专利名称：用于控制在图像形成装置内部的露形成的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及图像处理，更具体地，涉及用于控制在图像形成装置内部的露(水)形成的系统和方法。
背景技术：
通常，当图像形成装置开启时，其启动预热循环。在预热期间，多种内部组件(诸如感光鼓或冷却风扇)都通电。例如，图像形成装置所在的房间的空气可以被风扇吸到图像形成装置内部。同时，定影单元可以操作。一旦风扇和定影单元开始操作，它们就产生热。
取决于多种环境因素，预热时在感光鼓上可能会出现露。通常，露是冷表面上的湿气的形成物。这是不希望的状况，因为在感光鼓上的露可能导致墨抹污，并且在图像再生期间产生有缺陷的图像。
通常，为了消除在感光鼓上的露形成，提供了加热器，用于当图像形成装置内部的温度低于图像形成装置外部的温度时，加热感光鼓。
另外，风扇可以用于加热感光鼓。通过用于检测在图像形成装置的内部和外部的温度之间的差的系统控制风扇。当温差等于特定值时，开启风扇以加热感光鼓。
虽然这种处理有些效果，但是没有考虑到图像形成装置内部存在湿度。湿度是空气中水蒸汽的量度。因此，湿度是与感光鼓上露的形成有关的主要因素。
露在感光鼓上形成的条件取决于感光鼓的表面温度和内部温度以及鼓附近的湿度。从而，在预热期间是否将在感光鼓上形成露不能仅依靠图像形成装置的内部和外部的温度差来精确地确定。
因此，需要一种预测在感光鼓上是否将形成露的精确系统。而且，需要一种预热图像形成装置的系统和方法，以使在图像形成装置已经完成其预热循环后，在感光鼓上不形成露。
发明内容
简言之，本发明的一个方面，提供了一种用于控制(regulate)在图像形成装置中的感光鼓上露形成的装置和方法，包括检测感光鼓的表面温度；检测图像形成装置的内部温度；以及检测图像形成装置的内部湿度。另外，计算露点，并且确定表面温度是否高于露点与临界温度值的和。如果表面温度低于露点，那么调节在图像形成装置中的一个或多个组件的操作状态，以控制露形成。
参考附图，从以下优选实施例的详细描述，本发明的更多特征、方面和优势将变得明显。
图1是根据本发明的图像形成装置的侧视图。
图2是根据本发明的图像形成装置中的感光鼓的剖视图。
图3是根据本发明的用于露控制的系统的框图。
图4是根据本发明的用于露控制处理的流程图。
图5是根据本发明的用于露控制处理的流程图。
图6是根据本发明的用于露控制处理的流程图。
具体实施例方式
图1示出根据本发明的图像形成装置的结构图。如图1所示，在主体1的上部设置用于放置文档页的文档台2。在文档台2上设置自动输稿器3。自动输稿器3自动将文档页每次一张地输送到文档台2的上表面上。
滑架(carriage)4往复地且可移动地设置在文档台2的下侧。曝光灯5设置在滑架4上。当曝光灯5被开启时，滑架4往复地移动。从而，文档台2的整个表面被曝光和扫描。
曝光扫描获得在文档台2上的文档页的反射光图像。反射光图像经由反射镜6、7和8以及放大率可变透镜块9，被投射到电荷耦合器件(CCD)线传感器(line sensor)(CCD传感器)10上。CCD传感器10输出与接收光量对应的电压电平的图像信号。图像信号被提供给激光器单元27。激光器单元27发射对应于图像信号的激光束。
感光鼓20可转动地设置在主体1中。感光鼓20依次由起电充电器(electrifying charger)21、显影单元22、转印充电器23、分离充电器24、清洁器25、和去静电器26围绕。从激光器单元27发射的激光束在起电充电器21和显影单元22之间通过，并且照射到感光鼓20的外围表面。
多个送纸盒30被设置在主体1底部，并且容纳大量用作记录介质的复印纸P。每个送纸盒30都设置有用于一次捡拾一页复印纸P的捡拾辊31。
在复印时，每次从任一送纸盒30捡拾一页复印纸P。分离器32从送纸盒30分离所捡拾的复印纸P，并且将纸张输送到套准调节辊33。复印纸P在该区域等待感光鼓20的旋转，并且根据感光鼓20的定时旋转，套准调节辊33将复印纸P输送到转印充电器23和感光鼓20之间。
当执行复印操作时，感光鼓20顺时针旋转，如图1所示。起电充电器21将高压供电部(未示出)提供的高压施加到感光鼓20上，并且使感光鼓20的表面起电(充电)具有静电荷。通过起电和将来自激光器单元27的激光束照射到感光鼓20上，在感光鼓20上形成静电潜像。
