CN105549366A - 图像形成设备和控制该设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像形成设备和控制该设备的方法。图像形成设备包括加热单元、压辊、温度传感器和控制器。加热单元包括加热器和被构造成被加热器加热的受热构件。压辊被构造成在接收到驱动力时，与受热构件接触同时以旋转速度旋转。温度传感器被构造成检测加热单元的温度。控制器被构造成基于：由温度传感器检测到的温度；和致使压辊的温度变化的参数，来控制压辊的旋转速度。

Description

图像形成设备和控制该设备的方法

技术领域

本公开涉及图像形成设备和控制图像形成设备的方法。

背景技术

诸如激光打印机的电子照相型图像形成设备设置有包括加热构件和压辊的定影装置。加热构件是被加热器加热的定影带，压辊被构造成在接触加热构件的同时进行旋转。压辊具有辊部，辊部的直径因由于温度升高导致的其膨胀而变化。结果，在将驱动力输入到压辊时传送片材的定影装置中，由于因压辊直径的变化而造成的压辊圆周速率的变化，导致片材传送速度可变化。

日本专利申请公开No.2007-298720公开了一种定影装置，该定影装置设置有用于检测压辊的芯杆的温度的热敏电阻，使得基于热敏电阻检测到的温度，控制压辊的旋转速度。

根据公开的结构，热敏电阻接触芯杆。因此，从定影带和定影辊之间的边界漏出的润滑油会弄脏芯杆，以致由于芯杆旋转，导致润滑油会进入热敏电阻和芯杆之间的间隙中，从而弄脏热敏电阻。因此，热敏电阻无法执行精确的温度检测，使得无法对压辊的旋转速度进行精确控制。

因此，本公开的目的是提供图像形成设备和控制图像形成设备的方法和程序，其能够按照由温度变化造成的压辊直径的变化来精确控制压辊旋转速度的传感器。

发明内容

为了实现以上和其它目的，本公开提供了一种图像形成设备，所述图像形成设备包括加热单元、压辊、温度传感器和控制器。加热单元包括加热器和被构造成被加热器加热的受热构件。压辊被构造成在接收到驱动力时在接触受热构件的同时以旋转速度旋转。温度传感器被构造成检测加热单元的温度。控制器被构造成基于由温度传感器检测到的温度以及致使所述压辊的温度变化的参数，来控制所述压辊的旋转速度。

优选地，所述控制器可被构造成基于由所述温度传感器检测到的温度和所述参数，估计所述压辊的温度；基于所述压辊的估计温度，确定所述压辊的目标旋转速度；控制所述压辊的旋转速度，以使其与所述目标旋转速度一致。

优选地，所述控制器还可被构造成重复地更新所述压辊的所述估计温度。更新的估计温度可以是通过所述压辊的倒数第二(pernultimate)估计温度加上温度的变化量确定的。可使用第一项计算温度的变化量，所述第一项是通过将夹压温度(niptemperature)和倒数第二估计温度之差乘以第一系数确定的。所述夹压温度是所述压辊和所述受热构件之间形成的夹压部(nipportion)处的温度。

优选地，取决于所述压辊是否正在旋转，所述第一系数可被设定为不同值，所述参数包括所述压辊是否正在旋转的状态。

优选地，当所述压辊正在旋转时，取决于所述压辊和所述受热构件之间是否存在片材，所述第一系数可被设定为不同值。在这种情况下，所述参数包括所述压辊和所述受热构件之间是否存在片材。

优选地，当在所述压辊和所述受热构件之间存在片材时，所述夹压温度可被设定为片材的温度，当在所述压辊和所述受热构件之间不存在片材时，所述夹压温度可被设定为所述温度传感器检测到的温度。

优选地，所述控制器还可被构造成重复地更新所述压辊的估计温度。更新的估计温度可以是通过所述压辊的倒数第二估计温度加上温度的变化量确定的。可使用第二项计算温度的变化量，所述第二项是通过将在所述压辊周围设置的构件的温度和所述倒数第二估计温度之差乘以第二系数确定的。

优选地，可使用以下等式计算在所述压辊周围设置的构件的温度。

TF_n＝TF_n-1+{A₄(TH-TF_n-1)+A₅(Tp_n-1-TF_n-1)}，其中，TF_n是所述构件的温度，TF_n-1是所述构件的倒数第二温度，TH是由所述温度传感器检测到的温度，TP_n-1是所述倒数第二估计温度，A₄和A₅是预设的系数。

优选地，所述控制器还可被构造成重复地更新所述压辊的估计温度。所更新的估计温度可以是通过所述压辊的倒数第二估计温度加上温度的变化量确定的。可使用第三项计算温度的变化量，所述第三项是通过将环境温度和所述倒数第二估计温度之差乘以第三系数确定的。在这种情况下，所述参数包括所述环境温度。

优选地，所述图像形成设备还可包括外壳和风扇，所述风扇被构造成冷却所述外壳的内部，取决于所述风扇的操作状态，所述第三系数可被设定为不同值。在这种情况下，所述参数包括所述风扇的操作状态。

优选地，所述受热构件可包括环形带，所述环形带被构造成旋转并且具有内周表面，所述加热单元可包括夹压构件，所述夹压构件被构造成在与所述压辊协作地夹压所述受热构件的同时，接触所述环形带的内周表面。所述温度传感器可被构造成检测所述夹压构件的温度作为所述加热单元的温度。

优选地，所述控制器还可被构造成以相等间隔确定所述压辊的旋转速度。

优选地，所述控制器可被构造成在一张片材已经经过所述受热构件和所述压辊之间之后，并且在后续传送的片材进入所述受热构件和所述压辊之间之前，控制和切换所述压辊的旋转速度。

