专利名称：图像加热设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来加热记录介质上的图像的图像加热设备。这样的图像加热设备例如由复印机、打印机、传真机等等所采用。
背景技术：
具有图像加热设备的定影设备通常用在电子照相图像形成设备领域。定影设备的一个例子，如上述的定影设备，是使用了一对辊，更确切地说是加热辊和施压辊的定影设备。近年来，为了改善图像形成设备产生的彩色打印的光泽，或处理比普通记录介质厚或者材料不同于普通记录介质的记录介质，发明了其中的定影设备具有两个或更多目标温度设定(定影温度)的图像形成设备。
例如，在日本公开专利申请7-36308中披露的定影设备具有两个目标温度设定，使得当在黑白模式时，使定影设备在输出图像的光泽度水平上比在全彩模式时要低，以实现两个目标一个目标是产生满意的低光泽度复制件，如办公室用的复制件，另一个目标是产生具有令人满意的彩色混合和光泽度的全彩色复制件。在这种设备的情形中，在图像形成模式转换时定影设备的目标温度降低的情况下发生的停机时间，也就是设备不能用于图像形成的期间，实质上是由于下列原因产生的。也就是，在该设备使用的结构配置的情形下，仅仅使用自发热辐射来使定影辊的温度降低到较低的目标温度。
通过减少定影设备(定影辊)的热容量来提高定影设备的响应，停机时间，如上述的停机时间，能够减少。但是，从增加定影设备的定影速度同时把定影设备的定影性能维持在一个令人满意的水平上的立场考虑，对定影设备热容量的减少是有限制的。
因此，在日本公开专利申请7-42759中披露的定影设备的情形下，为了减少在定影设备转换到用于图像定影的目标温度时出现的停机时间，该定影设备通过冷却风扇被强制冷却。
但是，就该定影设备的宽度方向而论，仅通过采用适当的冷却风扇和设计适当的管道结构，很难均匀冷却整个定影设备。
此外，就定影设备的宽度方向而论，定影设备的末端部分的自发热辐射比它的中间部分的自发热辐射要大。因此，如果定影设备通过冷却风扇等而简单地冷却，则定影设备的末端部分的温度趋于变得太低。
换句话说，如果在用于定影的目标温度降低后，定影设备通过冷却风扇等而简单地冷却，那么在定影设备的目标温度转换成较低水平后，该定影设备在其宽度方向上的温度分布变得非常不均匀。这有时降低定影设备的定影性能。更具体地说，在转换后，有时产生光泽度不均匀的图像。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种图像加热设备，其中在图像加热元件的目标温度从高目标温度转换为低目标温度后，该图像加热元件准备好图像加热操作所需的时间长度，比根据现有技术中的图像加热设备要短得多。
本发明的另一个目的是提供一种图像加热设备，其中在用于定影辊的目标温度降低之后，其图像加热元件的温度降到新的目标温度所需的时间长度，比根据现有技术中的图像加热设备要短得多，并且该图像加热设备不会遭受到当图像加热元件的目标温度降低时，该图像加热设备的图像加热元件在温度分布上变得不均匀的问题。
结合附图，参照下面对本发明优选实施例的描述，本发明这些和其它的目的、特征和优点将变得更加的清晰。
图1是本发明的优选实施例中图像形成设备的剖面图。
图2是本发明的优选实施例中定影设备的剖面图。
图3是显示主热敏电阻器和副热敏电阻器的定位的示意图。
图4是显示主加热器的光分布的曲线图。
图5是显示副加热器的光分布的曲线图。
图6是显示本发明的第一比较实施例中的定影辊的向下温度变化的曲线图。
图7是显示本发明的第二比较实施例中的定影辊的向下温度变化的曲线图。
图8是显示本发明的第一优选实施例中的定影设备的定影辊的向下温度变化的曲线图。
图9是本发明的第一优选实施例中的定影辊的温度控制的流程图。
图10是显示本发明的第二优选实施例中的定影辊的向下温度变化的曲线图。
图11是本发明的第二优选实施例中的定影辊的温度控制的流程图。
具体实施例方式
在下文中，将参考本发明的一些实施例对本发明进行具体描述。本发明的这些实施例是本发明的优选实施例。但是，它们不是意图限制本发明的范围。
首先，参照图1，对本发明的优选实施例的图像形成设备进行说明。
