CN101008815B

CN101008815B - 图像形成设备

Info

Publication number: CN101008815B
Application number: CN2007100036959A
Authority: CN
Inventors: 岩崎敦志
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2007-01-26
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2027-01-26
Also published as: CN101008815A; US20070175880A1; JP2007199485A; US8063341B2

Abstract

本发明提供一种图像形成设备。该图像形成设备的定影设备具有加热装置、给送装置和控制装置，其中，在待加热材料上连续形成图像的情况下，控制装置根据待加热材料的尺寸改变接通时间比，并根据加热装置在与输送待加热材料的输送方向垂直的加热构件的长度方向上的温度分布，确定由所述给送装置给送的待加热材料的给送定时。该图像形成设备可以抑制起皱，并且可以提高吞吐量。

Description

图像形成设备

技术领域

本发明涉及一种复印设备、激光束打印机等的图像形成设备。

背景技术

迄今为止，作为装配在复印设备或激光束打印机中的加热装置(定影设备)，提出了日本特开昭63-313182号公报、日本特开平04-044075号公报等中所公开的膜加热型设备，并已投入实际使用。

根据该膜加热型定影设备，通过用于加压的转动体(加压辊)将作为用于加热的转动体的耐热性薄膜(heat resistant thinfilm)(定影膜)紧密粘附到加热构件上，滑动并输送该耐热性薄膜，并且通过加热构件和加压辊形成压力接触夹持部(pressAure-contact nip portion)，以将定影膜夹在中间。将保持未定影图像的待加热的材料(以下，称之为待加热材料)(转印纸/薄片)导入该夹持部，与定影膜一起输送待加热材料，并且通过经由定影膜从加热构件施加的热和夹持部的压力，将未定影图像在待加热材料上定影为永久图像。

在膜加热型定影设备中，由于可以通过低热容量材料来构建整个定影设备，因而可以实现省电和减少等待时间(快速启动性能)。

例如，氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)等低热容量板状陶瓷基材(base material)可用作加热构件的基体。通过丝网印刷(screen printing)等，在该基材的一个面上形成使用银/钯(Ag/Pd)、Ta₂N等的产热图案(pattern)部分和由Ag等低电阻材料制成的对该产热图案部分通电的供电电极图案部分。此外，通过薄玻璃保护层覆盖产热电路部分所形成的面。

加热构件通过从供电电极图案部分对产热图案部分通电来产热，且整个加热构件的温度迅速升高。通过与加热构件接触配置的或配置在加热构件附近的热敏电阻来检测加热构件的升高的温度，并将该温度返回给通电驱动控制部分。通电驱动控制部分控制对产热图案部分的通电，从而将由热敏电阻检测到的加热构件温度维持在近似预定温度(目标定影温度)。也就是说，通电驱动控制部分加热加热构件，并控制加热构件的温度以达到预定的定影温度。

由于这种定影设备的热容量低，因而在快速启动方面表现卓越。另一方面，由于热容量低，因而该定影设备具有如下缺点：从加热构件带走的热量依赖于该部分而极大地不同。也就是说，待加热材料(通过加热构件加热的对象)在长度方向上的宽度(待加热材料在与待加热材料的输送方向垂直相交的方向上的长度)相对窄于加热构件在长度方向上的长度的情况下，当将待加热材料通过的区域(薄片通过部分)与待加热材料没有通过的区域(非薄片通过部分)进行比较时，在前者区域中从加热构件带走的热量和在后者区域中从加热构件带走的热量显著不同。尽管在薄片通过部分中待加热材料带走了热量，但是在非薄片通过部分中待加热薄片不带走热量。作为待加热材料在长度方向上的宽度相对窄于加热构件在长度方向上的长度的情况的例子，以下情况与该例子相对应：最大薄片通过宽度等于A4尺寸的横向通过薄片的宽度(在长度方向上的宽度等于297mm)，而待加热材料在长度方向上的宽度等于LEGAL尺寸(在长度方向上的宽度等于215.9mm)、A4尺寸的纵向通过薄片(在长度方向上的宽度等于210mm)等。在本发明中，以下将长度方向上的宽度相对窄于加热构件在长度方向上的长度的待加热材料称为“小尺寸”或“窄宽度尺寸”的待加热材料。因此，当允许窄宽度尺寸的待加热材料通过时，待加热材料不带走热量的非薄片通过部分的温度逐渐升高，并且发生所谓的非薄片通过部分处温度上升的现象。在低热容量的膜加热系统中，温度上升大，并且使质量受到不利影响。

