專利名稱：定影器單元和具有該定影器單元的成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種定影器單元，該定影器單元具有對熱輥表面進行加熱的外部加熱元件，還涉及一種具有該定影器單元的成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
近些年來，彩色成像設(shè)備的打印速度已逐步增加。不過，在當(dāng)前狀態(tài)下，彩色打印速度尚未達到所謂的高速度單色成像設(shè)備的打印速度。形成彩色圖像的過程要比形成單色圖像復(fù)雜得多。況且，不實現(xiàn)色調(diào)和色移等高級圖像質(zhì)量的決定因素(單色打印不涉及這些因素)，彩色成像設(shè)備就不可能被市場接受。另一方面，單色成像設(shè)備需實現(xiàn)更高的處理速度。
已知一種彩色成像設(shè)備，其打印速度在形成單色圖像(單色打印模式)與形成彩色圖像(彩色打印模式)之間變化，以便滿足彩色打印的圖像質(zhì)量和單色打印的高速度二者。在此情況下，用于形成圖像的光電導(dǎo)體的運行速度(即處理速度)會隨打印模式而變。顯然，單色打印模式下形成圖像的處理速度高于彩色打印模式下的該處理速度。
在此種成像設(shè)備的定影器單元中，定影輥(熱輥)表面溫度的降低速率取決于單位時間內(nèi)通過的打印片材的數(shù)量，因為通過熱輥的打印片材帶走了熱輥表面上的熱量。如果從加熱器提供到熱輥表面上的熱量無法超過打印片材帶走的熱量，熱輥的表面溫度就逐漸下降。當(dāng)表面溫度下降到容許范圍以下時，調(diào)色劑的固定水平降低不足，也就不能獲得所需的圖像質(zhì)量和定影性能。打印速度較高的設(shè)備的每張片材的供熱時間比打印速度較低的設(shè)備短。在此期間，必須補償從熱輥上帶走的熱量。此外，打印速度高的設(shè)備的處理速度高于打印速度低的設(shè)備的處理速度。也就是說，打印片材通過輥隙部分的時間在打印速度較高的設(shè)備中短一些。轉(zhuǎn)移在打印片材上的調(diào)色劑必須短時間內(nèi)溶解，并且，用于將調(diào)色劑固定在打印片材上的熱量必須供給至打印片材和打印片材上的調(diào)色劑。
如上所述，具有高打印速度的設(shè)備需在有限的時間內(nèi)將大量的熱量供給到熱輥的表面并進一步經(jīng)由熱輥的表面供給到打印片材和調(diào)色劑。因此，加熱器的控制溫度必須升高且熱源與受熱部件(打印片材和調(diào)色劑)之間的溫差必須增大。給熱輥表面供熱的加熱器一般設(shè)在熱輥中。來自加熱器的輻射熱傳導(dǎo)通過熱輥中的帶芯管和該帶芯管周圍的彈性層并到達該表面。在此情況下，熱輥內(nèi)的溫度高于該表面的溫度。當(dāng)加熱器的控制溫度定得太高時，彈性層的內(nèi)部就受到熱損害。
因此，已知一種使用外部加熱單元的設(shè)備，其中熱輥內(nèi)的溫度不會升得太高，打印片材帶走的表面熱量即時得到供給(例如，參見日本未審專利公開No.2004-85601和2004-198659)。
在具有外部加熱單元的定影器單元中，希望升高外部加熱單元中加熱器的控制溫度，以便為了響應(yīng)該較高的打印速度而即時供熱。不過，該外部加熱單元的控制溫度有上限。當(dāng)溫度定得太高時，外部加熱單元就受到熱損害。
在具有這些打印模式且打印速度隨打印模式而變的成像設(shè)備中，該外部加熱單元的上限溫度需定成使得該設(shè)備能響應(yīng)打印速度高的單色打印模式。在此情況下，在彩色打印模式下(彩色打印模式的打印速度低于單色打印模式的打印速度)，不必要的熱量被供給到外部加熱單元。因此，有可能不必要地出現(xiàn)外部加熱單元受到熱損壞的情況。特別地，這種現(xiàn)象在彩色打印模式的比例高于單色打印模式的使用環(huán)境中是顯著的。
在具有多種打印速度的成像設(shè)備中，希望有這樣一種方法，即，通過適當(dāng)控制對外部加熱單元的供熱，從而抑制低速打印中對外部加熱單元的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種定影器單元，包括成套的熱輥和壓輥，用于夾持和輸送打印片材，同時由熱輥加熱該打印片材；周向表面接觸元件，其與該熱輥的周向表面相接觸；外部加熱器，用于通過施加電能來加熱該周向表面接觸元件；接觸元件溫度傳感器，用于檢測該周向表面接觸元件的溫度；溫度控制器，用于根據(jù)單位時間內(nèi)所輸送的打印片材數(shù)量來控制該周向表面接觸元件的上限溫度。
