专利名称：图像形成系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种图像形成系统，特别涉及图像形成系统的温度控制。
背景技术：
在图像形成系统中，在感光鼓上的感光材料上形成对应于原稿图像的潜像，墨粉被吸收到感光材料上，然后墨粉被转印到记录介质(如纸张)上，进一步通过加热装置将墨粉热固定，以获得转录的图像。
为了实现上述热定影，在图像形成系统中，通常提供一种定影装置，其包括具有光滑表面和加热装置的定影辊；使将被转录的纸张压在定影辊上的压印辊。墨粉被转印到其上的纸张被压在定影辊与压印辊之间。
对定影辊的温度控制对于获得优质转录图像是非常重要的。
为实现上述目的，了解下列现有技术。
在公开号为2000-315034的日本专利中公开了第一个现有技术，该技术提供了第一温度检测装置，用于检测定影辊的表面温度；第一控制装置，用于ON/OFF控制第一加热装置，该第一加热装置用于响应于第一温度检测装置的检测结果加热定影辊以维持在设定温度；非接触热供应装置，具有用于加热和熔化纸张上的图像墨粉的第二加热装置；第二温度检测装置，用于检测所述第二加热装置的温度；以及第二控制装置，用于响应于第一温度检测装置的检测结果，在设定温度ON/OFF控制所述第二加热装置，以使所述非接触热供应装置的温度与所述定影辊的表面温度具有预定关系。
然而，如果此处所采用的第一温度检测装置为与定影辊接触的类型，那么在定影的图像上可能会有第一温度检测装置的痕迹。此外，由于墨粉容易附着到用于检测非接触热供应装置的温度的第一温度检测装置和第二温度检测装置上，所以很难准确控制定影温度。而且，如果第二温度检测装置位于加热辊上，那么检测的温度将升高，并且由于热对流温度可能会被错误地检测。
在公开号为10-39676(1998)的日本专利中公开了第二个现有技术，其中，定影装置由圆柱件和用于检测温度的温度检测装置构成，而该圆柱件具有铁芯和卷绕在铁芯上的励磁线圈，该温度检测装置设置在位于励磁线圈与检测装置之间的圆柱件的相对位置上。
在该现有技术中，仍然存在的问题是，墨粉可能会附着到热检测装置上，并且其位置在加热辊上面的情况下，由于热对流，温度可能被错误地检测。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种图像形成装置，该装置包括原稿图像读取装置，用于扫描原稿并获取原稿上的色调信息(shade information)；
曝光/显影装置，基于由所述原稿图像读取装置获得的色调信息将带电潜像记录到感光体中，将墨粉施加到感光体上，以将墨粉(toner，又称色调剂)转印到记录介质上；以及定影装置，用于通过热压(thermal pressing)固定转印到记录介质上的墨粉；所述定影装置具有旋转加热件；压印辊，用于从旋转加热件的底部按压；以及非接触式温度检测器，位于经过旋转加热件的旋转轴的水平面上方，用于检测所述旋转加热件的温度；其中，旋转加热件的加热通过由所述非接触式温度检测器检测的值控制。
根据本发明的第二方面，提供了一种图像形成系统，该系统包括原稿图像读取装置，用于扫描原稿并获取原稿上的色调信息；曝光/显影装置，基于由所述原稿图像读取装置获得的色调信息将带电潜像记录到感光体中，将墨粉施加感光体上，以将墨粉转印到记录介质上；以及定影装置，用于通过热压固定转印到记录介质上的墨粉；所述定影装置具有
