图像形成装置的制作方法

专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像形成装置，它能在该装置水平安装或垂直安装时进行操作以形成图像。
在例如复印机、打印机、传真机等图像形成装置中，为了满足在普通纸上的记录，已经采用一种类似于电照相装置的潜影图像形成装置。在这种图像形成装置中，在感光鼓上形成一个静电潜影图像。接着用一种粉末显影剂使感光鼓上的静电潜影图像显影，并由此转换成可见的图像。接下来把感光鼓上的粉末显影剂复制到一张纸张上。把该纸张与感光鼓分离，而纸张上的粉末显影图像就被定影了。
在此类图像形成装置中，人们期望通过改变装置的安装位置来有效地利用安装空间。
图23是一张有助于解释现有技术的附图。
例如在待审查的日本专利公开4-323125号中公开了一种图像形成装置，该装置即使在水平安装或垂直安装时都能够操作。在这一图像形成装置中，当装置垂直安装时，纸张是向上输送的。因此，定影单元被定位于感光鼓的上方。而显影单元则定位在感光鼓的下方。这样，当装置被水平安装时，显影单元在水平方向上供给色调剂，从而在垂直安装时使得色调剂的供给方向变为反重力的方向。
另一方面，如图23所示，热定影单元91包括一热滚筒91-1和一支撑滚筒91-2。沿着热滚筒91-1的外围设有一框架91-3，框架91-3盖住热滚筒91-1的外围，从而达到改善热定影系数的目的。
在这一热定影单元91中，通过对纸张的加热而产生水蒸汽，水蒸汽与热量一起在该装置内扩散。如图23中所示，部分热量和水蒸汽通过纸张导轨92、93与框架91-3之间，并在该装置内扩散。当水蒸汽粘到感光鼓90上时，就会使色调剂粘合，导致印刷效果变劣。另外，当感光鼓90受热时，感光鼓70的感光层也会劣化。
在这种情况下，公知的图像形成装置中仅在水平位置设置排气管(例如日本专利公开1-105277号)。
在这一能够水平和垂直安装的装置中，在按照惯用构造垂直安装时，其中的显影单元在垂直安装时位于感光鼓下方，因此需要向上方输送显影剂。由于这一原因，易造成显影过程不稳定，除此之外还需要大型的输送设备。因此，这种结构不适用于小型的装置。
与此相对照的，希望能做出某种变更，即在垂直安装时把显影单元设在感光鼓的上方。然而，如此变更之后，定影单元就要设在感光鼓的下方，随之会使定影单元中的热量和水蒸汽直接朝感光鼓上升。由此会导致感光鼓的图像形成功能下降并使感光鼓劣化。
另外，如上所述，从定影单元释放出的气流的方向随着水平安装及垂直安装的状态而改变。因此难于对热定影单元的定影温度进行平滑的控制。
本发明的首要目的是提供一种图像形成装置，无论该装置是水平或垂直地安装，其结构都能防止由于定影单元释放出的气流方向的改变所造成的问题。
本发明的另一目的是提供一种图像形成装置，无论该装置是水平或垂直地安装，其结构都能防止热定影单元的热量和水蒸汽直接通向感光体。
本发明的再一目的是提供一种图像形成装置，无论该装置是水平或垂直地安装，都能稳定地控制定影温度，并且与热定影单元的热气流方向变化无关。
按照本发明的一个方面，为实现上述目的而提供了一种图像形成装置，该装置在水平安装和垂直安装时都能在纸张上形成一色调剂图像，这一图像形成装置包括用于在一个环形的旋转感光体上形成色调剂图像并随后把该色调剂图像复制到纸张上的图像形成单元；一个热定影单元，它在垂直安装时位于图像形成单元下方，用于把色调剂图像热定影在从上方输送的纸张上；以及一个排气管，用于朝热定影单元倾斜向上的方向从热定影单元内部导出空气，以便排出热定影单元内部的空气。
按照本发明的另一方面，提供了一种朝热定影单元倾斜向上的方向导出热定影单元内部空气的排气管。从而有可能在水平安装和垂直安装状态下都能通过该排气管从热定影单元内部排出上升的气流。由此，即使由于垂直安装而使热定影单元位于图像形成单元的下方，仍能防止热定影单元的热量和水蒸汽通向感光体。
按照本发明的另一方面，提供了一种在水平安装及垂直安装时都能在纸张上形成色调剂图像的图像形成装置，该图像形成装置包括用于在一环形旋转感光体上形成色调剂图像并随后把该色调剂图像复制到纸张上的一个图像形成单元；一个热定影单元，它具有一热滚筒，并在垂直安装时位于图像形成单元下方，用于把色调剂图像热定影到从上方输送的纸张上；以及一温度检测器与热定影单元的热滚筒倾斜地设置，用于检测热定影单元的温度。
按照本发明的另一方面，温度检测器与热定影单元的热滚筒倾斜地设置。因此，在水平安装和垂直安装时对从热定影单元内部上升的气流具有相同的温度检测条件。从而能防止在水平安装状态和垂直安装状态之间出现温度检测误差，由此确保稳定的定影温度控制。
按照本发明的再一方面，提供了一种在水平安装及垂直安装时都能在纸张上形成色调剂图像的图像形成装置，该图像形成装置包括用于在一环形旋转感光体上形成色调剂图像并随后把该色调剂图像复制到纸张上的一个图像形成单元；一个热定影单元，它具有一个热滚筒，并在垂直安装时位于图像形成单元下方，用于把色调剂图像热定影到从上方输送的纸张上；以及多个相对于热定影单元的热滚筒设在不同位置的温度检测器，用于检测热定影单元的温度。
按照本发明的再一个方面，在相对于热定影单元的热滚筒的不同位置上设有多个温度检测器。从而有可能根据水平或垂直安装状态来选择温度检测器，并且提取两个温度检测器输出的平均值。由此就进而有可能防止在水平安装状态与垂直安装状态之间的温度检测误差，最终确保定影温度控制的稳定性。