本發(fā)明還提供了一種包括上述定影器的成像設(shè)備，其中，在彩色打印模式或單色打印模式下選擇性地執(zhí)行打印，彩色打印模式和單色打印模式下單位時間內(nèi)所打印的片材數(shù)量彼此不同，并且，該溫度控制器根據(jù)所選擇的打印模式控制該周向表面接觸元件的上限溫度。
由于本發(fā)明的定影器單元包括溫度控制器，該溫度控制器根據(jù)單位時間內(nèi)所輸送的打印片材的數(shù)量來控制該周向表面接觸元件(外部加熱單元)的上限溫度的溫度控制器，這樣就可適當(dāng)控制對該周向表面接觸元件的供熱。因此，當(dāng)打印片材的數(shù)量少時，就可抑制該周向表面接觸元件中的損壞。
該周向表面接觸元件可包括多個輥子和繞在這些輥子上的環(huán)帶，并且，該環(huán)帶可被布置成使得位于這些輥子之間的一部分環(huán)帶與該熱輥接觸。
進一步，該外部加熱器可對位于與熱輥接觸的該部分環(huán)帶的上游側(cè)的輥子進行加熱，以經(jīng)由該受熱輥將熱量供給到該環(huán)帶的表面。
該接觸元件溫度傳感器可檢測該環(huán)帶的表面溫度。
該接觸元件溫度傳感器可被安置成緊靠著由外部加熱器加熱的輥子的周向表面周圍的環(huán)帶。
在本發(fā)明的成像設(shè)備中，彩色打印模式和單色打印模式下單位時間內(nèi)打印片材的數(shù)量彼此不同，并且，該溫度控制器根據(jù)所選擇的打印模式控制該周向表面接觸元件的上限溫度，這樣就可以適當(dāng)控制對該周向表面接觸元件的供熱。因此，當(dāng)打印片材的數(shù)量少時，該周向表面接觸元件的損壞就可得到抑制。
單色打印模式下單位時間內(nèi)所打印的片材數(shù)量可大于彩色打印模式下單位時間內(nèi)所打印的片材數(shù)量。
單色打印模式下的該上限溫度可高于彩色打印模式下的該上限溫度。
該成像設(shè)備還可包括布置在該熱輥中的內(nèi)部加熱器；以及定影溫度傳感器，用于檢測該熱輥的表面溫度，其中，該溫度控制器還可控制施加到該內(nèi)部加熱器上的電能，以將由定影溫度傳感器所檢測的溫度設(shè)定在預(yù)定的定影控制溫度處。
此外，彩色打印模式和單色打印模式下的定影控制溫度可彼此相等。
作為選擇，該定影控制溫度可低于單色打印模式下的上限溫度，還可低于彩色打印模式下的上限溫度。


圖1是示出了作為本發(fā)明一個實施例的定影器單元40的剖面構(gòu)造的視圖；圖2是示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的成像設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的視圖；圖3A和3B是示出了本發(fā)明定影器單元另一模式的視圖，作為外部加熱單元75具有附著/分離機構(gòu)的一個示例；圖4是示出了本發(fā)明定影器單元中等待狀態(tài)和成像過程中打開/關(guān)閉加熱燈61和83的控制過程的流程圖；圖5是示出了在執(zhí)行圖4所示的溫度控制的情況下等待狀態(tài)和成像過程中熱敏電阻62和85的檢測溫度轉(zhuǎn)變示例的圖表。
具體實施例方式
下面將參照附圖詳細描述本發(fā)明。自下面的說明，可進一步理解本發(fā)明。下面的說明在各個方面都被認(rèn)為是示例性而非限制性的。
定影器單元的構(gòu)造首先將描述定影器單元40的構(gòu)造。圖1的視圖示出了作為本發(fā)明一個實施例的定影器單元40的剖面構(gòu)造。如圖1所示，除了上述的熱輥60和壓輥70外，定影器單元40還具有外部加熱單元75和卷筒式清潔單元90。該外部加熱單元75對應(yīng)于上述的外部加熱單元。
熱輥60和壓輥70以預(yù)定載荷(在此情況下為600N)彼此壓力接觸，并且，輥隙部分N(熱輥60與壓輥70之間接觸的部分)形成在兩個輥子之間的壓力接觸部分中。在該實施例中，輥隙部分N的輥隙寬度(沿著熱輥60的旋轉(zhuǎn)方向(圖1中的方向K)的寬度)設(shè)定為約9毫米。
熱輥60被加熱到預(yù)定溫度(在下文，對應(yīng)于權(quán)利要求中的定影控制溫度)，并對轉(zhuǎn)印到片材(打印片材)P表面上的未熔合調(diào)色劑圖像進行加熱(該片材P經(jīng)過該輥隙部分N)。在該實施例中，該熱控制器的定影控制溫度為180攝氏度。熱輥60在帶芯管的周向表面上具有一彈性層，并且是一種在彈性層的周向表面上形成脫模層(mold-releaselayer)的三層結(jié)構(gòu)輥子元件。
