专利名称：图象形成设备的热定影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及复印机、数字多功能机、激光打印机、传真设备或类似的图象形成设备，尤其涉及一种图象形成设备的热定影装置。
上述应用的传统的热定影装置具有一个其中装有一个加热器的加热辊、一个压到该加热辊上的压紧辊以及一个接触加热器辊外周用于检测辊的表面温度的热敏电阻。其上带有色剂图象并以图象传送设备出来的纸张被引入加热辊和压紧辊之间的辊隙。结果，色剂图象受热熔化并固定到纸上。首要的是在定影的足够早的阶段加热辊能被加热到定影温度。然而，通过给加热器供应电压稳定地加热加热辊浪费能量。
为了节约能量，习惯上，与纪录状态不同，在等待状态中减少或停止电的供应。然而，这就增加了由记录状态代替等待状态的时刻与能真正启动记录操作的时刻之间的时间间隔，即，等待时间。如果减小加热辊1的壁厚从而减小热容，以便提高温度升高的效率，那么，该问题将得到解决。然而，减小加热辊1的壁厚也带来其它的问题。具体地，加热辊的表面温度和由热敏电阻检测的温度彼此不同。尽管表面温度达到定影温度，检测到的温度还是低于定影温度。结果，当检测温度达到定影温度时，实际的表面温度已经升高到高于定影温度的温度。因此，过多的热量和时间被浪费掉了。另外，假定由于检测的温度升高到定影温度而停止加热辊的供电。然后，实际的表面温度突然下降并且先于检测温度连续下降到低于定影温度。这样，既便在检测到的温度降到低于定影温度的时候重新开始给加热辊供电，表面温度也低于定影温度。在这样的条件下定影的色剂图象有缺欠。
加热辊的表面温度和由热敏电阻检测的温度之间的上述差别是由于由包括热敏电阻和加热辊之间的热阻结构体的热阻和通过热敏电阻支架产生的热阻以及每个部分的热容的各种因素之间的关系而引起的热响应的滞后造成的。
因此本发明的一个目的是提供一种能够减少使加热辊表面达到定影温度时的等待时间的图象形成设备的热定影装置。
本发明的另一个目的是提供一种能够控制加热辊表面至稳定的可定影温度的图象形成设备的热定影装置。
根据本发明，当对于每一个等待状态和记录状态给加热辊建立特别的供电条件时，在加热加热辊把色剂图象定影在纸张上的热定影设备中，一个温度传感器检测加热辊的温度。存贮器存贮列有供电条件已经变换到记录状态之后加热辊的温度和加热辊达到能够执行记录操作的温度所需的时间间隔之间的关系的表。计时器计算录供电条件已经变换到记录状态之后所经过的时间间隔。当确定经过的时间间隔已经达到了加热辊达到能执行记录操作的温度所需要的时间间隔并且已经由加热辊的瞬时温度所确定时，记录操作启动部分命令记录操作开始。
另外，根据本发明，在上述类型的热定影设备中，温度传感器检测加热辊的温度。存贮器存储列有供电条件已经变换到记录状态之后加热辊的温度和加热辊达到能够执行记录操作的温度所需要的时间间隔之间的关系的表。第一计数器计算供电条件已经变换到记录状态之后所经过的时间间隔。当确定经过的时间间隔已经达到加热辊达到能够执行记录操作的温度所需要的时间间隔并且已经由加热辊的瞬时温度所确定时，记录操作启动部分命令操作开始。第二个计时器计算纸张开始供应到定影设备所必须的时间的预期的间隔。在由第二计时器计算的预期的时间间隔内把色剂图象定影在纸上。
另外，根据本发明，在上述类型的热定影设备中，温度传感器检测加热辊的温度。在供电条件已经变换到记录状态之后环境温度传感器检测环境温度。存贮器存储列有供电条件已经变换到记录状态之后加热辊的温度和加热辊达到能够执行记录操作的温度所必须的时间间隔之间的关系的表。校正部分根据环境温度校正从表中读出的时间间隔。第一计时器计算供电条件已经变换到记录状态之后所经过的时间间隔。当确定经过的时间间隔已经达到由校正部分校正的时间间隔时，记录操作启动部分命令记录操作开始。
从下面参照附图的详细描述中将更明白本发明的上述的和其它的目的、特征和优点。
图1表示了传统的热定影设备的主要部分。