作为由非薄片通过部分处的温度上升所导致的其中一个质量问题，可以提及的是在窄宽度尺寸的待加热材料的连续薄片通过时的待加热材料起皱(wrinkle，以下还简称为“起皱”或“纸张起皱”)。在该膜加热系统中，因为由非薄片通过部分处的温度上升而在薄片通过部分与非薄片通过部分之间导致温差，所以对于通常由热膨胀的弹性构件制成的加压辊的外径，在薄片通过部分与非薄片通过部分之间易出现极大的差异。因此，发生在膜的长度方向上的输送偏差，从而发生待加热材料的输送偏差，并且在待加热材料中易起皱。已知尤其在纸张等待加热材料的刚性减弱的高温和高湿度环境等环境中更易起皱。

发明内容

本发明的目的是提供一种图像形成设备，该图像形成设备可以对长度方向上的宽度相对窄于加热构件在长度方向上的长度的待加热材料抑制起皱，并且可以提高吞吐量(每单位时间输送的薄片数量)。

本发明的另一目的是提供一种图像形成设备，其包括：加热装置，该加热装置包括：加热构件，其具有在细长的基板上独立产热的第一产热构件和第二产热构件，其中，所述第一产热构件在所述加热构件的纵向方向的中心部分具有产热峰值，所述第二产热构件在所述纵向方向的两端部分具有产热峰值；温度检测部件，其检测所述加热构件的温度，所述温度检测部件被配置在即使允许任何尺寸的材料通过也总是为材料通过部分的位置；移动构件，其与所述加热构件相接触地移动；以及加压构件，其通过所述移动构件与所述加热构件一起形成夹持部，从而在通过所述夹持部将待加热材料夹在中间并输送该待加热材料的同时加热该待加热材料上的图像；加热构件驱动控制部分，用于根据所述温度检测部件所检测到的温度，控制向所述第一产热构件和所述第二产热构件供应的电力；以及给送装置，其将该待加热材料给送到所述加热装置，其中，当输入打印信号时，所述加热构件驱动控制部分开始控制向所述第一产热构件和所述第二产热构件的供电，从而使得所述第一产热构件和所述第二产热构件之间的接通时间比变为与该待加热材料的尺寸无关地定义的第一接通时间比，其中，当所述温度检测部件根据所述加热构件的温度升高而检测到的温度达到预定的目标温度时，所述加热构件驱动控制部分将所述接通时间比切换为第二接通时间比以继续控制所述供电，其中，所述第二接通时间比符合该待加热材料的尺寸并且等于或小于所述第一接通时间比，以及其中，当如下时间达到根据该待加热材料的尺寸所定义的预定时间从而降低了所述加热构件上的非薄片给送区域的温度时，所述给送装置开始给送该待加热材料，其中，该时间是将所述接通时间比从所述第一接通时间比切换为所述第二接通时间比后所经过的时间。

本发明的另一目的是提供一种图像形成设备，其包括：加热装置，该加热装置包括：加热构件，其具有在细长的基板上独立产热的第一产热构件和第二产热构件，其中，所述第一产热构件在所述加热构件的纵向方向的中心部分具有产热峰值，所述第二产热构件在所述纵向方向的两端部分具有产热峰值；第一温度检测部件和第二温度检测部件，其检测所述加热构件的温度，其中，所述第一温度检测部件被配置在即使允许任何尺寸的材料通过也总是为材料通过部分的位置，所述第二温度检测部件被配置在当允许尺寸小于预定尺寸的薄片材料通过时为非材料通过部分的位置；移动构件，其与所述加热构件相接触地移动；以及加压构件，其通过所述移动构件与所述加热构件一起形成夹持部，从而在通过所述夹持部将待加热材料夹在中间并输送该待加热材料的同时加热该待加热材料上的图像；加热构件驱动控制部分，用于根据所述第一温度检测部件所检测到的温度，控制向所述第一产热构件和所述第二产热构件供应的电力；以及给送装置，其将该待加热材料给送到所述加热装置，其中，当输入打印信号时，所述加热构件驱动控制部分开始控制向所述第一产热构件和所述第二产热构件的供电，从而使得所述第一产热构件和所述第二产热构件之间的接通时间比变为与该待加热材料的尺寸无关地定义的第一接通时间比，其中，当所述第一温度检测部件根据所述加热构件的温度升高而检测到的温度达到预定的目标温度时，所述加热构件驱动控制部分将所述接通时间比切换为第二接通时间比以继续控制所述供电，其中，所述第二接通时间比符合该待加热材料的尺寸并且等于或小于所述第一接通时间比，以及其中，在将所述接通时间比从所述第一接通时间比切换为所述第二接通时间比后，当所述第一温度检测部件所检测到的温度与所述第二温度检测部件所检测到的温度之间的差超过根据该待加热材料的尺寸而设置的预定阈值从而降低了所述加热构件上的非薄片给送区域的温度时，所述给送装置开始给送该待加热材料。

