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图像形成装置的制作方法

2021-10-08 21:14:00 来源:中国专利 TAG:图像 装置 复印机 所述 加热


1.本发明涉及一种使用电子照相系统等的图像形成装置(例如复印机和打印机),所述图像形成装置包括图像加热装置并且在记录材料上形成图像。


背景技术:

2.近年来,作为在使用电子照相系统的图像形成装置(例如激光打印机)中所包括的定影装置,已经提出了以选择性地加热形成在记录材料上的图像部分的系统为基础的定影装置来满足节能要求(参见日本专利申请公报第h06

95540号)。关于以该系统为基础的加热元件,在与记录材料的传送方向垂直的方向(以下称为“纵向方向”)上设置多个分割的加热区域,并且在纵向方向上设置分别对多个加热区域进行加热的多个加热元件。然后,基于在每个加热区域中形成的图像的图像信息,图像部分由与其对应的加热元件选择性地加热。此外,在将未在记录材料上形成调色剂图像的区域(以下称为“非图像部分”)的加热温度控制在比图像部分的加热温度更低的温度的情况下,已经提出了通过根据每个加热区域的热历史改变定影部件的升温定时来防止图像问题(例如定影不良)的方法(参见日本专利申请公报第2015

125165号)。
3.另一方面,随着图像形成装置的速度增加,用于图像形成装置的马达变得更快/更大,这增加了图像形成装置的电流消耗。此外,彩色更常用于办公文件,并且正在制造更多的彩色激光打印机。彩色激光打印机同时形成多个图像,因此为了在记录材料上定影多个调色剂图像而在其中使用更多的马达并且定影装置消耗的电流也高。结果,图像形成装置的电流消耗在持续增加。这样的装置所消耗的电流上限的一个标尺是最大电流,也就是商用电源所能够提供的额定电流(例如15a=1500w/100v),因此图像形成装置必须设计成使得其电流消耗不超过商用电源的额定电流。这意味着在常规图像形成装置中,用以检测流入图像形成装置的电流的电流检测装置设置成将流入定影装置的电流限制为不超过商用电源的额定电流(日本专利申请公报第2006

39027号)。


技术实现要素:

4.然而,在日本专利申请公报第h06

95540号和第2015

125165号所公开的方法中,并未提及关于检测流入每个加热区域中的多个分割的加热元件中的每一个的电流并将电流控制为不超过商用电源所能供应的最大电流值的内容。特别地,在通过将图像部分的加热温度与非图像部分的加热温度区分开以执行节能控制的情况下,如果针对所有的多个加热元件将极限电流值同等地设定为不超过商用电源的极限值,则必须对电流进行超出必要的限制。在某些情况下,这可能需要诸如降低打印速度的措施。
5.在日本专利申请公报第2006