优选地，所述图像形成设备还可包括：片材传感器，其被构造成检测正在经过的片材并且在片材传送方向上设置在所述压辊的下游。在所述一张片材已经经过所述片材传感器之后，所述控制器可切换所述压辊的旋转速度。

优选地，所述图像形成设备还可包括：片材传感器，其被构造成检测片材的存在并且在片材传送方向上设置在所述压辊的上游。当所述片材传感器检测到片材之后已经过去预定时间段时，所述控制器可切换所述压辊的旋转速度。

根据另一个方面，本公开提供了一种控制图像形成设备的方法。所述图像形成设备包括加热单元、压辊、温度传感器和控制器。加热单元包括加热器和被构造成被加热器加热的受热构件。压辊被构造成在接收到驱动力时接触受热构件的同时以旋转速度旋转。温度传感器被构造成检测加热单元的温度。控制器被构造成控制压辊的旋转速度。所述方法包括：基于由所述温度传感器检测到的温度和致使所述压辊的温度变化的参数，控制所述压辊的旋转速度。

附图说明

根据下面结合附图进行的描述，本公开的特定特征和优点以及其它目的将变得清楚，其中：

图1是示出根据第一实施例和第二实施例的作为图像形成设备示例的彩色激光打印机的总体构造的示意图；

图2是示出根据第一实施例和第二实施例的打印机中的定影装置的基本部分的剖视图；

图3是定影装置的夹压板(nipplate)的透视图；

图4是示出根据第一实施例和第二实施例的定影装置、马达和控制器的视图；

图5是示出根据第一实施例和第二实施例的用于确定压辊旋转速度的控制器中执行的控制例程的流程图；

图6是示出根据第一实施例的用于控制压辊旋转速度的控制器中执行的控制例程的流程图；以及

图7是示出根据第二实施例的用于控制压辊旋转速度的控制器中执行的控制例程的流程图。

具体实施方式

将参照图1至图6描述根据第一实施例的作为图像形成设备示例的彩色激光打印机1。

下面描述中的方向将是基于图1中示出的彩色激光打印机1的取向。具体地讲，图1中的彩色激光打印机1的左侧将被称为“前”、右侧将被称为“后”，近侧将被称为“右”、远侧将被称为“左”。另外，打印机1的“顶”和“底”将对应于图1中的垂直方向。

彩色激光打印机1被构造成在空白纸的片材S的两个表面上形成图像。如图1中所示，打印机1包括作为外壳示例的外壳2。在外壳2内，主要设置片材供应单元3、曝光单元5、处理单元6、转印单元7和定影单元8。曝光单元5、处理单元6和转印单元7组合地构成用于在片材S上形成显影剂图像的图像形成单元4。

片材供应单元3设置在外壳2的底部中。片材供应单元3主要包括其中容纳片材S的片材供应托盘31、升降板32、片材供应辊33、分离辊34、分离垫35、传送辊36和定位辊37。在片材供应单元3中，容纳在片材供应托盘31中的片材S在升降板32的作用下被推向片材供应辊33，并且由片材供应辊33供应片材S。然后，分离辊34和分离垫35被构造成将片材S逐一分离，传送辊36和定位辊37被构造成将分离的片材S供应到图像形成单元4。

曝光单元5设置在外壳2的上部中。尽管在附图中未示出，但曝光单元5包括多个激光发光单元、多面镜、透镜、反射镜等。曝光单元5被构造成以高速扫描照射激光束(通过图1中的点划线指示)，曝光对应感光鼓61的表面，以基于图像数据进行照明。

处理单元6布置在片材供应托盘31和曝光单元5之间，并且主要包括抽屉60、四个感光鼓61、多个充电器62和多个显影墨盒63。多个充电器62和多个感光鼓61以一一对应的关系设置。多个显影墨盒63和多个感光鼓61以一一对应的关系设置。各显影墨盒63包括显影辊64、供应辊65、调色剂层厚度调节叶片66和调色剂腔室67。调色剂腔室67被构造成在其内容纳调色剂(显影剂)。在各显影墨盒63中，供应辊65将调色剂腔室67中的调色剂供应到显影辊64，显影辊64的表面上的调色剂在对应的厚度调节叶片66的作用下保持均匀厚度。

抽屉60被构造成保持四个感光鼓61，并且能相对于外壳2在前向/后向方向上移动。外壳2具有形成有开口的前部，该开口被前盖21覆盖。当打开前盖21时，能将抽屉60与外壳2拆开。具体地讲，抽屉60可被从外壳2拉出并且在打开前盖21时通过开口附接到外壳2。另外，可用新鼓连同抽屉60一起更换感光鼓61。另外，各显影墨盒63可拆卸地附接到抽屉60。因此，当抽屉60被拉出外壳2时，可用新墨盒更换显影墨盒。

在处理单元6中，各充电器62将一致电荷施加到对应感光鼓61的表面，此后，曝光单元5照射激光束，曝光对应感光鼓61的表面，以进行照射在上面形成静电潜影图像。然后，各显影辊64的表面上带有的调色剂被供应到形成在对应感光鼓61上的静电潜影图像，以在对应感光鼓61上产生可视调色剂图像(显影剂图像)。

转印单元7设置在片材供应托盘31和处理单元6之间。转印单元7主要包括驱动辊71、从动辊72、以绷紧状态环绕驱动辊71和从动辊72的传送带73。传送带73是环形带并且具有与各感光鼓61接触的外表面。转印辊74布置在传送带73形成的环的内部的一些位置处，使得转印辊74和相应感光鼓61将传送带73夹在其间。供应到传送带73上的片材S在感光鼓61和转印辊74之间传送，由此，形成在感光鼓61上的调色剂图像被转移和叠加在片材S上。