通过下面结合附图对典型实施例的说明，本发明的其它目的显而易见。

附图说明

图1是根据实施例1的图像形成设备的例子的示意性结构的示意图；

图2是定影设备的例子的横截面侧视图的示意图；

图3是加热构件的示意性结构的示意图；

图4是加热构件驱动控制部分的例子的电路图；

图5是在薄片上连续形成图像的情况下的加热和给送控制的流程图；

图6是示出当已执行了长度方向上A4尺寸的连续薄片通过的作业(JOB)时的薄片通过部分和非薄片通过部分各自的温度变化的图；

图7是相关技术(1)中的加热构件的示意性结构的示意图；

图8是示出相关技术(1)中的薄片通过部分和非薄片通过部分各自的作业中的温度变化的图；

图9是示出在根据本发明的图像形成设备内的定影设备和相关技术(2)的图像形成设备内的定影设备中，加热构件根据TRIAC (三端双向可控硅开关元件)的接通比(turn-on ratio)在长度方向上的产热分布的例子的图；

图10是示出相关技术(2)中的图像形成设备内的定影设备的薄片通过部分和非薄片通过部分各自的作业中的温度变化的图；

图11是示出根据实施例2的图像形成设备的定影设备内的主热敏电阻和副热敏电阻的布局的例子的图；

图12是在薄片上连续形成图像的情况下加热和给送控制的流程图。

具体实施方式

以下参考附图详细说明本发明。

实施例1

(I)图像形成设备的例子

图1是根据本发明的图像形成设备的例子的示意性结构的示意图。

根据实施例的图像形成设备是使用电子照相系统的激光打印机。根据该打印机，可用作待加热材料的薄片(待加热材料)的最大薄片尺寸等于A3尺寸，薄片的输送速度等于150mm/se c，并且可以以30张/分钟(ppm)的比率输出横向上A4尺寸的通过薄片。该薄片输送是使用薄片在长度方向和宽度方向上的中线和加热构件在长度方向上的长度的中线的中心参考输送(center referenceconveyance)。在该中心参考输送中，在使薄片在长度方向和宽度方向上的中线与加热构件在长度方向上的长度的中线一致的状态下输送薄片。

该图像形成设备具有作为图像保持构件的鼓型的电子照相感光构件(以下称之为感光鼓)1。充电辊(充电部件)2、激光扫描器单元(曝光部件)3、显影设备(显影部件)4、转印辊(转印部件)5、以及清洁设备(清洁部件)6按照该次序被配置在感光鼓1的周围。

将堆叠和装入薄片P的薄片给送盒7配置在该图像形成设备的下部位置。薄片给送辊8、薄片给送引导器9、输送辊10、定位辊11、头传感器(top sensor)12、输送引导器13、加热装置14、薄片排出辊15、以及薄片排出引导器16按照该次序，沿着从薄片给送盒7给送的薄片P的输送路径，被配置在该图像形成设备的主体中。

薄片给送辊8、输送辊10、定位辊11、以及薄片排出辊15构成给送机构(给送部件)19。驱动电动机(未示出)等通过齿轮系(gear train)转动这些辊。

现说明具有以上结构的图像形成设备的操作。

当控制器(未示出)从主计算机(未示出)接收打印命令时，通过驱动部件(未示出)沿由箭头所示的方向以预定圆周速度(处理速度)转动感光鼓1。

充电辊2对感光鼓1的外周面(前表面)均匀充电以具有预定极性和预定电位。通过扫描器单元3对感光鼓1的表面执行基于图像信号的图像曝光L，从而在感光鼓1的表面上形成根据图像信号的静电潜像。

