轮71及出纸辊驱动齿轮72而传递到的旋转力进行旋转驱动。另外,出纸辊41能够可逆旋转,在用纸的双面形成图像时,将不断在送纸通路S上输送的表面的图像形成结束后的用纸夹住,然后,沿与排出上述用纸的旋转方向相反方向旋转,输送至送纸通路S′。由此,使该用纸的表内面反转,使内面与感光体圆筒31相向,在内面进行着色剂图像的转印。出纸托盘42将从出纸辊41排出的图像形成结束后的纸收存。
另外,控制部控制上述图像形成装置100的整体动作。
在复印模式中将原稿的图像印出在用纸上时,在原稿读取部10的压板玻璃11或原稿放置托盘12上放置要印出的原稿,然后,按下设置在操作面板部的各输入键,进行印出张数、印出倍率等的设定输入,按下(未图示)的开始键,开始印出动作。
一旦按下开始键,图像形成装置100的取纸辊23就旋转,将用纸送到送纸通路S上。被供给的用纸输送至设于送纸通路S上的辊套准调节辊51上。
为了与要转印在用纸上的形成于感光体圆筒31上的着色剂图像进行对位,将输送至辊套准调节辊51的用纸的输送方向的顶端部夹住在辊套准调节辊51上,使它与辊套准调节辊51的轴向平行。
在使用输入键等而输入的条件下,由原稿读取部10读取的图像数据经图像处理后,作为打印数据发送至LSU37。LSU37通过(未图示)的多面反射镜及各种透镜,在通过带电器32带有指定电位的感光体圆筒31表面上照射对应于上述图像数据的激光,形成静电潜影。然后,使附着在设置于显影装置33的MG辊33a表面上的调色按照感光体圆筒31表面上的电位间隔,吸引在感光体圆筒31表面并附着,使静电潜影现出图像。
然后,通过辊套准调节辊51,将夹在辊套准调节辊51的用纸与感光体圆筒31表面上形成的着色剂图像对位,将用纸输送到感光体圆筒31与转印装置34之间。接着,用设于转印装置34的转印辊34a将感光体圆筒31表面的着色剂图像转印在上述用纸上。着色剂图像转印结束后的用纸通过定影装置36,从而在施加热和压力的同时,使着色剂图像熔融、粘固,并由出纸辊41送至出纸托盘42。
在感光体圆筒31上残留的着色剂由(未图示)的辊筒器的清理板刮取,并由清洗部件35回收。
(实施例1) 图3是表示设有本发明一实施例的温度控制装置80的定影装置36的概略结构的图。如图3所示,定影装置36具备内置加热部即加热灯64的定影部结构要件之一的定影辊61、加压辊62、温度检测部66、信号处理电路92、A/D转换器90、温度计算部121、存储部122、加热控制部123和驱动器91。
定影辊61及加压辊62是用于将已被转印着色剂的用纸P加热、从而使着色剂在用纸P上定影。温度检测部66具备后述的2个热敏电阻,用于检测由加热灯64加热的定影辊61的表面温度。
来自温度检测部66的2个热敏电阻的输出电压分别输入到信号处理电路,进行信号电压的放大等。来自信号电压已放大的2个热敏电阻的输出电压被输入到A/D转换器90,进行数字切换而生成各自的输出电压值。已生成的各输出电压值被输入到温度计算部121,温度计算部121参照储存于RAM等存储部122的温度对应表124以及校正值数据25,根据已输入的电压值计算定影辊61的表面温度。
加热控制部123根据温度计算部121算出的温度,通过驱动器91控制定影辊61内置的加热灯64的加热功率。作为控制加热灯64的加热功率的方法,可利用传统技术所使用以下方法(1)通过简单的ON/OFF控制,控制加热灯64上的供给功率,(2)对与电源频率同步的每个电压半周期的加热灯64上的通电量进行控制的相位控制,(3)通过对预定的时间间隔包含的电源频率同步的电压半周期的波数进行控制、对加热灯64上的通电量进行控制的波数控制(周期控制),(4)使电源电压的振幅可变而对加热灯64上的通电量进行控制的可变电压控制,(5)使电源电压的频率可变而对加热灯64上的通电量进行控制可变频率控制等,能够使用其中的任何一种方法或将多个方法组合。另外,功率的ON/OFF控制及相位或波数的控制都能够通过晶体管、可控硅、双向可控硅等电子控制用器件及功率继电器等进行。下面,详细地说明各部分的结构。
图4是表示包括定影辊61及加压辊62的定影装置的部分结构的图。如图4所示,定影装置36备有定影盖60(上定影盖60a和下定影盖60b)、定影辊61、加压辊62、加热灯64、温度检测部66和清洗辊67等。
在本实施例中将加热灯64作为加热部而配置在定影辊61的内部。加热灯64是卤素灯,在玻璃管内部封入卤素系惰性气体,同时配置有钨丝(未图示)。在此灯丝上通电,从而通过定影辊61的内周面加热其表面。通过对定影辊61内的加热灯64的配置位置以及加热灯64的玻璃管内部灯丝的粗细及线圈的位置、形状、尺寸进行调节,能够对于定影辊61的轴向上的中央部的发热大的中央上升以及轴向上的端部的发热大的端部上升等进行热量分配。另外,本实施例的加热灯64的额定功率值是1000W。
本实施例的加热对象物即定影辊61沿时针方向自由地旋转,通过内置的加热灯64,其表面被加热到所需的一定温度(在本实施例中是170℃)。另外,在已转印未定影着色剂图像的印出介质,即用纸P经过后述的定影挤压部时,定影辊61将用纸P的未定影的着色剂转印面加热。另外,定影辊61构成反冠顶状,使中央的直径比两端小,由本体部分,即空心圆筒状芯杆61a及在芯杆61a的外圆周面上形成的脱离层61b等构成。
芯杆61a使用例如,钢铁、不锈钢、铝或铜等金属或者它们的合金。在本实施例中使用的是外径40mm、壁厚1.3mm的铁制(STKM13C材)的材料作为芯杆61a。而脱离层61b采用PFA(四氟乙烯和全氟烷基乙烯醚的聚合体)及PTFE(聚四氟乙烯)等氟树脂、硅橡胶和氟橡胶等。在本实施例中使用的是将PFA和PTFE的混合物涂复在芯杆61a的外圆周面上达厚度25μm,再烧结而成,作为脱离层61b。
另外,加压构件即加压辊62可反时针自由地旋转,例如由钢铁、不锈钢或者铝等空心圆筒状芯杆62a以及由在芯杆62a的外周面上形成的硅橡胶等组成的耐热弹性体层62b等构成。另外,与定影辊61的结构同样,也可以在耐热弹性体层62b的外周面上采用氟树脂,形成脱离层。
作为加压辊62,在本实施例中采用的是在外径30mm的不锈钢制成的芯杆62a的外圆周面上形成由硅橡胶组成的壁厚5mm的耐热弹性体层62b,再在其外侧涂复PFA形成的非导电性管62c。加压辊62通过弹簧(未图示)等导电构件而搭接在定影辊61上,形成定影挤压部Y。另外,在用纸P经过定影挤压部Y时,加压辊62将用纸P触压(或加热触压)在定影辊61上,将用纸P上未定影着色剂熔融并定影。
清洗辊67用于前先除去附着在加压辊62上的着色剂及纸粉等,防止加压辊62污损。与定影挤压部Y相比,清洗辊67更靠近在加压辊62的反时针旋转方向的下游侧,以预定的压紧力搭接在加压辊62上,同时随加压辊62的旋转而旋转运动。另外,清洗辊67可以由铝及铁系材料等组成的空心圆筒状金属制芯材67a等构成。在本实施例中金属制芯材67a使用不锈钢系材料。
另外,所如图4示,本实施例的定影装置36形成加压辊62搭接在定影辊61结构以及清洗辊67搭接在加压辊62的结构,但另外也可以选择以下结构,即将从外部加热的定影辊61及加压辊62的表面的外部加热辊或者外部加热带以及除去定影辊61的表面上附着的着色剂等污物的辊网清洁器或者除去加压辊62的表面上附着的着色剂等污物的刮板及垫片等搭接的结构。
另外,关于辊的外径、壁厚、材质等结构以及定影装置的结构也不限定于上述结构。另外,本实施例的定影辊61的旋转速度(工艺速度)是220mm/sec,但本发明不限定于此,通过将辊结构、加热灯结构等变更,可以对应于各种工艺速度。
温度检测部66以非接触方式检测用于加热对象物,即定影辊61的表面温度,对于定影辊61,保持预定的间隔而配置。在本实施例中L=5mm。另外,温度检测部66的数量不特别限定,可以是1个,也可以是多个。
如图5(a)所示,在本实施例中共设置以下3个温度检测部在定影辊61的轴向上在通纸方向中央部的附近设置1个(温度检测部66a),距其预定的距离、在定影辊的端部侧设置1个(温度检测部66b),在加压辊62的对应于上述定影辊61的中央部的附近装配位置的位置上设置1个(温度检测部66c)。
或者如图5(b)所示,有时也在定影辊61的轴向在通纸方向中央部的附近设置1个(温度检测部66a),距其预定的距离、在定影辊的端部侧配置1个传统的接触式热敏电阻,同样地,在加压辊62的上述定影辊61的端部侧设置1个传统的接触式热敏电阻,另外,有时也将此传统的接触式热敏电阻配置在用纸P经过定影辊61或加压辊62时的图像区域的外侧。
或者另外,如果在连续通纸时定影辊61的两端部发生过升温,则为了能快速地检测定影辊61两端部的局部升温,有时也将传统的接触式热敏电阻F搭接在图5(c)所示的用纸P不通过的位置上来实施安全对策。
以下,作为温度检测部66,说明设置于定影辊61轴向中央的温度检测部66a。
图6是表示本实施例的温度检测部66的结构的图。如图6所示,温度检测部66由电阻值随着温度而变化的2个NTC热敏电阻(主温度检测部和补偿用温度检测部)101、102、箱体(支承体)103、耐热薄膜(红外线吸收薄膜)104及导线105构成。
箱体103在定影辊61侧具有开口部103a。在开口部103a的内侧设置耐热薄膜104,而在耐热薄膜104上还设置NTC热敏电阻(主温度检测部-主热敏电阻)101。NTC热敏电阻101作为非接触式温度检测部而发挥功能。另外,在箱体103的内部还设有1个NTC热敏电阻(补偿用温度检测部-补偿用热敏电阻)102。NTC热敏电阻102作为检测温度检测部66本身(实际上是箱体103)的温度的补偿用温度检测部而发挥功能。导线105连接在2个NTC热敏电阻101、102上,导线105的另一端部延伸至箱体103的外部。另外,在温度检测部66中能够使用例如石塚电子制成的NC传感器F-Type等具有相同结构的装置。除此以外,与上述同样,也可以使用通过检测红外线而进行温度检测的装置。
在本实施例中从定影辊61的表面发射的红外线经过温度检测部66的开口部103a,被耐热薄膜104吸收。其结果是耐热薄膜104的温度随着入射的红外线的量而上升,随着此温度上升,设置于耐热薄膜104上的NTC热敏电阻101的电阻值变化。所以,将NTC热敏电阻101的电阻值作为电压值而获取,从而能够检测定影辊61的表面温度。
另外,如果温度检测部66的周围温度(箱体103外部的温度)变化,则温度检测部66本身的温度也随着预定的时间延迟而变化,相应地安装在箱体103的NTC热敏电阻102的电阻值变化。NTC热敏电阻102的电阻值作为电压值而获取,从而能够检测温度检测部66本身的温度(箱体103的温度)。
来自NTC热敏电阻101的输出电压值基本上是对应于定影辊61的表面温度,但NTC热敏电阻101的周围温度,即箱体103等的温度也会受到影响。因此,使用补偿用NTC热敏电阻102的输出电压值进行补偿,就能够正确地求出定影辊61的表面温度。
另外,NTC热敏电阻101、102具有温度升高、电阻值就减小的特性,但也可以使用温度升高、电阻值就增大的PTC热敏电阻取代它们。
图7是表示NTC热敏电阻101、102的连接关系的电路图。如图7所示,包括NTC热敏电阻101、102的电路形成等效电路。另外,NTC热敏电阻101和NTC热敏电阻102分别通过上拉电阻R1和R2连接在基准电压Vref上,形成以下的结构,即图7所示的各自的分压点A1及A2的电压(NTC热敏电阻101的分压点A1的电压输出即V1,以及NTC热敏电阻102的分压点A2的电压输出即V2)被信号处理用放大器111、112放大。另外,作为信号处理用放大器,例如能够使用以下的放大器(1)德州仪器公司的1MV821、1MV822、1MV824等各封装型元件,(2)德州仪器公司的RC4558的各封装型元件,(3)Rohm公司的BA4558/4558F/4558N,(4)松下半导体公司的LF412各型号等。另外,上述放大器不过是1个例子,只要能够维持温度控制性能,也可以使用其它的类型。
另外,由信号处理用放大器放大后的输出电压V1及V2被输入到A/D转换器113,而基准电压Vref也被输入到A/D转换器113。
从各自的信号处理用放大器111及112输出的是模拟电压信号,如果这些模拟电压信号都输入A/D转换器113,则通过A/D转换器113将各自的电压与基准电压Vref进行比较而使其量化,生成电压值。其结果是可得到来自NTC热敏电阻101的电压值V1和来自NTC热敏电阻102的电压值V2。这2个电压值V1及V2都输入到温度计算部121。
电压值V1及V2一旦输入,温度计算部121就参照储存于存储部122的温度对应表124,检测对应于电压值V1及V2的定影辊61的表面温度。图1是表示温度对应表124之一例的图。另外,图8是说明使用温度对应表124而从电压值V1及V2求出定影辊61的表面温度的方法的图。
如图1所示,温度图表124是按NTC热敏电阻102的每个输出电压值V2记载NTC热敏电阻101的输出电压值V1与定影辊61的表面温度的对应关系的二维图表。也就是说,电压值V1与定影辊61的表面温度的关系对应于NTC热敏电阻101的周围温度(箱体103等的温度)而变化,因此,基于检测箱体103的温度而得到的NTC热敏电阻102的输出电压值进行补偿。由此,随着箱体103等的温度上升,能够降低NTC热敏电阻101的检测值中的误差。
例如,在NTC热敏电阻101的输出电压值V1是1.6221V、补偿用NTC热敏电阻102的输出电压值V2是1.7477V时,如图8所示,根据与补偿用NTC热敏电阻102的电压值1.7477V相同、或者为略小值时的L点,能判定箱体103的温度为100℃。另外,可以知道;如果使此行沿右方向追索,求出与NTC热敏电阻101的电压值1.6221V相同、或者为略小值的交叉位置M点,然后,从M点沿上方追索,取得与定影辊61的表面温度的交叉位置N点的温度,则此N点上记载着的温度170℃是补偿后的定影辊61的表面温度。
这样,温度计算部121根据NTC热敏电阻101的输出电压值V1以及补偿用NTC热敏电阻102的输出电压值V2,将测出定影辊61的表面温度。