旋转加热件；压印辊，用于从旋转加热件的底部按压；以及非接触式温度检测器，位于经过旋转加热件的旋转轴的水平面上方，用于检测所述旋转加热件的温度；热对流变向装置，用于将由旋转加热件产生的热对流引导至与所述非接触式温度检测器的方向不同的方向；其中，通过旋转加热件的加热由所述非接触式温度检测器检测的值控制。
根据本发明的第三方面，提供了一种图像形成系统，该系统包括原稿图像读取装置，用于扫描原稿并获取原稿上的色调信息；曝光/显影装置，基于由所述原稿图像读取装置获得的色调信息将带电潜像记录到感光体中，将墨粉施加到感光体上，以将墨粉转印到记录介质上；以及定影装置，用于通过热压固定转印到记录介质上的墨粉；所述定影装置具有旋转加热件；压印辊，用于从旋转加热件的底部按压；以及非接触式温度检测器，位于经过旋转加热件的旋转轴的水平面上方，用于检测所述旋转加热件的温度；以及覆盖部件，设置在所述非接触式温度检测器上，以防止从所述旋转加热件掉落的物质附着到所述非接触式温度检测器上。
图1是示意性地示出作为根据本发明的图像形成系统的一个实例的复印机的结构的前视图。
图2是示出根据本发明的一个实施例的定影装置的结构中的主要部件的示意性前视图。
图3是从图2所示的结构的右侧看的示意性侧视图。
图4是非接触式温度检测器的一个实例的透视图。
图5是示出根据本发明的一个实施例的定影装置的特征的示意图。
图6是示出在有污染或无污染情况下的非接触式温度检测器的输出特征的差异的曲线图。
图7是示出在考虑或不考虑热对流的非接触式温度检测器的输出特征的差异的曲线图。
图8是示出根据图2所示的本发明实施例的变化的定影装置的结构中的主要部件的示意性前视图。
图9是示出根据图2所示的本发明实施例的另一变化的定影装置的结构中的主要部件的示意性前视图。
图10是示出根据本发明的另一实施例的定影装置的基本结构的意图。
图11是示出根据本发明的再一实施例的定影装置的基本结构的示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图阐述本发明的一些实施例。
图1是示意性地示出去除前盖的、作为根据本发明的图像形成系统的一个实例的串列式彩色复印机的结构的前视图。
图1示出的图像形成系统100包括图像输入装置110，用于读取原稿，其具有例如光学系统，设置在机身的上部；输纸盒装置120，用于存放多种类型的纸张以输送同样大小的多张纸，且设置在机身的下部；手动输纸装置130，能够手动输送各种类型和大小的纸张；图像形成装置140，用于承载作为潜像的由图像输入装置聚焦的光学图像，并通过使用显影剂使承载的潜像显影形成图像；转印装置150，将形成的图像转印到输入纸张P上；以及定影装置160，用于固定转印的图像。
通过图像形成装置140和转印装置150转印到纸张P上的图像被提供给定影装置5并被固定。
图2是示意性地示出定影装置160的一个实例的结构中主要部件的前视图。
该定影装置160具有直径为40mm的加热(定影)辊1，以及与加热辊1相对的压印辊2、压印辊将在加热辊与压印辊之间通过的图像转印纸6压在加热辊上。加热辊由驱动电机(未显示)在顺时针方向驱动，其中，旋转轴1a作为旋转中心，且该旋转轴1a的位置是固定的。另一方面，压印辊2的轴2a通过轴承3固定到支持臂4上。支持臂的一端为旋转轴4a，在另一端的下侧固定有压缩弹簧5。从而，压印辊2通过压缩弹簧5施加的压力与加热辊1相接触，并在相反方向旋转。
通过使纸张6经过定影点，熔化和按压纸6上的墨粉以完成定影，其中定影点是加热辊1与压印辊2的接触部(挤压部)。