通过显影设备4将调色剂(显影剂)选择性地沉积在静电潜像上，并将静电潜像可视化为调色剂图像(显影图像)。与感光鼓1的转动相关地将调色剂图像输送到感光鼓1与转印辊5之间的转印部分T。

通过电动机沿箭头方向转动给送机构19的薄片给送辊8，该薄片给送辊8分离并给送盒7中的其中一张薄片P。在该实施例中，在盒7中设置有用以检测薄片P的尺寸的薄片尺寸检测机构(待加热材料尺寸检测部件)17。薄片尺寸检测机构17通过盒7中的薄片尺寸限制板的位置的自动检测、拨盘类型的薄片尺寸指定、以及薄片宽度传感器杆(sensor lever)等，来检测薄片尺寸。

通过输送辊10，将已由薄片给送辊8分离并给送的薄片P经由薄片给送引导器9输送到定位辊11。通过定位辊11，将薄片P经由头传感器12输送到转印部分T。薄片P压下头传感器12的杆，并在此检测到薄片P的前边缘已通过头传感器12的位置。之后，头传感器12继续检测薄片存在状态，直到薄片P的后边缘通过头传感器12为止。当薄片P的后边缘已经通过时，头传感器12的杆返回到初始位置，并且检测到薄片P的后边缘已通过头传感器12的位置。

当薄片P被输送到转印部分T时，在转印部分T中，将极性与感光鼓1的表面上的调色剂图像的极性相反的电场施加到转印辊5上。因此，将感光鼓1的表面上的调色剂图像转印到薄片P上。

将其上已转印有调色剂图像的薄片P引导到输送引导器13，并将其输送到作为加热装置的定影设备(定影单元)14。在此未定影的调色剂图像被加热和加压，并被定影到薄片P的表面上。

将已经过未定影调色剂图像的定影处理的薄片P作为图像形成(打印、复印)物，通过薄片排出辊15经由薄片排出引导器16排出到外部薄片排出盘18上。

通过清洁设备6清除未被转印到薄片P上的残留在感光鼓1的表面上的转印残留调色剂，并将感光鼓1用于下一图像生成。

通过重复以上操作，可以连续形成图像。

(II)定影设备14

图2是膜加热型定影设备14的例子的横截面侧视图的示意图。

本实施例中的定影设备14是加压辊驱动型设备。根据定影设备14，保持加热构件90的引导构件(加热构件支持构件)20通过加压柱(pressing stay)60经由具有挠性的圆筒状定影膜(移动构件)30，以预定压力与加压辊(加压构件)40压力接触。因此，在定影膜30与加压辊40之间形成夹持部(压力接触夹持部、定影夹持部)N。

考虑到实现高速定影处理，为了降低热容量，由包含耐热性PTFE、PFA、FEP等作为主要成分的环状(endless)单层构成膜30。整个层厚等于或小于100μm，优选为从40μm以上到80μm以下的范围内的值。或者，由通过以下方法获得的复合层构成膜30：利用PTFE、PFA、FEP等涂覆包含聚酰亚胺、聚酰胺、PEEK、PES、PPS等作为主要成分的环状基材的外周面。将整个层厚设置为等于或小于100μm，优选为从40μm以上或80μm以下的范围内的值。

以具有近似半圆横截面的桶状形成并由PPS、液晶聚合物等高耐热树脂材料等制成引导构件20。引导构件20具有支持加热构件90并沿长度方向引导膜30的整个内表面的功能。

通过以下方法形成加压辊40：用包含具有耐热性和脱模(mold releasing)性能的硅橡胶等作为主要成分的圆筒状弹性层40b涂覆包含铁、铝等作为主要成分的圆筒状或近似圆筒状辊芯(core)40a的外周面。当设置在辊芯40a的一端部的驱动齿轮(未示出)从定影电动机M接收转动力时，按箭头方向转动加压辊40。