图2表示了分别表示传统定影设备中的加热辊的表面温度和由热敏电阻检测的温度的曲线。
图3是表示了本发明所用的图象形成设备的纸张传送通道部分。
图4是概括地表示体现本发明的热定影设备的电路的框图。
图5是表示实施例的一具体操作的流程图。
图6表示了分别表示实施例中的加热辊的表面温度和由热敏电阻检测的温度的曲线。以及图7表示了加热辊的温度是如何根据环境温度变化的。
为了更好地理解本发明，如图1所示，先参见传统的热定影设备。如图所示，该设备具有一个加热辊1、一个压紧辊2以及一个热敏电阻3。卤灯加热器或类似的加热装置4安装在加热辊1内。热敏电阻3与加热辊1的外周保持接触。由例如硅橡胶覆盖的压紧辊2压到加热辊1上。其上带有色剂图象并且从图象传送设备5出来的纸P被送入加热辊1和压紧辊2之间的辊隙。结果，由于加热色剂图象熔化并且固定在纸P之上。首要的是在定影的足够早的阶段把加热辊1加热到定影温度。然而，通过给加热器4供电来稳定地加热加热辊是浪费能量的。
为了节约能量，与记录状态不同，已经习惯于在等待状态时减少或停止对加热器4的电供应。然而，这就增加了由记录状态代替等待状态的时刻与能真正启动记录操作的时刻之间的时间间隔，即，等待时间。如果为了提高温度升高的效率减小加热辊1壁的厚度，因而减小了热容，就可以解决这个问题。然而，如下所述，加热辊1的壁厚的减小产生其它问题。
如图2所示，当由曲线B所表示的热敏电阻3检测的温度变化时，由曲线A所表示的加热辊表面温度升高。尽管在时刻C表面温度A达到了可定影温度T0，检测的温度B还低于温度T0。结果，当在时刻D检测的温度B达到温度T0时，实际的表面温度A已经升高到高于温度T0的温度T1。因此，热量和时间分别浪费了值域E和F。另外，假定，正如在时刻D所确定的，由于检测的温度B升高至可定影温度T0而停止给加热辊1供电。然后，实际的表面温度A突然下降并且先于检测温度B连续下降到低于可定影温度T0。因此，既使当检测到检测温度B降至低于温度T0时重新开始给加热辊1供电，表面温度A也低于温度T0。在这种条件下定影的色剂图象有缺欠。
下面将参见附图描述根据本发明的热定影设备的最佳实施例。在图中，用同样的标号表示与图1所示的相同的或类似的部分。
图3表示用于该实施例的图象形成设备中的传送纸张通道。如图所示，通过定位传感器9和定位辊对11把由拾取辊7从纸张供给部分8供应出来的纸P运送到图象转移设备5上。通过图象转换设备5把色剂图象从光电导鼓6转移到纸P上。其上带有色剂图象的纸P被送到具有加热辊1和压紧辊2的定影设备13。加热辊1和压紧辊2加热色剂图象，因而在传送纸张的同时把图象定影在纸P上。当图象形成设备从等待状态变换到记录状态时，加热辊1开始被加热。当把加热辊1加热到能执行记录操作的足够高的可记录温度时，开始驱动鼓6、加热辊1、定位辊对11和拾取辊7。标号10指纸张释放传感器。
图4表示本发明的定影设备的电路。如图所示，环境温度传感器29检测设备周围的温度或供应纸张部分8附近的温度。一个模数转换器(ADC)24把从热敏电阻3输出的模拟信号转变成数字信号。比较器25比较由热敏电阻3的输出信号代表的温度和预选的极限升高温度，并且把比较的结果送到加热器的控制器26。作为响应，加热器的控制器26控制卤灯或加热器4的供电。主马达驱动器可控制主马达12的旋转。拾取马达驱动器28控制用来供应纸P的拾取马达7A的驱动。计数器计时器21用来监测加热器4的供电时间以及开始供应纸P和纸P到达定影设备B之间的时间间隔。存贮器22贮存列有加热器4的供电的预定时间间隔的表。具体地说，该表贮存代表当加热开始时加热辊1的温度和该辊的温度达到可定影温度(见图7)所必须的时间间隔之间的关系的数据，以及代表开始供应纸张P和纸张P到达定影设备13之间的预选的时间间隔的数据。另外，存贮器22贮存列有关于环境温度的校正线(如图7所示的典型的M和M′)的表。过程控制器20作为控制上述各种部分的微型计算机而进行工作。总线23是一个信号线，通过该总线23，过程控制器20和计数器计时器21以及存贮器22互换控制信号和数据。