显影单元22将显影剂提供给感光鼓20。通过提供显影剂，感光鼓20上的静电潜像变成可见图像。转印充电器23将可见图像(显影剂图像)从感光鼓20转印到从套准调节辊33输送的复印纸P上。通过分离充电器24将具有转印图像的复印纸P与感光鼓20分离。分离的复印纸P通过传送带被传送到定影单元40。
定影单元40包括加热辊41和加压辊42。复印纸P被插入两辊之间，并且当复印纸P被传送时，在复印纸P上的显影剂图像通过加热辊41的加热而被定影。加热辊41由定影加热器41a加热。从定影单元40出来的复印纸P通过传送辊35被输出到纸盘36。
加热辊41可以，例如，具有金属层的环形件，金属层由具有例如1mm厚度的铁筒构成。可以在该环形件的表面上形成聚四氟乙烯(Teflon)或类似材料的脱膜层。另外，不锈钢、铝、不锈钢或铝的合金、或一些其它类似材料可以用于加热辊41。
可以通过在芯金属的周围涂上诸如硅橡胶、氟橡胶的弹性材料、或其它类似材料制成加压辊42。加压辊42通过压力机构以预定压力施压于加热辊41，这样在加压辊和加热辊相互接触的位置提供具有预定宽度的辊隙(在那里，加压辊42的外圆周表面由于压力接触而弹性变形)。当复印纸P通过辊隙时，在复印纸P上的调色剂熔化并被定影到复印纸P上。
在图像形成装置运行期间，诸如热敏电阻的温度传感器检测定影单元40的加热辊41的温度。检测到的加热辊41的温度(对应于用于将显影剂图像定影到复印纸P上的定影温度)可以由诸如CPU的主处理单元或处理器(其可以用作用于控制图像形成装置的组件的运行的控制单元)接收。
根据检测到的定影温度，主处理单元可以产生用于调节加热辊41的定影温度的控制信号。例如，如果在主体1内的温度太高，CPU就可以启用冷却风扇59(参看图3)。冷却风扇59操作地连接在主体1内。当启用冷却风扇59时，其可以将空气从主体1外部吸到主体1内。通常，这个过程使主体1内部的温度降低。通过将电能有效供应至定影单元40尤其是加热辊41，也部分地影响定影温度调节。应该认识到在不脱离图像形成装置的基本相关操作的情况下，可以对装置的基本结构做出多种修改或替换。本发明不限于任何特定结构。
图2是根据本发明的一个方面的感光鼓20的剖面侧视图。回收刮片50位于鼓清洁刷51之上，其有效地连接至感光鼓20。位于鼓清洁刷51下面的是检测传感器52，其用于检测调色剂袋何时满了。在传感器下面，调色剂收集螺旋钻(auger)53和清洁刮片54操作地连接到感光鼓20上。用于放电的LED 55、用于自动线清洁器的激活单元56、以及用于新鲜空气的排气管道62在清洁刮片54下操作地连接。
如图2所示，在本发明的一个方面中，用于检测感光鼓20的表面温度的表面检测传感器57位于感光鼓的表面附近。表面检测传感器57的附近允许对鼓表面温度进行精确的检测。还如图2所示，双检测传感器58位于感光鼓20附近。双检测传感器58能够测量在图像形成装置的主体1内的内部湿度和内部温度。双检测传感器58可以是检测内部湿度和内部温度的集成元件，或者可以是具有检测内部湿度的一个元件和检测内部温度的另一元件的两个分立元件。双检测传感器58的附近提供对邻近感光鼓20的环境条件的精确读数。从而，基于双检测传感器58和表面温度传感器57获得的读数，可以做出关于露是否在感光鼓上已经形成或将形成的精确预测。表面温度传感器57和双检测传感器58操作地连接到控制单元，其可以依次产生控制信号，以调节主体1内的环境条件，以使在感光鼓20上不形成露。
图3是根据本发明的图像形成装置的框图。如图3所示，本发明的一个方面提供了一种用于控制在图像形成装置中露形成的系统，包括表面温度传感器57、感光鼓20、能够检测湿度和温度的双检测传感器58、冷却风扇59、定影加热器41a、用于将消息显示给用户的显示器60、以及控制单元61。如图3所示，控制单元61操作地连接到系统的每个组件，并且可以包括CPU和存储器。基于其接收到的信号，控制单元61可以执行以下描述的多种功能，启动或禁止图像形成装置中的组件的运行，以控制在感光鼓20上的露形成。
图4是根据本发明的一个方面的流程图。如图4所示，首先给图像形成装置通电(步骤100)。另外，检测感光鼓20的表面温度，以及图像形成装置的内部温度和内部湿度(步骤105)。表面温度可以由表面温度传感器57检测，其可以由热敏电阻来实现。双检测传感器58可以检测图像形成装置的内部温度和内部湿度。优选地，双检测传感器58可以由能够测量内部温度和内部湿度并且位于感光鼓20附近的集成传感器来实现。
计算露点(步骤110)。可以使用成露温度算法、基于检测到的内部湿度和内部温度来计算露点。优选地，使用以下公式以摄氏度为单位来计算露点T’(鼓表面露点)＝T(内部温度)+LN(湿度百分比％/100)/0.061。