图3是加热构件90的示意性结构的示意图。

加热构件90具有包含以氧化铝等为代表的陶瓷作为主要成分的薄板状基板94。基板94是细长构件，其中将与薄片P的输送方向垂直相交的方向设置为长度方向。基板94的一个表面通过丝网印刷等涂覆有包含Ag/Pd(银/钯)等作为主要成分的产热构件图案91a和91b、包含Ag作为主要成分的供电电极92a和92b、以及公用电极93。用包含玻璃、氟等作为主要成分的绝缘保护层95覆盖产热图案(产热构件)91a和91b。

以如下方式形成产热图案(第一产热构件)91a，使得通过从长度方向中心附近的位置朝向边缘部分逐步加宽产热图案的宽度，来降低每单位长度的电阻值(resistance value)，并且在通电的情况下，产热图案91a具有山形产热分布，该分布在长度方向上的中心显示产热峰值。连接产热图案(从属产热构件，第二产热构件)91b以依赖于产热图案91a而产热。以如下方式形成产热图案91b，使得通过从长度方向中心朝向边缘部分缩窄产热图案的宽度，来增大每单位长度的电阻值，并且在通电的情况下，产热图案91b具有山谷形产热分布，该分布在长度方向上的中心显示产热最低值。

对于加热构件90，设置有绝缘保护层95的一侧是前表面侧。膜30的内表面在绝缘保护层95的表面滑动。加热构件90装配在引导构件20的底面上沿长度方向形成的槽中，使得加热构件90的表面侧朝外。利用耐热粘合剂粘合加热构件90并保持加热构件90。热敏电阻(温度检测部件)50被配置在加热构件90的基板94的背面以与背面接触，或将其配置在该背面附近。

图4是加热构件驱动控制部分70的例子的电路图。

在用于控制对加热构件90的通电的加热构件驱动控制部分70中，CPU(控制部件)71接收热敏电阻50的输出信号(检测温度信号)。CPU 71基于该输出信号使用所谓的对交流(AC)电源波形驱动控制TRIAC 72a和72b各自的接通时间的相位控制或波数控制，以使得热敏电阻50的温度达到预定目标定影温度(190℃到210℃)。CPU 71可以确定TRIAC 72a的接通时间(turn-on duty)和TRIAC 72b与该接通时间的接通时间比，并可以通过加热构件装置在长度方向上的所期望的产热分布(温度分布)进行前述温度控制。

在加热构件驱动控制部分70中，将用以防止加热构件90的温度上升过高的安全元件100(温度保险丝、或温控开关等)串连连接在通电线路上。在本实施例中，安全元件100被配置成与加热构件90接触或在加热构件90的附近。

在本实施例的定影设备14中，如图2所示，当以箭头方向转动加压辊40时，转动力通过由加压辊40的转动引起的与膜30的表面的滑动摩擦力而作用在膜30上，从而使得膜30围绕引导构件20的外周沿箭头方向转动。CPU 71基于热敏电阻50的检测温度信息，驱动控制TRIAC 72a和72b各自的接通时间，从而将加热构件90的温度调节到预定目标定影温度。在该状态下，通过在将保持有未定影调色剂图像t的薄片P夹在夹持部N中间的同时输送该薄片P，将加热构件90的热通过膜30传递到薄片P上，从而将未定影的调色剂图像t热定影在薄片P的表面上。从膜30的表面曲率分离(curvature-separate)已通过夹持部N的薄片P，并将其排出。

(III)用于抑制非薄片通过部分的温度上升的传统对策

现说明传统图像形成设备中用于抑制非薄片通过部分温度上升的对策。

迄今为止，已使用了以下根据图像形成设备的给送控制的对策或根据加热构件的结构和加热控制方法的对策。

相关技术(1)：图像形成设备的给送控制

在如上所述的窄宽度尺寸的薄片连续通过时，非薄片通过部分的温度出现显著升高。因此，通过加宽连续薄片通过时的薄片之间的距离(以下称之为给送间隔)和降低吞吐量(每单位时间输送的薄片数量)，可以减缓每张薄片的非薄片通过部分处的温度上升的进程，并且可以抑制薄片起皱。