在加热辊的圆柱面上，用于将纸张6从加热辊1分离的分离叶片(separate blade)7设置在旋转方向上从加热辊1与压印辊2的接触点的下游侧。然而，如果用于加热辊的表面上的材料使纸张6易于从加热辊1分离，分离叶片通常不是必需的。相反地，如果纸张容易粘附且难以分离，就需要设置多个分离叶片。
作为用于去除零散墨粉、纸屑以及灰尘的清洁件的清洁辊8设置在加热辊1的远旋转点。因为如果墨粉在加热辊上，墨粉就可能在定影时被转印并固定在纸上，所以清洁辊的设置可用于防止图像退化。
此外，清洁件应定位于非接触式温度检测器的上游侧。这是因为如果附着在加热辊上的墨粉到达非接触式温度检测器，墨粉可能会附着到非接触式温度检测器12上，发生错误的检测。
除了使用图中所示的清洁辊，可以使用能够有效去除加热辊表面上的墨粉和其它灰尘的任何元件作为清洁件，例如清理叶片。
在清洁辊上方，还设置有感应加热装置9，产生抵抗(against)加热辊1中的金属材料的高频交流电场。该感应加热装置9由屏蔽件10屏蔽，该屏蔽件由可屏磁且不会产生涡流的材料制成。这就避免了传感器被下文所述的感应加热效应加热。感应加热装置的功率可为1300W左右，但并不限于此值。
此外，在沿旋转方向的另一点设置有温度调节装置11，用于检测加热辊1的表面温度的异常并停止加热，以及设置有非接触式温度检测器12，用于检测加热辊1的温度。
图3是从右侧且垂直于旋转轴的方向看的、图2中所示的定影装置的侧视图。
如图3所示，在加热辊1的周边上，平行于旋转轴1a交替设置两个温度调节装置11和三个非接触式温度检测器12。它们的数量可以任意选择。通过增加它们的数量，可以检测沿加热辊的整个长度的温度分布，从而可以实现更加精确的温度控制。然而，控制本身将变得更加复杂并且成本也将增加，所以要将检测器的数量确定为合适的数量。
根据该实施例，非接触式温度检测器12的高度位置基本到旋转轴1a的中心位置，而温度调节装置11的高度位置比非接触式温度检测器的高一点。采用上述这种关系以快速地检测到异常情况和增强安全性，但是由于温度升高特性等，这两种部件的高度可以在相同的位置。温度调节装置11上方一点，设置有感应加热装置的屏蔽件10。
接下来将描述温度检测装置的位置关系。
通常地，因为不直接应用非接触式温度检测器，所以不管其与加热辊的位置如何，非接触式温度检测器都能正确地检测温度。然而，由于被加热辊加热的周围空气将对流传热，所以如果非接触式温度检测器设置在空气对流区域中，该检测器检测的温度将高于实际温度。
因此，根据本发明的一个实施例，为了避开空气对流区域，非接触式温度检测器设置在离开加热辊5mm或更远的位置。
此外，通常地，由不正常定影产生的一些墨粉粘附到加热辊上，且在旋转过程中墨粉可能会掉落。由于当加热辊1的表面低于经过旋转轴中心的水平面时，墨粉将会发生掉落，为了避免污染非接触式温度检测器，检测器应该设置在比经过旋转轴中心的水平面高的区域中。该检测器还应该设置在倾角为45度或小于45度的范围内。因为在加热辊的周围以及在倾角为45度或大于45度的区域将会发生空气对流，所以该检测器可能不正确地检测温度。
因此，通过将非接触式温度检测器设置在比经过加热辊的旋转轴中心的平面高的区域中，防止墨粉粘附到非接触式温度检测器上，并因此可精确地检测温度和增强定影效果。
此外，通过使非接触式温度检测器与加热辊5离开5mm或更远，且在与经过旋转轴中心的水平面的倾角为45度或小于45度的范围内，可以消除空气对流的影响，并且可以快速、稳定、以及准确地检测温度，以获得增强的定影性能以及缩短加热时间等。
更进一步地，通过将非接触式温度检测器设置在清洁装置的下游侧，将可以防止墨粉的污染，因此获得更精确的温度检测和增强的定影性能。