例如，如果内部温度是30摄氏度且湿度是60％，那么露点等于21.6摄氏度。从而，在这些条件下，可以将感光鼓20的表面加热到21.6摄氏度或更高，以防止在鼓20上形成露。
参看图4，装置确定表面温度是否高于露点(步骤115)。可以将感光鼓20的表面温度与露点直接进行比较，或者可以将临界值加到计算出的露点上，并与表面温度进行比较。临界值是预定量度数。例如，在本发明的一个方面，临界值可以在0至5摄氏度的范围内。如果表面温度高于露点与临界值的和，那么启动用于图像形成装置的初步预热(步骤200)。可选地，如果表面温度低于露点与临界值的和，那么存在感光鼓的表面上形成露的可能性。感光鼓上的露可以导致不良操作，例如抹污(smudging)。为了控制这种情况，图像形成装置启动较长时间的预热(步骤120)。
当启动较长时间的预热时，显示消息，以通知图像形成装置的用户需要较长的时间来预热装置。例如，消息可以表述为“由于主体内部可能有露，所以需要较长预热时间”。装置预热定影单元，并且给冷却风扇通电(步骤125)。在本发明的特定方面，通过使定影单元辊旋转并且给定影单元灯通电，可以使定影单元预热。由定影单元和冷却风扇的操作所产生的热逐步提高了图像形成装置的内部温度。从而，也可以使感光鼓20的表面温度增加，减少了感光鼓的表面上露形成的概率。再次检测表面温度、内部温度和内部湿度(步骤130)。基于这些读数，计算露点(步骤135)。再次在鼓20的表面温度和计算出的露点(或露点和预定临界值之和)之间进行比较(步骤140)。如果表面温度不高于露点，定影单元和冷却风扇继续预热。
当定影单元和冷却风扇连续预热时，连续监控内部湿度、内部温度和表面温度，直到表面温度高于露点。当表面温度变得比露点高时，在感光鼓的表面上形成露的可能性就比较低。在该点，启动图像形成装置的常规预热(步骤145)。
图像形成装置的常规预热可以包括图中未示出的多个步骤。但是，通常，常规预热通过使感光鼓旋转、给显影单元通电和使传送带34运行来启动。另外，图像形成装置的多个其它组件也可以被通电和操作。一旦预热完成，就将就绪消息显示给用户(步骤150)。
图5是根据本发明的露控制处理的流程图。如图5所示，首先启动初步预热(步骤200)。以给定影加热器和冷却风扇通电开始最初的预热步骤200(步骤205)。另外，检测图像形成装置的内部温度和内部湿度，以及感光鼓20的表面温度(步骤210)。基于这些检测到的值来计算露点(步骤215)。装置确定感光鼓20的表面温度是否高于露点与临界值的和(步骤220)。如果表面温度低于露点与临界值的和，那么启动增量预热(步骤300)。可选地，如果表面温度高于露点与临界值的和，那么图像形成装置启动常规预热(步骤225)。装置确定是否已经完成常规预热(步骤230)。当完成常规预热时，将就绪消息显示给用户(步骤235)。可选地，如果没有完成预热，那么图像形成装置重复步骤210至步骤230。
图6是根据本发明的露控制处理的流程图。如图6所示，在启动增量预热(步骤300)之后，关闭定影加热器41a，并且将表示可能需要较长预热时间的消息显示给用户(步骤305)。显示的消息可以表述为“因为主体内部可能形成露，所以需要较长的预热时间”。该消息可以被显示在例如图像形成装置的控制面板上。一旦关闭定影加热器41a，装置就确定内部温度是否仍然在升高(步骤310)。
关闭定影加热器41a后内部温度升高的原因在于冷却风扇59的运行。在特定情况下，图像形成装置外部的空气温度可能高于装置内部的空气温度。当冷却风扇59运行时，其从装置外部获得空气，并且将其吹到装置内部。在外部空气温度更高的情况下，冷却风扇59实际上将更暖的空气吹到装置中。这可能导致内部温度升高。
如果在关闭定影加热器41a之后内部温度升高，那么也关闭冷却风扇59(步骤315)。如果内部温度不升高，那么继续保持冷却风扇通电。检测图像形成装置的内部温度和内部湿度，以及鼓20的表面温度(步骤320)，并计算露点(步骤325)。装置确定鼓20的表面温度是否高于露点与临界值的和(步骤330)。如果鼓表面温度低于露点与临界值的和，那么装置重复步骤320至步骤330，继续检验图像形成装置的内部温度和内部湿度，以及鼓20的表面温度。