對于該帶芯管而言，例如使用比如鐵、不銹鋼、鋁或銅等的金屬或金屬合金。對于該彈性層而言，使用硅橡膠。對于該脫模層而言，使用氟樹脂，比如PFA(四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物)和PTFE(聚四氟乙烯)。
在熱輥60內(nèi)(在該帶芯管內(nèi))，安置有作為用于加熱熱輥60的熱源的加熱燈(鹵素?zé)?61。加熱燈61對應(yīng)于權(quán)利要求中的內(nèi)部加熱器。加熱燈61經(jīng)由一個未示出的開關(guān)裝置與交流電源連接。開關(guān)裝置打開/關(guān)閉對加熱燈61的供電。具體地說，可應(yīng)用功率半導(dǎo)體器件，如三端雙向可控硅開關(guān)元件。該開關(guān)裝置的開/關(guān)操作由未示出的控制器(對應(yīng)于權(quán)利要求中的溫度控制器)來控制。當(dāng)開關(guān)裝置打開且向加熱燈61供電時，加熱燈61發(fā)射紅外光。所發(fā)射的紅外光被熱輥60的內(nèi)周表面吸收，由此加熱整個熱輥60。因此，還加熱了熱輥60的表面。
當(dāng)由微型計算機來執(zhí)行存儲在非易失性存儲器中的控制程序時，可實現(xiàn)該控制器的功能。該控制器不僅可控制定影器單元的操作，還可控制后面將作描述的成像設(shè)備1的各部件的操作。不采用微型計算機，而是由硬件實現(xiàn)功能的方法也是可行的。
由設(shè)在壓輥70端面上的壓力接觸機構(gòu)(未示出)將壓輥70壓靠在熱輥60上，并且該壓輥70將預(yù)定壓力施加給輥隙部分N。像熱輥60一樣，壓輥70在由比如鐵、不銹鋼、鋁和銅等的金屬或金屬合金制成的帶芯管的周向表面上具有由硅橡膠等制成的彈性層，還是一種具有三層結(jié)構(gòu)的輥子元件，其中彈性層的周向?qū)由闲纬捎幸幻撃?，其由PFA(全氟烷氧基)樹脂或PTFE(聚四氟乙烯)樹脂等制成。
在該實施例中，加熱燈71設(shè)在壓輥70內(nèi)的帶芯管的內(nèi)部。加熱燈71由該控制器(未示出)控制電能。當(dāng)加熱燈71打開時，它發(fā)射紅外光。所發(fā)射的紅外光被壓輥70的內(nèi)周表面吸收，并加熱整個壓輥70。
外部加熱單元75具有環(huán)式外部加熱帶(帶元件)80和外部熱輥(加熱元件)81和82，該外部熱輥81和82充當(dāng)一對讓外部加熱帶80繞過的帶環(huán)繞輥。該外部加熱帶80是環(huán)帶，也即權(quán)利要求中的周向表面接觸元件。
外部加熱帶80在被加熱到預(yù)定溫度的狀態(tài)下與熱輥60的表面接觸，以加熱熱輥60的表面。正如后面將要描述的，熱量經(jīng)由與背面接觸的外部熱輥81而被供給到外部加熱帶80。
外部加熱帶80被安置在熱輥60的旋轉(zhuǎn)方向(圖1中的方向K)較之輥隙部分N的上游側(cè)，并布置在熱輥60的周圍，并且利用后面將要描述的壓力接觸機構(gòu)而以預(yù)定的壓力(在該情況下為40N)壓靠在熱輥60上。加熱輥隙部分“n”形成在外部加熱帶80與熱輥60之間。在該實施例中，加熱輥隙部分“n”的輥隙寬度(沿著熱輥60旋轉(zhuǎn)方向的寬度)大約為20毫米。
外部加熱帶80為具有兩層構(gòu)造的環(huán)帶，在該兩層構(gòu)造中，在中空筒形帶狀基體的表面上形成脫模層，其中，該脫模層由具有優(yōu)良耐熱性和可脫離性的合成樹脂材料(氟樹脂，如PFA或PTFE)形成，該帶狀基體由耐熱樹脂(如聚酰亞胺)或金屬材料(如不銹鋼或鎳)制成。為了降低該外部加熱帶80的扭曲力，該帶狀基體的內(nèi)表面可涂布有氟樹脂等。
盡管外部加熱帶80被加熱到可向熱輥60供熱的溫度，但是，當(dāng)將其加熱太高時，外部加熱帶80的功能會受損。當(dāng)加熱輥隙部分“n”的溫度太高時，熱輥60也會受損。因此，希望將外部加熱帶80的表面溫度維持在預(yù)定溫度或更小。
外部熱輥81和82采取由鋁或鐵基材料等制成的中空筒形金屬芯的形式。為了減少外部加熱帶80的扭曲力，該金屬芯的表面可涂布有氟樹脂等。
作為熱源的加熱燈83安置在外部熱輥81的內(nèi)部。加熱燈83是權(quán)利要求中的外部加熱器。當(dāng)由該控制器(未示出)打開該加熱燈83時，加熱燈83發(fā)射紅外光。所發(fā)射的紅外光被外部熱輥81的內(nèi)周表面吸收，且因此加熱整個外部熱輥81。此外，通過熱傳導(dǎo)，繞在外部熱輥81上的外部加熱帶80也被加熱。