这里,本发明的特征在于为了使对应于NTC热敏电阻102的各输出电压值的温度(补偿温度)的相邻值之差(以下称作「幅度」)小于对应于NTC热敏电阻101的各输出电压值的温度(定影辊的表面温度)的幅度,设定温度对应表124中的NTC热敏电阻(主温度检测部)101的输出电压值的幅度以及NTC热敏电阻(补偿用温度检测部)102的输出电压值的幅度。更详细地说,优选设定各自的电压输出值的幅度,使补偿用温度的幅度为表面温度的幅度的0.1倍~0.5倍,更优选设定为0.2倍。在传统的温度图表中是按照能检测与温度控制精度(例如1℃)大致相同的温度变化的幅度而构成,而在本发明中,考虑到各自的NTC热敏电阻的特性,形成上述结构。
由此,能够按照NTC热敏电阻102的输出电压值V2,仔细地检测补偿温度(箱体103的温度),能够求出可跟踪用于补偿用的NTC热敏电阻102的电压值V2变化的高精度的表面温度。而对NTC热敏电阻101,不无用地使检测分辨率变细,就能够预先选择最低限度的检测分辨率。这样,如果预先减小NTC热敏电阻102的幅度,则在NTC热敏电阻102的输出值V2稍微变化而超出幅度时,相应于NTC热敏电阻101的输出值V1的表面温度不会有大的变化,就能够高精度地检测定影辊61的表面温度。
如图1所示,作为一例,在本实施例的温度对应表124中记载有补偿温度(箱体103的温度)按每隔0.2℃分割,对应于分割后的各自温度的NTC热敏电阻102的输出电压值。另外,记载有定影辊61的表面温度每隔1℃分割,对应于分割后的各自表面温度的NTC热敏电阻102的输出电压值。
通过上述的温度对应表124,能够检测定影辊61的表面温度,但为了进行精度更高的温度检测,温度计算部121最好根据补偿温度(箱体103的温度)及环境温度进一步校正温度对应表124中求出的表面温度。
在本实施例中,存储部122储存有每个补偿温度(箱体103的温度)的校正值数据,即第1校正值数据125。图9(a)是使第1校正值数据125可视化的图,是表示箱体103的温度与此时的校正值之关系的图。在本实施例中对应于刻度为0.2℃的箱体103的各温度的校正值的图表作为第1校正值数据125而储存。
例如,在NTC热敏电阻102的输出电压值是1.7477V、箱体103的温度是100℃时,温度计算部121参照图9(a)所示的第1校正值数据125,得到校正值+7℃。再根据此校正值,使用温度对应表124,校正刚求出的定影辊的表面温度170℃。其结果是温度计算部121求出的定影辊61的表面温度为177℃。由温度计算部121最终求出的定影辊61的表面温度的信息输入加热控制部123。
另外,在存储部122中也可以储存按每个环境条件下不同的多个第1校正值数据,温度计算部121按照环境条件,从上述多个第1校正值数据中选择用于校正的第1校正值数据。作为环境条件,例如可列举图像形成装置被设置处的室温及湿度等。
如果更详细地说明,则存储部122将上述图9(a)所示的图表作为常温常温环境(N/N环境)下使用的第1校正值数据而预先储存,除此之外,也将图9(b)所示的图表作为低温低湿环境(L/L环境)下使用的第1校正值数据而预先储存,再将图9(c)所示的图表作为高温高湿环境(H/H环境)下使用的第1校正值数据而预先储存。另外,温度计算部121根据从温度计及湿度计等取得的环境条件,在上述3个图表中将用于进行校正的第1校正值数据进行切换。
由此,温度计算部121就能够相应于环境条件,进行更正确的校正,并能够更正确地求出定影辊61的表面温度。
接着,加热控制部123判定温度计算部121求出的经校正的表面温度177℃比预先设定的目标温度TS(例如170℃)是更高,还是更低。如果定影辊61的表面温度高于目标温度TS,则通过驱动器91,对于加热灯64发出非通电指示,停止加热灯64加热。而如果定影辊61的表面温度低于目标温度TS,则通过驱动器91,对加热灯64发出通电指示,使加热灯64加热。另外,在加热灯6 4的驱动中通电/非通电的判定中也可以具有滞后现象,使控制性提高。
图10是表示加热控制部123的详细结构的框图。如图10所示,加热控制部123包括第1功率控制部81、第2功率控制部82、脉冲串式驱动定时发生部83、切换条件判定部85以及切换部84。另外,加热控制部123也与控制图像形成装置100的整体动作的控制部(未图示)连接。
第1功率控制部81与构成图像形成装置100的控制部及驱动部等各构成部连接,对供给包括温度检测部66的各构成部的功率的设定功率值进行控制。设定功率值是供给各构成部的功率的输出指令值,基于设定功率值,向各构成部进行功率输出。
第1功率控制部81通过切换部84及驱动器91,与加热灯64连接,从温度计算部121接收定影辊61的表面温度值,根据该值和目标温度控制供给加热灯64的功率的设定功率值,执行将设定功率值的功率供给加热灯64的第1功率控制模式。通常使用第1功率控制部81,将定影辊61的表面温度保持在一定温度。
另外,在本实施例中加热灯64的额定功率值是1000W,而第1功率控制部81实际上能供给加热灯64的容许功率值限制在700W。这是因为从商用电源供给图像形成装置100的功率通常是1500W,而在构成图像形成装置100的其它结构部也需要功率供给,如果供给加热灯64是1000W,则其它结构部有不正常发挥功能的情况。
第2功率控制部82通过切换部84及驱动器91与加热灯64连接,同时与脉冲串式驱动定时发生部83连接。而第2功率控制部82执行根据图像形成装置100的各构成部的动作状态来控制供给加热灯64的功率的设定功率值的第2功率控制模式。
另外,第2功率控制部82基于从脉冲串式驱动定时发生部83输出的信号,仅在预定的时间内向加热灯64上供给设定功率值的功率,对加热灯64进行脉冲串式驱动(强制驱动)。脉冲串式驱动定时发生部8 3按照与第2功率控制部82的控制周期即第2控制周期同步的定时,将信号输出至第2功率控制部82。
而且,第2功率控制部82根据图像形成装置100的各构成部的动作状态,对于加热灯64,设定容许功率值以上的设定功率值,对加热灯64进行脉冲串式驱动。也就是说,由商用电源供给图像形成装置100的功率1500W除去各构成部使用的功率的功率被供给加热灯64。由此,能够防止各构成部所需要的功率不足,维持各构成部的功能,同时对加热灯64恰当地进行脉冲串式驱动。
脉冲串式驱动在第2控制周期的1个周期之中,仅在相应于脉冲串式驱动定时发生部83的预定的时间内,将设定功率值的功率供给加热灯64,这样,仅在预定的时间内定期地供给功率,对加热灯64进行脉冲串式驱动,从而每次开始供给功率,功率都脉冲式地式产生。因此,能够对加热灯64平均地供给大于设定的功率值的功率,补充不足的功率。
如图11所示,例如在300W的容许功率范围内驱动加热灯64时,为了提供该容许功率以上的功率,通过对加热灯64进行脉冲串式驱动,能够得到300W以上的功率。在图11所示的脉冲串式驱动的情况下,使大于300W功率值的功率暂时地产生,按预定的第2控制周期单位重复地进行脉冲串式驱动,从而能够向加热灯64供给平均大于300W的功率。
切换部84可通过继电器、可控硅或双向可控硅等开关元件或软件而切换功率设定,具体地说,根据构成图像形成装置100的各构成部的动作状态,切换第1功率控制部81及第2功率控制部82,从而进行第1功率控制模式和第2功率控制模式的切换。
例如,由于连接印刷,定影辊61的表面温度低于指定温度,不能通过第1功率控制模式向加热灯64供给容许功率值来使定影辊6 1的表面立刻升温,在这种状态下,并且在各构成部消耗的驱动功率少、可向加热灯64供给容许功率值以上的功率等情况下,从第1功率控制模式向第2功率控制模式进行切换。
为了对第1功率控制模式和第2功率控制模式之间的控制取得同步,第2功率控制部(第2功率控制模式)的控制周期,即第2控制周期对于第1功率控制部(第1功率控制模式)的控制周期即第1控制周期设定为整数倍。例如,在本实施例中第1功率控制模式的控制周期为150ms周期,第2功率控制模式的控制周期为3.0s周期。另外,在执行第2功率控制模式中,仅在第2控制周期的每1周期的指定时间(在本实施例中是750ms)脉冲地式供给功率,对加热灯64进行强制驱动。
总之,加热控制部123基于温度计算部121求出的定影辊61的表面温度,控制加热灯64的加热功率。
然而,最好在上述温度对应表124中设定NTC热敏电阻101的输出电压值的幅度,使对应于各输出电压值的定影辊61的表面温度的幅度为由加热灯64对于定影辊61进行的控制温度精度的0.5倍以上1倍以下。由于在本实施例中由加热灯64对于定影辊61进行的控制温度精度是1℃,定影辊61的表面温度的幅度是1℃,因此,表面温度幅度对于控制温度精度的的倍率为1倍。
按照上述结构,能够进行稳定的温度控制,而不会扩大温度波动,并且也不会漂移。
另外,最好在上述温度对应表124中设定NTC热敏电阻101的输出电压值的幅度,使对应于各输出电压值的定影辊61的表面温度的幅度为NTC热敏电阻101的检测温度精度的0.5倍以上1倍以下。由于在本实施例中NTC热敏电阻101、102的检测温度精度是1℃,定影辊61的表面温度的幅度是1℃,因此,表面温度的幅度对于检测温度精度的倍率为1倍。
按照上述结构,能够进行稳定的温度控制,而不会扩大温度波动,并且也不会漂移。
总之,本实施例中设定温度对应表124中的NTC热敏电阻101及NTC热敏电阻102的输出电压值的幅度,使温度对应表124中对应于NTC热敏电阻102的各输出值的箱体103的温度幅度小于温度对应表124中对应于NTC热敏电阻101的各输出值的定影辊61的温度幅度。另外,优选其倍率小于0.5倍,更优选0.1倍~0.5倍,最优选0.1倍~0.25倍。
即使A/D转换器90的量化分辨率以及基准电压Vref的电压、上拉电阻的电阻值不同时,也是这样。
最后,本实施例的定影装置36备有的温度控制装置80不仅能够进行正确的温度检测,而且能够进行正确的温度控制,这一点已由以下的实施例验证。
作为实施例1,通过上述实施例1的温度控制装置进行定影辊的温度控制。在本实施例中将温度检测部检测的定影辊的表面温度和温度检测部本身的温度(箱体温度)作出曲线图。另外,为了测定实际的定影辊的表面温度,准备一支与本实施例无关的辐射温度计,用它测出的实际的表面温度也同样作出曲线图。这些结果示于图12。如图12所示,在本实施例的温度控制装置中,温度检测部测出的检测值与辐射温度计测出的测定值没有大的差别,能够度高精度测出定影辊的温度变化。另外,温度波动不会随着时间而扩大,与使用传统的接触式热敏电阻的情况大致相同,定影辊的温度能够维持在适当的一定温度(168±3℃)。
另外,作为实施例1的比较例1,准备将温度对应表中的温度检测部本身(箱体)的温度幅度设为1℃的温度控制装置,同样地,进行定影辊的温度控制。另外,除温度对应表之外,比较例1的温度控制装置与实施例1相同。其结果示于图13。如图13所示,在比较例1的温度控制装置中将温度检测部测出的检测值与辐射温度计测出的测定值进行比较,由于在高温侧有漂移,因此不能正确地检测定影辊的温度变化。另外,定影辊的检测温度随着时间而产生大的波动(166±7℃),对定影辊的温度变化不能跟踪温度控制。
以上显示了上述实施例1的温度控制装置的有效性。
(实施例2) 下面,说明使用本发明另一实施例的温度控制装置的定影装置。关于与上述实施例1相同的构件,省略说明。
图14是表示本实施例的定影装置36的结构的图。本实施例的定影装置36的基本结构与实施例1相同,但定影辊61中内置2个加热灯64a、64b。加热灯64a重点加热定影辊61的轴向中央部,而加热灯64b重点加热定影辊61的轴向端部。
另外,在定影辊61的轴向中央部以及一个端部,各设置1个与实施例1的温度检测部66相同的温度检测部。在下面,将设置于定影辊61的轴向中央部的温度检测部作为温度检测部66a,将设置于轴向的一个端部的温度检测部作为温度检测部66b。
温度检测部66a用于加热定影辊61中央部的加热灯64的通电/非通电的温度控制,而温度检测部66b用于加热定影辊61两端部的加热灯64b的通电/非通电的温度控制。另外,为了检测因温度控制部的状况不佳引起的异常升温以及在小尺寸纸上形成图像时的非通纸部的异常升温,将接触式热敏电阻搭接在定影辊61的非通纸部上。如果在通纸中由接触式热敏电阻测出的温度大于预定的阈值(例如235℃),则为了保护定影辊61及周围构件,执行冷却各部分的冷却模式。
带状加压带110通过加压加热辊111和剥离辊112而搭接在定影辊61上,形成定影挤压部Y。加压带110可以通过加压加热辊111、剥离辊112及拉伸辊113而施加张力,并接受定影辊61的旋转而产生的驱动力,进行旋转驱动。在加压加热辊111的芯杆111a的内部配置加热用加热灯115,为了便于用纸的剥离,使加压带110以小于定影辊61的旋转速度约2~10%的旋转速度旋转。另外,为了在剥离辊112上高效率地施加驱动力以及为了促进剥离动作,在芯杆112a的外圆周面涂复具有耐热性的厚度为1mm的橡胶层112b(硅橡胶)。
图15是表示本实施例的NTC热敏电阻101、102的连接关系的电路图。在本实施例中也与上述实施例1同样,在电路上备有检测入射至温度检测部66的开口部103a的红外线而输出对应于定影辊61的表面温度的电压(V1)的NTC热敏电阻101,以及输出对应于温度检测部66本身(箱体103)温度的电压(V2)的NTC热敏电阻102。各NTC热敏电阻101、102通过各自的上拉电阻连接在基准电压Vref上,将与NTC热敏电阻101和NTC热敏电阻102的温度对应的电阻值切换为电压后,输入A/D转换器90。
这里,在本实施例中使施加在温度检测部66a、66b上的驱动电压Vdr大于输入到A/D转换器90的基准电压Vref的95%,且小于100%。另外,输入A/D转换器90的基准电压Vref是将由NTC热敏电阻101、102输出、并进行信号处理后的电压信号转换为数字电压值时成为比较基准的电压。
供给NTC热敏电阻101、102的驱动电压的电压源的输出电压变动时,NTC热敏电阻101、102的输出电压值也会变动,使得用温度对应表124而测出的定影辊61的表面温度与原来的值发生大的漂移。因此,就会按照错误的检测温度进行定影辊61的温度控制,不仅会在与定影辊61所要求的温度有一定温度差的状态下进行温度控制,而且也会导致温度漂移及波动增大,不能进行正确的温度控制。