(图像形成设备)在图1所示的设备中，第一到第四图像形成部分Pa、Pb、Pc和Pd并行设置，以通过形成潜像的过程、显影该潜像的过程、和对显影的潜像的定影过程，形成四个不同颜色的单色调色剂图像。
图像形成部分Pa、Pb、Pc和Pd都配备有它们自己的图像承载元件，在本实施例中分别是电子照相感光鼓3a、3b、3c和3d，在它们上面一个对一个地形成不同颜色的单色调色剂图像。图像形成设备配备有中间转印元件130，其设置成临近感光鼓3a、3b、3c和3d。一个对一个地形成在感光鼓3a、3b、3c和3d上的调色剂图像，转印(初次转印)到中间转印元件130上，然后，在二次转印部分中转印到记录介质P的片上。在调色剂图像转印到记录介质P上以后，在定影部分9中对记录介质P加热和加压以定影调色剂图像。然后，记录介质P作为永久复制件从图像形成设备中排出。
在感光鼓3a、3b、3c和3d的周边表面附近，分别设置感光鼓充电装置2a、2b、2c和2d，显影装置1a、1b、1c和1d，初次转印充电装置24a、24b、24c和24d，清洁器4a、4b、4c和4d。图像形成设备也配备有未示出的光源设备和未示出的多面反射镜，它们在图像形成设备的主要组件的顶部。
激光束从光源设备射向旋转中的多面反射镜。结果，该束激光以振荡的方式被偏转。然后，该振荡激光束被反射镜偏转，并随后通过f-θ透镜聚焦在感光鼓3a、3b、3c和3d的周边表面上。换句话说，感光鼓3a、3b、3c和3d的被充电部分被曝光。结果，根据成像信号的潜像形成在每个感光鼓3a、3b、3c和3d上。
显影设备1a、1b、1c和1d分别包含预设量的黄色、品红色、青色和黑色调色剂作为显影剂，它们通过未示出的调色剂供给设备提供。显影设备1a、1b、1c和1d将在感光鼓3a、3b、3c和3d上的潜像分别显影为由黄色、品红色、青色和黑色调色剂形成的可视图像。
中间转印元件130沿箭头标记指示的方向，以与感光鼓3的圆周速度相同的速度旋转。
在感光鼓3a上的可视图像，也就是，由黄色(第一色)调色剂构成的图像，移动通过感光鼓3a和中间转印元件130之间的压合(nip)部分。当由黄色调色剂构成的图像移动通过该压合部分时，该图像通过由施加到中间转印元件130上的转印偏压形成的电场以及压合部分中的压力，转印(中间转印)到中间转印元件130的外表面(就中间转印元件形成的环路而言)上。
类似地，由品红色(或第二色)调色剂构成的可视图像、由青色(或第三色)调色剂构成的可视图像、和由黑色(或第四色)调色剂构成的可视图像按层顺序地转印到中间转印元件130上的黄色调色剂图像上。结果，在中间转印元件130上用合成方式产生原稿的复制件。
用附图标记11指示的是二次转印辊，其由轴承支撑，并平行于悬置中间转印元件130的辊，且与中间转印元件130的外表面的面向下的部分接触。通过二次转印偏压源，向二次转印辊11施加预设的二次转印偏压。通过按层地将不同颜色的多个单色调色剂图像转印到中间转印元件130上而刚刚在该中间转印元件130上产生的彩色图像，以下面的方式转印到记录介质P上。也就是，记录介质P是从供纸器盒10供给的，通过一对对准辊12传输，移动经过转印部分进口引导件，并且以预定的定时传递到中间转印元件130和二次转印辊11之间的接触压合部分。在传递记录介质P到接触压合部分的同时，开始施加来自偏压施加电源的二次转印偏压。结果，以合成方式在中间转印元件130上产生的彩色图像通过二次转印偏压被转印到记录介质P上。
在初次转印完成后，感光鼓3a、3b、3c和3d分别由清洁器4a、4b、4c和4d清洁(残留在感光鼓3上的调色剂被清洁器4移除)，从而准备形成潜像的后续过程。通过放置一张与中间转印元件130的表面接触的清洁网19(非织物)，刮去留在中间转印元件130上的调色剂和其他残留物。
在彩色图像(不同颜色的多个单色调色剂图像)转印以后，记录介质P被引入定影设备9中。在定影设备9中，通过向记录介质P施加热和压力，彩色图像被定影到记录介质P上。然后，记录介质P通过片材出口63从图像形成设备排出。