按照本发明的其他方面，还提供了一种在水平安装及垂直安装时都能在纸张上形成色调剂图像的图像形成装置，该图像形成装置包括用于在环形感光体上形成色调剂图像并随后将该色调剂图像复制到纸张上的一个图像形成单元；一个热定影单元，它具有一热滚筒，并在垂直安装时位于图像形成单元下方，用于把色调剂图像热定影到从上方输送的纸张上；用于检测热定影单元的热滚筒温度的一个温度检测器；以及一个控制电路把与该装置的安装方向相对应的设定温度与温度检测器的检测温度相比较，用于控制热滚筒的定影温度。
按照本发明的其他方面，是通过把与安装方向相对应的设定温度与温度检测器的检测温度相比较来控制热滚筒定影温度的。因此，可以防止在水平安装和垂直安装状态之间的温度控制误差，并确保稳定的定影温度控制。
从以下结合附图的描述中可以更容易理解本发明的其他特征和优点。
与说明书相结合并作为其一部分的附图形象地说明了本发明的最佳实施例，并且与上述的概括性说明和以下对最佳实施例的详述相配合，用于解释本发明的原理，其中

图1是表示本发明原理的示意图；图2是本发明一个实施例的图像形成装置的结构图；图3为图2装置在水平安装状态时的视图；图4是图2装置在垂直安装状态下的视图；图5是说明图2中显影单元轮廓的视图；图6中示出的是图5中显影单元主要部件的截面图；图7表示出了图2中的显影单元处于垂直安装状态时的视图；图8A是有助于解释图5的显影单元在水平安装时的操作方式的视图；图8B是有助于解释图7的显影单元在垂直安装时的操作方式的视图；图9是按照本发明进行显影操作的特性曲线；图10表示按照本发明的排气管的一个实施例；图11中示出了图10的装置在水平安装状态下的视图12示出了图10的装置在垂直安装状态下的视图；图13是一个顶视图，它表示本发明中排气管的一种变更；图14是图13中结构的剖视图；图15表示本发明中排气管的另一种变更的剖视图；图16示出了本发明中温度检测器的一个替换例；图17表示按照图16的结构处于垂直安装状态下的视图；图18示出了本发明中温度检测器的另一替换例；图19表示按照图18的结构处于垂直安装状态下的视图；图20是对应于图18结构的控制框图；图21表示本发明中温度检测器的再一替换例；图22表示按照图21的结构处于垂直安装状态下的视图；图23是现有技术的示意图。
图1是用于说明本发明原理的视图。
如图1所示，热定影单元27包括一热滚筒27-1，一支撑滚筒27-2和一盖住热滚筒27-1的框架27-3。当该装置如图1所示处于垂直安装状态时，热定影单元27位于感光鼓20之下。
排报导管60的出气口61设在热定影单元27中框架27-3的斜上方位置。在本例中，出气口61设在倾斜于框架27-3 45°的位置。另外，排气管60的通道倾斜向上延伸。
在图1所示的垂直状态下，利用这一结构可把从热滚筒27-1上升的气流平滑地导入排气管并随之排出。类似地，在水平安装状态下，采用热滚筒27-1的上升气流也能被平滑地导入排气管60而排出。
因此，无论该装置是水平或垂直安装，都可防止来自热滚筒27-1的上升气流通向感光鼓20。这样就有可能防止色调剂图像被粘在感光鼓20上，并能防止感光鼓20的感光层劣化。
图2是用于说明本发明一个实施例的图像形成装置的结构视图。图3是图2所示装置在水平安装状态时的视图。图4是图2所示装置在垂直安装状态下的视图。
如图2所示，感光鼓20是这样构成的，即在一个铝制鼓上涂上约20微米厚的功能分离型有机感光体。感光鼓的外部直径为24mm。感光鼓20以25mm/s的圆周速度逆时针旋转。预充电器21是由一种栅控式电晕器(Scolotron)构成的非接触型充电器。这样，预充电器21在感光鼓20的表面上均匀地充电。预充电器21以-580V对感光鼓20的表面充电。
一光学单元(光学图像曝光单元)22在均匀充电的感光鼓20上进行图像曝光，从而在感光鼓20上形成静电潜影图像。该光学单元22中用到了由LED阵列和自聚焦透镜阵列的组合构成的LED光学系统。通过该光学单元22进行的图像曝光被用于在感光鼓20上形成-50至-100V的静电潜影图像。
显影单元23向感光鼓20上的静电潜影图像提供带电的色调剂，并如下文中对图5的说明将潜影图像转换成可见图像。显影单元23的显影滚筒24向感光鼓20供应显影剂。在显影单元23的色调剂盒25中装有磁性色调剂。该色调剂盒25被可更换地连接到显影单元23上。当色调剂用光时可更换色调剂盒25，以便向显影单元23供应磁性色调剂。
转换单元26由电晕放电器构成，该转换单元26用静电把形成在感光鼓20上的色调剂图像复制到纸张上。具体地说，就是从电源向电晕导线上施加+3KV至+6KV数量级的电压，由此通过电晕放电而产生电荷。这样就会使纸张的背面带电，从而把感光鼓20上的色调剂图像复制到纸张P上。理想的电源应是一恒流源，它能减少由环境原因造成的转换效率下降，为纸张提供固定量的电荷。
热定影单元27由装有用做热源的卤化灯的热滚筒27-1和压滚筒(支撑滚筒)27-2构成。由此将纸张加热，以便使色调剂图像定影在纸张上。
一分离部件28由导电滚筒构成。该分离部件28接触感光鼓20，用于分散留在感光鼓20上的色调剂。显影单元23的剩余色调剂经分离后较容易收集。另外，向分离部件28施加一AC电压29，以便从感光鼓20上除去剩余的色调剂。此外，由此产生的相对运动可以再次回收色调剂。采用这种操作方式可使剩余的色调剂适当地分离。并能通过施加大于起始放电电压的电压使感光鼓20不带电，消除由剩余电荷造成的正片余像。