因此,如图15所示,在输入A/D转换器90的基准电压Vref例如为3.3V时,使施加在上拉电阻113及NTC热敏电阻101的驱动电压大于3.135V,且小于3.3V。另外,在基准电压Vref为5V时,使驱动电压大于4.75V,且小于5V。另外,在降压中能够使用齐纳二极管及电压调节器等电路。
由此,存储于对应图表124的电压值与实际上由温度检测部得到的电压值之间的漂移变为小于能检测的电压值的容许电平,就能正确地进行温度切换。其结果是温度漂移及波动不会增大,能够进行稳定的温度控制。
优选这种结构是由于驱动电压Vdr大于100%时,与100%~95%时相比,对检测电压时的电压分辨率产生大的影响。有时这种影响会由于温度检测元件即NTC热敏电阻的特性不同,变得更显著。
另外,优选使用实际电阻值与规格书等中记载的公称值(例如33kΩ)的公差小于±1%(32.67kΩ~33.33kΩ)的上拉电阻113、114。这是因为来自NTC热敏电阻101、102的输出电压可根据上拉电阻113、114的电阻值与NTC热敏电阻101、102的电阻值之比确定,因此,上拉电阻的值有偏差时,就不能够正确地检测定影辊61的表面温度。如果确定分压比的上拉电阻的电阻值有偏差,则测出的定影辊61的表面温度会与实际的表面温度有偏差,导致温度漂移及波动增大,温度控制成为不稳定。
为了使用电阻值的公差小于±1%的上拉电阻,可以列举从多个电阻元件中选出所要求的电阻值范围的电阻,或者通过激光精调、极微小地烧去电阻的表面而调整电阻值的方法。作为这种上拉电阻,例如能够使用日本进工业公司制造的薄膜片状电阻RR1220的33kΩ、0.1%的筛选品等。
另外,在A/D转换器90使来自NTC热敏电阻101、102的输出电压量化时,优选以10比特以上14比特以下的分辨率进行量化。作为一例,在本实施例中以10比特的分辨率量化。
通常,由电源部供给的电压往往是5V以下,对NTC热敏电阻101、102的驱动电压也多用3.3V。这里,在分辨率为8比特及9比特时,由于分辨率不足,使用温度对应表的检测温度的偏差就增大,不能产生稳定的温度控制。
另外,如果分辨率在15比特及16比特时,虽然具有充分的分辨率,但为了给予这种分辨率,成本会增加,且成本性能变得非常差。如果分辨率为10比特~14比特,则能够以足够的精度对温度控制进行温度检测,能够减少量化中的状况不佳,同时能够使成本性能提高。
另外,如图15所示,来自NTC热敏电阻101、102的输出电压通过信号处理用放大器111、112,输入到A/D转换器90,从而进行阻抗匹配,可防止信号波形畸变。所以,信号处理用放大器111、112必须将输入至输入端子的NTC热敏电阻101、102的输出值原样地传送到输出端子。这是由于如果在信号处理用放大器111、112中混入干扰,则来自各NTC热敏电阻101、102的输出值的偏差会增大,导致温度漂移及波动增大,温度控制变得不稳定。
基于以上原因,对于信号处理用放大器111、112,优选使用输入补偿电压为Type值时小于2mV的放大器,更优选使用小于1mV的放大器。另外,优选使用随着NTC热敏电阻101、102的感度升高而输入补偿电压更小的信号处理用放大器111、112。
由此,非接触式温度检测部66不会阻碍特有的信号传送,可进行正确的温度检测。其结果是温度漂移及波动不会增大,能够进行稳定的温度控制。
再有,即使是输入补偿电压比上述条件更大的信号处理用放大器,在输入端子具有专用的调整端子时,有时也能调整输入此调整端子的电压值,能使输入补偿电压小于1mV。另外,通过改进电路,有时也能调整输入补偿电压。也可使用这些信号处理用放大器。
另外,如图16所示,除了图15所示的信号处理电路之外,也可将信号处理用放大器111及112的输出端子分别与差动输出的信号处理用放大器115的各自输入端子连接,并将信号处理用放大器115的输出端子与A/D转换器90连接。由此,将NTC热敏电阻101、102的输出值输入到信号处理用放大器115,可用差分电压V3=Vc-Vd(一般称作差动电压,在这里称作温度检测部的差动输出)和NTC热敏电阻102的输出值V2检测定影辊61的表面温度。
通过信号处理用放大器115,能够提高输出对于输入的增益,并能够捕获微小的电压变化。上述的信号处理用放大器115的增益能够任意设定,但往往设定为5倍以上、10倍以下。如果增益过小,则电压分辨率不能提高,相反地,如果过大,则完全超出差动放大器的输出范围,不能正确地捕获电压变化。在本实施例中将信号处理用放大器115的增益设定为5倍。
另外,由加热控制部123进行的加热灯64a、64b的ON/OFF控制周期最好是温度检测部66a、66b的响应速度的0.25倍以下的周期。在本实施例中,包括NTC热敏电阻101、102、箱体103及耐热薄膜104等的温度检测部66a、66b的响应速度T2为2秒。而加热控制部123的控制周期为500ms。再有,此500ms是控制加热灯64a、64b这二者所需的整体控制周期。
温度检测部66a、66b的响应速度T2是用与传统的接触式热敏电阻相同的方法测出的值,但以小于T2的周期将与定影辊61的表面温度或温度检测部66本身(箱体103)的温度对应的电压从温度检测部66a、66b输出。所以,以小于T2的周期,具体地说,以T2的0.25倍以下的周期进行加热灯64a、64b的加热控制,能够实现对定影辊61的表面温度的变化迅速跟踪的温度控制。
另外,在有多支要控制的加热灯时,如果整体的控制周期变长,则会出现故障,所以对各加热灯需要更快的温度控制,最好与之相应地调节每支加热灯的控制周期。例如,在控制3支加热灯的情况下,优选每支为150ms,3支为450ms,或者每支为100ms,3支为300ms等。
另外,基准电压Vref、驱动电压Vdr、上拉电阻的电阻值等不限于上述值,可根据检测元件即NTC热敏电阻的特性、A/D转换器的量化分辨率以及信号处理用放大器的增益及特性等使用各种值。另外,对于与NTC热敏电阻101和NTC热敏电阻102连接的上拉电阻113、114,不必使用同一电阻值,也可以将电阻值不同的上拉电阻连接。
另外,除了在本实施例中记载的之外,定影辊61及加压带110的结构可使用各种结构,例如,定影辊61也可以为带状,加压带110也可以为辊状。另外,作为加热手段,也能使用对辊的内面或表面进行直接发热的直接供热方式以及采用电磁感应的感应加热方式,而不是加热灯。特别地,采用感应加热方式,通过在内部或外部配置的线圈结构,有时在表面发热中产生不匀,在这种情况下,在采用点接触的温度检测中,仅测定温度高及低的位置,对温度控制会有影响,但根据检测指定区域的平均温度的本发明采用的温度检测部66,能降低这种影响,是有利的。
最后,本实施例的定影装置36备有的温度控制装置不但能够进行正确的温度检测,而且能够进行正确的温度控制,这一点通过以下的实施例作了验证。
作为实施例2,在输入A/D转换器90的基准电压Vref值固定为5.0V、驱动NTC热敏电阻101、102的驱动电压Vdr的值分别为4.75V、4.9V、4.95V、5.0V、5.05V、5.1V和5.25V的条件下,验证了是否能正确地进行温度控制。
另外,作为实施例3,在输入A/D转换器90的基准电压Vref值固定为3.3V、驱动NTC热敏电阻101、102的驱动电压Vdr的值分别为3.135V、3.234V、3.267V、3.3V、3.333V、3.366V和3.465V的条件下,验证了是否能正确地进行温度控制。
实施例2、3的结果示于图17。另外,在图17的表中,「○」表示无波动扩大及温度漂移、控制性良好,「△」表示几乎无波动扩大及温度漂移、而控制性稍缺少稳定性,「×」表示有波动扩大及温度漂移、且控制性有随着时间经过而恶化的倾向。
如图17所示,根据上述实施例2、3,表示在驱动NTC热敏电阻101、102的驱动电压Vdr的值为输入A/D转换器90的基准电压Vref值的95%~100%时,能够进行正确的温度控制。
下面,作为实施例4,使用实际的电阻值与公称值的公差分别为-2%~+2%的上拉电阻,验证是否能正确地进行温度控制。具体地说,在公称值为33kΩ的上拉电阻之中,使用实际的电阻值分别为32.34kΩ、32.67kΩ、33kΩ、33.33kΩ和33.66kΩ的上拉电阻。
其结果示于图18。另外,在图18的表中,「○」表示无波动扩大及温度漂移、控制性良好,「△」表示几乎无波动扩大及温度漂移、而控制性稍缺少稳定性,「×」表示有波动扩大及温度漂移、且控制性有随着时间经过而恶化的倾向。
如图18所示,根据上述实施例4,表示上拉电阻的电阻值的公差在公称值1%时,能够进行正确的温度控制。
下面,作为实施例5,验证了在A/D转换器90的量化分辨率分别为8bit、10bit、12bit、14bit、16bit时是否能正确地进行温度控制。各自的验证分别在A/D转换器90输入3.3V的基准电压时以及输入5V的基准电压时的两种条件下进行。
其结果示于图19。另外,在图19的表中,「○」表示无波动扩大及温度漂移、控制性良好,「△」表示几乎无波动扩大及温度漂移、而控制性稍缺少稳定性,「×」表示有波动扩大及温度漂移、且控制性有随着时间经过而恶化的倾向。
如图19所示,根据上述实施例5,表示在量子化分辨率是10bit~16bit时,能够进行正确的温度控制。
下面,作为实施例6,使用不同的输入补偿电压的放大器作为信号处理用放大器111、112,验证是否能正确地进行温度控制。具体地说,对于输入补偿电压分别为0.1mV、0.5mV、1mV、2mV和5mV的放大器,进行验证。
其结果示于图20。另外,在图20的表中,「○」表示无波动扩大及温度漂移、控制性良好,「△」表示几乎无波动扩大及温度漂移、而控制性稍缺少稳定性,「×」表示有波动扩大及温度漂移、且控制性有随着时间经过而恶化的倾向。
如图20所示,根据上述实施例6,表示在信号处理用放大器111、112的输入补偿电压1mV以下时,能够进行正确的温度控制。
(实施例3) 下面,说明使用本发明的又一实施例的温度控制装置的定影装置。与上述实施例1、2相同的构件,省略说明。
图21是表示本实施例的定影装置36的结构的图。本实施例的定影装置36在定影辊61的内部内置2支加热灯64a、64b,而在加压辊62的内部设置1支加热灯64c。定影辊61内置的加热灯64a具有凸状发热,而加热灯64b具有凹状发热,前者主要加热中央部,而后者主要加热两端部,从而可以加热定影辊61的整个表面。而加压辊62中内置的加热灯64c具有整幅发热的平面发热性。
另外,本实施例中各加热灯的额定功率如下加热灯64a为480W/100V,加热灯64b为510W/100V,加热灯64c为300W/100V。
检测温度的基本结构与实施例1、2相同,但在由加热灯64a加热的定影辊61中央部的温度检测中使用上述的非接触式温度检测部66a,在由加热灯64b加热的定影辊61两端部的温度检测中使用与传统技术相同的接触式热敏电阻68a,并在由加热灯64c加热的加压辊62的温度检测中使用与传统技术相同的接触式热敏电阻68b。
另外,因为接触式热敏电阻68a、68b都搭接在各辊上,所以对辊表面会造成某种程度的损伤,但通过分别将它们配置在用纸的图像区域之外或通纸区域之外,能够减轻对辊表面造成损伤。
温度检测部66a用于加热定影辊61中央部的加热灯64a的通电/非通电的温度控制,而接触式热敏电阻68a、68b分别用于加热两端部的加热灯64b的通电/非通电的温度控制以及加热整幅加压辊62的加热灯64c的通电/非通电的温度控制。
另外,在定影辊61的表面上,还设有与最大尺寸的纸通过时的非通纸部接触的传统的接触式热敏电阻68c,也可以检测加热控制部123发生故障时以及小尺寸纸通过时的非通纸部的异常升温。本实施例的定影装置36具备接触式热敏电阻68c,如果由接触式热敏电阻68c测出的温度超出预定的阈值(例如用纸通过中是235℃,用纸不通过时是245℃),则为了保护定影辊61及周围的构件,避免过剩的热,加热控制部123执行指示各部冷却的冷却模式。
定影辊61是外径40mm、长度326mm的圆筒状,作为芯杆61a,使用的是外径35mm、壁厚1mm的STKM制成品。而在芯杆61a的表面涂复厚度2.5mm的硅橡胶制成的耐热弹性体层61c,赋予定影辊61的表面以弹性。另外,在耐热弹性体层61c的表面形成PFA管形成的脱离层61b。芯杆两端进行拉深加工,使其外径为30mm,装上球轴承及驱动齿轮(未图示),使定影辊61能支撑在框体上。
而与定影辊61触压、并从动旋转的加压辊62是外径40mm、长度326mm的圆筒状,作为芯杆62a,使用外径30mm、壁厚1mm的STKM制品。而在芯杆62a的表面涂复厚度为5mm的硅橡胶制成的耐热弹性体层62b,赋予加压辊62的表面弹性。另外,在耐热弹性体层62b的表面形成PFA管形成的脱离层62c。芯杆两端进行拉深加工,使其外径为19mm,装上球轴承(未图示),并通过加压柄,使加压辊62能支撑在框体上。
使印出介质即用纸P在定影辊61和加压辊62的触压部即定影挤压部Y上通过,在定影辊61及加压辊62上加热、触压,因此该用纸上的未定影着色剂熔融、定影在用纸上。
在温度计算部121根据温度检测部66a而求出定影辊61中央部的表面温度时,使用的是与实施例1相同的温度对应表124及第1校正值数据。也就是说,本实施例中的温度对应表124也将对应于NTC热敏电阻101的各输出电压值的温度幅度设为1℃,将对应于NTC热敏电阻102的各输出电压值的温度幅度设为0.2℃。温度计算部121参照温度对应表12 4,并根据来自NTC热敏电阻101、102的输出电压值,求出定影辊61中央部的表面温度,然后,对使用第1校正值数据而求出表面温度进行校正。另外,与实施例1同样,将最终的定影辊61的表面温度的信息输入加热控制部123。
在本实施例中,不仅将温度计算部121求出的定影辊61中央部表面温度的信息,而且将由非接触方式热敏电阻68a、68b、68c求出的定影辊61以及加压辊62各部分的表面温度的信息也输入加热控制部123。而且,加热控制部123基于温度检测部66a测出的温度,通过开关元件等切换加热灯64a的通电/非通电,使定影辊61中央部的表面温度成为目标温度TS1(例如170℃)。