39027号中,执行用以限制供应到定影装置的电流的控制,但是并未提及如何限制多个加热元件的电流。此外,如果针对所有的多个加热元件同等地设定极限电流值,则在某些情况下必须对电流进行超出必要的限制。在某些情况下,这可能需要诸如降低打印速度的措施。
6.在将供应到定影装置的电流限制为不超过商用电源的容量的图像形成装置中,本发明的目的是提供一种技术以最小化打印速度的下降且同时防止电流受到不必要的限制。
7.为了实现上述目的,本发明的一种图像形成装置包括:
8.图像形成部分,所述图像形成部分配置成在记录材料上形成图像;
9.定影部分,所述定影部分配置成在记录材料上加热图像并定影图像,并且包括在与记录材料的传送方向垂直的方向上布置的多个加热元件;
10.多个温度检测部分,所述多个温度检测部分配置成单独地检测由所述多个加热元件分别加热的多个加热区域的温度;
11.控制部分,所述控制部分配置成单独地控制供应到多个加热元件的电力以使得由所述多个温度检测部分检测的每个温度保持在预定控制目标温度,所述控制部分设定图像加热区域的目标温度作为第一控制目标温度并且设定非图像加热区域的目标温度作为低于所述第一控制目标温度的第二控制目标温度,所述图像加热区域是所述多个加热区域中的加热在记录材料中形成图像的图像部分的区域,所述非图像加热区域是所述多个加热区域中的加热未形成图像的非图像部分的区域;以及
12.电流检测部分,所述电流检测部分配置成单独地检测流动到所述多个加热元件的电流,其中
13.在从所述温度检测部分检测到的温度变为不高于预定温度的初始状态起在多个记录材料上连续地形成图像并定影图像的连续图像形成中,在从所述多个记录材料中的第一记录材料上的连续图像形成开始至所述第一记录材料到达所述定影部分的时段被视为第一时段、并且从所述第一记录材料到达所述定影部分至连续图像形成结束的时段被视为第二时段时,所述控制部分在所述第二时段中向所述多个加热元件供应电力时设定的第二最大通电负荷高于所述控制部分在所述第一时段中向所述多个加热元件供应电力时设定的第一最大通电负荷。
14.为了实现上述目的,本发明的一种图像形成装置包括:
15.图像形成部分,所述图像形成部分配置成在记录材料上形成图像;
16.定影部分,所述定影部分配置成在记录材料上加热图像并定影图像,并且包括在与记录材料的传送方向垂直的方向上布置的多个加热元件;
17.多个温度检测部分,所述多个温度检测部分配置成单独地检测由所述多个加热元件分别加热的多个加热区域的温度;
18.控制部分,所述控制部分配置成单独地控制供应到所述多个加热元件的电力以使得由所述多个温度检测部分检测的每个温度保持在预定控制目标温度,所述控制部分设定图像加热区域的目标温度作为第一控制目标温度并且设定非图像加热区域的目标温度作为低于所述第一控制目标温度的第二控制目标温度,所述图像加热区域是所述多个加热区域中的加热在记录材料中形成图像的图像部分的区域,所述非图像加热区域是所述多个加热区域中的加热未形成图像的非图像部分的区域;以及
19.电压检测部分,所述电压检测部分配置成检测输入到所述图像形成部分和所述定影部分的输入电压,其中
20.在从所述温度检测部分检测到的温度变为不高于预定温度的初始状态起在多个记录材料上连续地形成图像并定影图像的连续图像形成中,在从所述多个记录材料中的第
一记录材料上的连续图像形成开始至所述第一记录材料到达所述定影部分的时段被视为第一时段、并且从所述第一记录材料到达所述定影部分至连续图像形成结束的时段被视为第二时段时,所述控制部分在所述第二时段中向所述多个加热元件供应电力时设定的第二最大通电负荷高于所述控制部分在所述第一时段中向所述多个加热元件供应电力时设定的第一最大通电负荷。
21.根据本发明,在供应到定影装置的电流被限制为不超过商用电源的容量的图像形成装置中,可以最小化打印速度的下降且同时防止电流受到不必要的限制。
22.根据参照附图对示例性实施例的以下描述,本发明的更多特征将变得显而易见。
附图说明
23.图1是本发明的实施例的图像形成装置的示意性截面图;
24.图2是本发明的实施例的定影装置的示意性截面图;
25.图3a至图3c是示出本发明的实施例的加热器的配置的图;
26.图4是实施例1的加热器控制方法的示意性说明图;
27.图5是根据实施例1的电路的框图;
28.图6是根据实施例1的控制流程图;
29.图7a至图7e是根据实施例1的定影处理的操作图;
30.图8是根据实施例1的控制流程图;
31.图9a至图9e是根据比较例的定影处理的操作图;
32.图10是根据实施例2的电路的框图;以及
33.图11是根据实施例2的控制流程图。
具体实施方式
34.在下文中,将参照附图给出本发明的实施例(示例)的描述。然而,可以根据应用本发明的装置的配置、各种条件等适当地改变在实施例中描述的构成部件的尺寸、材料、形状、它们的相对布置等。因此,在实施例中描述的构成部件的尺寸、材料、形状、它们的相对布置等并非旨在将本发明的范围限制到以下的实施例。
35.实施例1
36.图像形成装置的配置
37.图1是根据实施例1的电子照相型图像形成装置的示例性配置。可以应用本发明的图像形成装置例如是使用电子照相系统或静电记录系统的打印机和复印机,并且本文要描述的是将本发明应用于激光打印机的情况。
38.视频控制器120接收并处理从外部设备(例如主机)发送的图像信息和打印指令。控制部分113连接到视频控制器120,并且根据来自视频控制器120的指令控制构成图像形成装置的每个部件。
39.图像形成装置100包括用于相应颜色的图像形成站sy、sm、sc和sk。例如,用于黄色的图像形成站sy由处理盒101y、在图1所示的箭头a方向上旋转的中间转印带103、以及经由中间转印带103设置在处理盒101y的相对侧的初次转印辊105y构成。每个图像形成站sy、sm、sc和sk在中间转印带103的旋转方向上并排设置,并且除了要形成的图像的颜色不同以
外基本上是相同的。因此,除非特别需要区分,否则一般性地描述每个图像形成站,省略了指示设置元件所针对的颜色的后缀y、m、c或k。
40.处理盒101包括作为图像承载部件的感光鼓104。感光鼓104由驱动单元(未示出)顺时针旋转驱动。当通过高压电源(未示出)施加高电压时,充电辊106使感光鼓104的表面均匀地充电。然后基于输入到视频控制器120的图像信息,作为曝光单元的扫描仪单元107将激光束发射到感光鼓104并且在感光鼓104的表面上形成静电潜像。作为显影剂供应单元的显影辊108通过驱动单元(未示出)逆时针旋转,使得涂覆在显影辊108的表面上且被充电的调色剂(显影剂)附着到感光鼓104的表面上的静电潜像,由此静电潜像变为可见图像。以下,将由调色剂形成的可见图像称为“调色剂图像”。感光鼓104的基层接地,并且通过高压电源(未示出)将与调色剂极性相反的电压施加到初次转印辊105。因此,在初次转印辊105和感光鼓104之间的夹持部处形成转印电场,并且调色剂图像从感光鼓104转印到中间转印带103。
41.如图1所示,当中间转印带103在箭头a方向上旋转时,由每种颜色的图像站s生成的每个调色剂图像形成在中间转印带103上并被传送。
42.记录材料p被堆叠和储存在给纸盒109中。当视频控制器120从外部设备接收到打印指令时,图像形成装置100使用进给辊102进给记录材料p,并且将记录材料p朝着中间转印带103传送。记录材料p在预定的定时经由定位辊对114传送到二次转印辊110和二次转印对置辊111的接触夹持部。具体地,在一定的定时传送记录材料p,使得中间转印带103的调色剂图像的末端部分和记录材料p的末端部分重叠。在记录材料p在被保持于二次转印辊110和二次转印对置辊111之间的状态下被传送时,通过电源装置(未示出)将极性与调色剂相反的电压施加到二次转印辊110。由于二次转印对置辊111接地,因此在二次转印辊110和二次转印对置辊111之间形成转印电场。通过该转印电场,调色剂图像从中间转印带103转印到记录材料p。在穿过二次转印辊110和二次转印对置辊111之间的夹持部之后,记录材料p由作为定影部分(图像加热部分)的定影装置(图像加热装置)200加热和加压。由此记录材料p上的调色剂图像被定影到记录材料p。然后记录材料p被传送到排纸托盘115,并且图像形成处理完成。
43.控制部分113包括存储定影装置200的温度控制程序的存储部分。在上述的配置中,与在记录材料上形成未定影调色剂图像的步骤之前的处理有关的配置部分对应于根据本发明的图像形成部分。
44.在本实施例中使用的图像形成装置在与记录材料p的传送方向垂直的方向上的最大纸张通过宽度为216mm,并且该图像形成装置能够打印信函尺寸(216mm
×
279mm)的记录材料。
45.定影装置的配置
46.图2是作为实施例1的图像加热装置的定影装置200的截面图。定影装置200包括:定影膜202,其是环形带;加热器300,其设置在定影膜202的内侧上;加压辊208,其经由定影膜202与加热器300形成定影夹持部n;以及金属支架204。定影膜202是挠性圆筒形多层耐热膜,其基层可以是50μm至100μm厚的耐热树脂(例如聚酰亚胺),或者是20μm至50μm厚的金属(例如不锈钢)。脱模层设置在定影膜202的表面上以防止调色剂的粘附,并且确保与记录材料p分离,并且脱模层是脱模性优异的耐热树脂,例如10μm至50μm厚的四氟乙烯