参见图2，装纸张的纸盒10可拆卸地被装接在该装置上。该纸盒10设在装置下方的内部。纸盒10可以从图中左侧的该装置前面上连接或拆卸。取纸滚筒11用于从纸盒10中取纸。阻挡滚筒12承受被取出的纸张的冲击，使纸张的前沿对齐并随后将纸张输送到转换单元26。放纸滚筒13用于把定影后的纸张排放到接纸箱14。安装在装置上表面上的接纸箱14收集排出的纸张。
该装置的控制电路装在一块印刷电路板15上。电源16向装置的各个元件供电。一个连接到外部电缆的I/F(接口)连接器被插入装置内部并被连接到印刷电路板15的连接器上。在一个选择板18上装有不同类型的仿真电路，例如一个字体存储器。
以下解释本实施例的操作。栅控式电晕器充电器21以-580V对感光鼓20的表面均匀地充电。然后由LED光学系统22执行图像曝光。采用这种处理方式，在感光鼓20上形成静电潜影图像，图像的背景部分为-580V，印相部分为-50V至100V。在显影单元23的显影滚筒24上的套筒241上(将在下文图5中说明)上施加显影偏置电压(-450V)。结果，由显影单元23用磁性聚合物色调剂使感光鼓20上的静电潜影图像曝光，该色调剂事先由载体搅拌而带负电荷。这样就使静电潜影图像转变成色调剂图像。
另一方面，由取纸滚筒11从纸盒10中取纸。纸张的前沿由阻挡滚筒12对齐。接着向转换单元26送纸。然后由转换单元26用静电力把感光鼓20上的色调剂图像复制到纸张上。由热定影单元27把纸张上的色调剂图像定影在纸张上。再由放纸滚筒13使纸张通过一U形输送路径并排放到接纸箱14。
另一方面，色调剂图像并不能100％地复制到纸张上，还有些色调剂残留在感光鼓20上。除去剩余色调剂的方法包括使用公知的无清洁器方法，该方法不使用清洁器(例如[The Cleanerless LaserPrinter Using One-Component Non-Magnetic PhenomenonSystem]或类似方法，它发表在电子照相学会编辑的论文集第30卷，第三期的293-301页上)。
采用无清洁器方法可以省去清洁器，并由显影单元23收集未复制到纸张上的色调剂。而未经复制的色调剂可以重新用于印相。在无清洁器方法中省去了清洁器，取而代之的是一个导电分离部件28。在这种记录方式下，分离部件28使感光鼓20上未复制的剩余色调剂分离，然后在色调剂吸附在感光鼓20上的状态下用电晕充电器21均匀地充电。光学单元22执行图像曝光，而显影单元23在收集未经复制的剩余色调剂的同时进行显影。
分离部件28使集中在局部区域的色调剂分离。通过分离使每单位面积上的色调剂数量减少，使显影单元23易于收集。进而用电晕充电器21的离子射束过滤剩余的色调剂。对色调剂的分离限制了其滤光作用，并能防止不均匀的充电。另外还防止了剩余色调剂对图像曝光过程的滤光作用。从而具有能防止曝光不匀的作用。
这一记录方式的要点在于感光鼓20上的色调剂是在显影过程的同时被收集的。它可用这样一种方式来解释。即感光鼓20和色调剂都带有负电荷。感光鼓20表面的电势由充电器21设定为-580V。由于图像曝光形成静电潜影图像的曝光部分电势下降，其电势下降到0V至负数十V。在显影过程期间向显影单元23的显影滚筒24施加大约介于该表面电势与潜影图像电势之间的显影偏置电压(-450V)。
在显影过程中，吸附在显影滚筒24上的带负电荷的色调剂通过在显影偏压和潜影图像电势间形成的电场力被粘到感光鼓20上的静电潜影图像上，形成色调剂图像。在与显影过程同时进行的无清洁器(收集)过程中，利用在感光鼓20的表面电势与显影偏压间形成的电场，由显影滚筒24从感光鼓20上收集未复制的剩余色调剂，这些色调剂经过分离刷28的均匀化处理而散布在感光鼓20上。
无清洁器处理方式有以下优点(1)不需要用于分离色调剂的机械，从而能缩小装置的尺寸；(2)不需要用于存贮分散的色调剂的空间；(3)色调剂有助于消除印相，因而比较经济；(4)色调剂不会被扩散，有利于环境保护；及(5)尽管采用清洁器清除感光鼓上的色调剂免不了削薄(omitting)带有清洁器的感光鼓，但感光鼓的寿命会由于没有清洁器而增大。
由于没有清洁器以及其他原因，本装置的尺寸可以显著地缩小。本装置还可以按个人用打印机的方式安装在桌面上。如图3所示，纸盒10可以被水平地置于安装面上。在图3中，操作盘5显示出装置的状态并同时用来指示如何操作该装置。纸张导板30设在接纸箱14的前沿处，挡住排放到接纸箱14的纸张的前沿并使其前沿对齐。按照本实施例，纸盒可以从装置的前面连接或拆卸。另外，排出的纸张也从装置的前面排出。
此外，如图4所示，在垂直安装时也可以形成图像，此时如图2所示装置的I/F连接器17(热定影单元27)设在安装面上，而纸盒10则设置成垂直于安装面。这种安装方式使安装面积小于水平安装。
此时有一个纸挡板31挡住排放到接纸箱14中的纸张以防其散落。这样，即使在垂直放置时纸张也不会散落。另外在该装置的安装面一侧有一支座32，使装置在垂直安装时也能保持稳定。
此外，即使是采用无清洁器方式，预充电器21和转换单元26也是采用非接触式放电方式构成的，并由此使感光鼓20上的色调剂不会粘到这些装置上。因此可以稳定地完成均匀的充电和转换。
图5是图2中显影单元的结构示意图。图6是示出了图5中显影单元主要部件的局部图。图7表示出了图5的显影单元处于垂直安装状态。图8A和8B是有助于解释色调剂供料过程的示意图。图9表示按照本发明的特性曲线。