定影单元8设置在处理单元6后方，并且包括加热单元100和压辊140。如图2和图3中所示，加热单元100包括作为受热构件示例的定影带110、作为加热器示例的卤素灯120、作为夹压构件示例的夹压板130、反射板150、支撑件160、作为温度传感器示例的热敏电阻170和恒温器180。

如图2中所示，定影带110是诸如具有耐热性和柔性的环形带的管状构件。定影带110由诸如不锈钢的金属形成的管和形成在金属管外围表面上的诸如氟树脂的涂覆层构成。定影带110被设置为在被覆盖构件200中形成的上游引导件310、下游引导件320和端部引导件330引导的同时，能够按图2中的逆时针循环。线簧201被设置于用于向定影带110施加张力的覆盖构件200。另外，在定影带110的内周表面上设置润滑剂(未示出)，以增强定影带110和夹压板130之间的可滑动性。

卤素灯120是加热器，被构造成加热夹压板130和定影带110，以加热转印到片材S上的调色剂。卤素灯120设置在由定影带110的内周表面限定的内部空间中，同时与定影带110的内周表面分隔开预定距离。

夹压板130是板状构件，从卤素灯120接收辐射热。夹压板130设置在定影带110的内部空间中，与卤素灯120分隔开预定距离。更具体地讲，夹压板130接触定影带110的内周表面，同时与压辊140协作地夹压定影带110。通过弯曲热膨胀系数高于支撑件160的热膨胀系数的诸如铝板的金属板来设置夹压板130。

如图3中所示，夹压板130包括在向左/向右方向伸长的板部131、从板部131的前沿向上延伸的前弯曲部132、从板部131的后沿向上延伸的后弯曲部133、从后弯曲部133的上沿向后延伸的三个被检测部134A、134B、134C。

如图2中所示，压辊140设置在夹压板130下方，与夹压板130协作地夹压定影带110。压辊140被构造成与定影带110协作地传送片材S，而定影带110被夹压在夹压板130和压辊140之间。压辊140包括由诸如钢的金属制成的轴141和围绕轴141的圆周表面设置的弹性辊主体142。压辊140和加热单元100被向着彼此推动，使得辊主体142的在定影带110插入其间的情况下与夹压板130接触的部分弹性变形，与定影带110形成夹压部N。

驱动输入齿轮143耦接到压辊140的轴141的端部(如图4中所示)，使得辊主体142被构造成在将驱动力输入到输入齿轮143时绕着轴141的轴旋转，同时辊主体142与定影带110接触。换句话讲，压辊140被构造成在接收到驱动力时在与定影带10接触的同时以旋转速度进行旋转。定影带110在压辊140旋转时循环地移动，从而与加热单元100协作地传送片材S。

反射构件150是将来自卤素灯120的辐射热向着夹压板130反射的构件。反射构件150设置在定影带110的内部空间中，以便围绕卤素灯120。反射构件150是通过弯曲铝板等形成的。反射构件150包括：反射部151，其横截面具有大体U形；凸缘部152，其在向前/向后方向上从反射部151的相应端部向外延伸。

支撑件160是借助反射板150的凸缘部152支承夹压板130以确保夹压板130抵抗来自压辊140的负荷的刚性。支撑件160设置在定影带110的内部空间中，以便围绕反射板150。支撑件160是通过将钢板横截面弯曲成大体U形而形成的。支撑件160包括：上壁161；前壁162，其从上壁161的前端向下延伸；后壁163，其从上壁161的后端向下延伸；凸缘部164，其从前壁162的下端向前延伸。

图3示出热敏电阻170和恒温器180被构造成检测加热单元100的温度并且热敏电阻170和恒温器180设置在定影带110的内部空间中。更具体地讲，热敏电阻170、170分别面对夹压板130的被检测部134A、134B，恒温器180面对夹压板130的被检测部134C，以检测夹压板130的温度。由热敏电阻170检测的温度数据用于控制卤素灯120，也就是说，用于控制定影单元8的温度。顺带一提，对定影单元8的温度控制是熟知的，使得可省略详细描述。恒温器180连接到卤素灯120并且被构造成在检测超过预定温度的温度时切断对卤素灯的供电。

如图2中所示，覆盖构件200被构造成支撑卤素灯120、夹压板130、反射板150、支撑件160、热敏电阻170和恒温器180，并且包括第一覆盖件210和第二覆盖件220。

第一覆盖件210在向左/向右方向上伸长并且由具有给定耐热性的树脂制成。第一覆盖件210设置在定影带110的内部空间中，以便围绕支撑件160。第一覆盖件210包括后侧壁211、前侧壁212、连接后侧壁211的上沿和前侧壁212的上沿的上壁213、从后侧壁211的下端向后延伸的延伸壁214。前侧壁212具有设置有上游引导件310的下端部，上游引导件310用于引导定影带110的前下部。延伸壁214具有设置有下游引导件320的后端部，下游引导件320用于引导定影带110的后下部。

第二覆盖件220在向左/向右方向上伸长并且由具有给定耐热性的树脂制成。第二覆盖件220设置在定影带110的内部空间中，覆盖第一覆盖件210。第二覆盖件220包括上壁221、从上壁221的后端部向下延伸的后壁222、从后壁222的下端部向后延伸的延伸壁223。端部引导件330形成在上壁221的各向左/向右端部，用于引导定影带110的上部的各向左/向右端部。