图4是示出图2和图3所示的实例中采用的非接触式温度检测器12的透视图。
此检测器整体呈矩形，温度传感器121(如热敏电阻器)由能够屏磁且不产生涡流的材料制成的屏蔽件122屏蔽，以防止传感器通过感应加热器的作用而被其本身加热。这种材料可以是铝、铁心材料以及硅钢片。
图5是示出根据本发明的一个实施例的定影装置的特征的示意图。
首先，将非接触式温度检测器设置在比加热辊1的中心位置高的位置，以避免粘附到加热辊1的墨粉的掉落产生不利影响，且以加热辊1的中心为参考，其设置范围在45度内。
此外，使非接触式温度检测器12离加热辊5mm或更远。
更进一步，为了防止非接触式温度检测器12被墨粉污染，沿旋转方向在非接触式温度检测器的上游侧设置有清洁辊8。
通过采用上述结构，消除了墨粉的污染以及通过空气对流由加热辊产生的热传递，并使得作出精确和稳定的操作成为可能。
图6和图7是示出当采用上述各种措施时的效果的曲线图。
图6是当与没有采取措施且检测装置被油和墨粉污染的情况相对比时，将非接触式温度检测器设置于加热辊中心的高度位置的上部区域的效果的曲线图。
从此曲线图可以知道，通过防止检测器被污染，可以消除由污染所导致的检测器温度的下降。
图7是示出与当检测器邻近设置时的加热温度检测值相比，当将检测器与加热辊分开至少5mm以避免加热辊的空气对流的影响时，非接触温度检测器的检测的温度值的曲线图。
从此曲线图可以知道，在常规的邻近设置当中，由于热对流，存在温度变化，但是根据本发明的实施例，通过消除由于热对流的温度变化而实现了稳定的温度检测。
图8是示出图2所示的定影装置的变化的结构图，并且相同的标号用于图2所示的相同部件，且将省略掉对这些部件的详细描述。
在该实施例中，使用红外线灯代替感应加热装置作为加热装置。红外线灯14设置在加热辊上且在其外围，内表面具有反光镜的覆盖部件15用于改善加热效率。覆盖部件15的内表面上的反光镜的弧度和位置被限定使来自红外线灯14的光线聚集到加热辊1的表面上。
虽然上述使用红外线灯的加热是局部实施，但是注意到了同样的现象，即，通过顺时针旋转加热辊，加热部分移动到加热辊与压印辊的接触点，并且产生了周围空气对流。因此，类似于图2所示的实施例，将温度调节装置16以及非接触式温度检测器17设置在高于加热辊的中心的位置，并且以该中心部分为参考的45度范围内。然而，在此实施例中，由于没有感应加热装置，并且没有对温度调节装置16和非接触式温度检测器17的不利影响，所以温度调节装置16和非接触式温度检测器17为非屏蔽类型，当然也可使用屏蔽类型。
图9是示出图2所示的定影装置的变化的示意图，并且相同的标记用于相同部件且将省略对这些部件的详细描述。
根据该实施例，加热装置不是图2所示的辊而是带21。该带21由柔性材料(如橡胶)制成的带21a和在其上形成的金属带组成。该带21悬挂于驱动轴23与从动轴22之间。
在图9中，驱动轴23设置在从动轴22的右上位置，并且感应加热装置9、温度调节装置11以及非接触式温度检测器12沿从驱动轴23至从动轴22的方向设置。温度调节装置11、非接触式温度检测器12以及从动轴22之间的高度关系与图2所示的高度关系类似，即，这些部件设置在高于从动轴22的中心位置且在以该中心位置为参考的45度范围内的区域。
图10和图11是示出通过采用不同于前面实施例的方案的定影装置的另一实施例的示意图。