参见图5，显影滚筒24包括一金属套筒241和一具有多个磁极并装在该套筒内的磁铁240。磁铁240固定在套筒241内，该显影滚筒24通过套筒241的旋转来输送磁性显影剂，在下文中将会描述。显影滚筒24的直径为16mm，并且转速为感光鼓20圆周速度的三倍(75mm/s)。
显影室230沿着显影滚筒24的外围设置。显影室230内部充满1.5组分的显影剂，它是磁性载体和磁性色调剂的混合物。显影室230由上隔板部件230-1和下底230-2所限定，使其具有固定的容积。
采用这种布置，如果把定量的磁性载体装入显影室230，显影室230内磁性色调剂的量就固定了。由于显影室230内的显影剂量是固定的，在从色调剂料斗231中供应消耗掉的磁性色调剂时，色调剂的密度也是固定的。因此无需控制色调剂的密度。更具体地说，在显影室中装有与色调剂密度的控制点相对应的数量的载体，从而把色调剂密度自动控制在预定范围内。
此外，在沿着显影滚筒24周边区域的显影室230内总是充满着显影剂。因此，即使把装置垂直放置，也能防止出现显影室230内的显影剂集中在一侧而不能向显影滚筒供应显影剂的现象。
显影剂的磁性载体可以采用平均粒度为35微米量级的磁性载体，而磁性色调剂可以是用聚合方法制成的磁性色调剂，但是其平均粒度为7微米。聚合而成的色调剂具有一致的粒度，并且其粒度的分布很精确。因此，在转换过程中感光鼓20上的色调剂图像能均匀地粘到纸张上。由于这一原因，转换单元中的电场也会变得均匀，并因此使这种色调剂比惯用的粉末方法中所用的色调剂具有较高的转换效率。粉末化色调剂的转换效率为60-90％，而聚合物色调剂的转换效率可达90％或更高。色调剂密度应为5wt％至60wt％。然而，本实施例中的色调剂密度被定为30wt％。
一个刮刀234被用于调节从显影滚筒24供给感光鼓20的显影剂量，因此不会向感光鼓20上的潜影图像供应过量的显影剂，但也不会使供应量短缺。调节作用是利用刮刀234的边沿与显影滚筒24表面之间的间隙来实现的。一般把该间隙调节到大约0.1-1.0mm。
色调剂料斗231中仅装有磁性色调剂，并且内装一供料滚筒232。通过供料滚筒232的转动把色调剂供应给显影室230。
借助于显影滚筒24上套筒的显影剂输送力、显影滚筒24的磁力以及刮刀234的显影剂调节功能，可以在显影室230内搅拌输送到其内的色调剂。这样，通过色调剂与载体的摩擦使其带有预定极性和预定量的电荷。按照本实施例，在载体与色调剂之间的充电系统受到调节，其结果使之带负电荷。
此外如图6所示，在隔板部件230-1与显影滚筒24之间的空间被设定为小于磁性刷硬毛的高度，该磁性刷利用隔板部件230-1固定在显影滚筒24上方的刀片234上的上流。如图6所示，间隙a被定为2.0mm。这样，由隔板部件230-1调节显影滚筒24上方的磁性刷，并使磁性刷承受显影滚筒24的转动力。由此就增强了显影室230内的搅拌力，并能在很宽的色调剂密度范围内得到稳定的色调剂带电荷量。
另外，沿着显影滚筒24的外围的这一间隙是固定的，因此，无论是水平或垂直安装，其充电效果都不会改变。
色调剂供应通道235由上隔板部件230-1和处在色调剂料斗231与显影室230之间的底230-2所限定。色调剂供应通道235的宽度b如图6所示为1.5mm。色调剂231中的色调剂通过这一色调剂供应通道被输送到显影室230。
构成显影室230的底230-2上有一突起部件230-3从色调剂供应通道235处伸入色调剂料斗231。这一底230-2还设有一从感光鼓20侧面向上延伸的斜面。突起部件230-3的边沿与隔板部件230-1边沿之间的间隙如图6所示被定为C＝1.0-1.5mm。也就是由这一量值给定了倾斜角。另外，隔板部件230-1与显影滚筒24之间的距离d被定为4.5至6.0mm。
在图5所示，由色调剂盒25和色调剂料斗231的两壁形成的角度F相对于重力方向G被设定为大约45°，并且色调剂的流动方向被设定为45°，并且色调剂的流动方向被设定为45°角。由此，即使是垂直地安装该装置，也能平滑地供应色调剂。
接下来描述显影单元的工作方式。图5示出了当图3所示装置水平安装时显影单元的状态。由色调剂盒25和色调剂料斗231的壁面形成的角F相对于重力方向G被设定在大约45°。因此，色调剂流向色调剂料斗231的底部并且被平滑地供给供料滚筒232。
在这一水平安装状态下，色调剂会在重力作用下朝色调剂料斗231的底部流动。供料滚筒232由此把色调剂凑集在色调剂料斗231的底侧。此时，如图8A所示，由于底230-2具有突起部件230-3，被供料滚筒232上推的色调剂就会撞击到隔板部件230-1上，从而使色调剂进入色调剂供应通道235。
利用这一结构，仅有由色调剂供料滚筒232输送的色调剂能进入色调剂供应通道235。相应地，隔板部件230-1的相关部位起到缓冲的作用。因此，色调剂供料滚筒232的挤压力不会直接作用到色调剂供应通道235，从而可防止过度地挤压色调剂，以便与显影室230中的短缺数量相对应地补充色调剂。
此时，底230-2朝显影滚筒24的旋转方向向上倾斜。因此，显影滚筒24的磁性刷和从磁性刷上刷下的载体不会在通过感光鼓20之后从色调剂供应通道235经由底230-2泄漏到色调剂供应室231中。由此可防止显影室230中在起动时缺少载体，获得稳定的1.5组分效果。