另一方面,加热控制部123基于接触式热敏电阻68a测出的定影辊61端部的表面温度,控制加热灯64b通电/非通电,使定影辊61端部的表面温度成为目标温度TS3(例如140℃),另外,基于接触式热敏电阻68b测出的加压辊62的表面温度,控制加热灯64c通电/非通电,使加压辊62的表面温度成为目标温度TS2(例如170℃)。当然,各部分也可以通过各自的加热控制部进行控制。
这里,在上述实施例1的定影装置的结构(即仅使用温度对应表124及第1校正值数据而求出定影辊61表面温度的结构)中,在A4尺寸(宽度297mm,长度210mm)用纸在TS1=170℃、TS2=170℃、TS3=140℃的条件下、以每分钟27张的印出速度连续地定影500张之后,定影辊61中央部的表面温度明显地低于在印出开始初期暂时设定的目标温度TS1,然后恢复、稳定,回到目标温度TS1附近(未图示)。这一点可以确定如下根据由温度检测部66a得出的定影辊61中央部的表面温度TM1和按照与本实施例的温度控制装置80无关的其它温度检测手段测定同一点所得到的实际的表面温度TM4大致相同。另外,可以知道定影辊61端部的表面温度TM3也控制在目标温度TS3附近,加压辊62的表面温度TM2也控制在目标温度TS2。
但是,在A5R尺寸(宽度210mm、长度148.5mm)用纸以每分钟19张的印出速度在同一目标温度下定影之后,随着A5R尺寸用纸印出的进行,在本来应表示同一温度的上述TM1和上述TM4中产生偏差(未图示)。此偏差在宽度更小的用纸上印出或者以更快的印出速度定影时,更加扩大。可以知道在宽度小的用纸上这样印出时,与TM4相比,TM1往往升高,如果印出张数增加,则其偏差更加扩大。
这种现象产生的原因如下在加热灯64a加热定影辊61的中央部时,在A5R尺寸用纸通过的区域以及加热灯64a加热的定影辊61的中央部的加热区域产生尺寸差。这里,在加热区域大时,由于在加热区域中用纸通过的区域不包含的非通纸区域,用纸不会带走热,所以继续蓄热,局部地成为高温。因此,通过温度检测部66a的开口部103a,大量的红外线就从局部地成为高温的通纸部分入射至NTC热敏电阻101。
本来要求温度控制装置80将定影辊61的通纸区域的表面温度控制在目标温度,但由于来自此非通纸区域的红外线,温度检测部66a及温度计算部121会将通纸区域的温度作为高于实际温度的值而认识。其结果是尽管定影辊61的通纸区域的表面温度未达到目标温度TS1,加热控制部123仍判定为已达到,使加热灯64a的加热停止而进行控制。由此,定影辊61的通纸区域的表面温度被控制低于目标温度。
如果这种现象出现,则会发生定影不良等不正常状况,特别地,由于对温度变化敏感的着色剂会助长定影辊61及加压辊62的污染等,这些辊的寿命就会减少。
这种情况在印出明信片时也出现。例如,图22表示以每分钟7张(7CPM)印出明信片(宽度100mm、长度148mm)时、由非接触式温度检测部66a及温度计算部121求出的定影辊61的表面温度以及由接触式热敏电阻测出的实际的定影辊61的表面温度(比较例2)。另外,温度检测部66a和非接触式热敏电阻设置在定影辊的圆周方向的同一位置而沿轴向稍微不同的位置上。
如图22所示,由温度检测部66a测出的定影辊66a的表面温度高于用接触式热敏电阻测出的实际的定影辊66a的表面温度。例如在100张通过的时刻,实际的表面温度是158℃的低的表面温度,误差达到约18℃。
其原因如下因为明信片的宽度是100mm,而加热定影辊61的中央区域的加热灯64a的凸部即主要的发热部分--加热区域约为150mm,所以加热区域的两端各约25mm形成非通纸区域。由于在此两侧约25mm的区域内用纸不带走热,继续蓄热,局部地成为高温。由此,通过温度检测部66a的开口部103a,大量的红外线就从局部地成为高温的非通纸部分入射至NTC热敏电阻101。
受影响的程度因该局部地成为高温部分的温度上升的程度以及该部分与温度检测部66a的位置关系等而不同,但会由于入射后的作为干扰因素的红外线而检测出定影辊的表面温度高于实际温度。
因此,对于本实施例中使用上述温度对应表124及第1校正值数据125而求出的定影辊61的表面温度,温度计算部121再使用对应于各种条件的校正值。所谓对应于各种条件的校正值可列举,例如按环境条件(室温及湿度)的校正值、按已印出的用纸量(印出张数和印出面数)的校正值、按印出的用纸尺寸的校正值、按印出的用纸宽度方向的长度的校正值、按用纸种类(明信片、普通纸和厚纸等)的校正值、按定影辊的旋转速度的校正值、按加热对象物的目标温度的校正值、按印刷条件(双面印刷/单面印刷)的校正值等。这些校正值数据都储存在存储部122中,温度计算部121根据各种条件选择合适的校正值数据,并加以使用。
另外,对于参照对应图表124而求出的温度,这些校正值温度也可以直接使用。
如上所述,例如在局部升温易于发生的用纸尺寸中,按各种印出条件及环境条件推测其上升程度,并以其推测结果为基础,对于参照温度对应表124及第1校正值数据而求出的表面温度,使用校正值。并且,再根据用纸的尺寸采用对于温度检测部66a本身(箱体103)温度的校正值。
例如,在常温常湿环境下印出明信片时,使用表示对应于图23(a)所示的张数的校正值的图表。另外,根据印出张数,使用图23(a)所示的各校正值。再根据图24,使用对于温度检测部66a的本身温度的校正值。
例如,在已通过20张明信片的时刻,温度检测部66a的本身温度是99.8℃,如果假定以后在已传送50张的时刻为100.1℃,则对应于印出张数的校正值为“-8℃”~“-10℃”。另外,如图2 4所示,按照温度检测部66a的本身温度的校正值仍是“±0℃”。所以,从第21张以后至第50张,校正值总计为“-8℃”,如果到第51张,则校正值总计为“-10℃”。
而且,对于参照温度对应表124及第1校正值数据而求出的定影辊61的表面温度,温度计算部121再使用此全部的校正值。
如上,将温度检测部66a的本身温度与印出张数作出关联而进行校正,从而能够正确地进行定影辊61的温度控制。
本实施例的温度控制装置80不但能够进行正确的温度检测,而且能够正确地进行温度控制,以下的实施例7对此作了验证。
在实施例7中,用图23(a)及图24的图表连续地进行明信片印出,验证了是否能正确地进行温度控制。另外,就未特别记载的条件而言,实施例7与比较例2相同。结果示于图25。
如图25所示,在本实施例的温度控制装置中,由温度检测部测出的定影辊的表面温度与由接触式热敏电阻测出的实际的表面温度大致相同。所以,按照本实施例的结构,表示即使在连续地印出明信片的情况下,也能够进行正确的温度控制,而没有温度漂移及波动。
下面更详细地说明本实施例的温度控制装置80。
对应于按用纸尺寸的张数的校正值数据也可以按环境条件切换加以使用。例如,通过在常温常湿环境下使用上述图23(a)所示的图表,在低温低湿环境(L/L环境)下使用图23(b)所示的图表,而在高温高湿环境(H/H环境)下使用图23(c)所示的图表,从而可以使用与环境条件一致的最佳校正值。
另外,作为其它的用纸尺寸,在纵向传送信函尺寸的一半的用纸而印出时(宽度139.7mm、长度215.9mm、以下称作发票R),使用图26(a)及(b)所示的图表中记载的各校正值。
如图26(a)所示,此时随着印出张数增加到10张、20张、50张、100张、150张,对应于印出张数的校正值分别为“±0℃”、“-1℃”、“-3℃”、“-4℃”、“-4℃”,在大于150张时,为“-4℃”。而如图26(b)所示,随着温度检测部66a本身的温度变化,对应于温度检测部66a的本身温度(箱体103的温度)的校正值在90~130℃的5℃刻度下,为“+0℃、“-1℃”、“-2℃”、“-5℃”、“-5℃”...(当中省略)...“-5℃”、“-6℃”。而且,对于参照温度对应表及第1校正值数据而求出的表面温度,可使用将两个校正值相加后的最终校正值(对应于印出张数的校正值与对应于温度检测部66a的本身温度的校正值之和)。
然而,温度控制装置80不需要独自取得印出介质的尺寸及种类,使用其上级的图像形成装置100的控制部件中保持的印出介质的尺寸信息及种类信息即可。在这种情况下,温度控制装置80可设有用于从上级的图像形成装置100的控制部件取得各种信息的接口作为信息取得部。
而且,温度计算部121基于信息取得部已取得的各种信息,进行条件判断,选择适当的校正值,对于参照温度对应表124及第1校正值数据而求出的表面温度再使用校正值。
另外,在上述的实施例中表示了对应于上述A5R及明信片尺寸的校正表,但即使是同一用纸尺寸,这些校正表中的各校正值也不是唯一确定的,最好根据定影装置的结构、正使用的辊等结构、加热灯的规格及控制时的供给功率及控制方法等各种条件而调整校正值。
然而,上述校正值使用的是按照用纸的种类而不同的校正值,如用纸的尺寸(通常要使用的用纸是A4及B5规格的尺寸、宽度和长度已规定的用纸)、用纸的厚度、信封及明信片等,但作为特殊情况,有时也在规格以外的尺寸用纸上印制。在这种情况下,由于未准备对应于用纸尺寸的校正表,因此难以使用正确的校正值。
但是,根据各种研究的结果以及温度检测部66a的检测结果,已判明与其说用纸的尺寸,不如说用纸的宽度方向(定影辊的轴向)的长度有大的影响。因此,不是按每个用纸尺寸,而是按用纸宽度方向的长度,准备上述校正表,也可以根据用纸宽度方向的长度,使用校正值。在这种情况下,例如,还可以按用纸宽度方向的长度1mm或2mm或5mm等,预先准备对应于印出张数的校正值以及对应于温度检测部66a的本身温度的校正值。
由此,即使以规格以外的用纸尺寸进行印出时,也能够进行正确的温度检测及温度控制,实现无定影不良的优质图像形成。
另外,最好这样根据导入图像形成装置100的用纸托盘备有的用纸的构件的位置,在温度控制装置80中再设置检测输送至定影辊61的用纸宽度方向的长度的宽度检测部,并根据宽度检测部测出的用纸宽度方向的长度,由温度计算部121切换要使用的校正值。另外,取得上述方式,也可由用户等对图像形成装置100以手动方式输入用纸宽度方向的长度信息,温度计算部121根据输入的宽度方向的长度信息,切换要使用的校正值。
下面,说明温度控制装置的变形例。
作为不同于上述的干扰,有因定影辊61或加压辊62各部分的目标温度TS1、TS2、TS3的温度变化而产生的干扰。因此,最好在定影辊61或加压辊62的表面温度的目标值变化时,按照它进行校正。详细地说,按照定影辊61或加压辊62的目标温度TS1、TS2、TS3的至少1个值,适当地使用校正值,校正表面温度,基于经校正的表面温度,进行加热灯64a、64b、64c的加热控制。由此,能够降低由于起因于各部分的目标温度变化的干扰而造成对温度控制产生不良影响。
例如,如图27(a)及(b)所示,在A4尺寸用纸的印出中,在定影辊61中央部的目标温度TS1对应于印出张数而变化时,因定影辊61的表面温度分布等的干扰而造成的影响程度随着目标温度而变化,即使按照原来使用着的校正值修正误差,也不能完全消除。
因此,预先按照目标温度变化,求出校正值,在目标温度TS1有变化时,使用图27(c)所示的图表的各校正值。对于参照上述温度对应表124及第1校正数据125而求出的表面温度,能够使用此校正值。
另外,不仅使用对应于上述目标温度TS1变化的校正值,还可以使用对应于目标温度TS3变化的校正值。由此,因定影辊61端部的温度分布变化而引起的干扰影响也能够除去。
图28(a)是表示在B4尺寸用纸上印出时、对应于印出张数的目标温度TS3的校正值的图表。另外,图28(b)是表示在B4尺寸用纸上印出时、对应于印出张数的目标温度TS3的值的图表。另外,图28(c)是表示对应于目标温度TS3的校正值的图表。
对于参照温度对应表124及第1校正值数据而求出的表面温度,用图28(c)所示的校正值进行校正,基于该温度而控制加热灯64a、64b、64c的结果示于图29。根据该变形例,可进行如图29所示的适当的温度控制。
另外,也能够根据加压辊的目标温度变化、单面印出及双面印出的不同以及彩色模式的不同等,变更校正值,加以最佳校正。
下面说明温度控制装置的其它变形例。
有时由于加热对象物即定影辊61及加压辊62的旋转/停止状态以及旋转速度(工艺速度)不同,也受到干扰,此时,也可以按每种旋转/停止状态,使用预定的校正值。例如,也可以在旋转速度小于100mm/sec时,使用校正值“+3℃”;在旋转速度为101mm/sec~200mm/sec时,使用校正值“+2℃”;在旋转速度为201mm/sec~300mm/sec时,使用校正值“+2℃”;在旋转速度大于301mm/sec时,不使用校正值(使用校正值“0℃”)等。
在本变形例中,定影辊61及加压辊62以一定速度旋转时的校正值设为“+2℃”。另外,从停止状态转为旋转状态的加速时的校正值,与旋转时同样,设为“+2℃”,从旋转状态转为停止状态的减速时的校正值设为“0℃”。
另外,对应于印出介质的尺寸及印出张数的这些校正值、对于单个或多个目标温度的校正值、对应于有无旋转的校正值、对应于单面/双面及被加热介质种类等各种印出条件的校正值等,不仅可以分别单独地使用,也可以组合使用。
作为一例,说明在A5R用纸上印出时使用的校正值。
在A5R上印出时,对应于印出面数的校正值如图30(a)。而对应于印出面数的目标温度TS1~TS3的变化如图30(b)~(d)所示。另外,对应于TS1~TS3的各自的目标温度的校正值分别如图30(e)~(g)。将它们归纳如下 在等待接受印出指令的印出侍机状态,定影辊61的中央部的目标温度TS1设定为180℃,定影辊61的一个端部(配置在前侧)的目标温度TS3设定为160℃,加压辊62的一个端部(前侧)的目标温度TS2设定为105。在此印出侍机状态进行温度控制,使定影辊61及加压辊62的各部分成为TS1至TS3的各目标温度。
在A5R用纸上进行黑白单面印出时,按照图30(b)~(d)所示的图表,各目标温度变化如下 标准温度设定TS1170℃、TS2130℃、TS3180℃ 至第10张TS1163℃、TS2120℃、TS3160℃ 至第20张TS1170℃、TS2140℃、TS3160℃ 至第50张TS1170℃、TS2150℃、TS3165℃ 第51张以后 TS1177℃、TS2160℃、TS3165℃。