下面将参考图5描述该实施例的操作。如图所示，当记录状态代替等待状态时，为了开始加热加热辊1打开加热器4(步骤101)。然后，检测热敏电阻3的温度(步骤102)。查寻存贮在存贮器22中的表从而读出适应检测到的热敏电阻温度以及加热辊1达到前述的可记录温度所需要的时间间隔(步骤103)。在计数器计时器21中设置上述时间间隔(步骤104)。结果，确定设置在计数器计时器21中的时间间隔是否期满(步骤105)。如果该时间间隔已经期满(步骤105中，是)，主马达驱动器27开始驱动主马达12，主马达12依次开始驱动鼓6、定位辊对11和加热辊1(步骤106)。同时，拾取驱动器28开始驱动拾取马达7A，即，拾取器7(步骤107)。结果，拾取辊7开始供应纸P。如果步骤105的回答为否(否)，重新监测时间。
当经过所需的时间间隔纸P到达图象转移设备5时，色剂图象从鼓1转移到纸P上(步骤108)。当经过所需的时间间隔把纸P送到定影设备13时，色剂图象定影在纸P上(步骤109)。具体地讲，如此地安排以至于从存贮器220中读出开始供应纸P和纸P到达定影设备B之间所需的时间间隔，并且把该时间间隔设置在计数器21中，以及在上述时间间隔期满之前加热辊1达到可定影的温度。由纸张释放传感器10检测的带有定影的色剂图象的纸P(步骤110)。然后关掉加热辊1的加热器4(步骤111)。
如上所述，该实施例概括了加热辊1达到可记录或开始记录温度所需的时间间隔，并且每一个时间间隔适应该辊的一个特定的瞬时温度。这样，可准确地设置并且另外控制加热时间。另外，甚至能把加热辊1在纸P传送到定影设备13的时间间隔内加热到可定影温度，从而能在短时间间隔内开始操作该设备。
图6表示加热辊1的温度变化；纵坐标和横坐标分别表示温度和时间。在0点开始加热加热辊1。此时，辊1的表面温度和由热敏电阻3检测的温度彼此相等、曲线A代表热电耦实际测得的辊1的表面温度，而曲线B代表由热敏电阻3检测的温度。曲线A和B不同是由于对热敏电阻3的热响应滞后。该辊1的表面在点F达到定影温度T0。记录操作在点F前面的点L处开始。所需的时间间隔H是记录操作开始和辊1的表面温度升高到温度T0之间所必须的，即开始供应纸P和纸P到达定影设备B之间所必须的。结构条件决定这个时间间隔并且如果结构不改变的话该时间间隔保持不变。由于在上述时间间隔内以基本上相同的速率升高辊1的温度，所以与定影温度T0有关的允许记录操作开始的最低温度基本上无条件地确定。把辊1表面从瞬时温度加热到L点的温度的时间间隔G是必需的，并且该时间间隔G依赖于在加热开始时辊1的表面温度。具体地说，如果加热开始时的表面温度高，时间间隔G就短。加热开始时辊1的温度和把辊1加热到预选点L的温度所需时间之间的关系可列表表示(见图7)。通过该表可以准确地控制使定影设备达到可定影温度时的加热时间。
在图6中，波形I代表主马达口12的操作。如图所示，在点L开始驱动马达12。波形J代表在纸P上进行色剂图象的定影；定影发生在点F之后。如波形K所代表的，加热器4可选择地进行开和关。
图7表示了辊1达到记录开始温度并且由开始加热(升高)时辊1的温度和环境温度之间的关系所确定的必须的时间间隔。在图7中，纵坐标和横坐标分别表示开始加热时辊1的时间间隔和温度。点14、15和16分别代表环境温度25℃湿度60％的条件。环境温度5℃湿度25％的条件以及环境温度35℃湿度85％条件下的温度。以环境温度为基础给出的数据表示给每个加热开始温度选择的记录开始时间的时间间隔不论环境温度怎样都是成比例的。接下来，如果开始加热时辊1的瞬时温度是已知的，能够准确地确定达到到达前述记录开始温度时刻的时间间隔。
注意环境温度可以是定影设备13周围的温度或者是设备内部或外部的温度。