另一方面，即使当装置处在图4所示状态下时，参见图7的显影单元，由色调剂盒25的色调剂料斗231的壁面与重力方向G构成的角F被设定为约45°，因此，即使是垂直安装，色调剂也可被平滑地供给供料滚筒231。
此时如图7所示，色调剂停留在色调剂料斗231侧面的隔板部件230-1附近，因此很容易从色调剂供应通道235中落入显影室230。然而，如图8B所示，底230-2的突起部件230-3可以调节从色调剂供应通道235中下落的色调剂；因此几乎看不到色调剂的下落现象。随之由色调剂供料滚筒232的转动力来供应色调剂。
也就是说，从图8B中可见，由供料滚筒232推动的色调剂由于底230-2的突起部件230-3的作用而撞击隔板部件230-1，从而进入色调剂供料通道235。这样，仅有由色调剂供料滚筒232供应的色调剂进入色调剂供应通道235。因此，隔板部件230-1的相应部位起到缓冲的作用。利用这一作用使色调剂供料滚筒232的挤压力不会直接转化成供应色调剂的压力。因此可防止色调剂受到过度挤压。仅有与显影室230中的短缺数量相应的色调剂得到补充。
这样就意味着无论装置是水平安装还是垂直安装，都能以不变的方式向显影室供应色调剂。由于该装置在水平安装或垂直放置时其显影室中的色调剂密度并不发生变化，由此就能防止图像密度的改变。
也就是说，大部分色调剂是由色调剂供料滚筒232供给显影室230的。有可能实现不受色调剂在重力作用下的流动方向所影响的色调剂供应方式。出于这一原因，即使改变装置的安装方向，色调剂的供应量也不变，因此可完成稳定的显影工作。
另外，在垂直放置时存在着显影剂从显影单元23中下落的可能性。然而，显影剂采用了磁性的二元显影剂，因此能靠磁力保持在显影滚筒24上。结果，即使在装置被垂直安装时也几乎没有显影剂下落的现象发生。特别是在采用磁性载体和磁性色调剂时，载体和色调剂二者都被保持在显影滚筒24的磁性滚筒上。因此，越发能够防止显影剂下落，并在上述垂直安装状态下实现稳定的显影。
图9是一特性图表，示出了该装置在横向(水平)安装时执行了打印操作之后再改为纵向(垂直)安装时，色调剂密度Tc在执行打印操作中的变化。
最初该装置被水平放置，接着在显影单元23的显影室230中放入预定量的起动载体。显影单元随之开始执行打印操作。结果，由色调剂料斗231逐渐向显影室230供应色调剂。色调剂的密度会随着打印出的纸张数量增长而增大。接着，在显影室230中被充满载体和色调剂的时间点上，色调剂密度达到30wt％。此后即使打印出的纸张数再增加也看不出色调剂密度有何变化。
在此情况下接着把装置改成垂直安装后执行打印，其结果是色调剂密度与水平安装时相同。另一方面，按照日本专利待审公开号3-252686中公开的惯用1.5组分显影装置的构造，如图中白圈所示，色调剂密度在垂直放置时增大。色调剂密度变化的结果是图像的密度也随着水平安装和垂直安装而改变。这就证明了上述稳定供料方式的作用。无论装置是水平或垂直放置，都可以形成密度不变的图像。这样就能制成既能水平安装也可垂直安装的图像形成装置。
图10说明了本发明一个实施例中的排气管结构。图11表示了图10的水平安装状态。图12示出了图10的垂直安装状态。
参见图10至12，与图2中相同的元件标有与其相同的标号。如图10所示，出气口61设在与热定影单元27的框架27-3倾斜的方向上。参见图1，出气口61与框架27-3大约成45°角为好。与出气口61连通的排气道60的通道在倾斜的方向上延伸，它设在接纸箱14下方。由隔离壁62把排气管60与感光鼓20隔开。标号40、41表示热定影单元27的纸张导轨，标号42也代表纸张导轨。
参见图11，在装置的水平安装状态下，出自热定影单元27的上升气流经由设在框架27-3上的出气口61被导入排气管60并从该装置左侧面排出到外部。此时，放纸滚筒13有助于排出热定影单元27的一些热量和水蒸汽。标号70代表一温度检测器，用于检测热滚筒27-1的温度，在下文中将会描述。
如图12所示，在装置的垂直安装状态下，热定影元件27-1、27-2位于感光鼓20下方。在这一结构下，出自热定影单元27的上升气流流向感光鼓20。然而，出气口61被设在框架27-3的倾斜方向上，并因此使热定影单元27的上升气流从框架27-3的出气口61被导入排气管60。该气流随之从装置的上面被排放到外部。
以这种方式把出气口61设置在与框架27-3倾斜的方向上，并且排气管60的通道也指向倾斜方向。因此，在装置的水平和垂直安装状态下，都可以防止热定影单元27的热量等气流通向感光鼓20。这样就能有效地防止感光鼓20由于热定影单元27的热量而被损伤。
另外，由于排气管60是斜的，在水平安装和垂直安装时都易于使热定影单元27的气流流通。还可阻止气流流向感光鼓20。此外，排气管是隔离的，因此能防止热定影单元27的热量等等弥散到装置的内部。
图13是本发明中排气管一个变更例的顶视图，图14是图13所示排气管的侧视图。
参见图13和14，与图10至12中相同的元件采用了相同的标号。如图14所示，此处设有从倾斜于框架27-3设置的出气口61延伸的排气管60。如图13所示，排气管60与装在装置侧面的排风扇63连通。
采用这种布置方式，热定影单元27的热量等等由框架27-3上的出气口61被导出，并通过排气管60的通道流动。然后由排风扇63从装置的侧面排出热量。