(定影设备)图2是在本实施例中作为装备有图像加热设备的定影设备的一个例子的定影设备的剖面图，显示了它的基本结构。该定影设备采用一对加热辊，更加具体的是，作为图像加热元件的定影辊51和作为压合部分形成元件的压力辊52。当定影设备传输记录介质P通过在两个辊51和52之间形成的压合部分时，通过施加热和压力到记录介质P和在其上的调色剂来把调色剂定影到记录介质P。该定影辊51由圆柱形金属芯71和在金属芯71的圆周面上形成的脱模层70构成。金属芯71包含作为加热装置(热源)的定影加热器。压力辊52(压力施加元件)包括形式为一金属棒的金属芯73；形成在金属芯73的圆周面上的耐热橡胶层74；和形成在耐热橡胶层74的圆周面上的作为表面层的脱模层75。彩色图像形成设备的定影设备所使用的一些定影辊具有充满硅油的硅橡胶层，或氟化橡胶层，以替代脱模层70作为表面层。本发明也适用于使用具有充满硅油的硅橡胶层或氟化橡胶层(例如上文描述的压力辊的那些层)的定影辊的定影设备。
定影设备配备有主热敏电阻器57-A(第一温度检测元件)和副热敏电阻器57-B(第二温度检测元件)。该主热敏电阻器57-A放置为按照垂直于记录纸传输方向的方向，与定影辊51的大致的中间区接触或实质上接触。图3是显示主热敏电阻器57-A和副热敏电阻器57-B按照垂直于记录纸传输方向的方向相对于定影辊51的位置的示意图。参照图2，通过响应主热敏电阻器57-A的输出控制供给到主和副加热器的功率，控制部分M(控制器)调节定影辊51的表面温度。副热敏电阻器57-B也连接到控制器M。但是，在本实施例中，副热敏电阻器57-B用作为备用热敏电阻器，其在例如当记录纸缠绕定影辊51时，或当主热敏电阻器57-A有问题时的情况下才使用。换句话说，一般，副热敏电阻器57-B不用于控制供给到主和副加热器的功率。
定影辊51的外径是60mm。它的构成为由铝形成的外径为55.0mm的空心金属芯；形成在金属芯的圆周面上的、硬度是20°(JIS-A在负载为1kg下)和厚度为2.5mm的硅橡胶的橡胶层；形成在该橡胶层的圆周面上的、一片PFA管的PFA层，其厚度为50μm。在定影辊51的中空部分中，放置一对作为热源的卤素加热器，该加热器通过主热敏电阻器57-A和未显示的控制器来控制温度。
压力辊52的外径是60mm。它的构成为由铝形成的外径为56.0mm的空心金属芯73；形成在金属芯73的圆周面上的、硬度是16°(JIS-A在负载1kg下)和厚度为2.0mm的硅橡胶的弹性层74；形成在弹性层的圆周面上的一片PFA管的PFA层，其厚度为50μm。该压力辊52保持对定影辊51施加总压力为500-1000N的压力，因此形成在记录纸传输方向上大致为10mm的接触区(压合部分)。定影设备构造成通过定影辊51的旋转而使得压力辊52旋转。
作为加热装置的定影加热器56是一热源，通过控制器M(图2)，基于主热敏电阻器57-A的输出来控制供给该加热器的功率，以控制定影辊51的温度。在该实施例中，定影加热器56由两个加热器构成主加热器和副加热器。按照定影设备的宽度方向，也就是，定影辊51的纵向方向，定影辊51的主加热器的中间部分的发热量(热容量)要大于定影辊51的纵向末端部分的发热量，但是，定影辊51的副加热器的纵向末端部分的发热量(热容量)要大于副加热器的中间部分的发热量。
接着，参照图4和5，将描述在该实施例中的定影设备的定影加热器的光分布。首先，参照图4，主加热器56-A发出的光量的分布曲线按照定影辊51的纵向方向是跨越中间的部分较高；跨越纵向末端的部分较低。另一方面，副加热器56-B发出的光量的分布曲线是跨越中间的部分较低，如图5所示；跨越纵向末端的部分较高。换句话说，主加热器56-A和副加热器56-B就光分布来说是互补的。
当给如上述构造的定影加热器56的主加热器56-A供电时，使定影辊51的中间部分比定影辊51的纵向末端部分具有更高的温度，然而当给副加热器供电时，使定影辊51的纵向末端部分比定影辊51的中间部分具有更高的温度。因此，通过控制器M接通或关断光分布不同的两个加热器，可独立地控制定影辊51的纵向中间和定影辊51的纵向末端的温度。