参照图10，类似于图2和图8所示的实施例，其中，非接触式温度检测器12设置在比经过加热辊1中心位置的平面高且离开加热辊1的表面5mm或更远的45度范围内，且在清洁辊8的下游侧。然而，其特有的特征在于，风扇30用于强制地远离由于远离非接触式温度检测器的加热辊1加热产生的对流。风扇是热对流变向装置的一个实例。
风扇30优选地设置在关于作为中心的加热辊1与非接触式温度检测器12对称的位置上，因为这样热对流将被有效地吸入。
在此实施例中，尽管风扇是热对流变向装置的一个实例，但是任何用来改变流向使热对流不对着非接触式温度检测器的装置都可以被采用。例如，用具有合适吹风导向的送风扇取代吸风扇，或用送风装置将外部空气引入到加热辊上，都将改变热对流的方向。
此外，风扇可以响应于其他因素被驱动。例如，检测非接触式温度检测器本身的温度，如果温度处于较高范围内，则由于存在热对流的影响，该风扇被驱动。可以根据，例如，待机状态或输纸状态改变风扇的旋转次数。
根据此实施例，由于由加热辊加热产生的热对流的方向被改变，以使该热对流不对着非接触式温度检测器，热对流对温度检测的不利影响将被消除，将实现快速、稳定和准确的温度检测，并且将实现定影性能的进一步增强和缩短加热时间。
图11示出另一实施例，其中，非接触式温度检测器的设置不同于前面的实施例。即，根据前面的实施例，非接触式温度检测器被设置在经过加热辊中心的平面上方，但是根据此实施例，非接触式温度检测器设置于下侧。
在前面的实施例中设置在上方的原因是由于粘附在加热辊上的墨粉的掉落可能会污染非接触式温度检测器。但是认为在下侧的热对流的影响会更小。
根据此实施例，非接触式温度检测器被设置在经过加热辊中心的平面之下和温度检测装置上方，并设置用于防止墨粉粘附的覆盖部件40。为了防止非接触式温度检测器由于感应加热的作用本身加热，该覆盖部件40由能够屏磁且不产生涡流的材料制成，可以采用除图4所示的屏蔽类型的温度检测器之外的普通类型的温度检测器。
根据此实施例，由于非接触式温度检测器设置在经过加热辊中心的水平面的下侧，并且将覆盖部件设置在其上，如果墨粉从加热辊掉落，将阻止墨粉的粘附且消除热对流的影响。因此，将实现快速、稳定和准确的温度检测，并且将实现定影性能的增强和缩短加热时间。
权利要求
1.一种图像形成系统，包括原稿图像读取装置，用于扫描原稿并获取所述原稿上的色调信息；曝光/显影装置，基于由所述原稿图像读取装置获得的色调信息将带电潜像记录到感光体中，将墨粉施加到所述感光体上以将所述墨粉转印到记录介质上；以及定影装置，通过热压固定转印到所述记录介质上的墨粉；所述定影装置包括旋转加热件；压印辊，用于从所述旋转加热件的底部按压；以及非接触式温度检测器，设置在经过旋转加热件的旋转轴的水平面上方，用于检测所述旋转加热件的温度；其中，通过由所述非接触式温度检测器检测到的值控制旋转加热件的加热。
2.根据权利要求1所述的图像形成系统，其中，所述非接触式温度检测器设置在经过所述旋转加热件的旋转轴的角度为0的平面且以所述旋转轴为角中心的45度的范围内。
3.根据权利要求2所述的图像形成系统，其中，所述非接触式温度检测器被设置在离所述旋转加热件5mm或更远的位置上。
4.根据权利要求3所述的图像形成系统，其中，用于清洁所述旋转加热件表面的清洁装置设置在所述旋转加热件的所述旋转方向的上游侧。
5.根据权利要求1所述的图像形成系统，其中，所述非接触式温度检测器具有一种结构，通过这种结构使得温度传感器被具有磁屏蔽功能的材料屏蔽。
6.根据权利要求1所述的图像形成系统，其中，所述旋转加热件是加热辊。
7.根据权利要求6所述的图像形成系统，其中，所述加热辊通过使用感应加热装置的感应加热被加热。