结果，在装置被水平或垂直安装时都能防止热定影单元27的热量等气流通向感光鼓20。由此就能防止感光鼓20由于热定影单元27的热量等造成劣化。另外，按照本实施例可以实现排气管60的小型化。
图15是按照本发明的排气管的一个变更例，图15是一个侧视图，示出了垂直安装状态。
参见图15，在垂直安装状态下，感光鼓20位于热定影单元27上方。因此，即使把出气口61和排气管60设在框架27-3的倾斜方向上，热定影单元27的热量等等仍有可能从纸张导轨40和框架27-3之间流向感光鼓20。
为了防止这种外流，首先在感光鼓20与热定影单元27之间的纸张导轨40内装设一第二排气管64，此结构可以使流向感光鼓20的热量排出，而防止其流向感光鼓20。
第二，在框架27-3的纸张导轨侧面设一挡板27-4，用它阻止框架27-3内的热量等等从纸张导轨40与框架27-3之间流向感光鼓20。这种结构在该装置被水平和垂直安装时可以进一步确保热定影单元27的热量等等不会流向感光鼓20。从而进一步防止了感光鼓20因热定影单元27的热量等等所造成的劣化。
图16和17是用于解释本发明中温度检测器一个实施例的示意图。图16表示热定影单元处在水平安装状态，图17示出了垂直安装状态的热定影单元。
如图16所示，在装置的水平安装状态下，热定影单元27的上升气流(热气流)朝上指向框架27-3的顶面。另一方面如图17所示，在装置的垂直安装状态下，热定影单元27的上升气流(热气流)横向指向框架27-3的侧面。这样，热定影单元27的气流方向就随着装置的安装方向而有所不同。
另一方面，需要通过检测热滚筒27-1的温度和控制热滚筒27-1的热源来把定影温度控制在一固定温度。为此而设有温度检测器70来检测热滚筒27-1的温度。然而，环境温度随气流方向而有所不同，这取决于水平安装还是垂直安装，因此容易出现检测温度的误差。
因此，如图16所示把温度传感器70-2安装在热滚筒27-1的倾斜方向上。即把设在弹簧片70-1端部的温度传感器70-2压在与热滚筒倾斜的位置，这一倾斜位置相对于水平方向被定为大约45°角。另外为温度传感器70-2配备一热敏电阻。
利用这一结构，无论在图16的水平安装或图17的垂直安装状态下，反映在温度传感器70-2上的气流作用都是相同的。因此，无论该装置水平或垂直安装，都能精确地检测温度。另外，可以通过移动温度传感器很容易地完成。
图18和19示出了本发明中温度传感器的变更例。图20是图19实施例的框图。请注意图18中所示为热定影单元处于水平安装状态，而图19表示出热定影单元为垂直安装状态。
如上讨论的，当装置被水平安装时，热定影单元27的上升气流(热气流)朝上指向框架27-3的顶面，而在装置的垂直安装状态下，热定影单元27的上升气流(热气流)则横向指向框架27-3的侧面。这样，热定影单元27的气流方向则随着装置的安装方向而有所不同。因此，与气流方向相对应的环境温度不同，并由此容易出现检测温度的误差。
如图18和19所示，温度检测器70的温度传感器70-2被装在热滚筒27-1的侧面位置，即把设在弹簧片70-1端部的温度传感器70-2压在热滚筒27-1的侧面位置。相应地，在图18的水平安装状态下检测到的温度相对较低，而在图19的垂直安装状态下检测到的温度则相对较高。由于气流变化所造成的二者间的检测温度差利用一控制元件来校正。
即如图20所示，装置1中装有一用于检测该装置安装方向的检测器72。安装方向检测器72包括一固定的发射型光敏器件75和一绕着转轴74的中心的转动的摆锤73。在水平安装状态，摆锤73位于图20中实线所示位置，并因而遮住了发射型光敏器件75的光通路。另一方面，在垂直安装状态，摆锤73转到图20中如虚线所示位置，不会遮住发射型光敏器件75的光通路。这样就能检测到装置的安装方向。
另一方面还设有一控制电路76，用于接收温度传感器70的输出并控制热滚筒27-1热源的温度。该控制电路76中存储了水平安装时的设定温度和垂直安装时的设定温度。
控制电路76根据从安装方向检测器72接收到的检测输出来识别装置的安装方向。根据这一识别结果，由控制电路76确定是否把温度设定在水平设定温度或是垂直设定温度。然后，控制电路76把温度检测器检测到的温度与由此确定的设定温度相比较。控制电路76按照此二者间的比较结果控制热滚筒27-1的热源温度。
以此方式，当装置水平安装时，控制在相对较低的水平设定温度下进行。当垂直安装时，控制在相对较高的垂直设定温度下执行。因此，在水平安装状态下的检测温度变得较低，而在垂直安装时则较高。即使由于安装状态不同造成二者间的检测温度差，也可以通过用控制元件进行校正而控制这一差值。
图21和22是本发明中温度检测器另一变更例的示意图。图21表示热定影单元为水平安装状态，图22表示热定影单元处于垂直安装状态。
如前述，热定影单元27的气流方向随着装置的安装方向而有所不同。因此，环境温度相对于气流方向而不同，取决于水平装置和垂直安装。从而容易出现检测温度的误差。
在这一情况下，如图21所示在相对于热滚筒27-1的彼此不同方向上设有一对温度检测器70、71。即设在弹簧片70-1端部的温度传感器70-2被压在热滚筒27-1的顶面位置。另一方面，设在弹簧片71-1端部的温度传感器71-2被压在热滚筒27-1的侧面位置。
在图21所示的水平安装时采用温度传感器70-2(或温度传感器71-2)的输出。另一方面，在图22所示的垂直安装状态下使用温度传感器71-2(或温度传感器70-2)的输出。