全氟烷基
乙烯基醚共聚物(pfa)。特别地,在形成彩色图像的装置的情况下,厚度约为100μm至400μm且热导率约为0.2至3.0w/m
·
k的耐热橡胶(例如,硅橡胶)可以设置为基层和脱模层之间的弹性层以便提高图像质量。
47.在实施例1中,考虑到热响应、图像质量、耐久性等,将厚度为60μm的聚酰亚胺用于基层,将厚度为300μm且热导率为1.6w/m
·
k的硅橡胶用于弹性层,并且将厚度为30μm的pfa用于脱模层。
48.加压辊208包括由铁、铝等形成的芯金属209以及由硅橡胶等形成的弹性层210。加热器300被加热器保持部件201(其由耐热树脂形成)保持,并且加热定影膜202。加热器保持部件201还具有引导定影膜202的旋转的引导功能。金属支架204接收加压力(未示出),并且将加热器保持部件201推向加压辊208。加压辊208从马达30接收动力,并且在箭头r1方向上旋转。通过加压辊208的旋转,定影膜202在箭头r2方向上旋转。在定影夹持部n中,记录材料p在从定影膜202接收热量的同时被保持并传送,由此定影记录材料p上的未定影调色剂图像。
49.加热器300是由设置在陶瓷基板305上的加热元件加热的加热器。加热器300包括设置在定影夹持部n侧的表面保护层308、以及设置在定影夹持部n的相对侧的表面保护层307。多个电极(此处给出电极e4作为代表)和多个电触点(此处给出电触点c4作为代表)设置在定影夹持部n的相对侧,以使得从每个电触点向每个电极供应电力。稍后将参照图3a至图3c详细描述加热器300。安全元件212(例如,热开关、热保险丝)通过加热器300的过热来启动并且切断待供应到加热器300的电力,所述安全元件212设置成直接接触加热器300或者经由加热器保持部件201间接接触加热器300。在实施例1中,加热器300、加热器保持部件201和金属支架204等构成与圆筒形定影膜202的内表面接触的加热器单元220。
50.加热器的配置
51.在图3a至图3c中,示出了实施例1的加热器300。图3a是图3b所示的传送基准位置x处的截面图。此处的传送基准位置x是传送记录材料p的基准位置。在实施例1中,传送记录材料p以使其中心部分经过传送基准位置x。加热器300包括:第一导体301(301a、301b),其沿着加热器300的纵向方向在基板305上设置在背面层侧;以及第二导体303(303