作為溫度檢測裝置的熱敏電阻62安置在熱輥60的周向表面上，而熱敏電阻72安置在壓輥70的周向表面上。在外部加熱帶80的表面?zhèn)壬?，熱敏電?5安置在面向外部熱輥81的位置。熱敏電阻62對應(yīng)于權(quán)利要求中的定影溫度傳感器。熱敏電阻85對應(yīng)于權(quán)利要求中的接觸元件溫度傳感器。熱敏電阻62、72和85均為接觸式，但也可以是非接觸式。
基于熱敏電阻62、72和85的輸出，控制器(未示出)計算熱輥60、壓輥70以及外部加熱帶80中兩個位置中的表面溫度，并控制施加給相應(yīng)加熱燈61、71和83的電能，使得所計算的表面溫度更接近于目標(biāo)溫度。后面將描述這種控制的細節(jié)。
在該實施例中，施加給加熱燈61、71和83的電能由后面在該實施例中將要描述的成像設(shè)備1中的控制器來控制。作為選擇，定影器單元40可以具有獨立的控制器。
盡管沒有在圖1中示出，來自驅(qū)動馬達(驅(qū)動源)的驅(qū)動力傳輸?shù)皆O(shè)在熱輥60端部處的旋轉(zhuǎn)軸，且該旋轉(zhuǎn)軸在圖1中的方向K上旋轉(zhuǎn)。當(dāng)熱輥60在定影操作等中旋轉(zhuǎn)時，與熱輥60成壓力接觸的壓輥70受到摩擦力的驅(qū)動。因此，壓輥70的旋轉(zhuǎn)方向與方向K相反。
外部加熱單元75中的外部加熱帶80也由熱輥60通過與熱輥60接觸部分中的摩擦力來驅(qū)動。因此，外部加熱帶80的旋轉(zhuǎn)方向與方向K相反。外部熱輥81和82的表面與外部加熱帶80的背面接觸，使得外部熱輥81和82由外部加熱帶80來驅(qū)動。
片材P在輥隙部分N中輸送，使得其調(diào)色劑圖像形成表面與熱輥60接觸，而其背面與壓輥70接觸。形成在片材P上的調(diào)色劑圖像經(jīng)受熱壓縮并固定在片材P上。定影速度(作為片材P在輥隙部分N中的通行速度)與輸送帶33的傳送速度(也即片材輸送速度)相同。在該實施例中，彩色打印模式下的片材輸送速度為225mm/秒，而在單色打印模式下為350mm/秒。
該外部加熱單元75可具有附著/分離機構(gòu)，以將外部加熱帶80附著在熱輥60的表面上以及將其與熱輥60的表面分離。圖3A和3B的視圖示出了本發(fā)明定影器單元的另一模式，作為外部加熱單元75具有附著/分離機構(gòu)的示例。如圖3A和3B所示，外部熱輥81和82以及外部加熱帶80形成為一整體單元，并經(jīng)由軸A可擺動地安裝至臂104。臂104由軸B可轉(zhuǎn)動地支承。此外，彈簧105安裝在臂104的軸A附近，并施力給臂104，使得外部加熱帶80與熱輥60的表面接觸。在經(jīng)由軸B與臂104相對的那側(cè)，設(shè)有偏心凸輪106。偏心凸輪106的周向表面與臂104的頂面接觸。偏心凸輪106聯(lián)接至凸輪驅(qū)動馬達(未示出)。
當(dāng)凸輪驅(qū)動馬達旋轉(zhuǎn)時，偏心凸輪106旋轉(zhuǎn)。隨著偏心凸輪106的旋轉(zhuǎn)，臂104繞著軸B以之為中心轉(zhuǎn)動。當(dāng)臂104繞著軸B以之為中心轉(zhuǎn)動時，外部加熱帶80附著在熱輥60的周向表面上以及與熱輥60的周向表面分離。圖3A示出了偏心凸輪106的凸起位于上死點且外部加熱帶80與熱輥60的周向表面接觸的狀態(tài)。圖3B示出了偏心凸輪106的凸起位于下死點且外部加熱帶80離開熱輥60的周向表面的狀態(tài)。偏心凸輪106的轉(zhuǎn)動位置由凸輪位置傳感器(未示出)來檢測?；趤碜酝馆單恢脗鞲衅鞯臋z測信號，該控制器控制凸輪驅(qū)動馬達的旋轉(zhuǎn)。凸輪位置傳感器例如可以這樣實現(xiàn)給偏心凸輪106的側(cè)表面內(nèi)的預(yù)定位置賦予標(biāo)記，并通過反射式光電傳感器檢測該所賦予的標(biāo)記。
對定影溫度的控制該控制器控制電能以基于熱敏電阻62所檢測的溫度而打開/關(guān)閉熱輥60內(nèi)的加熱燈61。該控制器還控制電能以基于熱敏電阻72所檢測的溫度而打開/關(guān)閉壓輥70內(nèi)的加熱燈71。此外，該控制器控制電能以基于熱敏電阻62和85所檢測的溫度而打開/關(guān)閉外部熱輥81內(nèi)的加熱燈83。細節(jié)如下。