如果采用这一方式，无论是在图21所示水平安装或图22所示垂直安装的情况下，作用在用于温度检测的温度传感器上的气流影响都是相同的。因此，无论该装置是水平或垂直设置，都能精确地检测温度。
另一种方式是在图21所示的水平安装状态和图22所示的垂直安装状态下均使用温度传感器70-2、71-2的(两个)输出。然后把两个输出的平均值作为检测的温度。即根据该平均值进行温度控制。采用这种控制方式，其作用和效果是相同的。在这种情况下，两个温度传感器70-2、71-2各自由一热敏电阻构成，两个热敏电阻串联连接，由此获得一平均值。另外，若把两个热敏电阻并联连接，也可取得一平均值。
以下是本发明除上述实施例之外的可能的变更。首先，图象曝光单元既可采用LED光学系统，也可采用激光光学系统、液晶光栅光学系统，及EL(电发光)光学系统等等。第二，潜影图象形成机理是以电子照相机理的形式来解释的，然而也可用感光鼓上色调剂图像的转换机理来解释。
第三，本文中所说的纸张不仅限于纸，也可包括其他介质。另外，感光鼓不仅限于鼓的形状，也可采用带状构形。第四，图像形成装置是以印刷机的形式来描述的，但也可以是其他诸如复印机、传真机等等的图像形成装置。
到此为止，本发明一直是以实施例的方式描述的，但还可以在本发明的主要范围内实现变更和修改，并且这些修改均不能超出本发明的范围。
如上所述，按照本发明提供了用于从倾斜方向上导出热定影单元气流的排气管。因此，无论是水平或垂直安装，都可防止热定影单元的热量和水蒸汽流向感光鼓。这样就有可能防止印刷质量的下降和感光鼓的劣化。另外，在检测温度时考虑到了热定影单元的气流方向，因此，无论是水平或垂直安装都可使定影温度保持在一固定温度。
权利要求
1.一种图像形成装置，用于当该装置被水平安装和垂直安装时在纸张上形成色调剂图像，该装置包括一图像形成单元，用于在一环形旋转感光体上形成色调剂图像并随后把该色调剂图像复制到纸张上；一热定影单元，在垂直安装时位于所述图像形成单元下方，用于把色调剂图像热定影在从上方输送的纸张上；以及一个排气管，用于朝所述热定影单元的斜上方导出所述热定影单元内部的气体，以便排空所述热定影单元的内部。
2.按照权利要求1的图像形成装置，其特征是所述热定影单元包括一热源和一个用于包围所述热源的框架，并且所述排气管具有一出气口，该出气口处于从所述热定影单元的所述框架倾斜向上的位置。
3.按照权利要求2的图像形成装置，其特征是所述排气管具有一从所述热定影单元倾斜向上延伸的通道。
4.按照权利要求1的图像形成装置，其特征是所述排气管具有一与所述图像形成单元隔开的通道。
5.按照权利要求1的图像形成装置，其特征是所述图像形成单元包括所述感光体；为所述感光体充电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元用于在所述经过图像曝光的感光体上实现显影，并由此在所述感光体上形成色调剂图像；以及一转换单元把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
6.按照权利要求1的图像形成装置，其特征在于是在位于所述热定影单元与所述图像形成单元之间的供纸导轨中设有一第二排气管。
7.按照权利要求2的图像形成装置，其特征是所述排气管具有一与所述图像形成单元隔开的通道。
8.按照权利要求2的图像形成装置，其特征是所述图像形成单元包括所述感光体；为所述感光体充电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元用于在所述经过图像曝光的感光体上实现定影，并由此在所述感光体上形成色调剂图像；以及一转换单元把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
9.按照权利要求2的图像形成装置，其特征是在位于所述热定影单元与所述图像形成单元之间的供纸导轨中设有一第二排气管。
10.按照权利要求2的图像形成装置，其特征是所述排气管的通道具有与所述图像形成单元隔开的结构。
11.按照权利要求3的图像形成装置，其特征是所述图像形成单元包括所述感光体；为所述感光体充电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元在所述经过图像曝光的感光体上实现显影，并由此在所述感光体上形成色调剂图像；以及一转换单元用于把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
12.按照权利要求3的图像形成装置，其特征是在处于所述热定影单元与所述图像形成单元之间的供纸导轨中设有一第二排气管。
13.按照权利要求4的图像形成装置，其特征是所述图像形成单元包括所述感光体；为所述感光体充电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元在所述经过图像曝光的感光体上实现显影，并由此在所述感光体上形成色调剂图像；以及一转换单元用于把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
14.按照权利要求4的图像形成装置，其特征是在位于所述热定影单元与所述图像形成单元之间的供纸导轨中设有一第二排气管。
15.按照权利要求1的图像形成装置，其特征是所述排气管具有一个通道用于从所述装置的侧面排气，以及一个设在所述装置侧面的排风扇。