在定影单元8中，通过传送片材S通过加热单元100和压辊140之间的边界，转印到片材S上的调色剂图像被热定影到片材S。如图1中所示，上面已经定影了调色剂图像的片材S被传送辊23和排纸辊24传送。在图像形成在片材S的表面之一(第一表面)上的情况下，片材S被排放到排纸托盘22上。另一方面，在另一个图像也形成在片材S的另一个表面(第二表面)上的情况下(在图像应该形成在片材S的两个表面上的情况下)，通过排纸辊24的反转，将片材S引入重新传送通道28，并且通过重新传送辊29、传送辊36和定位辊37将片材S再供应到图像形成单元4。此后，调色剂图像形成在片材S的另一个表面上，通过定影单元8将图像热定影到另一个表面上，然后通过传送辊23和排纸辊24将片材S排放到排纸托盘22上。

除了图像形成单元4和定影单元8之外，彩色激光打印机1还包括风扇25、环境温度传感器81、第一检测传感器91、马达83(图4)和控制器10(图4)。控制器10和马达83可设置在定影装置8中，或者可设置在定影装置8外部，诸如设置在外壳2中。

风扇25被构造成冷却外壳2的内部并且设置在外壳2的左侧壁中形成的排放开口，如图1中所示。在描绘的实施例中，风扇25设置在定影单元8中，用于冷却外壳2的内部，具体地讲，通过在风扇25操作时将外壳2内部中的空气排放到外部来冷却定影单元8。用传统方式控制风扇25，使得风扇25在对片材S进行图像形成操作期间进行操作，并且风扇25在等待输入打印指令或打印工作的备用状态期间停止，该打印指令或打印工作包含将用于打印片材S的图像数据。诸如风扇25的启用状态(风扇开)或风扇的停止状态(风扇关)的、关于风扇25的状态的信息被发送到控制器10。

环境温度传感器81是用于检测彩色激光打印机1所处环境的温度的传感器，即，是用于检测房间空气温度的传感器。环境温度传感器81设置在外壳2的适宜部分处。关于环境温度传感器81检测的温度(环境温度TA)的数据被发送到控制器10。

第一检测传感器91被构造成检测外壳2中传送的片材S的通过(即，片材S的存在与否)。例如，第一检测传感器91包括在毗邻片材S时枢转移动的致动器和用于检测致动器的枢转移动的光学传感器。第一检测传感器91在片材传送方向上设置在压辊140的下游。更具体地讲，第一检测传感器91设置在定影单元8的后方和对角上方。关于片材S是否经过第一检测传感器91的数据被发送到控制器10。

如图4中所示，定影单元8包括支撑压辊140的框架500。压辊140包括由金属制成的轴141、由诸如有机硅橡胶的橡胶制成的辊主体142和驱动输入齿轮143。轴141包括：芯杆部141A，其是其上形成辊主体142的中空圆柱体；轴部141B，其均在压辊140的轴向方向上从芯杆部141A的各轴向端向外延伸。各轴部141B的直径小于芯杆部141A的直径。驱动输入齿轮143固定地耦接到左侧轴部141B。框架500具有保持轴承190的辊支撑部510，各轴部141B装配有轴承190之一。因此，压辊140能被旋转支撑于框架500。

马达83是用于通过驱动输入齿轮143向压辊140的轴141施加驱动力的驱动源。在描绘的实施例中，马达83独立于其它马达(未示出)设置，该其它马达适于向片材供应单元3、图像形成单元4、传送辊23和排纸辊24施加驱动力。

控制器10被构造成控制压辊140的旋转速度。更具体地讲，控制器10是装配CPU、ROM和RAM的计算机，并且被构造成执行预先存储的程序，以执行基于由热敏电阻170检测到的温度和影响压辊140温度的参数来控制压辊140的旋转速度的过程。

具体地讲，控制器10首先估计压辊140的温度。基于估计的这个温度，控制器10用压辊140传送的片材S的参考状态(在彩色激光打印机1的操作环境下充分冷却压辊140的状态)来计算速率的变化率。控制器10还基于计算出的速率的变化率，设定压辊140的目标旋转速度。控制器10以相等的间隔(每当过去了第一时间段时)设定压辊140的目标旋转速度。这个第一时间段可随意设定；例如，设定为0.1秒。

如图5中所示，控制器10在S101中确定第一时间段(在这个示例中，0.1秒)是否已经经过。当第一时间(S101：是)已经经过时，控制器10顺序地执行步骤S110、S120和S130中的过程。重复地执行图5中示出的过程。换句话讲，每当S101中已经经过第一时间时，控制器10开始图5的过程。

1.估计压辊的温度

在图5的S110中，控制器10基于通过热敏电阻170检测的温度TH和会影响压辊140温度的其它参数(具体地讲，会影响辊主体142的温度的参数)来估计压辊140的温度TP_n。如上所述，控制器10重复地执行S110的过程，从而重复地更新估计温度TP_n。在第一实施例中，可影响压辊140温度的参数包括环境温度传感器81检测到的环境温度TA、风扇25的操作状态、片材S是否存在于定影带110和压辊140之间(即，片材S是否存在于夹压部N)、压辊140的旋转与否。

如以下等式(1)中所示地，通过将温度C的变化量加上压辊140的之前估计的温度(倒数第二估计温度TP_n-1)，控制器10估计压辊140的当前温度TP_n。

TP_n＝TP_n-1+C…等式(1)

如以下等式(2)中所示地，通过使用A₁(TN-TP_n-1)作为第一项，使用A₂(TF_n-1-TP_n-1)作为第二项并且A₃(TA-TP_n-1)作为第三项，计算温度C的变化量。

C＝A₁(TN-TP_n-1)+A₂(TF_n-1-TP_n-1)+A₃(TA-TP_n-1)…等式(2)