8.根据权利要求6所述的图像形成系统，其中，所述加热辊通过使用加热射线辐射装置的加热射线被加热。
9.根据权利要求8所述的图像形成系统，其中，所述加热射线是红外线。
10.根据权利要求4所述的图像形成系统，其中，所述旋转加热件是加热辊。
11.根据权利要求10所述的图像形成系统，其中，所述加热辊通过使用感应加热装置的感应加热被加热。
12.根据权利要求10所述的图像形成系统，其中，所述加热辊通过使用加热射线辐射装置的加热射线被加热。
13.根据权利要求1所述的图像形成系统，其中，所述旋转加热件是加热带。
14.一种图像形成系统，包括原稿图像读取装置，用于扫描原稿并获取原稿上的色调信息；曝光/显影装置，基于由所述原稿图像读取装置获得的色调信息将带电潜像记录到感光体中，将墨粉施加到所述感光体上以将所述墨粉转印到记录介质上；以及定影装置，通过热压固定转印到所述记录介质上的墨粉；所述定影装置包括旋转加热件；压印辊，用于从所述旋转加热件的底部按压；非接触式温度检测器，设置于经过旋转加热件的旋转轴的水平面上方，用于检测所述旋转加热件的温度；以及热对流变向装置，用于将由所述旋转加热件产生的热对流引导至与所述非接触式温度检测器的方向不同的方向其中，通过由所述非接触式温度检测器检测到的值控制旋转加热件的加热。
15.根据权利要求14所述的图像形成系统，其中，所述热对流变向装置是风扇。
16.根据权利要求15所述的图像形成系统，其中，所述风扇设置在以所述加热辊为中心与所述非接触式温度检测器对称的位置上，并且所述风扇向外排出气流。
17.根据权利要求15所述的图像形成系统，其中，所述风扇吸入外界空气。
18.根据权利要求14所述的图像形成系统，其中，所述非接触式温度检测器设置在经过所述旋转加热件的旋转轴的角度为0的平面且以所述旋转轴为角中心的45度的范围内，并设置在离所述旋转加热件5mm或更远的位置。
19.一种图像形成系统，包括原稿图像读取装置，用于扫描原稿并获取原稿上的色调信息；曝光/显影装置，基于由所述原稿图像读取装置获得的色调信息将带电潜像记录到感光体中，将墨粉施加到所述感光体上以将墨粉转印到记录介质上；以及定影装置，通过热压固定转印到所述记录介质上的墨粉；所述定影装置包括旋转加热件；压印辊，用于从所述旋转加热件的底部按压；非接触式温度检测器，设置于经过所述旋转加热件的旋转轴的水平面上方，用于检测所述旋转加热件的温度；以及覆盖部件，设置在所述非接触式温度检测器上方，以防止从所述旋转加热件掉落的物质附着到所述非接触式温度检测器上。
20.根据权利要求19所述的图像形成系统，其中，所述覆盖部件由电磁屏蔽材料制成。
全文摘要
本发明涉及一种图像形成系统，该包括原稿图像读取装置，用于扫描原稿并获取原稿上的色调信息；曝光/显影装置，基于由所述原稿图像读取装置获得的色调信息将带电潜像记录到感光体中，将墨粉施加到感光体上以将墨粉转印到记录介质上；以及定影装置，通过热压固定转印到记录介质上的墨粉；所述定影装置具有旋转加热件；压印辊，用于从旋转加热件的底部按压；以及非接触式温度检测器，设置于经过旋转加热件的旋转轴的水平面上方，用于检测所述旋转加热件的温度；其中，通过由所述非接触式温度检测器检测到的值控制旋转加热件的加热。
文档编号G03G21/00GK1680888SQ20051005572
公开日2005年10月12日 申请日期2005年3月18日 优先权日2004年4月8日
发明者曾根寿浩, 高木修, 木野内聪, 杖田义德 申请人:株式会社东芝, 东芝泰格有限公司