如果鼓20的表面温度高于露点与临界值的和，那么再给定影加热器41a和冷却风扇59通电(步骤335)。另外，检测鼓20的表面温度以及图像形成装置的内部湿度和内部温度(步骤340)，并且计算露点(步骤345)。装置确定感光鼓20的表面温度是否高于露点和临界值的和(步骤350)。如果表面温度不高于露点与临界值的和，那么处理返回到步骤305，并且关闭定影加热器。可选地，如果表面温度高于露点与临界值的和，那么作出是否完成了增量预热的确定(步骤355)。如果没有完成增量预热，那么重复步骤340和步骤345。如果完成了增量预热，那么将就绪消息显示给用户(步骤360)。
本发明的上述优选实施例的描述用于解释和描述的目的，并不用于穷举或限制所披露的精确形式的发明，可以通过以上描述或从本发明的实现获得修改和改变。实施例被选择和描述以用于解释本发明的原理并作为实际应用，能够使本领域技术人员利用本发明的多种实施例，并使多种修改适用于预期的特定使用。本发明的范围由所附的权利要求及其等价物限定。
权利要求
1.一种用于控制在图像形成装置中的感光鼓上的露形成的方法，包括检测所述感光鼓的表面温度；检测所述图像形成装置的内部温度；检测所述图像形成装置的内部湿度；计算露点；确定所述表面温度是否高于所述露点；以及如果所述表面温度低于所述露点，则调节在所述图像形成装置中的一个或多个组件的操作状态，以控制露形成。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述内部温度和所述内部湿度由邻近所述感光鼓的传感器检测。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述计算步骤还包括基于所检测到的所述图像形成装置的内部温度和内部湿度获得所述露点。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定步骤包括确定所述表面温度是否高于所述露点和临界温度值的和。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述临界温度值在约0至5摄氏度的范围内。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调节步骤包括预热定影单元并且给冷却风扇通电。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调节步骤包括关闭定影加热器；如果关闭所述定影加热器后所述内部温度升高，则关闭冷却风扇；以及如果关闭所述定影加热器后所述内部温度不升高，则继续运行所述冷却风扇。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括如果所述表面温度高于所述露点，则启动初步预热；以及如果所述表面温度低于所述露点，则启动较长时间的预热。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述初步预热包括给所述图像形成装置中的定影加热器和冷却风扇通电；在给所述定影加热器和所述冷却风扇通电后，检测所述感光鼓的所述表面温度以及所述图像形成装置的所述内部温度和所述内部湿度；基于所检测到的内部温度和内部湿度计算所述露点；确定所述表面温度是否高于所述露点；如果所述表面温度低于所述露点，则启动增量预热；如果所述表面温度高于所述露点，则启动常规预热；确定是否完成所述常规预热；以及如果完成所述常规预热，则将就绪消息显示给用户。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述较长时间的预热包括将表示需要较长预热时间的消息显示给用户；预热在所述图像形成装置中的定影单元；给所述图像形成装置中的冷却风扇通电；检测所述感光鼓的所述表面温度和所述图像形成装置的所述内部温度和所述内部湿度；基于所检测到的内部温度和内部湿度计算露点；确定所述表面温度是否高于所述露点；以及如果所述表面温度高于所述露点，则启动常规预热。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述增量预热包括关闭所述定影加热器；将表示需要较长预热时间的消息显示给用户；确定关闭所述定影加热器后所述内部温度是否升高；如果关闭所述定影加热器后所述内部温度升高，则关闭所述冷却风扇；如果关闭所述定影加热器后所述内部温度不升高，则继续运行所述冷却风扇；检测所述感光鼓的所述表面温度以及所述图像形成装置的所述内部温度和所述内部湿度；基于所检测到的内部温度和内部湿度计算露点；确定所述表面温度是否高于所述露点；如果所述表面温度高于所述露点，则给所述定影加热器和所述冷却风扇通电；检测所述感光鼓的所述表面温度以及所述图像形成装置的所述内部温度和内部湿度；基于所检测到的内部温度和内部湿度计算露点；确定所述表面温度是否大于所述露点；如果所述表面温度低于所述露点，则重复所述定影加热器的关闭；如果所述表面温度高于所述露点，则确定是否完成所述增量预热；以及如果完成所述增量预热，则将就绪消息显示给用户。