16.按照权利要求15的图像形成装置，其特征是所述热定影单元具有一个热源和一个包围所述热源的框架，并且所述排气管带有一个出气口，该出气口位于所述热定影单元的所述框架的斜上方。
17.按照权利要求15的图像形成装置，其特征是所述排气管具有一与所述图像形成单元隔开的通道。
18.按照权利要求15的图像形成装置，其特征是所述图像形成单元包括所述感光体；为所述感光体光电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元在所述经过图像曝光的感光体上实现显影，并由此在所述感光体上形成色调剂图像；以及一转换单元用于把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
19.按照权利要求16的图像形成装置，其特征是所述排气管具有一与所述图像形成单元隔开的通道。
20.按照权利要求16的图象形成装置，其特征是所述图像形成单元包括所述感光体；为所述感光体充电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元在所述经过图像曝光的感光体上实现显影，并由此在所述感光体上形成色调剂图像；以及一转换单元用于把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
21.按照权利要求17的图像形成装置，其特征是所述图像形成单元包括所述感光体，为所述感光体充电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元用于在所述经过图像曝光的感光体上实现显影，并由此在所述感光体上形成一色调剂图像；以及一转换单元用于把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
22.一种图像形成装置，用于在水平或垂直安装该装置时在纸张上形成色调剂图像，包括一图像形成单元用于在一环形的旋转感光体上形成色调剂图像，并随后将色调剂图像复制到纸张上；一热定影单元，它具有一热滚筒，并在垂直安装时位于所述图像形成单元之下，用于把色调剂图像热定影到从上方输送的纸张上；以及一温度检测器与所述热定影单元的所述热滚筒倾斜地设置，用于检测所述热定影单元的温度。
23.按照权利要求22的图像形成装置，其特征是所述图像形成单元包括；所述感光体，为所述感光体充电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元用于在所述经过图像曝光的感光体上实现显影，并由此在所述感光体上形成色调剂图像；以及二转换单元用于把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
24.一种图像形成装置，用于在水平或垂直安装该装置时在纸张上形成色调剂图像，包括一图像形成单元用于在一环形的旋转感光体上形成色调剂图像，并随后将色调剂图像复制到纸张上；一热定影单元，它具有一热滚筒，并在垂直安装时位于所述图像形成单元下方，用于把色调剂图像热定影到从上方输送的纸张上；以及多个温度检测器，各自设在相对于所述热定影单元的所述热滚筒的不同位置上，用于检测所述热定影单元的温度。
25.按照权利要求24的图像形成装置，其特征是所述图像形成单元包括所述感光体；为所述感光体充电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元用于在所述经过图像曝光的感光体上实现显影，并由此在所述感光体上形成色调剂图像；以及一转换单元用于把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
26.一种图像形成装置，用于在水平或垂直安装所述装置时在纸张上形成色调剂图像，包括一图像形成单元用于在一环形的旋转感光体上形成色调剂图像，并随后将色调剂图像复制到纸张上；一热定影单元，它具有一热滚筒，并在垂直安装时位于所述图像形成单元下方，用于把色调剂图像热定影到从上方输送的纸张上；一温度检测器用于检测所述热定影单元的所述热滚筒的温度；以及一控制电路把对应着所述装置的安装方向的一个设定温度与所述温度检测器检测到的温度相比较，用于控制所述热滚筒的定影温度。
27.按照权利要求26的图像形成装置，其特征是所述图像形成单元包括所述感光体；为所述感光体充电的充电器；一曝光单元用于把图像曝光到所述带电的感光体上；一显影单元用于在所述经过图像曝光的感光体上实现显影，并由此在所述感光体上形成色调剂图像；以及一转换单元用于把所述感光体上的色调剂图像复制到纸张上。
全文摘要
一种图像形成装置用于在水平或垂直安装时在纸张上形成色调剂图像。该图像形成装置是这样设计的，即无论在水平或垂直安装时都能使出自热定影单元的气流不会影响到感光体的图像形成操作以及热定影单元的温度检测操作。该图像形成装置包括一从热定影单元的斜上方导出热定影单元内部气体的排气管，以便排空热定影单元的内部。因此，无论是水平或垂直安装该装置，出自热定影单元的气流都不会影响到感光体上的图像形成。
文档编号G03G21/20GK1122016SQ9411886
公开日1996年5月8日 申请日期1994年11月29日 优先权日1993年11月29日
发明者吉津邦弘, 内山金厚, 田中信之, 川井宏幸 申请人:富士通株式会社