3设置在传送基准位置x),其沿着加热器300的纵向方向在基板305上设置在加热器300的较短方向上的与第一导体301不同的位置处。第一导体301被分成设置在记录材料p的传送方向的上游侧的导体301a、以及设置在其下游侧的导体301b。此外,加热器300包括加热电阻器302,每个加热电阻器设置在第一导体301和第二导体303之间,并且通过经由第一导体301和第二导体303供应的电力加热。加热电阻器302被分成设置在记录材料p的传送方向的上游侧的加热电阻器302a(302a

3设置在传送基准位置x)、以及设置在其下游侧的加热电阻器302b(302b

3设置在传送基准位置x)。覆盖加热电阻器302、第一导体301和第二导体303(303

3设置在传送基准位置x)的绝缘表面保护层307(在实施例1中为玻璃)设置在加热器300的背面层2上,从而避开电极部分e(e3设置在传送基准位置x)。
52.图3b是加热器300的每一层的平面图。多个加热块(每个加热块由一组第一导体301、第二导体303和加热电阻器302构成)沿加热器300的纵向方向设置在加热器300的背面层1上。实施例1的加热器300在加热器300的纵向方向上总共包括五个加热块hb1至hb5。在图3b中,加热区域是从加热块hb1的左端到加热块hb5的右端并且其长度是220mm。在实施例
1中,每个加热块在纵向方向上的宽度是相同的(然而,在纵向方向上的所有宽度不必都相同)。加热块hb1至hb5由加热电阻器302a