当在垂直于记录介质传输方向的方向上的尺寸大于或小于正常尺寸的记录介质的片上形成图像时，根据在垂直于记录介质传输方向的方向上记录介质片的尺寸，可以通过控制器M调节主和副加热器之间在它们保持接通的时间长度方面的比率。换句话说，使用上述结构配置，可能防止定影辊51的温度分布(按照定影设备的宽度方向，也就是，定影辊的纵向方向)变得不均匀。
当定影设备保持待机时，自发热辐射对定影设备的温度的影响要大于当定影设备实际定影图像时所产生的影响。因此，当定影设备保持待机时，在定影辊51的纵向末端部分和定影设备的框架之间的热交换量要大于在定影辊51的纵向中间部分和定影设备的框架之间的热交换量。此外，在定影辊51的纵向末端部分、周围空气和定影设备的框架之间的热交换量要大于在定影辊51的纵向中间部分和周围空气等之间的热交换量。换句话说，定影辊51的纵向末端部分的热辐射的量大于定影辊51的纵向中间部分的热辐射量。因此，在该实施例中，当定影设备保持待机或保持类似情形时，该副加热器被启动以防止定影辊51的末端部分的温度变得低于定影辊51的中间部分的温度。
比较而言，当打印图像时，随着记录介质被传输以接触定影辊51的纵向中间部分，热量从定影辊51的纵向中间部分被带走，然而，仅仅自发热辐射从定影辊51的纵向末端部分带走热量。因此，当打印图像时，定影辊51的纵向末端部分的温度变得高于定影辊51的中间部分的温度。当图像形成在如下所述的记录介质片上时，这种现象(下面称为“路径外温度上升”)特别显著，其中该记录介质片在定影辊51的纵向方向上的尺寸小于正常尺寸。因此，该实施例中，当定影设备在如上述的情况下时，主加热器被启动以防止定影辊51的纵向末端部分的温度变得高于定影辊51的中间部分的温度。顺便提到，如果必要，当定影设备保持待机或打印图像时，两个加热器可以都启动。
冷却设备60装备有用于冷却定影辊51的冷却风扇。它的冷却运行被控制器M控制(它被接通或关断)。当在记录介质片上形成图像时(其中该记录介质片在按定影辊51的纵向方向上的尺度小于正常尺寸)，或在打印操作完成以后，该冷却风扇可以用来防止定影辊51过热。
在该实施例中的图像形成设备是高速设备。因此，当该图像形成设备用于连续打印非常大量的复制件时，定影辊51上不对应于记录介质的路径的部分的温度变得高于定影辊51上对应于记录介质的路径的部分的温度的上述现象更加明显。因此，在该实施例中，冷却设备60设置为使得它的冷却能力在跨越对应于定影辊51的纵向末端部分的范围内要比在对应于定影辊51的纵向中间部分的范围内高。
接着，对定影辊51的定影温度(目标温度)进行说明。
在该实施例中，定影速度(定影辊51的圆周速度)设置为200mm/sec。此外，定影设备设计成当图像形成设备在全彩模式下，也就是，用于形成全彩图像的模式时，定影温度设为190℃。当定影设备保持在上述条件下执行成像操作时，得到优质图像，更具体说，得到通过60°光学系统测量的光泽度不小于30度的图像。此外，这样得到的图像不存在到与色彩混合和光泽不均匀有关的问题。此外，甚至在图像形成设备在卡片纸料(cardstock)模式下，也就是，用于打印厚记录介质的模式时，定影设备也运行地非常良好。
另一方面，当定影速度设为上述数值时，在黑白模式，也就是形成黑白图像的模式下的定影温度设为160℃，以防止这样的问题如果黑白图像在和用于彩色模式的定影温度相同的定影温度下定影，那么产生在字符部分光泽度太高，因此就视觉识别来说较差的复制件。
因此，在该实施例中，黑白模式下的定影温度设为160℃，其实质地低于190℃，以得到在视觉识别方面优异的图像，也就是其光泽度不超过20度的图像。
由于上述原因，在本实施例中，用于全彩模式和卡片纸料模式的定影温度设为190℃。此外，用于黑白模式和薄记录介质模式的定影温度设为160℃。
当具有如上述构造的定影设备的图像形成设备接收到用于改变该设备的成像模式的命令时，特别地，当设备的成像模式转换后的模式和该设备的成像模式转换前的模式的定影温度不相同时，正在进行的打印作业中断，并且该设备的操作模式临时转换到调整模式(温度改变模式)，在该模式下该设备不能用于打印。然后，当定影辊51的温度稳定到想要的定影温度时，取消调整模式以使该设备准备好用于形成图像。