第一项A₁(TN-TP_n-1)说明定影带110和压辊140之间的夹压部N处的状态对压辊140的温度施加的影响(具体地讲，片材S是否存在于夹压部N以及压辊140是否正在旋转)。通过将夹压部N处的温度TN和压辊的倒数第二估计温度TP_n-1之差乘以预定的第一系数A₁来计算这个第一项。

当在定影带110和压辊140之间存在片材S时，夹压部N处的温度TN被设定为与片材S温度对应的片材温度TS。当在定影带110和压辊140之间不存在片材S时，温度TN被设定为热敏电阻170检测的温度TH，被视为夹压部N处的温度。在第一实施例中，认为当彩色激光打印机1正在片材S的第一表面上形成图像时，片材S的温度大致等于室温。因此，在这种情况下，片材温度TS被设定为环境温度TA。然而，当彩色激光打印机1正在片材S的第二表面上形成图像时，片材S已经经过定影单元8一次，从而造成其温度上升。因此，片材温度TS被设定为环境温度TA和预设校准温度TB之和(TA+TB)。

控制器10被构造成基于设置在压辊140的下游侧上的第一检测传感器91的输出，确定定影带110和压辊140之间是否存在片材S。例如，控制器10可在片材S正经过第一检测传感器91上方的同时确定在定影带110和压辊140之间存在片材，并且可在纸上S已经经过第一检测传感器91之后确定在定影带110和压辊140之间不存在片材S。另外，由热敏电阻170检测的温度TH可被设定为由两个热敏电阻170(参见图3)检测的平均温度或由一个特定热敏电阻170检测的温度。

取决于压辊140是否正在旋转，第一系数A₁被设定为不同值。在第一实施例中，在压辊140不是正在旋转时，第一系数A₁被设定为0，在压辊140正在旋转时，取决于在压辊140和定影带110之间是否存在片材S，第一系数A₁被设定为不同值。更具体地讲，在压辊140正在旋转时，第一系数A₁被设定为大于0的值，相比于在压辊140和定影带110之间存在片材S时，在压辊140和定影带110之间不存在片材S时，该值较大。这里，控制器10可基于用于控制压辊140旋转的其自身数据来确定压辊140是否正在旋转。

第二项A₂(TF_n-1-TP_n-1)说明在压辊140周围设置的构件的温度如何影响压辊140的辊主体142的温度并且是通过将在压辊140周围的构件的温度TF_n-1和倒数第二估计温度TP_n-1之差乘以预定的第二系数A₂来计算的。在这种情况下在压辊140周围(更具体地讲，在辊主体142周围)设置的构件可以是例如加热单元100、框架500和/或轴141。

当压辊140和定影带110之间存在片材S时，第二系数A₂大于第一系数A₁。当压辊140和定影带110之间不存在片材S时，第二系数A₂小于第一系数A₁。

控制器10基于以下等式(3)计算在压辊140周围的构件的温度TF_n(第二项中的温度TF_n-1)。

TF_n＝TF_n-1+{A₄(TH-TF_n-1)+A₅(Tp_n-1-TF_n-1)}…等式(3)

在等式(3)中，TF_n-1是之前针对在压辊140周围的构件计算出的温度，A₄和A₅是预设的系数。系数A₄和A₅大于当在压辊140和定影带110之间存在片材S时设定的第一系数A₁并且小于第二系数A₂。系数A₄被设定为大于系数A₅。

在等式(3)中，项A₄(TH-TF_n-1)说明由热敏电阻170检测的温度TH——更具体地讲，卤素灯120发出的热——怎样影响在压辊140周围设置的构件的温度。另外，项A₅(Tp_n-1-TF_n-1)说明辊主体142和在辊主体142周围的构件之间的热的传递。

等式(2)中的第三项A₃(TA-TP_n-1)说明压辊140(定影单元8)周围的状况——具体地讲，环境温度TA和风扇25的操作状态——怎样影响压辊140的温度。通过将环境温度TA和倒数第二估计温度TP_n-1之差乘以预定的第三系数A₃来计算这个项。

取决于风扇25的操作状态，第三系数A₃被设定为不同值。在第一实施例中，第三系数A₃被设定为大于第二系数A₂并且小于当在压辊140和定影带110之间不存在片材S时设定的第一系数A₁的值的值。相比于当风扇25关时，当风扇25开时，第三系数A₃的值被设定得较大。

2.计算速率的变化率

在图5的S120中，控制器10基于压辊140的估计温度TP_n，计算速率的变化率ΔV，如以下等式(4)中指示的。

ΔV＝A₆(TP_n-TP_i)…等式(4)

在等式(4)中，TP_i是参考状态下压辊140的温度(参考温度)。举例来说，参考温度TP_i可被设定为25℃。参考温度TP_i还可以是变量值并且不需要被设定为诸如25℃的固定值。另外，等式(4)中的A₆是用于将压辊140的温度TP_n和参考温度TP_i之差转换成速率的变化率ΔV的系数并且是通过实验、模拟等预定的。

3.设定压辊的旋转速度

在S130中，控制器10根据以下的等式(5)基于S120中计算出的速率的变化率ΔV来设定压辊140的旋转速度(目标旋转速度VT)。

VT＝VT₀/(1+ΔV)…等式(5)

在等式(5)中，VT₀是预定的参考目标旋转速度VT₀(固定值)。

如上所述，控制器10通过基于S130中设定的目标旋转速度VT控制马达83来控制压辊140的旋转速度。在控制过程中，控制器10在第一检测传感器91已经检测到单张片材S经过定影带110和压辊140之间之后(在前一片材经过第一检测传感器91之后)，并且在下一片材S进入定影带110和压辊140之间之前，控制器10切换压辊140的旋转速度。因此，控制器10将压辊140的目标旋转速度VT从当前目标旋转速度VT1切换成新设定的目标旋转速度VT2。