1至302a

5和加热电阻器302b

1至302b

5构成,它们分别形成为关于加热器300的较短方向对称。背面层1上的第一导体301由与加热电阻器(302a

1至302a

5)连接的导体301a和与加热电阻器(302b

1至302b

5)连接的导体301b构成。以相同的方式,第二导体303被分成五个(导体303

1至303

5)以便支持五个加热块hb1至hb5。电极e1至e5是用于经由导体303

1至303

5向加热块hb1至hb5供电的电极。电极e8

1和e8

2是用于连接到公共电触点的电极,所述公共电触点用于经由导体301a和导体301b向五个加热块hb1至hb5供电。在实施例1中,电极e8

1和e8

2分别在纵向方向上设置在两端,但是可以仅在一端上设置电极e8

1,或者可以分别在记录材料的传送方向的上游和下游设置不同的电极。
53.加热器300的背面层2上的表面保护层307形成为排除了电极e1至e5、e8

1和e8

2的区域,以使得电触点c1至c5、c8

1和c8

2可以分别从加热器300的背面层侧连接到每个电极,并且可以从背面层侧向加热器300供电。此外,在该配置中,可以独立地控制要供应到加热块中的至少一个的电力和要供应到其他加热块的电力。通过将电极设置在加热器300的背面上,不需要在基板305上使用导电图案的布线,并且可以缩短基板305在较短方向上的宽度。因此,可以降低基板305的材料成本,并且可以缩短用于增加加热器300的温度所需的启动时间,原因在于可以降低基板305的热容量。电极e1至e5设置在沿基板的纵向方向设置加热电阻器的区域内。
54.加热器300的滑动表面(与定影膜接触的表面)侧的滑动表面层2包括具有滑动性的表面保护层308(在实施例1中为玻璃)。为了针对用于检测热敏电阻器的电阻值的导体et1

1至et1

3、et2

4和et2

5以及用于热敏电阻器的公共导体eg1和eg2设置电触点,表面保护层308至少设置在随着定影膜202滑动的区域上,加热器300的两端除外。热敏电阻器t1

1至t1

3以及热敏电阻器t2

4和t2

5作为温度检测单元(温度检测部分)设置在滑动表面层1上以检测加热器300的每个加热块hb1至hb5的温度。每个热敏电阻器由具有ptc特性或ntc特性(在实施例1的情况下为ntc特性)的材料形成,所述材料薄薄地形成在基板上。由于每个加热块hb1至hb5包括热敏电阻器,因此可以通过检测每个热敏电阻器的电阻值来检测所有加热块的温度。为了给三个热敏电阻器t1

1至t1

3通电,设置用于检测热敏电阻器的电阻值的导体et1

1至et1

3以及热敏电阻器的公共导体eg1,并且通过这些导体以及热敏电阻器t1

1至t1

3的组合来形成热敏电阻器块tb1。以相同的方式,为了给两个热敏电阻器t2

4和t2

5通电,设置用于检测热敏电阻器的电阻值的导体et2

4和et2

5以及热敏电阻器的公共导体eg2,并且通过这些导体以及热敏电阻器t2

4和t2

5的组合来形成热敏电阻器块tb2。
55.如图3c所示,将电极e1至e5、e8

1和e8

2与电触点c1至c5、c8

1和c8

2连接的孔设置在加热器300的保持部件201上。上述安全元件212以及电触点c1至c5、c8

1和c8

2设置在支架204和保持部件201之间。与电极e1至e5、e8

1和e8

2接触的电触点c1至c5、c8

1和c8

2通过诸如弹簧的施力或焊接的方法分别电连接到加热器的相应电极部分。每个电触点经由线缆或诸如薄金属板的导电材料连接到加热器300的后述控制电路400,所述线缆或导电材料设置在支架204和保持部件201之间的空间中。设置在用于检测热敏电阻器的电阻值的导体et1

1至et1

3、et2

4和et2

5中的电触点以及设置在用于热敏电阻器的公共导体eg1和
420。电流变压器471至475将流入加热块hb1至hb5中的电流分别转换为电压值。电流

电压转换结果分别由电流检测电路461至465转换为有效值,并且将结果输出到cpu 420。
66.使用电流检测电路的电流限制控制
67.基于上述电流检测方法,图像形成装置执行下述的电流限制控制,以使得流到加热器的电流不超过预定极限值。将参照图6描述具体的电流限制控制流程。当生成开始向加热器供电的请求时(s601),加热元件以预定的固定负荷d0通电(s602)。在这里执行相位控制的情况下,如下面的表1所示,已经预先确定了与通电负荷d(%)相对应的相角α,并且cpu 420基于该控制表来控制加热器。
68.[表1]
[0069][0070]
电流以对应于固定负荷d0的相角α1供应到加热器。在加热器以固定负荷d0通电的同时,检测由电流检测电路460计算的电流值i0的有效值(s603)。考虑到假设的输入电压范围和加热元件电阻值的偏差,将固定负荷d0设定为不超过允许电流。换句话说,假设输入电压为最大且电阻值为最小的情况来设定固定负荷d0。
[0071]
cpu 420基于检测的电流值i0、固定负荷d0以及能够供应的电流值ilimit(以下称为“极限电流”)来获取可供应的上限电力负荷dlimit(以下称为“极限负荷”)(s604)。dlimit由以下的公式1计算。
[0072]
dlimit=(ilimit/i0)2×
d0