在图7中，曲线M和M′代表达到到达记录开始温度时刻的时间间隔并且由环境温度校正。具体地说，M表示对应于环境温度为10℃的时间间隔。当环境温度升高时，曲线M靠近曲线M′或图7中前述的给出的数据，并且，校正值变低。这是因为辊1的热量失去了对应于环境温度的那部分，即，纸P的温度；为了补偿该损失而增加热量。由于这个目的，当环境温度为10℃时，达到到达记录开始时间的时刻的时间间隔增加约0.8秒。如图7所示的数据以表的形式存贮在存贮器22中。
总之，本发明的热定影设备具有下面列举的各种前所未有的优越性。
(1)当开始加热加热辊时，能设置适应于瞬时辊温度的加热时间并能准确地控制。这样成功地防止加热时间的增加，并且因而减少了达到能开始记录操作时刻的等待时间。
(2)记录操作开始之后开始输送纸张和该纸到达定影设备之间的时间间隔用来把辊的温度升高到可定影温度。这样还防止了上述加热时间的增加，并且因而减少了等待的时间。
(3)根据瞬时环境温度校正该辊温度达到能够开始记录操作的温度所需的时间间隔。因此，即使当纸张温度变化时，特别是当纸温低时，可以设置保证高的定影质量的加热时间。另外，减少了加热时间和等待时间。
在受到本发明的启发之后，普通技术人员在不背离本发明的范围的情况下可做出各种改变。
权利要求
1.一种热定影设备，用于在对每一个等待状态和记录状态给加热辊建立特别的供电条件的同时，通过加热一个加热辊把色剂图象定影在纸张上，该设备包括检测所说的加热辊温度的温度检测装置；存贮列有在供电条件已经变换到记录状态之后所说的加热辊的温度和所说的加热辊达到能执行记录操作的温度所需的时间间隔之间的关系的表的存贮装置；计数供电条件已经变换到记录状态之后所经过的时间间隔的时间计数装置；以及记录操作开始装置，在确定经过的时间间隔已经达到所说的加热辊达到能执行记录操作的温度所需的并且由所说的加热辊的瞬时温度决定的时间间时，命令记录操作开始。
2.一种热定影设备，用于在对每一个等待状态和记录状态给该加热辊建立特别的供电条件的同时，通过加热一个加热辊把色剂图象定影在纸张上，该设备包括检测所说的加热辊的温度的温度检测装置；存贮列有在供电条件已经变换到记录状态之后所说的加热辊的温度和所说的加热辊达到能够执行记录操作的温度所必须的时间间隔之间的关系的表的存贮装置；计数供电条件已经变换到记录状态之后经过的时间间隔的第一时间计数装置；记录操作开始装置，在确定经过的时间间隔已经达到所说的加热辊达到能够执行记录操作的温度所需的并且由所说的加热辊的瞬时温度所决定的时间间时，命令记录操作开始。计数开始供应的纸张到达所说的定影设备所需的预期时间间隔的第二时间计数装置；其中，当经过由所说的第二时间计数装置计数的预期时间间隔的把色剂图象定影在纸上。
3.一种热定影设备，用于在对每个等待状态和记录状态给所说的加热辊建立特别的供电条件的同时，通过加热一个加热辊把色剂图象定影在纸上，该设备包括检测所说的加热辊温度的温度检测装置；在供电条件已经变换成记录状态之后，检测环境温度的环境温度检测装置；存贮列有在供电条件已经变换到记录状态之后所说的加热辊的温度和所说的加热辊达到能执行记录操作的温度所需的时间间隔之间的关系的表的存贮装置；根据环境温度校正从该表中读出的时间间隔的校正装置；计数供电条件已经变换成记录状态之后经过的时间间隔的第一时间计数装置；以及记录操作开始装置，当确定经过的时间间隔已经达到了由所说的校正装置校正的时间间时，命令记录操作开始。
全文摘要
在图象形成设备的热定影装置中，当加热辊开始被加热时，能够精确地设置并控制与瞬时辊温度相对应的加热时间。可以利用在记录操作开始之后纸张开始输送和纸张到达定影装置之间的时间间隔把辊的温度提高到可定影温度。根据瞬时环境温度校正辊的温度达到能够启动记录操作的温度所需要的时间间隔。因此，该装置减少了达到加热辊的表面达到可定影温度时刻的等待时间，并且能够将加热辊的表面控制在一个稳定的可定影温度。
文档编号G03G15/20GK1158441SQ96104069
公开日1997年9月3日 申请日期1996年1月13日 优先权日1995年3月3日
发明者玉置俊平 申请人:株式会社理光