接下来，将在有关随着图像形成设备的操作模式的改变后定影温度改变的结果方面，描述本发明的优选实施例和本发明的比较实施例。
(比较实施例1)图6是显示当定影辊的目标温度从190℃转换到160℃而环境温度是25℃时、由于自发热辐射而发生的定影辊温度的向下变化的曲线图。实线代表定影辊的中间部分的温度，虚线代表定影辊的末端部分的温度。在初始期间，图像形成设备处于待机状态，控制定影辊的温度以使得它的中间部分的温度维持在190℃。当定影设备保持在这样的条件下时，加热器加热停止大约两分钟，以使得热从定影辊自发辐射。在大约两分钟后，定影辊的中间部分的温度达到160℃，但是，定影辊的末端部分的温度降到140℃，从而使得定影失败。发生这种情况，是因为在定影辊的末端部分和定影设备框架之间的热交换率高于在定影辊的中间部分和定影设备框架之间的热交换率，并且在定影辊的末端部分和周围空气之间的热交换率高于在定影辊的中间部分和周围空气之间的热交换率。换句话说，这种情况发生，是因为定影辊的末端部分的热辐射量高于定影辊的中间部分的热辐射量。然后，该设备保持在待机模式，当该设备保持在待机模式时，定影辊的末端部分的温度恢复到定影操作能够令人满意执行的水平。在定影设备的定影温度改变后，定影设备准备好图像定影所需时间的总长度是四分钟。
(比较实施例2)图7是显示在当定影辊的目标温度从190℃转换到160℃而环境温度是25℃时、使用冷却风扇冷却定影辊的情况下发生的定影辊温度的向下变化的曲线图，如在第一比较实施例中那样。在这种情况下，定影辊的中间部分的温度在大约一分钟内达到目标温度160℃。但是，定影辊的末端部分的温度降到135℃，因而导致定影失败。当使用冷却风扇的时候，定影辊的中间部分被快速冷却。因此，定影辊的中间部分的温度快速达到目标温度。同样，在这情况中，由于定影辊的末端部分和定影辊的中间部分之间在热辐射量上的差异，定影辊的末端部分的温度比定影辊的中间部分的温度下降的更快。而且，因为按照定影辊的纵向方向冷却风扇的冷却能力的分布，在本比较实施例中定影辊的末端部分的温度趋向于比第一比较实施例中下降更多。因此，在本比较实施例中，图像形成设备(定影设备)在待机模式(定影辊加热模式)下必须保持更长时间。从而，定影辊的末端部分的温度恢复到目标温度需要多用三分钟。从而，在本比较实施例中，定影设备的目标温度改变后，定影设备准备好图像定影所需时间的总长度与第一比较实施例中的相同。
从而，在本发明的优选实施例中，基于定影设备的状态，即，无论定影设备正实际用于图像定影(定影辊在纸路径外侧的部分过热的时间段)，还是正在转换定影温度(从较高的定影温度到较低的定影温度)，通过控制器M转换冷却设备的冷却能力分布(按照定影辊的纵向方向)。更加具体的是，当定影设备的目标温度改变时，通过控制器M转换冷却设备的冷却能力分布，以使得冷却设备的冷却能力在跨越对应于定影辊的末端部分的范围内，变得比在对应于定影辊的中间部分的范围内低。至于转换冷却设备的冷却能力分布的具体手段，由于该冷却设备由多个冷却风扇构成，这些风扇能够通过控制器M单独开启或关闭，并沿定影辊的纵向方向排列，从而使得可通过单独开启或关闭该多个冷却风扇，使该冷却设备的冷却能力分布改变。顺便提到，对于实际定影操作，通过控制器M转换冷却设备的冷却能力分布，从而使得冷却设备的冷却能力在跨越对应于定影辊的末端部分的范围内变得比在对应于定影辊的中间部分的范围内高。
当使用用于使冷却设备在冷却能力分布上转换的结构配置时，防止定影辊的末端部分的温度低于140℃。但是，在该第二比较实施例中使用的冷却设备使用周围空气作为冷却介质。从而，冷却设备的冷却能力分布的转换不象预期改变定影辊的热分布那样有效。也就是说，随着冷却设备的冷却效率在跨越对应于定影辊的末端部分的范围内降低，在跨越对应于定影辊的中间部分的范围内冷却效率也降低。结果，在完成转换定影设备的目标温度的过程所需的时间的总长度方面，第二比较实施例比第一比较实施例仅缩短几十秒。
因此，在本发明的优选实施例中，使用一种结构配置，例如接下来将描述的如下结构配置，来进一步改善根据本发明的定影设备(进一步减少完成转换定影设备的目标温度的过程所需的必要时间的总长度)。