(公式1)
[0073]
对于极限电流值ilimit,设定能够供应到加热器300的允许电流值,其通过从要连接的商用电源的额定电流减去供应到除加热器300以外的部分的电流来确定。cpu 420基于预定目标温度和热敏电阻器所检测的实际温度之间的差异通过pi控制来确定下一次要供应的照明负荷。如果此处计算的负荷超过极限负荷dlimit,则供电以使得下一次的照明负荷为dlimit(s605)。换句话说,以不大于极限负荷dlimit的负荷执行pi控制。然后确定是否生成开始向加热器供电的请求,并且如果未生成请求,则图像形成操作结束(s606)。
[0074]
加热器启动控制和定影处理控制
[0075]
在实施例1中,基于由检测供应到加热器300的电流的电流检测电路460确定的预定极限负荷dlimit来执行控制以提供恒定电力。dlimit的值取决于输入电压的值而有所不同,但是,即使电压值不同,只要加热器的电阻值相同,在以dlimit的负荷打开加热器的情况下供应的电力也将变为相同值。换句话说,如果以dlimit的负荷打开加热器,则极限电流ilimit流到加热器,因此供应的的电力为wlimit=ilimit2×
rt(加热器300的组合电阻值)。实施例1的加热器300包括可以独立控制的五个加热块,但是对于所有加热块,dlimit都是相同的值。这是因为,在设置图像形成装置的环境的温度(室温)在定影装置的温度不高于预定温度的初始状态下与定影装置的温度大致相同的情况下,可以缩短定影装置的启动时间,并且可以尽量缩短输出第一张打印所需的时间。
[0076]
现在将使用连续定影形成在记录材料上的图像部分的区域不同的三页(三个片材)作为示例来描述在多个记录材料上连续执行定影处理(连续图像形成)的情况下的控制,如图7a所示。在记录材料p1的第一页(第一片材)到达定影部分的时间之前(第一时段),执行上述启动控制。在从记录材料p1到达定影单元到结束图像形成操作的时段(第二时段)中,执行以下控制。记录材料p1的第一页(第一片材)在整个表面上具有图像部分,并且a1至a5全部是加热区域(图像加热区域),其中加热这些加热区域的加热元件对应于本发明的第一加热元件。在记录材料p2(第一记录材料)的第二页(第二片材)中,成像部分是a2、a3和a4(以下称为“中心部分”),并且a1和a5(以下称为“两个端部”)是未形成图像的非图像部分。换句话说,a1和a5对应于非图像加热区域,并且加热a1和a5的加热元件对应于本发明的第二加热元件。此外,与p1的情况一样,记录材料p3(第二记录材料)的第三页(第三片材)在整个表面上具有图像部分。此时,在加热区域的中心部分中的加热器的控制温度tgt的时间变化由图7b中的实线表示。在加热区域的中心部分中,图像部分对于所有的三页都是连续的,因此控制温度tgt具有恒定值。图7b中的虚线表示热敏电阻器的检测温度的变化,并且大约是控制温度tgt的温度。图7c表示在加热区域的中心部分中的通电负荷的时间变化。当接收到加热器打开(on)请求时,按固定负荷d0供电,并且计算极限负荷dlimit。在实施例1中,加热区域a2、a3和a4可以被独立地通电,但是对于所有这些区域,发热量是相同的,因此d0是相同的值,并且dlimit的计算值也变为相同。在计算出dlimit之后,以第一最大通电负荷(dlimit)对加热区域通电,以便将定影装置启动成可定影状态。在预定温度达到比控制温度tgt低预设温度的温度之后,图像形成操作开始,并且记录材料p1的传送开始。当开始对记录材料p1的定影处理时,通过pi控制来确定电力比负荷,使得热敏电阻器温度变为控制温度tgt。加热器生成的热量主要用于加热记录材料和定影装置本身的加热。每秒将恒定的热量传导至以恒定速度传送的记录材料,但是传导至定影装置(其通过加热来蓄热)的热量逐渐减少。因此,由于传导而从加热器传递的热量随着时间而减少,并且如图7c所示,通电
负荷逐渐减小。
[0077]
图7d中的实线表示加热区域的两个端部的控制温度tgt的时间变化。由于在记录材料p1的加热区域的两个端部(a1、a5)上形成有图像,因此控制温度tgt以与该区域的中心部分相同的值变化。另一方面,在记录材料p2中,加热区域的两个端部均为未形成图像的非图像部分,因此将控制温度tgt设定为低值(非图像部分目标温度)。此外,在记录材料p3中,加热区域的两个端部是图像部分,因此将控制温度tgt设定为与记录材料p1相同的控制温度tgt(图像部分目标温度)。图7d中的虚线表示该情况下的热敏电阻器温度的变化。图7e表示加热区域的两个端部上的电力比负荷的时间变化。在接收到加热器打开(on)请求之后以固定负荷d0通电以及极限负荷dlimit的计算与加热区域的中心部分的情况相同,并且当在记录材料p1上执行定影处理时,电力比负荷也与加热区域的中心部分的情况相同。在对记录材料p2执行定影处理的情况下,加热区域的两个端部均为非图像部分,因此将控制温度tgt设定为低值。因此,该情况下的通电负荷也通过pi控制设定为低值。
[0078]
在对记录材料p3执行定影处理的情况下,加热区域的两个端部是图像部分,因此将控制温度tgt设定为与接收材料p1相同的温度。在此情况下,加热器的温度必须从非图像部分的温度增加到图像部分的温度,因此通电负荷越高越好。然而,如果将通电负荷设定为极限负荷dlimit,则通电负荷并不总是处于最大值。在实施例1中,将dlimit计算为这样的值,使得即使将所有加热区域a1至a5的通电负荷设定为dlimit也不会超过商用电源的允许电流。另一方面,在对记录材料p3执行定影处理的情况下,加热区域的中心部分(a2、a3和a4)的通电负荷小于dlimit。这意味着即使将加热区域的两个端部(a1和a5)的通电负荷设定为dlimit,也不会达到商用电源的允许电流值。结果,在对记录材料p3执行定影处理的情况下,获取由以下公式2计算的dext作为第二最大通电负荷。
[0079]
dext=dlimit ((ilimit