也就是说,在刚开始印出时,各辊的温度分布不均匀,由于热传导率低的硅橡胶层的影响,产生温度的下陷,但为了尽量减少这种温度下陷,最初,将目标温度预先设定得较低,并防止加热灯无意中熄灭,促进各辊的温度上升。一旦各辊的温度上升,则相反地,为了防止过分的加热,调整为在提升目标温度后进行适当的加热。
另外,如图30(a)所示,对应于用纸尺寸A5R的印出张数的校正值,按每增加到10张、20张、50张、100张、150张,设为“-2℃”、“-2℃”、“-3℃”、“-4℃”、“-4℃”,对于151张以后,一律取为“-4℃”。另外,如图31所示,此时温度检测部66的箱体103的温度在印出中从107℃变化至104.6℃,但此时的校正值通常设为“0℃”。
另外,如上所述,印出张数每次增加目标温度也变化,因此相应的校正值对于定影辊61的中央部的目标温度TS1变化,至第10张TS1是163℃,因此根据图30(d)校正值是“+1℃”,其后是170℃,因此是“±0℃”。而对于定影辊61端部的目标温度TS3,至第20张是160℃,因此根据图30(e)校正值是“±0℃”,第21张以后是165℃,因此是“±0℃”。同样地,加压辊62的目标温度TS2按每次经过10张、20张、50张,根据图30(f),分别是“±0℃”、“±0℃”、“±0℃”,第51张以后成为“-1℃”。
加之,从印出侍机状态转移至印出动作时,使用对应于辊旋转的校正值“+2℃”。
所以,对于由温度对应表124和第1校正值数据125求出的定影辊61的表面温度,可使用以下的校正值。
1)用纸尺寸对应于A5R的印出张数的校正值 至第10张“-2℃” 至第20张“-2℃” 至第50张“-3℃” 至第100张“-4℃” 至第150张“-4℃” 第151张以后“-4℃” 对于温度检测部的箱体温度变化的校正值“±0℃” 2)对于定影辊61的中央部的目标温度TS1变化的校正值 至第10张“+1℃” 第11张以后“±0℃” 3)对于定影辊61的端部的目标温度TS3变化的校正值 与印出张数无关“±0℃” 4)对于加压辊62的目标温度TS2变化的校正值 至第50张“±0℃” 第51张以后“-1℃” 5)因定影辊61旋转的校正值 “+2℃”。
根据以上,如果将上述校正值相加,则最终校正值如下 至第10张(-2+0)+(+1)+0+0+(+2)=+1℃ 至第20张(-2+0)+0+0+0+(+2)=0℃ 至第50张(-3+0)+0+0+0+(+2)=-1℃ 至第100张(-4+0)+0+0+(-1)+(+2)=-3℃ 至第150张(-4+0)+0+0+(-1)+(+2)=-3℃ 第151张以后(-4+0)+0+0+(-1)+(+2)=-3℃。
将它们归纳后的结果示于图32。
这些最终校正值适用于温度计算部121根据温度对应表124及第1校正值数据125求出的定影辊61的表面温度。
下面,说明温度控制装置的又一变形例。
存储部122储存单面印出用的校正值数据和双面印出用的校正值数据,在进行单面印出和双面印出时,温度计算部121也可使用不同的校正值数据。例如,下面说明在A4尺寸用纸上双面印出的情况。在单面印出时,假定使用上述的校正值。另外,在进行双面印出时,即使在1张用纸上印出时,在本说明书中将印出张数也计算为2张(2面)。
对于A4尺寸的用纸,不需要按照印出张数校正温度,所以,不存在对应于印出张数的校正表。
在等待接受印出指令的印出侍机状态,将用于定影辊61中央部的温度控制的温度检测部66a的目标温度TS1设定为180℃,将用于定影辊61一个端部(配置在前侧)的温度控制的接触式热敏电阻68a的目标温度TS3设定为160℃,将用于加压辊62一个端部(前侧)的温度控制的接触式热敏电阻68b的目标温度TS2设定为105℃。在此印出侍机状态,为了成为TS1至TS3的各目标温度而对各部分进行温度控制。而且,如果在A4尺寸的用纸上开始双面印出,则最终目标温度变更为TS1的177℃、TS3的160℃、TS2的100℃。
在这种情况下,目标温度TS1~TS3按照印出面数而变化,图33(a)~(c)是表示对应于印出面数的目标温度TS1~TS3变化的图。而图33(d)~(f)是表示TS1~TS3各自的对应于目标温度的校正值表。如图33(a)及(d)所示,在A4尺寸用纸上进行印出时,定影辊61的中央部的目标温度TS1无变化,通常设定在一定温度170℃。所以,对应于目标温度TS1的校正值经常为“0℃”。
而如图33(b)所示,定影辊61的端部的目标温度TS3至第20面成为160℃,此时根据图33(e)校正值是“±0℃”。另外,目标温度TS3在第21面以后为165℃,因此,此时的校正值成为“-1℃”。
如图33(c)所示,加压辊62的目标温度TS2按每经过第20面、40面、50面、51面以后而变化,而如图33(f)所示,各种情况的校正值通常都是“0℃″。
另外,在从印出侍机状态转为印出动作时,对于从二维温度变换表和一维补偿温度校正表求出的表面温度,使用对应于定影辊61旋转的校正值“+2℃”。
据上,将对于从二维温度变换表和一维补偿温度校正表求出的表面温度所使用的校正值归纳如下 1)用纸尺寸 对应于A4双面印出张数(面数)的校正值 无 2)对于定影辊61中央部的目标温度TS1变化的校正值 与印出面数无关,“0℃” 3)对于定影辊61端部的目标温度TS3变化的校正值 至第20面“0℃” 第21面以后“-1℃” 4)对于加压辊62的目标温度TS2变化的校正值 与印出面数无关,“0℃” 5)由于定影辊61旋转的校正值 “+2℃” 还有,将它们相加而得到各印出面数中的最终校正值如下 第0~20面0+0+0+0+(+2)=+2℃ 第21~40面0+0+(-1)+0+(+2)=+1℃ 第41~50面0+0+(-1)+0+(+2)=+1℃ 第51~100面0+0+(-1)+0+(+2)=+1℃ 第101~150面0+0+(-1)+0+(+2)=+1℃ 第151面以后0+0+(-1)+0+(+2)=+1℃。
将以上归纳后示于图34。
该最终校正值适用于温度计算部121参照温度对应表124及第1校正值数据25而求出的定影辊61的表面温度。
另外,同样地,在A5R上双面印出时,对应于印出面数的校正值如图35(a)所示。而对应于印出面数的目标温度TS1~TS3的变化如图35(b)~(d)所示。另外,对应于TS1~TS3各自的目标温度的校正值如图35(e)~(g)所示。
在此例中,校正值随着定影辊61端部的目标温度TS3以及加压辊62的目标温度TS2而变化。而且,与A4尺寸的情况同样,各校正值随印出面数增加到20面、40面、50面...而变化。
A5R上双面印出时的校正值根据以上归纳如下 1)用纸尺寸 对于A5R印出面数的校正值 至第20面“-2℃” 至第40面“-2℃” 至第50面“-3℃” 至第100面“-4℃” 至第150面“-4℃” 第151面以后“-4℃” 对应于温度检测部的箱体温度变化的校正值通常为“0℃” 2)对于定影辊61的中央部的目标温度TS1变化的校正值 至第20面“+1℃” 第21面以后“±0℃” 3)对于定影辊61的端部的目标温度TS3变化的校正值 与印出张数无关,“+1℃” 4)对于加压辊62的目标温度TS2变化的校正值 与印出张数无关,“±0℃” 5)由于定影辊61旋转的校正值 “+2℃” 将它们归纳、并做成图表的结果示于图36。
以上,说明了在尺寸A4及A5R用纸上双面印出时的校正方法,但用于本发明的校正值不限定于上述值,而是可根据各种定影装置的结构适当调整,并能够设定为各种值。另外,上述双面印出时的校正不是仅能够适用于A4及A5R尺寸用纸,对于各种用纸尺寸及各种用纸介质也能够使用。
还有,温度控制装置80最好具有以下结构。
通常,在能检测的温度范围的高温区域(大致上是230℃以上的温度区域)内,如果逐渐达到高温区域,则不会有问题,但会因加热灯64失控等而发生急剧加热,在温度计算部121求出的表面温度与实际的表面温度之间易产生差别。
特别地,在加热灯64a连续点灯的时间长的情况下,该问题变得显著,对于实际的表面温度的变化,温度检测部66a的检测结构部的变化一旦缓慢,就不能够正确地进行温度检测,会在已判定的表面温度上产生偏差。
因此,如果在超出预定的高温阈值的状况(例如230℃以上),且在规定时间内的温度变化率大于预定的阈值(例如大于1℃/sec)时,则对于从二维温度变换表求出的表面温度,由于使用一定值(例如-3℃,表示的是此时检测到高于实际的表面温度的情况)或者对应于上述规定时间内温度变化率的校正值(温度变化率小时,取小的校正值,温度变化率大时,取大的校正值),能够减少已测出的表面温度的漂移,在高温干扰判定等中不作出错误判定。另外,此预定的高温阈值不仅是设置1个,也可以设置多个,对于不同的高温阈值,也可以分别设置相同值的温度变化率或者不同值的温度变化率的阈值。
(实施例4) 除了上述的实施例所示的定影装置之外,本发明的温度控制装置例如还能适用于图37~图41所示的各种定影装置。下面,对于能使用本发明的温度控制装置的定影装置其它例进行说明。
图37是表示使用温度控制装置的定影装置另一例的图。在此定影装置中通过设置在定影辊内部的加热灯以及搭接在定影辊的表面的加热带,进行定影辊的加热。
如图37所示,除了定影辊161和加压辊171之外,定影装置136还备有外部加热部(外部加热部件)75及清洁用辊网纸吸尘装置93。
定影辊161及加压辊171以预定的负荷(这里是600N)互相触压,其间形成定影挤压部N(定影辊161与加压辊171相接的部分)。在本实施例中定影挤压部N的挤压宽度(沿定影辊161旋转方向(图37的K方向)的宽度)设定为,例如9mm。
定影辊161被加热到预定温度(例如180℃),并加热通过定影挤压部N的形成了着色剂图像(未定影)的记录纸P。定影辊161是在芯杆的外圆周面有弹性层、在该弹性层的外周面上是形成脱离层而构成的3层结构的辊构件。
芯杆的材料例如采用铁、不锈钢、铝或铜等金属或者它们的合金等。另外,在弹性层中使用硅橡胶,在脱离层中使用PFA(四氟乙烯和全氟烷基乙烯醚的聚合体)及PTFE(聚四氟乙烯)等氟树脂。
在定影辊161的内部(芯杆内侧)设有加热定影辊161的热源,即加热灯(卤素灯)64。加热灯64通过上述加热控制部123及驱动器91,控制其通电,一旦导通就发射红外线。被发射的红外线由定影辊161的内周面吸收,加热整个定影辊161。
加压辊171采用设置在其端部侧的触压结构(未图示),对着定影辊161触压,在定影挤压部N上施加预定的压力。加压辊171是与定影辊161同样的辊构件,在铁、不锈钢、铝、铜等金属或者由它们的合金等组成的芯杆的表面上具有硅橡胶等弹性层,再上面是形成有PFA及PTFE等脱离层的3层结构。
另外,在本实施例中,在加压辊171上也在芯杆的内部备有加热灯73。而且,加热灯73也仍然通过加热控制部128及驱动器91,控制其通电,一旦导通就发射红外线。被发射的红外线由加压辊171的内周面吸收,加热整个加压辊171。
外部加热部75具有环形的外部加热带(带状构件)88以及卷绕在该外部加热带88的一对带状卷绕辊即加热辊(加热构件)81、82。另外,设有使加热辊81、82相对于定影辊161表面离合的离合结构(未图示)。
外部加热带88在加热到预定温度(这里是210℃)的状态,与定影辊161的表面接触,加热定影辊161的表面。通过背面接触的加热辊81、82,使热供给外部加热带88。
在定影辊161的周围,外部加热带88配置在比定影挤压部N更上面的定影辊161旋转方向(在图37中是K方向)的上流侧,通过触压结构(未图示),以预定的压紧力(这里是40N)触压在定影辊161上。另外,与定影辊161之间形成加热挤压部n。在本实施例中加热挤压部n的挤压宽度(沿定影辊161旋转方向的宽度),例如是20mm。
外部加热带88由在聚酰亚胺等耐热树脂或者由不锈钢及镍等金属材料组成的空心圆筒状基材的表面上、形成耐热性及脱离性优良的合成树脂材料(例如PFA及PTFE等氟树脂)作为脱离层的双层结构的环形带组成。另外,为了降低外部加热带88的扭转力(寄り力),在带基材的内面也可以形成氟树脂等涂层。
加热辊81、82由铝及铁系材料等组成的空心圆筒状金属制芯材组成。为了降低外部加热带88的扭转力,对金属制芯材的表面也可以形成氟树脂等涂层。
在加热辊81、82的内部配有作为热源的加热灯83、84。如果加热灯83、84通过加热控制部123及驱动器91打开,则发射红外线。发射的红外线由加热辊81、82的内周面吸收,加热整个加热辊81、82,由此,卷绕在加热辊81、82的外部加热带88也被加热。
另外,为了测定定影辊161的中央部的温度,在定影辊161的圆周面设有上述的非接触式温度检测部66,在加压辊171的圆周面设有热敏电阻72。而在外部加热带88的表面侧分别将热敏电阻85配置在与加热辊81相向的位置上,将热敏电阻86配置在与加热辊82相向的位置上。此例中,将非接触式温度检测部66设置在定影辊161的中央部,但为了检测定影辊161轴向的两端部至少1方的温度,也可以使用另外的非接触式温度检测部66,用2个非接触式温度检测部66进行温度控制,另外,为了检测加压辊171的表面温度,也可以使用另外的非接触式温度检测部66,用3个非接触式温度检测部进行温度控制,在本发明中其个数不受限制。
加热控制部123根据这些温度检测部66以及热敏电阻72、85、86的输出,检测定影辊161、加压辊171及外部加热带88的两个位置上的表面温度,为了使各表面温度接近目标温度,通过驱动器91来控制向对应的加热灯64、73、83、84通电。
再有,在本实施例中,通过图像形成装置100的加热控制部123进行向加热灯64、73、83、84通电等的控制,但也可采用定影装置136自身具备加热控制部123的结构。
另外,来自驱动马达(驱动源)的驱动力被传递到设于定影辊161端部的旋转轴(图37中未图示),在图37中沿K方向旋转驱动。通过在定影动作时等旋转驱动定影辊161,使触压在定影辊161上的加压辊171因摩擦力而从动旋转。因此,加压辊171的旋转方向为与K方向相反的方向。
外部加热部75中的外部加热带88也以与定影辊161接触的部分的摩擦力,随着定影辊161从动旋转。所以,外部加热带88旋转方向为与K方向相反的方向。另外,加热辊81、82通过其表面与外部加热带88的内面接触,随着外部加热带88从动旋转。