(1)成像過程中的溫度控制在成像過程中，當(dāng)熱敏電阻62所檢測到的溫度也即熱輥60的表面溫度低于定影控制溫度時，控制器打開加熱燈61，還打開加熱燈83。在熱敏電阻85所檢測到的溫度也即外部加熱帶80的表面溫度高于預(yù)定溫度的情況下，維持加熱燈83的關(guān)閉狀態(tài)。按照這樣的方式，防止了加熱輥隙部分“n”的溫度過度上升，并防止了熱輥因高溫受損。該預(yù)定溫度隨打印模式而變。例如，當(dāng)熱敏電阻85所檢測到的溫度在彩色打印模式下高于210攝氏度或在單色彩色模式下高于220攝氏度時，控制器執(zhí)行控制以便持續(xù)加熱燈83的關(guān)閉狀態(tài)。
單色打印模式下的片材輸送速度高于彩色打印模式下的輸送速度。也就是說，單色打印模式下的片材輸送周期短于彩色打印模式下的片材輸送周期。因此，單色打印模式下由打印片材在單位時間內(nèi)從熱輥60上帶走的熱量大于在彩色打印模式下。單色打印模式下供給到外部加熱帶80上的熱量必須設(shè)定成大于彩色打印模式下供給到外部加熱帶80上的熱量。根據(jù)本發(fā)明，單色打印模式下外部加熱帶80的上限溫度設(shè)定成高于彩色打印模式下的該上限溫度。通過如此的設(shè)定，該上限溫度與熱輥60的表面溫度之間的溫差增大，并且單位時間內(nèi)的供熱量增大。優(yōu)選的是，加熱燈61和83的加熱量被設(shè)定成平衡到熱敏電阻85所檢測到的溫度到達該上限溫度且加熱燈83在成像過程中關(guān)閉的程度。該設(shè)定可這樣實現(xiàn)，即，在設(shè)計階段進行試驗并確定每個加熱燈的適當(dāng)功耗。
當(dāng)熱敏電阻62檢測的溫度高于定影控制溫度時，控制器關(guān)閉加熱燈61和83。
此外，當(dāng)熱敏電阻72檢測的溫度低于預(yù)定溫度(在下文稱作壓輥控制溫度)時，控制器打開加熱燈71。當(dāng)熱敏電阻72檢測的溫度高于該預(yù)定溫度時，控制器關(guān)閉加熱燈71。
(2)暖機過程中的溫度控制在打開電源之后直到定影器單元進入等待模式的暖機過程中，控制器打開加熱燈61直到熱敏電阻62檢測的溫度到達定影控制溫度?？刂破鞔蜷_加熱燈71直到熱敏電阻72檢測的溫度到達壓輥控制溫度。加熱燈83被設(shè)定成關(guān)閉，以防止外部加熱帶80的溫度因持續(xù)加熱而升得過高并損壞外部加熱帶80的情況。
當(dāng)外部加熱單元75具有該附著/分離機構(gòu)以使該外部加熱帶80附著到熱輥60的表面上以及將其與熱輥60的表面分離時，控制器可操縱該附著/分離機構(gòu)，使得外部加熱帶80在暖機過程中與熱輥60的表面分離。
(3)等待模式和預(yù)熱模式下的溫度控制在完成暖機之后或在完成成像之后等待成像開始指令的等待模式下，控制器打開/關(guān)閉加熱燈61，使得熱敏電阻62檢測到的溫度維持在該定影控制溫度?？刂破鬟€打開/關(guān)閉加熱燈71，使得熱敏電阻72檢測到的溫度維持在該壓輥控制溫度。加熱燈83保持關(guān)閉。
在外部加熱單元75具有附著/分離機構(gòu)的情況下，控制器可操縱該附著/分離機構(gòu)，使得外部加熱帶80與熱輥60的表面分離。
在等待模式持續(xù)預(yù)定時間的情況下，控制器降低熱輥60的控制溫度，以便在等待模式中省電。也就是說，控制器打開/關(guān)閉加熱燈61，使得熱敏電阻62檢測到的溫度維持在低于該定影控制溫度的一預(yù)熱溫度。
(4)在從預(yù)熱模式復(fù)位的過程中當(dāng)在預(yù)充電模式下接收成像開始指令且定影器單元從該預(yù)充電模式復(fù)位時，控制器打開加熱燈61和83，直到熱敏電阻62檢測到的溫度到達該定影控制溫度。加熱燈83以不同于暖機的方式打開的原因在于，在完成從預(yù)充電模式復(fù)位之后馬上開始成像。
當(dāng)外部加熱單元75具有附著/分離機構(gòu)時，該控制器操縱該附著/分離機構(gòu)，使得外部加熱帶80與熱輥60的表面相接觸。
圖4的流程圖示出了本發(fā)明定影器單元中在等待模式和成像過程中打開/關(guān)閉加熱燈61和83的控制過程。圖4中的過程由該控制器執(zhí)行。該控制器還控制該成像設(shè)備1中各部件的工作，比如加熱燈71的打開/關(guān)閉。圖4的流程圖示出了從以分時方式處理的多個任務(wù)中抽取出用于控制加熱燈61和83的任務(wù)并執(zhí)行所抽取的任務(wù)的過程。