(优选实施例1)图8是显示在当本发明的该优选实施例中的定影设备在环境温度为25℃的情况下转换目标温度时发生的定影辊的温度变化的曲线图。在本实施例中，定影设备构造为使得定影辊的温度能够设置为预备设定155℃，其低于较低的目标温度或160℃。
图9是本发明的该优选实施例中执行的定影辊温度控制序列的流程图。
当运行模式转换到调整模式时，显示出运行模式刚好转换到调整模式(S1)，在该调整模式中设备不能用于图像形成。
接着，确定目标温度是要增加还是降低(S2)。
如果确定目标温度要增加，则确定定影辊的温度是否已经达到较高的目标温度，或190℃(S3)。当定影辊的温度达到190℃时，使设备处于待机，并且取消“调整模式”的显示(S4)，因此结束模式转换过程。调节模式一结束，设备就准备好用于图像形成。
另一方面，如果确定目标温度要降低，加热器关断(S5)，目标温度转换到预备设定，或155℃(S6)。然后，冷却风扇2打开(S7)。接着，确定定影辊的温度是否已经达到155℃(S8)。在该优选实施例中，在定影辊的温度从190℃或较高的目标温度降到155℃或预备设定以后，当定影辊的中间部分的温度达到160℃时，确定该设备准备好用于打印。更具体地说，当定影辊的温度达到155℃时，关闭冷却风扇2(S9)，并且使用副加热器开始定影辊的加热(S10)。然后，确定定影辊的温度是否达到160℃或者较低的目标温度(S11)。如果确定定影辊的温度已经达到160℃，则执行步骤S4。
在该优选实施例中，通过使用冷却风扇2冷却定影辊使得定影辊的温度从190℃变化到155℃或者预备设定所需时间的长度大约是1分15秒。当定影辊的温度达到155℃时，定影辊的末端部分温度是135℃，其比第二比较实施例中的相应温度低。
在冷却风扇停止后，通过由副加热器加热，定影辊的纵向中间部分的温度达到160℃所需的时间长度大约是55秒。当定影辊的纵向中间部分的温度达到160℃时，定影辊的纵向末端部分的温度已经恢复到大约160℃；换句话说，就图像定影功能来说，定影辊的温度分布已经没有问题。在定影辊的目标温度转换以后，定影辊的温度达到用于图像定影的令人满意的温度水平所需的时间总长度(从运行模式被转换到调整模式被取消的时间长度)是大约2分钟，这大大短于根据背景技术的定影设备所需的时间。换句话说，本发明的该优选实施例使得下面两个目标变得可能，一个目标是将定影辊的温度快速改变到较低的目标温度，另一个目标是使得定影辊的温度分布(按照定影辊的纵向方向，或定影设备的宽度方向)满足图像定影的要求。
在本优选实施例中，当定影设备转换到目标温度时，定影辊的末端部分的温度暂时降到一个低于比较实施例中的温度的水平。但是，该优选实施例中定影辊的温度恢复到新目标温度所需的时间长度短于比较实施例。因此，完成改变定影辊的目标温度的过程所需的时间总长度较短。在两个比较实施例中，一旦定影辊的温度达到160℃或较低的目标温度，该设备就处于待机，并且通过接通或关断副加热器来控制定影辊的温度。在这些情况下，在定影辊的末端部分的温度恢复之前，定影辊的中间部分的温度也增加了。因此，当定影辊的温度达到160℃或新的目标温度时，加热器关断。因此，加热器保持接通的时间长度的总计数值按照占空来说比等于30％，使得难以恢复定影辊的末端部分的温度。
比较而言，在该优选实施例中，在定影辊的温度恢复到新的目标温度之前，定影辊的温度允许暂时降到低于160℃的预备设定或者定影辊的新的目标温度。换句话说，在该优选实施例中，并非一旦定影辊的温度达到较低的目标温度，用于冷却定影辊的操作就停止；冷却操作继续，直至定影辊的温度降到预定温度水平。也就是，在该优选实施例中，在用于加热操作的较低的定影温度(目标温度)和预备温度设定之间的差异是作为温度控制容限得到的。因此，当加热定影辊以使定影辊的温度从预备温度水平增加到较低定影温度时，副加热器响应主热敏电阻器的输出而接通或关断。