在定影挤压部N输送记录纸P,着色剂图像的形成面搭接在定影辊161上,其内面搭接在加压辊171上。由此,记录纸P上形成的着色剂图像被热触压,定影在记录纸P上。记录纸P在定影挤压部N的通过速度即定影速度,与工艺速度(用纸输送速度)相同,在本实施例中是355mm/sec。而以每分钟的连续供纸张数表示的印出速度在本实施例中是70张。
在本实施例中作为外部加热带88,使用的是厚度90μm的聚酰亚胺(宇部兴产公司,商品名UPILEX S),在其基材表面上,将混合了PTFE和PPA的氟树脂涂成厚度20μm的涂层,作为脱离层。
另外,使用的定影辊161是在铝制芯杆上形成厚度3mm的硅橡胶层作为弹性层,其上,再使用涂复厚度30μm的PFA管作为脱离层。其外径(直径)是50mm。
加压辊171在铝制芯杆上形成厚度2mm的硅橡胶层作为弹性层,其上,再涂复厚度30μm的PFA管。与定影辊161相同,其外径(直径)是50mm。
加热辊81、82都用在厚度0.75mm的铝制芯杆的表面上,将混合PTFE和PFA的氟树脂涂成厚度2 0μm的涂层。其外径(直径)都是15mm。另外,使加热辊81、82的轴间成为23.0mm而配置。
另外,定影辊的加热方法不仅限于上述方法。图38是表示定影装置又一例的图。在定影装置236中定影辊的内部不设置加热灯,而是通过与定影辊的表面搭接的加热带进行定影辊的加热。
如图38所示,定影装置236备有定影辊261、加压辊271及外部加热部75。定影辊261的外径是34mm,在STKM制成的芯杆的外圆周面具有由硅橡胶形成的弹性层,在该弹性层的外周面上形成由PFA形成的脱离层的3层结构的辊构件。但是,在本实施例中在定影辊261的内部不设加热灯。而加压辊271的外径是40mm,是与定影辊261相同的3层结构的辊构件,在内部备有加热灯73。外部加热部75如上所述。在本实施例中定影辊261通过外部加热部75的外部加热带88被加热。在这种定影装置236中,为了检测定影辊261、加压辊271、加热辊81、82中的至少任何1个的温度,并加以控制,也可将温度检测部66与各构件相向而设置。
另外,定影辊及加压辊不限定于圆筒状,也可以是带状,其形状不受限制。图39是表示定影装置又一例的图。在该定影装置336中取代圆筒状定影辊而形成由椭圆状定影构件361进行定影的结构。
定影构件361中,具有由硅橡胶形成的弹性层361b以及由PFA形成的脱离层361c的环形带361d卷绕在外径40mm、SUS制成的椭圆状芯杆361a的圆周面上,环形带361d可相对于芯杆861a滑动。该定影构件361的环形带361d通过外部加热部75的外部加热带88加热。另外,定影构件361通过外径16mm的铁制的壁厚1mm的挤压部压紧辊362、362压紧在加压辊371上。加压辊371与上述的加压辊271相同。由此,在定影构件361的环形带361d与加压辊371之间形成了定影挤压部N(定影辊361及加压辊371互相搭接的部分)。
图40是表示又一例定影装置的图。该定影装置436形成为定影辊及加压辊两者都从外部加热的结构。另外,定影辊及加压辊的加热分别通过1对压紧辊进行。
定影装置436备有外径40mm、薄壁的定影辊461以及外径同样是40mm、薄壁的加压辊471。定影辊461及加压辊471是在芯杆上具有薄壁的弹性层及脱离层的3层结构的辊构件。而且,为了加热定影辊461,在定影辊461的表面上将内部分别具有加热灯483、484的外径16mm的STKM制成的压紧辊481、482从外部搭接。另外,对于加压辊471也同样,将内部分别具有加热灯495、496的外径16mm的STKM制的压紧辊497、498从外部搭接。压紧辊481、482、497、498不仅具有加热定影辊461或加压辊471的功能,还具有将定影辊461与加压辊471触压的功能。由此,在定影辊461与加压辊471之间形成了定影挤压部N(定影辊461与加压辊471互相搭接的部分)。
图41是表示又一例定影装置的图。该定影装置536备有外径20mm的小直径、厚壁的定影辊561以及外径30mm的加压辊571。定影辊561是在铝制芯杆上设置由橡胶形成的弹性层而制成,弹性层的厚度为5mm。另外,也可以在弹性层的表面设置脱离层。另一方面,加压辊571是在SUS制的芯杆上设置由橡胶形成的弹性层而制成,弹性层的厚度为0.2mm。将外径30mm、SUS制、壁厚0.15mm的外部加热辊581搭接在定影辊561上。该外部加热辊581的内部备有加热灯583,定影辊561的表面通过外部加热辊581从外部加热。而加压辊571通过内设的加热灯73加热。
如上所述,对于定影装置具备的构件没有特别限定,除了定影辊及加压辊之外,例如能够增加压紧辊、加热辊、清洗辊、热均匀化辊、清洁用辊网、剥离辊、剥离板等任何构件,另外,对于这些构件的数量、结构、材质、尺寸及它们的组合也没有特别限制。本发明的温度控制装置适用于上述各种定影装置。
另外,在上述的实施例中,作为一例,对于常温常湿环境(N/N环境)、低温低湿环境(L/L环境)、高温高湿环境(H/H环境)分别说明了使用各自的第1校正值数据的结构,但第1校正值数据按环境条件变更的方式不限定于上述方式。也就是说,对于将低温(例如5℃或1℃)、常温(例如20℃或25℃)、高温(例如30℃或35℃)、低湿(例如10%RH或20%RH)、常湿(40%RH或50%RH)、高湿(70%RH或80%RH)等各种环境条件适当组合的环境条件,也可以分别准备第1校正值数据,而不限于特定的环境条件。还有,上述的温度及湿度仅为举例,另外,也可以按以不同方式将各温度和湿度组合而成的环境条件准备第1校正值数据,不限于特定的温度及湿度。
最后,温度控制装置80的温度计算部121也可以通过硬件逻辑电路构成,也可以如下所述用CPU通过软件来实现。
也就是说,温度控制装置80备有执行实现各功能的控制程序命令的CPU(central processing unit)、储存上述程序的ROM(read onlymemory)、展开上述程序的RAM(random access memory)、储存上述程序及各种数据的存储器等存储装置(记录介质)等。而且,本发明的目的可通过如下方式实现将记录有实现上述功能的软件,即温度控制装置80的控制程序的程序码(执行形式程序、中间码程序、源程序)、并可由计算机读取的记录介质供给上述温度控制装置80,再由计算机(或CPU及MPU)读取记录在记录介质中的程序码并加以执行。
作为上述记录介质,例如,能够使用磁带及盒式带等磁带系统、包括floppy(注册商标)软盘/硬盘等磁盘及CD-ROM/MO/MD/DVD/CD-R等光盘的光盘系列、IC卡(包括存储卡)/光卡等卡片系列或者掩模ROM/EPROM/EEPROM/闪存ROM等半导体存储器系列等。
另外,也可配置成让温度控制装置80能与通信网络连接,通过通信网络提供上述程序码。作为此通信网络,没有特别限定,可以利用,例如因特网、内部网、外部网、LAN、ISDN、VAN、CATV通信网、虚拟专用网(virtual private network)、电话线路网、移动通信网、卫星通信网等。另外,作为构成通信网络的传送介质,没有特别限定,例如无论IEEE1394、USB、电力线输送、电缆TV线路、电话线、ADSL线路等有线方式,还是IrDA或遥控器这样的红外线、Bluetooth(注册商标)、802.11无线、HDR、移动电话网、卫星线路、地面波数字网等无线方式,都可以利用。另外,本发明也能以电子传送实现上述程序码的、嵌入载波的计算机数据信号的方式实现。
总之,本发明的控制由加热部加热的加热对象物的温度的温度控制装置的特征在于其中具备检测因来自上述加热对象物的红外线而产生的热的主温度检测部、检测上述主温度检测部的周围温度的补偿用温度检测部、将按上述补偿用温度检测部的输出值表示的上述主温度检测部的输出值与上述加热对象物的温度的对应关系的温度对应表储存的存储部、参照上述温度对应表而从上述主温度检测部及补偿用温度检测部的输出值求出上述加热对象物温度的温度计算部和基于由上述温度计算部求出的温度而控制上述加热部的加热功率的加热控制部,设定上述温度对应表中的上述补偿用温度检测部及上述主温度检测部的各输出值,使对应于上述补偿用温度检测部的输出值的上述周围温度的相邻值之差小于对应于上述主温度检测部的输出值的加热对象物的温度的相邻值之差。
根据上述结构,因加热对象物发射的红外线而产生的热由主温度检测部检测。这里,除了因来自加热对象物的红外线产生的热之外,由主温度检测部检测的热还包含例如来自主温度检测部周围的构件即支承体等的热。所以,通过补偿用温度检测部,检测可对主温度检测部有影响的周围温度,根据此周围温度补偿主温度检测部检测后的温度。由此,能够不接触加热对象物就正确地检测加热对象物的温度。
本发明中形成形成这样的结构即温度计算部根据主温度检测部及补偿用温度检测部的输出值,求出加热对象物的温度时,使用储存在存储部的温度对应表。在此温度对应表中按补偿用温度检测部的输出值表示主温度检测部的输出值与加热对象物的温度的对应关系,因此温度计算部参照对应于各检测部的输出值的存储单元,能够迅速地求出加热对象物的温度。并且,如果预先通过实验等,求出对应于各输出值的温度,以它为基础而作成温度对应表,则能求出与实际误差小的温度。
另外,根据上述结构,设定温度对应表的补偿用温度检测部及主温度检测部的输出值的值,使对应于补偿用温度检测部的输出值的补偿温度的相邻值之差(幅度)小于对应于主温度检测部的输出值的加热对象物的温度的相邻值之差(幅度)。该结构具有以下优点 在使用主温度检测部及补偿用温度检测部输出值而求出加热对象物的温度时,如果由补偿用温度检测部检测的温度通常变化1℃,则对应的加热对象物的温度变化几个℃。所以,如果如传统那样,使用设定使补偿温度和加热对象物的温度幅度都为同一值(例如1℃)的温度对应表,则即使主温度检测部以1℃的精度检测到加热对象物的温度,在最后求得的加热对象物的温度中也将包含由补偿用温度检测部能检测的补偿温度的精度数倍(即数℃)的误差。但是,根据本发明的上述结构,由补偿用温度检测部检测的补偿温度的精度高于由主温度检测部检测的加热对象物的温度精度,由各温度检测部检测的温度误差就已取得均衡。所以,即使在温度对应表中不无用地减小各温度的幅度,也能正确地求出加热对象物的温度。
另外,加热控制部基于温度计算部求出的加热对象物的正确温度,控制加热部的加热功率,因此,能够进行正确的温度控制,而没有温度漂移及温度波动。
总之,以非接触方式检测温度的本发明的温度控制装置不但能够进行正确的温度检测,而且能够进行温度控制。
还有,主温度检测部保持在支承体上时,也可以检测支承体的温度作为上述周围温度。
另外,最好这样设定上述温度对应表中的上述补偿用温度检测部及上述主温度检测部的输出值,使对应于上述补偿用温度检测部的输出值的上述周围温度的相邻值之差为对应于上述主温度检测部的输出值的加热对象物的温度的相邻值之差的0.5倍~1倍,更优选为0.2。
根据上述结构,由各温度检测部检测的温度误差均衡得更好,不仅能够更正确地求出加热对象物的温度,而且能够进行更正确的温度控制。
另外,最好这样设定上述温度对应表中的上述主温度检测部的各输出值,使对应于上述温度对应表中的上述主温度检测部的各输出值的上述加热对象物的温度的相邻值之差是对于由上述加热部加热的上述加热对象物的控制温度精度的0.5倍~1倍。
根据上述结构,由主温度检测部检测的加热对象物的温度精度比加热控制部的控制温度精度好,因此,能够对加热对象物进行没有温度漂移及温度波动的正确的温度控制。
另外,最好这样设定上述温度对应表中的上述主温度检测部的输出值,使对应于上述温度对应表中的上述主温度检测部的输出值的上述加热对象物的温度的相邻值之差为上述主温度检测部的检测温度精度的0.5倍~1倍。
根据上述结构,由主温度检测部检测的加热对象物的温度精度变好,能够求出正确的温度,并能够对加热对象物进行没有温度漂移及温度波动的正确的温度控制。
另外最好这样上述存储部储存按与上述补偿用温度检测部的各输出值对应的温度的校正值数据即第1校正值数据,上述温度计算部用上述第1校正值数据的校正值,并基于对应于上述补偿用温度检测部的输出值的温度,校正参照上述温度对应表而求出的温度,上述加热控制部基于由上述温度计算部经校正的温度,控制上述加热部的加热功率。
根据上述结构,基于由补偿用温度检测部测出的补偿温度,可适当地校正参照温度对应表而求出的加热对象物的温度。所以,温度控制装置就能够更正确地求出加热对象物的温度,并能够进行更正确的温度控制。
另外,最好这样上述存储部储存按环境条件而不同的多个上述第1校正值数据,上述温度计算部根据环境条件从上述多个第1校正值数据中选择用于校正的第1校正值数据。
根据上述结构,按环境条件准备第1校正值数据,温度计算部根据环境条件选择适当的第1校正值数据,并据此进行温度校正。在以非接触方式求出加热对象物的温度时,虽然受到各种干扰的影响,但根据环境条件区分使用第1校正值数据,从而能够经常不受环境条件左右地正确地求出加热对象物的温度。
还有,作为环境条件的具体例,可列举室温及湿度等,但本发明不限定于此。
另外,最好这样上述加热对象物是通过加热依次被输送的印出介质而使转印在该印出介质上的着色剂定影的定影部,上述存储部储存按连续地进行定影的印出介质的量定的校正值数据,即第2校正值数据,上述温度计算部使用上述第2校正值数据的校正值,并基于连续地进行定影的印出介质的量,校正参照上述温度对应表而求出的温度,上述加热控制部基于上述温度计算部经校正的温度,控制上述加热部的加热功率。
本发明人进行的各种调查的结果表明在定影部连续地使着色剂在印出介质上定影时,例如根据印出介质的尺寸等条件,在参照温度对应表而求出的定影部的温度中含有对应于连续地进行定影的印出介质的量(例如每单位时间的印出张数及印出面数、每单位面积的质量、体积、密度、总印出张数及印出面数等)的误差。这里,根据上述结构,由温度计算部按照印出介质的数量,校正参照温度对应表求出的定影部的温度,因此,即使在印出介质上连续地进行定影时,温度控制部也能检测接近于实际的定影部温度的正确温度,并能够进行没有温度漂移及温度波动的正确的温度控制。