i2

i3

i4)/i0)2×
d0
÷2…
(公式2)
[0080]
i2:流过加热区域a2的电流
[0081]
i3:流过加热区域a3的电流
[0082]
i4:流过加热区域a4的电流
[0083]
通过在将记录材料p3的温度增加到控制温度tgt的同时将通电负荷设定为dext以执行定影处理,供应比dlimit的情况更高的电力,因此更快的启动成为可能。即使将加热区域a1和a5的每个加热元件的通电负荷设定为高于dlimit的dext,所有加热元件的总电流值也不会超过允许的最大电流值,原因是加热区域a2、a3和a4的每个元件的通电负荷是小于dlimit的值(图7c)。图8是上述给纸期间的控制流程。在加热器被pi控制为不超过dlimit的状态下(s901),如果接收到下一记录材料的定影处理请求,则处理进入s903;或者如果未接收到下一记录材料的定影处理请求,则结束图像形成操作(s902)。然后在记录材料的控制温度tgt不高于当前记录材料的控制温度tgt的情况下,继续在dlimit以下的pi控制。另一方面,在记录材料的控制温度tgt高于当前记录材料的控制温度tgt的情况下(s903),计算新的dext值并将其再次设定为极限负荷(s904)。然后在新设定的极限负荷dext以下对加热器进行pi控制(s905)。如果接收到下一记录材料的定影处理请求(s906),则将该记录材料的控制温度与当前控制温度进行比较。针对每个加热区域(a1至a5)执行该控制流程。
[0084]
现在将参照图9a至图9e描述比较例的控制流程。记录材料p1、p2和p3的图像形成区域与实施例1相同。图像加热区域的中心部分的温度控制(图9b和图9c)也与实施例1相
同。对于加热区域的两个端部的温度控制,即使在记录材料p3的情况下,极限负荷也保持为dlimit,如图9e所示。因此,即使在对记录材料p2执行定影处理操作之后目标控制温度tgt已升高,如图9d所示,通电负荷也保持为dlimit,并且这使加热器的温度上升速度变慢。这意味着必须延迟记录材料p3的传送开始定时,直至记录材料p3达到可以进行定影处理的温度。
[0085]
结果,记录材料p2和p3之间的间隔增加,如图9a所示,并且就图像形成装置的打印数量而言,生产率下降。换句话说,如图7d所示,在实施例1的情况下,从通电负荷d0被重设为dext的定时t0到检测温度达到图像部分目标温度的定时tp的时间,即(tp