在等待模式下，控制器確定熱輥60的表面溫度也即熱敏電阻62檢測的溫度是否等于或高于定影控制溫度(步驟S11)。當(dāng)所檢測到的溫度小于定影控制溫度時，控制器打開熱輥中的加熱燈61(步驟S13)。另一方面，當(dāng)檢測到的溫度等于或高于定影控制溫度時，控制器關(guān)閉加熱燈61(步驟S15)。控制器確定是否存在打印請求(步驟S17)。如果不存在打印請求，程序就返回到步驟S11，并重復(fù)對加熱燈61的打開/關(guān)閉控制。
當(dāng)存在打印請求時，控制器控制該成像設(shè)備1中各部件的工作以開始成像過程。對于對熱輥60和外部加熱單元75的控制，首先，為了使得外部加熱帶80與熱輥60形成接觸，所以驅(qū)動該凸輪驅(qū)動馬達(步驟S19)。
接著，控制器確定要執(zhí)行的打印模式是彩色打印模式或單色打印模式(步驟S21)。在打印模式為單色打印模式的情況下，控制器為單色打印選擇一溫度作為外部加熱單元的上限溫度(步驟S23)。在該實施例中，用于單色打印的該溫度為220攝氏度。在打印模式為彩色打印模式的情況下，控制器為彩色打印選擇一溫度作為外部加熱單元的上限溫度(步驟S25)。在該實施例中，用于彩色打印的溫度為210攝氏度。
隨后，控制器確定熱輥60的表面溫度是否等于或高于定影控制溫度(步驟S27)。在所檢測到的溫度小于定影控制溫度的情況下，控制器打開熱輥中的加熱燈61(步驟S29)。進一步，控制器確定外部加熱帶80的表面溫度也即熱敏電阻85檢測到的溫度是否等于或高于上限溫度(步驟S31)。在外部加熱單元的表面溫度小于上限溫度的情況下，控制器打開外部加熱單元中的加熱燈83(步驟S33)。此后，該程序前進到步驟S39。另一方面，在外部加熱單元的表面溫度等于或高于上限溫度的情況下，控制器關(guān)閉加熱燈83(步驟S34)。之后，程序前進到步驟S39。
在步驟S27中檢測到的溫度等于或高于定影控制溫度的情況下，控制器關(guān)閉加熱燈61(步驟S35)并進一步關(guān)閉加熱燈83(步驟S37)。此后，程序前進到步驟S39。
在步驟S39中，控制器確定成像過程完成與否。當(dāng)成像過程尚未完成時，程序前進到步驟S27且重復(fù)隨后的過程。另一方面，當(dāng)成像過程已經(jīng)完成時，控制器執(zhí)行使定影器單元復(fù)位到等待模式的過程。具體地說，控制器驅(qū)動凸輪驅(qū)動馬達以將外部加熱帶80與熱輥60的表面分離(步驟S41)。此外，控制器關(guān)閉外部加熱單元75中的加熱燈83(步驟S43)。之后，程序前進到步驟S11并執(zhí)行等待模式下的過程。
圖5的圖表示出了在執(zhí)行圖4所示的溫度控制的情況下在等待模式和成像過程中由熱敏電阻62和85所檢測的溫度轉(zhuǎn)變示例。
在開始成像過程之后，因為片材在定影部件中通過，熱輥60的表面溫度下降。根據(jù)該表面溫度的下降，熱輥60中的加熱燈61和外部加熱單元75中的加熱燈83打開。有時間滯后，直到來自熱輥60內(nèi)部的熱量傳遞到彈性層的表面。在該時間滯后的過程中，熱量從外部加熱帶80供給到熱輥60的該表面。因此，較之沒有外部加熱帶80的定影器單元來說，在開始成像過程之后熱輥60的表面溫度的下降程度得到抑制。
在單色打印模式下，單位時間通過的片材數(shù)量大于彩色打印模式下的片材數(shù)量。因此，該表面溫度下降較快。不過，由于外部加熱帶80的該上限溫度設(shè)定成高于彩色打印模式下的上限溫度，因此，外部加熱帶80中的溫度轉(zhuǎn)變高于彩色打印模式下的溫度轉(zhuǎn)變。因此，向熱輥60供熱量大于彩色打印模式下的供熱量。因此，該表面溫度的最低點的溫度大致與彩色打印模式下保持相同。
成像設(shè)備的構(gòu)造參見圖2，將對具有該實施例的定影器單元的成像設(shè)備進行描述。圖2是示意性示出本發(fā)明成像設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的視圖。
圖2所示的成像設(shè)備1基于圖像數(shù)據(jù)而在片材P上形成彩色圖像或單色圖像。圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)傳遞或由掃描儀讀取。在該實施例中，電子照相四鼓串聯(lián)式彩色打印機將作為一個示例被予以描述。
該成像設(shè)備1具有可視圖像形成單元50、片材輸送器30、定影器單元40以及片材饋送托盤20。