另外,最好这样上述存储部储存按进行定影的印出介质的尺寸定的上述第2校正值数据,上述温度计算部使用对应于进行定影的印出介质尺寸的上述第2校正值数据,校正参照上述温度对应表而求出的温度。
本发明人进行各种调查的结果表明在基于印出介质的量而校正求出的温度时,所需的校正量依赖于印出介质的尺寸。根据上述结构,由于使用对应于印出介质的尺寸的第2校正值数据进行校正,因此能够进行精度更高的校正。
另外,上述存储部储存按进行定影的印出介质的种类定的上述第2校正值数据,上述温度计算部也可以使用对应于进行定影的印出介质的种类的上述第2校正值数据,校正参照上述温度对应表而求出的温度。
本发明人进行的各种调查的结果表明在基于印出介质的数量而校正已求出的温度时,所需的校正量严格地依赖于印出介质的种类。在这里,根据上述结构,由于使用对应于印出介质种类的第2校正值数据进行校正,因此能够进行精度高更的校正。
另外,印出介质的种类是指,例如印出介质的尺寸、材质或厚度等,但本发明不限定于此。
另外,最好这样还设置取得关于印出介质尺寸或印出介质种类的信息的信息取得部,上述温度计算部基于上述信息取得部取得的信息,鉴别进行定影的印出介质的尺寸或者进行定影的印出介质的种类。
根据上述结构,温度控制装置本身不必判定印出介质的尺寸或种类,而能够通过信息取得部从设有温度控制装置的各种上级装置,取得记录介质的尺寸及种类的信息。所以,能够防止温度控制装置的结构变得复杂。
另外,上述定影部设有定影辊,上述存储部储存按定影辊的轴向上的印出介质的宽度定的上述第2校正值数据,上述温度计算部也可以使用对应于定影辊的轴向上的印出介质宽度的上述第2校正值数据,校正参照上述温度对应表而求出的温度。
如上所述,在基于印出介质的量而校正求出的温度时,所需的校正量严格地成为按印出介质的尺寸而不同的量。这里,本发明人在各种条件下进行调查的结果表明所需的校正量主要依赖于印出介质的宽度(定影辊的轴向上的印出介质的长度)。根据上述结构,由于使用对应于印出介质宽度的第2校正值数据进行校正,因此能够进行精度更高的校正。
另外,最好这样还设置检测定影辊的轴向上的印出介质宽度的宽度检测部,上述温度计算部基于上述宽度检测部测出的定影辊的轴向上的印出介质的宽度,选择对应于定影辊的轴向上的印出介质宽度的上述第2校正值数据。
在印出介质为规格外尺寸时,不能从设有温度控制装置的上级图像形成装置等取得印出介质的宽度。但是,根据上述结构,即使印出介质的尺寸是规格外,也能够通过宽度检测部而检测到印出介质的宽度,温度控制部可以按照测出的印出介质的宽度进行校正。
另外,上述存储部储存至少2种上述第2校正值数据,它们分别用于使着色剂仅在上述印出介质的单面定影和在双面定影,上述温度计算部也可以按照使着色剂是仅在印出介质的单面定影或者在双面定影,从上述至少2种第2校正值数据中选择1种,使用选出的第2校正值数据,校正参照上述温度对应表而求出的温度。
在使着色剂在印出介质的表面(正面)定影之后,再使背面也定影时,因为已成为已经加热印出介质的状态,因此使它仅在单面定影和双面定影时,所需的校正量严格地说是不同的量。根据上述结构,区分使用按照在单面定影或在双面定影而不同的第2校正值数据,所以能够进行精度更高的校正。
另外,最好这样上述加热对象物是通过加热被输送的印出介质而使转印在该印出介质上的着色剂定影的定影辊,上述存储部储存按定影辊的旋转状况定的校正值数据,即第3校正值数据,上述温度计算部使用上述第3校正值数据的校正值,并基于定影辊的旋转状况,校正参照上述温度对应表而求出的温度,上述加热控制部基于上述温度计算部经校正的温度,控制上述加热部的加热功率。
在以非接触方式求出定影辊的温度时,虽然受到各种干扰的影响,但本发明人进行的各种调查的结果表明其干扰之一是因定影辊旋转而产生的温度分布的变化。所以,所需的校正量也依赖于定影辊的旋转状况。根据上述结构,由于按照定影辊的旋转状况进行校正,因此能够进行精度更高的校正。
另外,最好这样为了使上述加热对象物成为目标温度,上述加热控制部基于上述温度计算部求出的温度,控制上述加热部的加热功率,上述存储部储存按加热对象物的目标温度定的校正值数据,即第4校正值数据,上述温度计算部使用上述第4校正值数据的校正值,并基于加热对象物的目标温度,校正参照上述温度对应表而求出的温度,上述加热控制部基于上述温度计算部经校正的温度,控制上述加热部的加热功率。
在以非接触方式求出加热对象物的温度时,虽然受到各种干扰的影响,但本发明人进行的各种调查的结果表明其干扰之一是伴随目标温度变化的表面温度分布的变化。所以,所需的校正量也依赖于加热对象物的目标温度。根据上述结构,由于按照加热对象物的目标温度进行校正,因此能够进行精度更高的校正。
另外,最好这样上述温度计算部根据经校正的温度求出每单位时间的加热对象物的温度变化率,并在经校正的温度大于高温阈值、且上述温度变化率大于阈值时,对于经校正的温度,使用对应于上述温度变化率的校正值或者预定的校正值而进行校正。
本发明人进行的各种调查的结果表明在加热对象物为大于一定值的高温情况下,并且在每小时的温度变化率大的情况(例如因失控等产生连续加热时等)下,在以非接触方式求出加热对象物的温度时,由温度对应表中求出的温度与实际的温度易产生差别。特别地,在加热部连续地将加热对象物加热的时间长的情况下,检测温度的各部分的响应速度慢,此问题变得显著。其结果是不能正确地检测加热对象物的温度,温度控制就会不正确。
在这里,根据上述结构,在经校正的温度大于阈值(例如230℃)、且每单位时间的加热对象物的温度变化率大于预定的阈值(例如1℃/sec)时,再使用对应于上述温度变化率的校正值或者预定的校正值校正。由此,能防止在高温干扰判定等中作出错误判定。
另外,上述加热部是用于加热上述加热对象物的第1区域的第1加热部,上述主温度检测部检测因来自上述加热对象物的第1区域的红外线而产生的热,上述加热控制部是第1加热控制部,上述温度控制装置还具备检测由第2加热部加热的上述加热对象物的第2区域温度的第2温度检测部,以及为了使上述加热对象物的上述第2区域成为目标温度、基于上述第2温度检测部测出的温度而控制上述第2加热部的加热功率的第2加热控制部,上述存储部储存按上述加热对象物的第2区域的目标温度定的校正值数据,即第5校正值数据,上述温度计算部也可以使用上述第5校正值数据的校正值,并基于第2区域的目标温度,校正参照上述温度对应表而求出的温度。
在加热对象物加热时,有时不仅是单个加热部,而是通过多个加热部分别将加热对象不同的区域加热。在以非接触方式求出加热对象物的温度时的干扰之一是加热对象物的目标温度的变化,这一点上面已说明,但在由多个加热部加热不同区域时,也受到由不同的加热控制部控制的区域的目标温度的影响。根据上述结构,由于按照由不同的加热控制部控制的加热对象不同的区域的目标温度进行校正,因此能够进行精度更高的校正。
另外,最好这样上述加热控制部以包含上述主温度检测部和上述补偿用温度检测部的温度检测部的响应速度的0.25倍以下的周期,控制上述加热部的加热功率。
根据上述结构,由于加热控制部的控制周期为温度检测部的响应速度的0.25倍以下,因此加热控制部的控制跟踪性提高,能够进行没有温度漂移及温度波动的正确的温度控制。
另外,最好这样上述主温度检测部及补偿用温度检测部输出模拟电压信号,上述温度控制装置设有用预定的基准电压将从上述主温度检测部及补偿用温度检测部输出的模拟电压信号转换为数字信号的A/D转换部,驱动上述主温度检测部及补偿用温度检测部的电压是上述基准电压的95%~100%。
将对应于主温度检测部测出的加热对象物的温度的输出值与对应于补偿用湿度检测部测出的补偿温度的输出值都作为电压输出。这里,驱动各检测部的驱动电压的电压值和供给A/D转换部的基准电压的电压值是决定量化时的精度的重要因素。在上述结构中对于预定的基准电压(例如5V及3.3V)将驱动电压规定在100%至95%的范围,从而因温度对应表中的偏差产生的影响成为可检测的电压值以下的容许电平,从而能够进行稳定的温度控制。
另外,最好这样上述主温度检测部及补偿用温度检测部与上拉电阻串联,上述上拉电阻的电阻值的公差在公称值的±1%以内。
对于上拉电阻,需要将输出值即电压值与二维温度变换表上的电压值的偏差设定为容许值以下。根据上述结构,通过使上拉电阻的电阻值的公差在公称值的±1%以内,因温度对应表中的偏差产生的的影响成为可检测的电压值以下的容许电平,从而能够进行稳定的温度控制。
另外,最好这样上述主温度检测部及补偿用温度检测部将上述输出值作为模拟信号输出,上述温度控制装置还具备将来自上述主温度检测部的各输出值转换为10比特以上、14比特以下的数字信号的A/D转换部。
通常使用的基准电压5V以下,多使用3.3V,因此为8比特或9比特,分辨率不足,在温度对应表的补偿时偏差增大,不能进行稳定的温度控制。另外,虽然在15比特及16比特时具有足够的分辨率,但在给予这种分辨率时,成本上也变高,成本性能就变得非常差。根据上述结构,由于A/D转换部的量化比特数为10比特以上、14比特以下,所以成本性能优良,并且能够作成以足够的精度控制的温度控制装置。
另外,最好上述主温度检测部及补偿用温度检测部设有电阻值随着温度而变化的热敏电阻;与该热敏电阻串联的上拉电阻;以及连接在上述热敏电阻和上拉电阻的连接部与上述温度计算部之间的信号放大器,上述信号放大器的输入补偿电压为1mV以下。
根据上述结构,在信号放大器中经放大电压的偏差小,能够进行正确的温度检测及温度控制。
本发明的定影装置的特征在于设有上述任何一种温度控制装置;由上述温度控制装置控制的上述加热部;以及通过加热依次输送的作为上述加热对象物的印出介质而使转印在该印出介质上的着色剂定影的定影部。
根据上述结构,由于具备上述的温度控制装置,因此能够正确地进行定影部的温度控制,实现着色剂定影性好的定影装置。
本发明的图像形成装置的特征在于设有上述温度控制装置。所以,能够实现印出品质好的图像形成装置。
然而,上述温度控制装置的温度计算部既可以通过硬件实现,也可以通过令计算机执行程序来实现。具体地说,本发明的程序是令计算机作为上述温度计算部而动作的温度计算程序,在本发明的记录介质中记录有该程序。
如果令计算机执行这些程序,则该计算机作为上述温度控制装置的温度计算部而动作。所以,与上述温度控制装置同样,能够求出加热对象物的正确温度。
另外,在本发明的其它记录介质中记录有储存在温度控制装置的存储部的温度对应表。计算机使用此温度对应表,求出加热对象物的温度,从而能够正确地求出加热对象物的温度。
为了解决上述课题,本发明的温度控制装置是一种在对于已被转印着色剂的印出介质进行着色剂定影的定影部中、控制由加热部加热的定影部的温度的温度控制装置,其特征在于,设有检测因来自上述定影部的红外线产生的热的主热敏电阻;用于检测上述主热敏电阻的周围温度的补偿用热敏电阻;将按上述补偿用热敏电阻的输出值表示上述主热敏电阻的输出值与上述定影部的温度的对应关系的温度对应表以及按用纸的种类、并按通过上述定影部而连续地进行定影的用纸的张数的校正值数据储存的存储部;参照上述温度对应表、从上述主热敏电阻及补偿用热敏电阻的输出值求出上述定影部的温度,再使用上述校正值数据的校正值、并基于用纸的种类及连续地进行定影的用纸的张数而对求出的温度进行校正的温度计算部;以及基于经上述温度计算部校正的上述定影部的温度而控制上述加热部的加热功率的加热控制部,并且,设定上述温度对应表中的主热敏电阻及补偿用热敏电阻的输出值,使对应于补偿用热敏电阻的输出值的补偿温度的相邻值之差小于对应于主热敏电阻的输出值的上述定影部的温度的相邻值之差。
根据上述结构,能够基于主热敏电阻及补偿用热敏电阻的输出电压值检测定影部的正确温度,并能够进行没有温度漂移及温度波动的正确的温度控制。
为了解决上述课题,本发明的温度控制方法使用检测因来自加热对象物的红外线产生的热的主温度检测部以及检测上述主温度检测部的周围温度的补偿用温度检测部而控制由加热部加热的上述加热对象物的温度,其特征在于包括参照温度对应表、并从上述主温度检测部及补偿用温度检测部的输出值而求出上述加热对象物温度的温度计算步骤和基于由上述温度计算步骤求出的温度而控制上述加热部的加热功率的加热控制步骤,该温度对应表按上述补偿用温度检测部的输出值表示储存在存储部的上述主温度检测部的输出值与上述加热对象物的温度的对应关系,并且设定上述补偿用温度检测部及上述主温度检测部的各输出值,使对应于上述补偿用温度检测部输出值的上述周围温度的相邻值之差小于对应于上述主温度检测部的输出值的加热对象物温度的相邻值之差。
根据上述结构,不但能够进行正确的温度检测,而且能够进行没有温度漂移及温度波动的正确的温度控制。
另外,为了解决上述课题,本发明的其它温度控制方法使用检测因来自加热对象物的第1区域的红外线产生的热的主温度检测部以及检测上述主温度检测部的周围温度的补偿用温度检测部,控制分别由第1加热部及第2加热部加热第1区域、第2区域的加热对象物的上述第1区域的温度,其特征在于包括参照温度对应表、根据上述主温度检测部及补偿用温度检测部的输出值而求出上述加热对象物的第1区域温度的温度计算步骤;使用储存在存储部的按上述加热对象物的第2区域的目标温度定的校正值数据、并基于加热对象物的第2区域的目标温度而校正上述温度计算步骤求出的加热对象物的第1区域温度的校正步骤;以及基于上述校正步骤校正的温度而控制上述第1加热部的加热功率的加热控制步骤,该温度对应表按上述补偿用温度检测部的输出值来表示上述储存在存储部的上述主温度检测部的输出值与加热对象物的第1区域温度的对应关系,并设定上述补偿用温度检测部和上述主温度检测部的各输出值,使对应于上述补偿用温度检测部的输出值的上述周围温度的相邻值之差小于对应于上述主温度检测部的输出值的加热对象物的第1区域温度的相邻值之差。
根据上述结构,不但能够进行正确的温度检测,而且能够进行没有温度漂移及温度波动的正确的温度控制。
本发明的温度控制装置能够用于设有加热部件的装置,如电热器及微波炉、湿式电子照相设备及喷墨打印机等干燥装置、干式电子照相设备的定影装置等。
本发明不限定于上述的各实施例,在权利要求中示出的范围内各种变更都是可能的,对于将不同的实施例中分别公开的技术手段适当组合而得到的实施例也包含在本发明的技术范围内。