t0)变为短于图9d所示(比较例)的从定时t0到检测温度达到图像部分目标温度的定时tc的时间,即(tc

t0)。
[0086]
另外,在比较例的情况下,如果控制温度tgt的切换定时加快,则在加热区域的端部处将记录材料p2变为p3时,可以执行打印且不增加记录材料p2和p3之间的传送间隔。然而,在此情况下,在对记录材料p2执行定影处理的同时增加了加热区域的端部处的温度,因此传递到记录材料p2的热量增加。换句话说,由于记录材料p2的加热区域的端部是非图像部分,因此消耗了不必要的热,这在节能方面是不希望的。
[0087]
如上所述,通过使用实施例1的控制流程,可以在最小化不必要的能量消耗的同时保持打印数量方面的生产率。
[0088]
实施例2
[0089]
在实施例2中,通过检测连接到图像形成装置100的商用ac电源的电压来最小化不必要的热消耗。实施例2的图像形成装置、定影装置和加热器的配置与实施例1相同,因此省略其描述。
[0090]
图10是实施例2的加热器控制电路1000的电路图。与实施例1的区别在于通过电压检测电路480(电压检测部分)计算出与图像形成装置连接的电源的电压。
[0091]
使用电压检测电路的电流限制控制
[0092]
基于上述的电压检测方法,图像形成装置执行以下的电流限制控制,以使得流向加热器的电流不超过预定的极限值。将参照图11描述电流限制控制的具体控制流程。当生成开始向加热器供电的请求时(s111),电压检测电路计算商用电源的电压v0(s112)。然后使用预定的可供应电流值ilimit和预先测量的加热器的组合电阻rt,计算能够供应的上限电力比负荷dlimit(s113)。在实施例2中,dlimit通过以下的公式3计算。
[0093]
dlimit=(ilimit
×
rt)
÷
v0

(公式3)
[0094]
对于极限电流值ilimit,设定能够供应到加热器300的允许电流值,其通过从要连接的商用电源的额定电流减去供应到除加热器300以外的部分的电流来确定。cpu 420基于预定目标温度和热敏电阻器检测到的实际温度之间的差值确定下一次通过pi控制供应的照明负荷。如果此处计算出的负荷超过极限负荷dlimit,则供电以使得下一次的照明负荷为dlimit(s114)。换句话说,以不大于极限负荷dlimit的负荷执行pi控制。然后确定是否生成开始向加热器供电的请求,并且如果未生成请求,则图像形成操作结束(s115)。
[0095]
加热器启动控制和定影处理控制
[0096]
在实施例2中,基于由检测商用电源的电压的电压检测电路480确定的极限负荷dlimit,执行控制以供应恒定电力。dlimit的值根据输入电压的值而不同,但是只要加热器
的值相同,即使电压值不同,在以dlimit的负荷打开加热器的情况下供应的电力也变为相同值。换句话说,如果以dlimit的负荷打开加热器,则极限电流ilimit流向加热器,因此供应的电力为wlimit=ilimit2×
rt。实施例2的加热器300包括可以独立控制的五个加热块,但是对于所有的加热块,dlimit都是相同值。这是因为在将图像形成装置的环境的温度(室温)设定为与定影装置的温度大致相同的情况下,可以缩短定影装置的启动时间,并且可以尽量缩短输出第一张打印所需的时间。
[0097]
对记录材料执行定影处理时的控制与实施例1相同,因此省略其描述。对其执行定影处理的记录材料包括图像部分和非图像部分,如图7a所示。
[0098]
在根据实施例2对图7a中的记录材料p3的非图像部分(图像区域的两个端部)执行定影处理的情况下,使用的不是极限负荷dlimit,而是使用通过以下公式4计算出的dext。
[0099]
dext=dlimit (ilimit

v0/r2

v0/r3

v0/r4)
÷
v0
÷2…
(公式4)
[0100]
r2:加热块hb2的电阻值
[0101]
r3:加热块hb3的电阻值
[0102]
r4:加热块hb4的电阻值
[0103]
通过在将记录材料p3的温度增加到控制温度tgt的同时将通电负荷设定为dext以执行定影处理,与dlimit的情况相比,可以供应更多的电力,因此更快的启动成为可能。
[0104]
如上所述,通过使用实施例2的控制流程,可以在最小化不必要的能量消耗的同时保持打印数量方面的生产率。
[0105]
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明,但是应当理解,本发明不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽泛的解释以便涵盖所有这样的变型以及等同的结构和功能。
再多了解一些

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