該可視圖像形成單元50由黃色可視圖像形成單元50Y、品紅(magenta)可視圖像形成單元50M、青色可視圖像形成單元50C以及黑色可視圖像形成單元50B構(gòu)成。就具體的布置而言，黃色可視圖像形成單元50Y、品紅可視圖像形成單元50M、青色可視圖像形成單元50C以及黑色可視圖像形成單元50B按順序從片材饋送托盤20一側(cè)開始設(shè)置在片材饋送托盤20與定影器單元40之間。
可視圖像形成單元50Y、50M、50C和50B的構(gòu)造基本相同、分別形成黃色、品紅、青色以及黑色圖像，并且將圖像轉(zhuǎn)移到在后面將要描述的輸送帶33上所輸送的片材P上。
可視圖像形成單元50Y、50M、50C和50B分別具有光導(dǎo)鼓51。在光導(dǎo)鼓51的周圍，沿著光導(dǎo)鼓51的旋轉(zhuǎn)方向(箭頭F的方向)，安置有充電輥52、曝光單元53、顯影單元54、轉(zhuǎn)印輥55以及清潔裝置56。
光導(dǎo)鼓51在其表面上具有光敏材料層，并在箭頭F的方向上旋轉(zhuǎn)。充電輥52是對光導(dǎo)鼓51的表面進行均勻充電的充電器。
曝光單元53基于輸入的圖像信號對帶電的光導(dǎo)鼓51的表面進行曝光，由此產(chǎn)生靜電潛像。曝光單元53的一個示例是LED陣列。作為選擇，可以采用激光束掃描儀單元，以通過由多角鏡反射激光束來執(zhí)行偏轉(zhuǎn)掃描。在彩色打印模式下，對應(yīng)于黃色、品紅、青色以及黑色的色彩分量的像素數(shù)據(jù)輸入至可視圖像形成單元50Y、50M、50C和50B的曝光單元53。因此，在光導(dǎo)鼓51上，形成了對應(yīng)于黃色、品紅、青色以及黑色這些色彩分量的靜電潛像。另一方面，在單色打印模式下，僅對應(yīng)于黑色分量的像素數(shù)據(jù)輸入至可視圖像形成單元50B的曝光單元53。沒有圖像數(shù)據(jù)輸入至用于黃色、品紅以及青色的曝光單元。因此，僅在黑色的光導(dǎo)鼓51上形成靜電潛像。沒有靜電潛像形成在用于黃色、品紅以及青色的光導(dǎo)鼓51上。
顯影單元54利用含有調(diào)色劑的顯影劑對形成在光導(dǎo)鼓51表面上的靜電潛像進行顯影，由此形成調(diào)色劑圖像(有效圖像)?？梢晥D像形成單元50Y、50M、50C和50B的顯影單元54通過分別利用黃色、品紅、青色以及黑色的顯影劑形成調(diào)色劑圖像。在彩色打印模式下，形成了黃色、品紅、青色以及黑色的靜電潛像，并形成了這些色彩分量的調(diào)色劑圖像。在單色打印模式下，僅形成黑色調(diào)色劑圖像。由于沒有為黃色、品紅以及青色這些色彩分量形成靜電潛像，所以沒有形成這些色彩分量的調(diào)色劑圖像。所使用的顯影劑(下文也稱調(diào)色劑)包括非磁性單組分顯影劑(非磁性調(diào)色劑)、非磁性雙組分顯影劑(非磁性調(diào)色劑和載體)以及磁性顯影劑(磁性調(diào)色劑)。
轉(zhuǎn)印輥55安置在后面將要描述的輸送帶33的背面，以將光導(dǎo)鼓51上的調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)移到由輸送帶33輸送的片材P上。轉(zhuǎn)印輥55上可施加相對于接地電位來說與調(diào)色劑的極性相反的偏壓。通過在片材P經(jīng)過轉(zhuǎn)印輥55時向轉(zhuǎn)印輥55施加該偏壓，光導(dǎo)鼓51上的調(diào)色劑圖像被轉(zhuǎn)移到該片材P上。
提供清潔裝置56來在圖像轉(zhuǎn)移到片材P上之后將殘留在光導(dǎo)鼓51上的調(diào)色劑去除。
片材輸送器30由輸送帶33、輸送帶33所繞過的驅(qū)動輥31和惰輥32構(gòu)成。片材輸送器30通過輸送帶33吸住并保持住來自片材饋送托盤20的片材P，并輸送片材P，使得由可視圖像形成單元50Y、50M、50C和50B形成的調(diào)色劑圖像按順序轉(zhuǎn)移到片材P上。經(jīng)驅(qū)動輥31的旋轉(zhuǎn)，輸送帶33以預(yù)定的周向速度轉(zhuǎn)動。
在該實施例中，輸送帶33的周向速度在彩色打印模式下為225毫米/秒，而在單色打印模式下為350毫米/秒。其上轉(zhuǎn)印有調(diào)色劑圖像的片材P通過驅(qū)動輥31的曲率而與輸送帶33分離并輸送到定影器單元40(箭頭Z示出了輸送方向，交替的長短虛線示出了輸送路徑)。
定影器單元40具有彼此壓力接觸的熱輥60和壓輥70。熱輥60和壓輥70中的一個被加熱。通過讓其上轉(zhuǎn)印有未固定的調(diào)色劑圖像的片材P經(jīng)過作為壓力接觸部的輥隙部分N，將調(diào)色劑圖像熱固定在片材P上。定影器單元40的細節(jié)如上文所述。