也就是说,在“具体实施方式
”部分中提出的具体实施方式
或实施例归根到底是阐明本发明的技术内容,不应仅限定于这样的具体例而狭义地进行解释,在本发明的宗旨和以下记载的权利要求范围内,能够进行各种变更而实施。
权利要求
1.一种控制由加热部加热的加热对象物的温度的温度控制装置,其特征在于,
设有
检测来自所述加热对象物的红外线产生的热的主温度检测部;
检测所述主温度检测部的周围温度的补偿用温度检测部;
储存了各按所述补偿用温度检测部的输出值来表示所述主温度检测部的输出值与所述加热对象物的温度的对应关系的温度对应表的存储部;
参照所述温度对应表并根据所述主温度检测部和补偿用温度检测部的输出值而求出所述加热对象物温度的温度计算部;以及
基于由所述温度计算部求出的温度而控制所述加热部的加热功率的加热控制部,
设定所述温度对应表中的所述补偿用温度检测部和所述主温度检测部的各输出值,使对应于所述补偿用温度检测部的输出值的所述周围温度的相邻值之差小于对应于所述主温度检测部的输出值的加热对象物的温度的相邻值之差。
2.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
设定所述温度对应表中的所述补偿用温度检测部和所述主温度检测部的各输出值,使对应于所述补偿用温度检测部的输出值的所述周围温度的相邻值之差成为对应于所述主温度检测部的输出值的加热对象物的温度的相邻值之差的0.1倍以上且不到0.5倍。
3.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
设定所述温度对应表中的所述补偿用温度检测部和所述主温度检测部的各输出值,使对应于所述补偿用温度检测部的输出值的所述周围温度的相邻值之差成为对应于所述主温度检测部的输出值的加热对象物的温度的相邻值之差的0.2倍。
4.如权利要求3中记载的温度控制装置,其特征在于,
设定所述温度对应表中的所述主温度检测部的各输出值,使所述温度对应表中对应于所述主温度检测部的各输出值的所述加热对象物的温度的相邻值之差成为所述加热部对于所述加热对象物的控制温度精度的0.5倍以上、1倍以下。
5.如权利要求3中记载的温度控制装置,其特征在于,
设定所述温度对应表中的所述主温度检测部的输出值,使所述温度对应表中对应于所述主温度检测部的输出值的所述加热对象物的温度的相邻值之差成为所述主温度检测部的检测温度精度的0.5倍以上、1倍以下。
6.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述存储部储存各按对应于所述补偿用温度检测部的各输出值的温度而定的校正值数据,即第1校正值数据,
所述温度计算部用所述第1校正值数据的校正值,并基于对应于所述补偿用温度检测部输出值的温度,校正参照所述温度对应表而求出的温度,
所述加热控制部基于所述温度计算部校正的温度,控制所述加热部的加热功率。
7.如权利要求6中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述存储部储存按环境条件而不同的多个所述第1校正值数据,
所述温度计算部从所述多个第1校正值数据中根据环境条件选择用于校正的第1校正值数据。
8.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述加热对象物是通过加热依次被输送的印出介质而使转印在该印出介质上的着色剂定影的定影部,
所述存储部储存各按连续作了定影的印出介质的量而定的校正值数据,即第2校正值数据,
所述温度计算部用所述第2校正值数据的校正值,并基于连续作了定影的印出介质的量,校正参照所述温度对应表而求出的温度,
所述加热控制部基于经所述温度计算部校正的温度,控制所述加热部的加热功率。
9.如权利要求8中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述存储部储存各按进行定影的印出介质的尺寸而定的所述第2校正值数据,
所述温度计算部用对应于进行定影的印出介质的尺寸的所述第2校正值数据,校正参照所述温度对应表而求出的温度。
10.如权利要求8中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述存储部储存各按进行定影的印出介质的种类而定的所述第2校正值数据,
所述温度计算部用对应于进行定影的印出介质种类的所述第2校正值数据,校正参照所述温度对应表而求出的温度。
11.如权利要求9中记载的温度控制装置,其特征在于,
还设有取得关于印出介质尺寸的信息的信息取得部,
所述温度计算部基于所述信息取得部取得的信息,识别进行定影的印出介质的尺寸。
12.如权利要求10中记载的温度控制装置,其特征在于,
还设有取得关于印出介质种类的信息的信息取得部,
所述温度计算部基于所述信息取得部取得的信息,识别进行定影的印出介质的种类。
13.如权利要求8中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述定影部设有定影辊,
所述存储部储存各按定影辊的轴向上的印出介质的宽度而定的所述第2校正值数据,
所述温度计算部用对应于定影辊的轴向上的印出介质宽度的所述第2校正值数据,校正参照所述温度对应表而求出的温度。
14.如权利要求13中记载的温度控制装置,其特征在于,
还设有检测定影辊的轴向上的印出介质宽度的宽度检测部,
所述温度计算部基于所述宽度检测部测出的定影辊的轴向上的印出介质的宽度,选择对应于定影辊的轴向上的印出介质宽度的所述第2校正值数据。
15.如权利要求8中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述存储部储存至少2种所述第2校正值数据,它们分别适用于将着色剂仅在所述印出介质的单面定影和在双面定影的情况,
所述温度计算部根据使着色剂仅在印出介质的单面定影还是在双面定影,从所述至少2种第2校正值数据中选择1种,并用选出的第2校正值数据校正参照所述温度对应表而求出的温度。
16.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述加热对象物是通过加热被输送的印出介质而使转印在该印出介质上的着色剂定影的定影辊,
所述存储部储存各按定影辊的旋转状况而定的校正值数据,即第3校正值数据,
所述温度计算部用所述第3校正值数据的校正值,并基于定影辊的旋转状况,校正参照所述温度对应表而求出的温度,
所述加热控制部基于经所述温度计算部校正的温度,控制所述加热部的加热功率。
17.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
为了使所述加热对象物成为目标温度,所述加热控制部基于所述温度计算部求出的温度来控制所述加热部的加热功率,
所述存储部储存各按加热对象物的目标温度而定的校正值数据,即第4校正值数据,
所述温度计算部用所述第4校正值数据的校正值,并基于加热对象物的目标温度,校正参照所述温度对应表而求出的温度,
所述加热控制部基于经所述温度计算部校正的温度,控制所述加热部的加热功率。
18.如权利要求6中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述温度计算部根据经校正的温度求出每单位时间的加热对象物的温度变化率,并在经校正的温度大于高温阈值、且所述温度变化率大于阈值时,用对应于所述温度变化率的校正值或预定的校正值再对经校正的温度进行校正。
19.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述加热部是用于加热所述加热对象物的第1区域的第1加热部,
所述主温度检测部检测来自所述加热对象物的第1区域的红外线产生的热,
所述加热控制部是第1加热控制部,
所述温度控制装置还设有
检测由第2加热部加热的所述加热对象物的第2区域温度的第2温度检测部;以及
为了使所述加热对象物的所述第2区域成为目标温度、基于所述第2温度检测部测出的温度而控制所述第2加热部的加热功率的第2加热控制部,
所述存储部储存各按所述加热对象物的第2区域的目标温度而定的校正值数据,即第5校正值数据,
所述温度计算部用所述第5校正值数据的校正值,并基于第2区域的目标温度,校正参照所述温度对应表而求出的温度。
20.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述加热控制部以包含所述主温度检测部和所述补偿用温度检测部的温度检测部的响应速度的0.25倍以下的周期,控制所述加热部的加热功率。
21.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述主温度检测部和补偿用温度检测部输出模拟电压信号,
所述温度控制装置设有用预定的基准电压将从所述主温度检测部和补偿用温度检测部输出的模拟电压信号转换为数字信号的A/D转换部,
驱动所述主温度检测部和补偿用温度检测部的电压是所述基准电压的95%以上、100%以下。
22.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述主温度检测部和补偿用温度检测部与上拉电阻串联连接,
所述上拉电阻的电阻值的公差在公称值的±1%以内。
23.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述主温度检测部和补偿用温度检测部将所述输出值作为模拟信号输出,
所述温度控制装置还设有将来自所述主温度检测部的各输出值转换为10比特以上、14比特以下的数字信号的A/D转换部。
24.如权利要求1中记载的温度控制装置,其特征在于,
所述主温度检测部和补偿用温度检测部设有电阻值随温度而变化的热敏电阻、与该热敏电阻串联连接的上拉电阻以及连接在所述热敏电阻与上拉电阻的连接部和所述温度计算部之间的信号放大器,
所述信号放大器的输入补偿电压为1mV以下。
25.一种定影装置,其特征在于,
设有
权利要求1中记载的温度控制装置;
由所述温度控制装置控制的所述加热部;以及
作为所述加热对象物,通过加热依次被输送的印出介质、使转印在该印出介质上的着色剂定影的定影部。
26.一种图像形成装置,其特征在于
设有权利要求25中记载的定影装置。
27.一种在对已被转印着色剂的印出介质进行着色剂定影的定影部中、控制由加热部加热的定影部的温度的温度控制装置,其特征在于,
设有
检测来自所述定影部的红外线产生的热的主热敏电阻;
用于检测所述主热敏电阻的周围温度的补偿用热敏电阻;
储存了各按所述补偿用热敏电阻的输出值来表示所述主热敏电阻的输出值与所述定影部的温度的对应关系的温度对应表,以及各按印出介质的种类且各按由所述定影部连续作了定影的印出介质的张数而定的校正值数据的存储部;
参照所述温度对应表,根据所述主热敏电阻和补偿用热敏电阻的输出值求出所述定影部的温度,再用所述校正值数据的校正值并基于印出介质的种类和连续作了定影的印出介质的张数而对求出的温度进行校正的温度计算部;以及
基于经所述温度计算部校正的所述定影部的温度而控制所述加热部的加热功率的加热控制部,
设定所述温度对应表中的主热敏电阻和补偿用热敏电阻的输出值,使对应于补偿用热敏电阻的输出值的所述周围温度的相邻值之差小于对应于主热敏电阻的输出值的所述定影部的温度的相邻值之差。
28.一种温度控制方法,它用检测来自加热对象物的红外线产生的热的主温度检测部和检测所述主温度检测部的周围温度的补偿用温度检测部来控制由加热部加热的所述加热对象物的温度,其特征在于,
包括
参照温度对应表并根据所述主温度检测部和补偿用温度检测部的输出值而求出所述加热对象物温度的温度计算步骤,该温度对应表按所述补偿用温度检测部的输出值来表示所述主温度检测部的输出值与所述加热对象物的温度的对应关系,并设定所述补偿用温度检测部和所述主温度检测部的各输出值,使对应于所述补偿用温度检测部的输出值的所述周围温度的相邻值之差小于对应于所述主温度检测部的输出值的加热对象物温度的相邻值之差;以及
基于所述温度计算步骤求出的温度而控制所述加热部的加热功率的加热控制步骤。
29.一种温度控制方法,它用检测来自加热对象物的第1区域的红外线产生的热的主温度检测部和检测所述主温度检测部的周围温度的补偿用温度检测部来控制分别由第1加热部和第2加热部加热第1区域、第2区域的加热对象物的所述第1区域的温度,其特征在于,
包括
参照温度对应表并根据所述主温度检测部和补偿用温度检测部的输出值求出所述加热对象物的第1区域温度的温度计算步骤,该温度对应表按所述补偿用温度检测部的输出值来表示所述主温度检测部的输出值与加热对象物的第1区域温度的对应关系,并设定所述补偿用温度检测部和所述主温度检测部的各输出值,使对应于所述补偿周温度检测部的输出值的所述周围温度的相邻值之差小于对应于所述主温度检测部的输出值的加热对象物的第1区域温度的相邻值之差;
用各按所述加热对象物的第2区域的目标温度而定的校正值数据,基于加热对象物的第2区域的目标温度来校正所述温度计算步骤求出的加热对象物的第1区域温度的校正步骤;以及
基于经所述校正步骤校正的温度而控制所述第1加热部的加热功率的加热控制步骤。
全文摘要
一种采用非接触式温度检测部的温度控制装置,该装置进行正确的温度检测且进行正确的温度控制。所述温度控制装置用温度对应表计算定影辊的表面温度,此温度对应表各按补偿用NTC热敏电阻的输出电压值来表示用以检测来自定影辊的红外线产生的热的主NTC热敏电阻的输出电压值与定影辊的表面温度的对应关系。这里,在温度对应表中设定主NTC热敏电阻和补偿用NTC热敏电阻的输出电压值,使对应于补偿用NTC热敏电阻的输出电压值的补偿温度的相邻值之差小于对应于主NTC热敏电阻的各输出值的定影辊的表面温度的相邻值之差。
文档编号G03G15/20GK101158837SQ20061016400
公开日2008年4月9日 申请日期2006年11月24日 优先权日2005年11月25日
发明者光冈彻典, 井出敦 申请人:夏普株式会社
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