副加热器构造为使得它的纵向末端部分的加热性能高于它的中间部分的加热性能；中间部分能够产生一定的热量，虽然不如末端部分那么多。另外，存在上文描述的温度控制容限。因此，可使得定影辊的纵向中间部分与定影辊的纵向末端部分在大致相同的时间达到较低的目标温度，而不会引起定影辊的纵向中间部分的温度被副加热器加热得过分高的问题。换句话说，在定影辊的纵向中间部分从155℃恢复到160℃的时间段内，副加热器按100％的占空比保持接通，使得可以比所述比较实施例更快地增加定影辊的末端部分的温度。
顺便提到，关于第一和第二比较实施例，在定影辊的中间部分的温度降到目标温度以后，可以接通副加热器而不管定影辊的中间部分的温度如何，以便仅仅增加定影辊的末端部分的温度。但是，该方法需要定影设备构造成不管主热敏电阻器的输出如何，副加热器的运行都能被控制(副加热器能够被接通或关断)。在提供这样的结构配置的情况下，周围条件的改变、电压的变化、关于加热器的电源的制造误差等等可引起设备的温度不正常的上升。由于这些原因，使用例如这样一种结构配置是不明智的。
基于上面给出的观点，使用第一优选实施例中的结构配置，与比较实施例中的设定相比，其可显著地减少定影辊的温度分布变为满足图像定影所需的时间长度。
如上面描述的，在本优选实施例中的结构配置使得可防止图像加热元件的温度分布(按照纵向方向)变得不均匀，同时减少在改变定影设备的目标温度的时候出现的停机时间(图像形成是不可能的时间段)。
(实施例2)图10是显示在本发明该优选实施例中的定影设备在连续生成多个尺寸为A4R的复制件的成像操作完成以后立刻转换目标温度的时候发僧的定影辊的温度变化的曲线图。图11是在该优选实施例中被执行以改变定影设备的定影温度的控制序列的流程图。在该实施例中，预备温度不设定为155℃。作为可替换方案，在定影辊的温度达到较低的目标温度以前，该作为短时间温度的预备温度基于由副热敏电阻器检测到的定影辊的温度而立刻被调整。
因此，甚至当运行模式转换，同时定影辊的末端部分的温度实质地高于定影辊的中间部分的温度的时候，例如在大量的记录介质的小片连续传输通过定影设备的成像操作刚刚完成以后，在定影辊冷却后该定影辊的末端部分的温度高于第一优选实施例中的相应温度。因此，可设定预备温度为比在第一优选实施例中更高的数值。因此，可进一步减小完成转换定影辊的目标温度的过程所需的总时间长度。
参照图10，紧接着在定影辊的目标温度转换前，连续生成小的印刷物。因此，定影辊的末端部分的温度已经上升到205℃。如果在这样的条件下目标温度改变，那么在目标温度改变以后，当定影辊的温度达到接近160℃或该目标温度时，定影辊的末端部分的温度比在第一优选实施例中定影辊的末端部分的温度要高。
因此，当由主热敏电阻器检测到的温度水平变为170℃时，基于由副热敏电阻器检测到的温度水平来调节预备温度。更加具体的是，当由主热敏电阻器检测到的定影辊的温度水平为170℃时，由副热敏电阻器检测到的定影辊的温度是160℃，并且预备温度设为157℃。其后，执行和在第一优选实施例中相同的控制序列。在改变温度以后，满足得到令人满意的图像定影的要求所必需的总时间长度大致是1分30秒。换句话说，该优选实施例也可完成两个目标快速完成改变目标温度的过程的目标，和使得定影辊的温度分布(按照定影辊的纵向方向)满足图像定影的要求的目标。
接着，参照图11，将描述该优选实施例中的控制顺序。和第一优选实施例中相似的控制步骤被给予和用于第一优选实施例的控制步骤的描述的附图标记一样的附图标记，并且将不再对这些附图标记进行说明。
在操作模式变换以后执行的步骤S1-S5和在第一优选实施例中的步骤相同。
在该优选实施例中，在加热器关断(S5)后，打开冷却风扇(S21)。然后，确定定影辊的温度是否已经到达170℃(S22)。如果定影辊的温度已经到达170℃，那么确定通过副热敏电阻器检测到的定影辊的温度是否不低于165℃(S23)。如果通过副热敏电阻器检测到的定影辊的温度不低于165℃，那么确定定影辊的温度是否已经达到157℃(S24)。如果已经达到，则关闭冷却风扇(S9)。步骤S9以后的控制序列和在第一优选实施例中的相应控制序列相同。
如果在步骤S23中确定通过副热敏电阻器检测到的定影辊的温度不超过165℃，那么确定通过副热敏电阻器检测到的定影辊的温度是否不低于155℃(S25)。如果在步骤S25中确定通过副热敏电阻器检测到的定影辊的温度不低于155℃，那么确定定影辊的温度是否已经到达154℃或者预备温度(S26)。如果它已经到达154℃，那么执行步骤S9。