更具体地讲，控制器10在接收到在片材S上形成图像的打印工作时执行图6中示出的过程。在图6的S141中，控制器10在当前时间点将目标旋转速度VT设定为最新的目标旋转速度VT1，并且开始旋转压辊140。换句话讲，控制器10基于由热敏电阻170检测到的温度TH和致使压辊140的温度变化的参数，控制压辊140的旋转速度。更具体地讲，控制器10控制压辊140的旋转速度，以使其与目标旋转速度VT1一致。

在S142中，控制器10确定片材S是否经过第一检测传感器91。当片材S已经经过了第一检测传感器91(S142：是)时，在S143中，控制器10确定是否存在与将形成在另一片材S上的图像对应的图像数据。当存在将形成在另一片材S上的图像数据(S143：是)时，在S145中，控制器10在当前时间点将目标旋转速度VT切换成最新的目标旋转速度VT2，以改变压辊140的旋转速度。此后，控制器10重复从S142开始的以上过程。

当没有将形成在其它片材S上的剩余图像数据(S143：否)时，图像信息是完整的，在S146中，控制器10停止压辊140的旋转，从而终止该过程。注意的是，在接收到打印工作时，并行执行图5中的处理和图6中的过程。

当驱动彩色激光打印机1离开其参考状态时，控制器10在以上打印过程中将压辊140的目标选择速度VT设定为参考标准旋转速度VT₀。随着压辊140的温度上升，压辊140的直径膨胀。由于速率的变化率ΔV随着压辊140的温度上升而增大，因此控制器10将压辊140的目标旋转速度VT设定为比参考目标旋转速度VT₀小的值，以减小压辊140的旋转速度。以这种方式，控制器10可控制压辊140的旋转，使得即使当压辊140的直径增大时，其圆周速度也保持大致恒定，从而使定影单元8能够以恒定速度传送片材S。

另外，当片材S在定影带110和压辊140之间传送时，片材S吸热，从而致使压辊140的温度下降并且压辊140收缩(从而接近其原始直径)。由于速率的变化率ΔV随着压辊140的直径减小而减小，因此控制器10将压辊140的目标旋转速度VT设定为比压辊140处于较高温度时大的值，从而增大压辊140的旋转速度。以这种方式，控制器10可即使当压辊140的直径减小时，将压辊140的圆周速度也保持大致恒定的速度，从而使定影单元8能够以恒定速度传送片材S。

在上述的第一实施例中，控制器10可在不提供用于检测压辊140的温度的传感器的情况下，响应于因温度波动造成的压辊140的直径变化来控制压辊140的旋转速度。

另外，在第一实施例中，控制器10在前一片材S已经经过定影带110和压辊140之后，并且在下一片材S进入定影带110和压辊140之间之前，改变压辊140的旋转速度。以这种方式，彩色激光打印机1可避免在片材S正在定影带110和压辊140之间传送的同时在定影带110和片材S之间会出现摩擦。因此，这种方法防止了片材S上形成的图像因这种摩擦而变脏。

第二实施例

接下来，将描述第二实施例，其中，用相同的参考标号指明类似的部分和部件，以避免重复描述。根据第二实施例的彩色激光打印机101具有与彩色激光打印机1相同的部件并且还设置有如图1中所示的第二检测传感器92。

第二检测传感器92被构造成检测正在主壳体2中传送的片材S的存在。如同第一检测传感器91一样，第二检测传感器92主要由当被片材S接触时枢转的致动器和被构造成检测致动器的枢转动作的光电传感器构成。第二检测传感器92相对于片材S传送方向设置在压辊140的上游侧，具体地讲，在第二实施例中，第二检测传感器92倾斜地设置在定位辊37的上方和后方。第二检测传感器92被构造成将数据输出到指示是否检测到片材S的控制器10。

当基于目标旋转速度VT控制压辊140的旋转速度时，第二实施例中的控制器10在一张片材S已经经过定影带110和压辊140之后在下一片材S进入定影带110和压辊140之间之前，改变压辊140的旋转速度。具体地讲，在第二实施例中，一旦在第二检测传感器92检测到片材S之后已经经过第二时间段，则控制器10切换压辊140的旋转速度。第二时间段是预定时间段的示例。

第二时间段被设定为比在第二检测传感器92已经检测到下一片材S之后，前一片材S的后沿从定影带110和压辊140之间退出所需的时间长，并且比在第二检测传感器92已经检测到下一片材S之后，下一片材S的前沿进入定影带110和压辊140(以到达夹压部N)之间所需的时间短。

接下来，将参照图7描述用于控制压辊140的旋转速度的根据第二实施例的过程。

控制器10在接收到在片材S上形成图像的打印工作时执行图7中示出的过程。在图7的S141中，控制器10在当前时间点将目标旋转速度VT设定为最新的目标旋转速度VT1并且开始旋转压辊140。注意的是，一旦如以下描述的S144中所确定的，第二检测传感器92检测到片材S之后已经经过第二时间段，则控制器10可开始旋转压辊140。

在S143中，控制器10确定是否存在与将形成在另一张片材S上的图像对应的图像数据。当存在与将形成在另一张片材S上的图像对应的图像数据(S143：是)时，在S144中，控制器10确定在第二检测传感器92检测到片材S之后是否已经经过了第二时间段。如果在第二检测传感器92检测到片材S之后已经经过了第二时间段(S144：是)，则在S145中，控制器10通过在当前时间点将目标旋转速度VT切换成最新的目标旋转速度VT2，改变压辊140的旋转速度。此后，控制器10重复从S143开始的以上过程。