12.根据权利要求8所述的方法，其中，通过位于所述感光鼓附近的传感器检测所述内部温度和内部湿度。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述计算步骤还包括基于所述图像形成装置的所述内部温度和内部湿度，获得所述露点。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述确定步骤包括确定所述表面温度是否高于所述露点和临界温度值的和。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述临界温度值在约0至5摄氏度的范围内。
16.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述常规预热包括使所述感光鼓旋转；给显影单元通电；以及使所述传送带运行。
17.一种用于控制在图像形成装置内部的露形成的系统，包括感光鼓；第一检测传感器，与所述感光鼓连接，所述第一检测传感器用于检测所述感光鼓的表面的温度；以及第二检测传感器，位于所述感光鼓附近，所述第二检测传感器用于检测所述图像形成装置的所述内部湿度和内部温度。
18.根据权利要求17所述的系统，还包括定影单元，具有定影加热器；冷却风扇；以及用户显示器。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，一旦通电，所述系统用于检测所述感光鼓的表面温度；检测所述图像形成装置的内部温度；检测所述图像形成装置的内部湿度；计算露点；确定所述表面温度是否高于所述露点；以及如果所述表面温度低于所述露点，则调节所述图像形成装置中的一个或多个组件的操作状态，以控制露形成。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述调节一个或多个组件的所述操作状态包括预热所述定影单元以及给所述冷却风扇通电。
21.根据权利要求19所述的系统，其中，所述调节一个或多个组件的所述操作状态包括关闭所述定影加热器；如果关闭所述定影加热器后所述内部温度升高，则关闭所述冷却风扇；以及如果关闭所述定影加热器后所述内部温度不升高，则使所述冷却风扇继续运行。
22.一种图像形成装置，包括感光鼓；第一检测传感器，连接至所述感光鼓，所述第一检测传感器用于检测所述感光鼓的表面的温度；以及第二检测传感器，用于检测位于所述感光鼓附近的所述图像形成装置的所述内部湿度和内部温度。
23.根据权利要求22所述的图像形成装置，还包括定影单元，具有定影加热器；冷却风扇；以及用户显示器。
24.根据权利要求23所述的图像形成装置，其中，一旦通电，所述图像形成装置用于检测所述感光鼓的表面温度；检测所述图像形成装置的内部温度；检测所述图像形成装置的内部湿度；计算露点；确定所述表面温度是否高于所述露点；以及如果所述表面温度低于所述露点，则调节在所述图像形成装置中的一个或多个组件的操作状态，以控制露形成。
25.根据权利要求24所述的图像形成装置，其中，所述调节一个或多个组件的所述操作状态包括预热所述定影单元；以及给所述冷却风扇通电。
26.根据权利要求24所述的图像形成装置，其中，所述调节一个或多个组件的所述操作状态包括关闭所述定影加热器；如果关闭所述定影加热器后所述内部温度升高，则关闭所述冷却风扇；以及如果关闭所述定影加热器后所述内部温度不升高，则继续使所述风扇运行。
全文摘要
一种用于控制在图像形成装置中的感光鼓上的露形成的方法，包括检测感光鼓的表面温度；检测图像形成装置的内部温度；以及检测图像形成装置的内部湿度。计算露点，并且确定表面温度是否高于露点。如果表面温度低于露点，那么调节图像形成装置中的一个或多个组件的操作状态，以控制露形成。但是，如果表面温度保持高于露点和临界值的和，则维持正常操作。
文档编号G03G21/14GK1841239SQ200510102610
公开日2006年10月4日 申请日期2005年9月6日 优先权日2005年3月31日
发明者芹田伸仁 申请人:株式会社东芝, 东芝泰格有限公司