其上有由定影器單元40形成的調(diào)色劑圖像的片材P被排出到成像設(shè)備1外部的排放托盤(未示出)，且成像過程完成。
在該成像設(shè)備1中，安裝了該控制器，以便對各部件執(zhí)行操作控制以及基于圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行成像過程。該控制器是至少包括CPU和RAM的微型計算機，并根據(jù)預(yù)先記錄在非易失性存儲器(未示出)如閃存(flashROM)上的控制程序執(zhí)行該操作控制和該成像過程。
最后，顯而易見，本發(fā)明不局限于上述實施例，而是可以作出各種改進。要理解的是，這些改進隸屬于本發(fā)明的特征和范圍。所有落在權(quán)利要求意義和范圍內(nèi)的變化要被本發(fā)明的權(quán)利要求涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種定影器單元，包括成套的熱輥和壓輥，用于夾持和輸送打印片材，同時由熱輥加熱該打印片材；周向表面接觸元件，其與該熱輥的周向表面相接觸；外部加熱器，用于通過施加電能來加熱該周向表面接觸元件；接觸元件溫度傳感器，用于檢測該周向表面接觸元件的溫度；溫度控制器，用于根據(jù)單位時間內(nèi)所輸送的打印片材數(shù)量來控制該周向表面接觸元件的上限溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的定影器單元，其中，該周向表面接觸元件包括多個輥子和繞在這些輥子上的環(huán)帶，并且，該環(huán)帶被布置成使得位于這些輥子之間的一部分環(huán)帶與該熱輥接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的定影器單元，其中，該外部加熱器對位于與熱輥接觸的該部分環(huán)帶的上游側(cè)的輥子進行加熱，以經(jīng)由該受熱輥將熱量供給到該環(huán)帶的表面。
4.如權(quán)利要求2所述的定影器單元，其中，該接觸元件溫度傳感器檢測該環(huán)帶的表面溫度。
5.如權(quán)利要求2所述的定影器單元，其中，該接觸元件溫度傳感器被安置成緊靠著由外部加熱器加熱的輥子的周向表面周圍的環(huán)帶。
6.一種包括如權(quán)利要求1所述的定影器單元的成像設(shè)備，其中，在彩色打印模式或單色打印模式下選擇性地執(zhí)行打印，彩色打印模式和單色打印模式下單位時間內(nèi)所打印的片材數(shù)量彼此不同，并且該溫度控制器根據(jù)所選擇的打印模式控制該周向表面接觸元件的上限溫度。
7.如權(quán)利要求6所述的成像設(shè)備，其中，單色打印模式下單位時間內(nèi)所打印的片材數(shù)量大于彩色打印模式下單位時間內(nèi)所打印的片材數(shù)量。
8.如權(quán)利要求6所述的成像設(shè)備，其中，單色打印模式下的該上限溫度高于彩色打印模式下的上限溫度。
9.如權(quán)利要求6所述的成像設(shè)備，還包括布置在該熱輥中的內(nèi)部加熱器；定影溫度傳感器，用于檢測該熱輥的表面溫度，其中，該溫度控制器還控制施加到該內(nèi)部加熱器上的電能，以將由定影溫度傳感器所檢測的溫度設(shè)定在預(yù)定的定影控制溫度處。
10.如權(quán)利要求9所述的成像設(shè)備，其中，彩色打印模式和單色打印模式下的定影控制溫度彼此相等。
11.如權(quán)利要求9所述的成像設(shè)備，其中，該定影控制溫度低于單色打印模式下的該上限溫度，還低于彩色打印模式下的該上限溫度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種定影器單元，包括成套的熱輥和壓輥，用于夾持和輸送打印片材，同時由熱輥加熱該打印片材；周向表面接觸元件，其與該熱輥的周向表面相接觸；外部加熱器，用于通過施加電能來加熱該周向表面接觸元件；接觸元件溫度傳感器，用于檢測該周向表面接觸元件的溫度；溫度控制器，用于根據(jù)單位時間內(nèi)所輸送的打印片材數(shù)量來控制該周向表面接觸元件的上限溫度。
文檔編號G03G15/00GK101093382SQ20071012621
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者立石嘉信, 難波豐明, 堀裕明, 香川敏章, 光岡徹典 申請人:夏普株式會社