当没有将形成在其它片材S上的剩余图像数据(S143：否)时，图像信息是完整的，在S146中，在最后的片材S经过定影带110和压辊140之后，具体地讲，在最后的片材S经过第一检测传感器91之后，控制器10停止压辊140的旋转，从而终止图7中的过程。

通过用上述根据第二实施例的彩色激光打印机101，控制器10可通过在前一片材S已经经过定影带110和压辊140之后并且在下一片材S进入定影带110和压辊140之间之前切换压辊140的旋转速度，来避免弄脏片材S上形成的图像。

虽然已经参照本说明书的具体实施例描述了本说明书，但本领域的技术人员应该清楚，可在不脱离上述公开的精神的范围内，在其中进行许多修改和变化。

在上述的第一实施例和第二实施例中，当图像正形成在片材S的第一表面上时，片材温度TS被设定为环境温度TA，当图像正形成在片材S的第二表面上时，片材温度TS被设定为环境温度TA和校准温度TB之和，但片材温度TS不限于这些设定。例如，如果彩色激光打印机没有设置环境温度传感器，则当图像形成在片材S的第一表面上时，片材温度可被设定为预定的第一固定值，并且当图像形成在片材S的第二表面上时，片材温度可被设定为预定的第二固定值。替代地，如果基于环境温度传感器输出的检测值来设定片材温度，则片材温度可被设定为在估计压辊温度的定时之前的预定时间开始并且结束于估计压辊温度的定时的时间间隔内从传感器输出的平均检测值。另外，彩色激光打印机可设置有用于检测片材温度的温度传感器并且可将片材温度设定为这个温度传感器检测到的温度。

在上述的第一实施例和第二实施例中，环境温度传感器81检测到的温度被用作环境温度(在彩色激光打印机的操作环境下的温度)，但其它温度可用作环境温度。例如，当彩色激光打印机没有设置环境温度传感器时，诸如25℃的预设固定值可用作环境温度。

在上述的第一实施例和第二实施例中，风扇25具有两种操作状态，开状态和关状态，取决于风扇25是开还是关，将第三系数A₃设定为不同值。然而，如果风扇具有三种操作状态，诸如以预定速度旋转的状态、以比预定速度慢的速度旋转的状态、关状态(停止状态)，则可针对这三种操作状态中的每种，将第三系数A₃设定为不同值。如果风扇具有四种或更多种操作状态，同样如此。

在上述的第一实施例和第二实施例中，控制器10被构造成：基于热敏电阻170检测到的温度和致使压辊140的温度变化的参数，估计压辊140的温度；基于压辊140的估计温度，设定压辊140的旋转速度。然而，例如，控制器可被构造成基于热敏电阻170检测到的温度和影响压辊温度的参数，直接设定压辊140的旋转速度。

在上述的第一实施例和第二实施例中，环境温度TA、风扇25的操作状态、定影带110和压辊140之间是否存在片材S、压辊140的旋转与否被用作影响压辊140的温度的参数示例。然而，可使用其它参数。例如，片材厚度、大小和材料方面的片材种类、压辊在其旋转状态期间的旋转速度、设置片材温度传感器的情况下的片材的温度可被用作影响压辊温度的参数。

另外，在第一实施例和第二实施例中，影响压辊温度的参数的数量是四个。然而，参数的数量不限于四个，而是参数的数量可根据环境温度传感器和风扇的存在与否来改变。

在上述的第一实施例和第二实施例中，诸如热敏电阻170的温度检测构件被构造成检测夹压板130的温度。然而，温度检测构件可被构造成检测定影带的温度。

在上述的第一实施例和第二实施例中，用于向压辊140施加驱动力的马达83独立于用于向图像形成单元4等施加驱动力的其它马达来设置。然而，在实施例中，传动系统不限于此。例如，用于向压辊施加驱动力的驱动源可以是用于向图像形成单元施加驱动力的马达。在后一种情况下，可在马达和压辊之间设置变速传动结构，用于改变压辊的旋转速度。

在上述的第一实施例和第二实施例中，风扇25设置在外壳2中形成的排纸开口中。然而，风扇25可设置在外壳2的入口开口中。

可预料到压辊的修改形式。例如，在第一实施例和第二实施例中，压辊140的轴141的芯杆141A是中空结构。然而，刚性轴是可用的。另外，在第一实施例和第二实施例中，辊主体142由橡胶制成。然而，除了橡胶外的任何弹性材料可用作辊主体的材料。

另外，在上述的第一实施例和第二实施例中，柔性环形定影带110被用作受热构件的示例。然而，将被称为热辊或定影辊的中空金属构件也可用作受热构件。

另外，在上述的第一实施例和第二实施例中，卤素灯(卤素加热器)120被用作用于加热受热构件的加热器的示例。然而，陶瓷加热器、碳加热器和IH加热器也可用于替代卤素加热器。

另外，在第一实施例和第二实施例中，板状夹压板130被用作夹压构件的示例。然而，除了板状部件外的厚部件也可用作夹压构件。

另外，在第一实施例和第二实施例中，作为图像形成设备，以其中设置有多个显影墨盒63的彩色激光打印机1为例。然而，其中只设置一个显影墨盒的单色打印机也可用作图像形成设备。另外，作为能够在片材的两个表面上形成图像的图像形成设备的替代，在片材的单个表面上形成图像的图像形成设备也是可用的。另外，作为打印机的替代，具有诸如平板扫描仪的原始图像读取器的复印机和传真机可用作图像形成设备。另外，在第一实施例和第二实施例中，曝光单元5被构造成将激光束发射到感光鼓61上。然而，曝光系统不限于将激光束发射到感光鼓上，而是诸如将LED的光发射到感光鼓上的其它类型的曝光系统也是可用的。