如果在步骤S25中确定通过副热敏电阻器检测到的定影辊的温度不超过155℃，那么确定定影辊的温度是否已经到达151℃或者预备温度(S27)。如果在步骤S27中确定定影辊的温度已经到达151℃，那么执行步骤S9。
顺便提到，在上面描述的本发明的该优选实施例中，冷却设备设置在定影辊附近，并且冷却空气直接吹向定影辊。但是，定影设备可以如下构造冷却设备放置在压力辊附近以冷却压力辊，从而使得旋转接触该压力辊的定影辊通过压力辊冷却。
此外，在上面描述的优选实施例中，图像加热元件的实例是定影辊。但是，图像加热元件可以是环形带的形式。
同样在上面描述的优选实施例中，图像加热设备的实例是定影设备。但是，本发明同样适用于下列设备用于临时把调色剂图像临时定影到记录介质上的设备；和在调色剂图像已经临时定影到记录介质后、通过再加热调色剂图像来提高调色剂图像光泽度的设备。
虽然已经参照在这里披露的构造描述了本发明，但是本发明不限于所公布的细节，并且本申请试图覆盖符合这些改进的目的或者在所附权利要求的范围内的改进或变化。
权利要求
1.一种图像加热设备，包括可转动的加热元件，用于在压合部分中加热记录材料上的图像；加热器，用于加热所述图像加热元件；冷却装置，用于冷却所述图像加热元件；其中当所述图像加热元件的目标温度改变为低于该目标温度的低温度时，所述设备在一种模式下运行，在该模式下所述图像加热元件的温度通过所述冷却装置降低到低于所述低温度的转换温度，然后通过所述加热器使所述图像加热元件的温度上升到该低温度。
2.根据权利要求1的设备，其中在所述设备的运转被改变到所述模式的期间，图像加热操作是禁止的。
3.一种图像加热设备，包括可转动的加热元件，用于在压合部分中加热记录材料上的图像；加热器，用于加热所述图像加热元件，所述加热器按照其宽度方向，在该图像加热元件的两端部分具有比在该图像加热元件的中间部分高的加热功率；传感器，用于感测所述图像加热元件的温度；控制器，用于基于所述传感器的输出来控制提供给所述加热器的电功率；冷却装置，用于冷却所述图像加热元件；其中当所述图像加热元件的目标温度改变为低于该目标温度的低温度时，所述图像加热元件的温度通过所述冷却装置降低到低于所述低温度的转换温度，然后，通过所述加热器，使所述图像加热元件的温度上升到该低温度。
4.根据权利要求3的设备，其中所述传感器放置在用于感测所述图像加热元件的中间部分的温度的位置。
5.根据权利要求3的设备，其中转换温度是可变的。
6.根据权利要求3的设备，进一步包括附加加热器，所述附加加热器按照其宽度方向，在该图像加热元件的中间部分具有比在其两端部分高的加热功率。
7.一种图像加热设备，包括可转动的加热元件，用于在压合部分中加热记录材料上的图像；加热器，用于加热所述图像加热元件；冷却装置，用于冷却所述图像加热元件；控制器，用于按照所述图像加热元件的宽度方向，在用于所述图像加热元件的目标温度改变为低温度的非图像加热操作的冷却和用于图像加热操作的冷却之间转换所述冷却装置的冷却功率。
8.根据权利要求7的设备，其中对于非图像加热操作，所述控制器按照其宽度方向，在该图像加热元件的两端部分提供比在其中间部分更小的冷却功率，对于图像加热操作，所述控制器在所述图像加热元件的中间部分提供比在其两端部分小的冷却功率。
全文摘要
本发明提供一种图像加热设备，包括可转动的加热元件，用于在压合部分中加热在记录材料上的图像；加热器，用于加热所述图像加热元件；冷却装置，用于冷却所述图像加热元件，其中当图像加热元件的目标温度改变为低于目标温度的低温度时，该设备在一种模式下运行，在该模式下，图像加热元件的温度通过所述冷却装置降低到低于该低温度的转换温度，然后通过加热器把图像加热元件的温度上升到该低温度。
文档编号G03G15/20GK1932687SQ20061013885
公开日2007年3月21日 申请日期2006年6月15日 优先权日2005年9月13日
发明者中山敏则 申请人:佳能株式会社