另外，在第一实施例和第二实施例中，空白纸被用作片材S。然而，除了空白纸外的诸如OHP片材的片材也是可用的。

Claims (16)

1.一种图像形成设备，包括：

加热单元，所述加热单元包括加热器和被构造成被所述加热器加热的受热构件；

压辊，所述压辊被构造成在接收到驱动力时，与所述受热构件接触的同时以旋转速度旋转；

温度传感器，所述温度传感器被构造成检测所述加热单元的温度；以及

控制器，所述控制器被构造成基于由所述温度传感器检测到的温度以及致使所述压辊的温度变化的参数，来控制所述压辊的所述旋转速度。

2.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述控制器被构造成：

基于由所述温度传感器检测到的温度和所述参数，估计所述压辊的温度；

基于所述压辊的估计温度，确定所述压辊的目标旋转速度；以及

控制所述压辊的所述旋转速度，以与所述目标旋转速度一致。

3.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，所述控制器进一步被构造成重复地更新所述压辊的所述估计温度，更新的所述估计温度是通过所述压辊的倒数第二估计温度加上温度的变化量来确定的；

其中，使用第一项来计算所述温度的变化量，所述第一项是通过将夹压温度和所述倒数第二估计温度之差乘以第一系数来确定的，所述夹压温度是在所述压辊和所述受热构件之间形成的夹压部处的温度。

4.根据权利要求3所述的图像形成设备，其中，取决于所述压辊是否正在旋转，所述第一系数被设定为不同值，所述参数包括所述压辊是否正在旋转的状态。

5.根据权利要求4所述的图像形成设备，其中，当所述压辊正在旋转时，取决于在所述压辊和所述受热构件之间是否存在片材，所述第一系数被设定为不同值，所述参数包括在所述压辊和所述受热构件之间是否存在片材。

6.根据权利要求3所述的图像形成设备，其中，当在所述压辊和所述受热构件之间存在片材时，所述夹压温度被设定为片材的温度，

其中，当在所述压辊和所述受热构件之间不存在片材时，所述夹压温度被设定为由所述温度传感器检测到的温度。

7.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，所述控制器进一步被构造成重复地更新所述压辊的所述估计温度，更新的所述估计温度是通过所述压辊的倒数第二估计温度加上温度的变化量来确定的；

其中，使用第二项来计算所述温度的变化量，所述第二项是通过将在所述压辊周围设置的构件的温度和所述倒数第二估计温度之差乘以第二系数来确定的。

8.根据权利要求7所述的图像形成设备，其中，使用以下等式来计算在所述压辊周围设置的构件的温度：

TF_n＝TF_n-1+{A₄(TH-TF_n-1)+A₅(Tp_n-1-TF_n-1)}

其中，

TF_n是所述构件的温度，

TF_n-1是所述构件的倒数第二温度，

TH是由所述温度传感器检测到的温度，

TP_n-1是所述倒数第二估计温度，并且

A₄和A₅是预设的系数。

9.根据权利要求2所述的图像形成设备，其中，所述控制器进一步被构造成重复地更新所述压辊的所述估计温度，更新的所述估计温度是通过所述压辊的倒数第二估计温度加上温度的变化量来确定的；

其中，使用第三项来计算温度的变化量，所述第三项是通过将环境温度和所述倒数第二估计温度之差乘以第三系数来确定的，所述参数包括所述环境温度。

10.根据权利要求9所述的图像形成设备，进一步包括：

外壳；以及

风扇，所述风扇被构造成冷却所述外壳的内部；

其中，取决于所述风扇的操作状态，所述第三系数被设定为不同值，所述参数包括所述风扇的操作状态。

11.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述受热构件包括环形带，所述环形带被构造成旋转并且具有内周表面；

其中，所述加热单元包括夹压构件，所述夹压构件被构造成在与所述压辊协作地夹压所述受热构件的同时，接触所述环形带的内周表面；

其中，所述温度传感器被构造成检测所述夹压构件的温度作为所述加热单元的温度。

12.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述控制器进一步被构造成以相等的间隔来确定所述压辊的所述旋转速度。

13.根据权利要求1所述的图像形成设备，其中，所述控制器被构造成：在一张片材已经经过所述受热构件和所述压辊之间之后，并且在后续传送的片材进入所述受热构件和所述压辊之间之前，控制并切换所述压辊的所述旋转速度。

14.根据权利要求13所述的图像形成设备，进一步包括：

片材传感器，所述片材传感器被构造成检测正在经过所述片材传感器的片材，并且所述片材传感器在所述片材被传送的方向上设置在所述压辊片材的下游；

其中，在所述一张片材已经经过所述片材传感器之后，所述控制器切换所述压辊的所述旋转速度。

15.根据权利要求13所述的图像形成设备，进一步包括：

片材传感器，所述片材传感器被构造成检测片材的存在，并且所述片材传感器在所述片材被传送的方向上设置在所述压辊片材的上游；

其中，当所述片材传感器已经检测到所述片材之后已经经过预定时间段时，所述控制器切换所述压辊的所述旋转速度。

16.一种控制图像形成设备的方法，所述图像形成设备包括：加热单元，所述加热单元包括加热器和被构造成被所述加热器加热的受热构件；压辊，所述压辊被构造成在接收到驱动力时，与所述受热构件接触的同时以旋转速度旋转；温度传感器，所述温度传感器被构造成检测所述加热单元的温度；以及控制器，所述控制器被构造成控制所述压辊的所述旋转速度，所述方法包括：

基于由所述温度传感器检测到的温度以及致使所述压辊的温度变化的参数，来控制所述压辊的所述旋转速度。