例如，在具有定影设备的图像形成设备中，其中该定影设备具有在长度方向上保持平坦产热分布的加热构件80(参考图7)，本发明人研究了在32℃/80％RH的环境中在长度方向上A4尺寸的连续薄片通过的作业的薄片起皱的趋势。该设备的规格如下：最大薄片通过宽度等于A4尺寸的横向通过薄片的宽度；输送速度等于150mm/sec；以及A4尺寸的横向薄片通过时的给送间隔等于30张/分钟(ppm)。因此，发现了可通过将给送间隔延长到4ppm来防止薄片起皱。在加热构件80中，附图标记81表示在包含陶瓷作为主要成分的薄板状基板84的一个面上形成的产热构件图案，82和83表示各包含Ag作为主要成分的供电电极。在该图中省略了绝缘保护层。

图8示出加热构件80的薄片通过部分(温度控制部分)P0和非薄片通过部分(薄片的左右各边缘外10mm的区域)P 1各自的作业中的温度变化。

图8中，在接收到打印信号后直到完成第一张薄片的排出为止的时间(第一打印输出时间(first print-out time)，以下简称为FPOT)等于10sec。就在第一张薄片到达定影设备前薄片通过部分P0和非薄片通过部分P1之间的温差(即，给送该薄片前的温差)几乎等于0deg。每当长度方向上A4尺寸的一张薄片通过定影设备时，非薄片通过部分温度上升约20deg。应该理解，在第一张薄片和随后将到达的待加热材料之间的给送间隔的时间段(在4ppm的情况下为15秒)内，长度方向上的温差被大致减缓，并且在4ppm的连续薄片通过期间，非薄片通过部分的温度不是远高于薄片通过部分的温度。

相关技术(2)：加热构件的结构和加热控制方法

例如，在日本特开平10-177319号公报中已提出以下方法：通过具有与本实施例相同结构的加热构件驱动控制部分70，驱动控制具有与本实施例相同结构的加热构件90，从而降低窄宽度尺寸的薄片连续通过时的非薄片通过部分的温度上升。

根据该方法，在加热构件驱动控制部分70中，CPU 71确定TRIAC 72a和72b的接通时间比并驱动控制TRIAC 72a和72b，从而提供加热构件90在长度方向上的产热分布的平滑渐变。

图9示出根据TRIAC 72a和72b的接通时间比的加热构件90在长度方向上的产热分布的例子。在使用具有加热构件90并将薄片通过参考设置为中心参考的定影设备的情况下，例如，根据薄片在长度方向上的长度选择10∶10、10∶7、10∶3和10∶0中的一个作为TRIAC 72a和72b的接通时间比。因此，可以在确保定影性能的同时将非薄片通过部分的温度上升抑制在预定范围内。在窄宽度尺寸薄片通过时，可允许给送间隔短于在使用图7中的加热构件80的情况下的给送间隔。

然而，即使在具有如相关技术(2)中的定影设备的图像形成设备中，也存在如下问题：为了防止高温和高湿度环境中窄宽度尺寸的薄片起皱，不得不将吞吐量抑制在相当低的值，并且FP O T被大大延迟。

在相关技术(2)中的图像形成设备中，本发明人研究了在32℃/80％RH环境中在长度方向上A4尺寸的连续薄片通过的作业的薄片起皱的趋势。该设备的规格如下：最大薄片通过宽度等于A4尺寸的横向通过薄片的宽度；输送速度等于150mm/sec；A4尺寸的横向薄片通过时的给送间隔等于30ppm。因此，发现了可通过将给送间隔延长到6ppm来防止薄片起皱。将打印作业中TRIAC

72a和72b的接通时间比设置成10∶0，也就是说，将产热分布尽可能地设置成最大山形产热分布，在该最大山形产热分布中，仅加热构件90的产热图案91a产热。

图10示出加热构件90的薄片通过部分(温度控制部分)PO和非薄片通过部分P1(待加热材料的左右各边缘外10mm的区域)各自的作业中的温度变化。如图10所示，接收到打印信号后的FPOT等于30秒，就在第一张薄片到达定影设备前薄片通过部分PO与非薄片通过部分P1之间的温差(即，给送薄片前的温差)等于20℃(P 1的温度低于PO的温度)。每当长度方向上A4尺寸的一张薄片通过定影设备时，非薄片通过部分温度上升约10℃。应该理解：在6ppm的连续薄片通过期间，非薄片通过部分的温度不是远高于薄片通过部分的温度。

然而，关于给送间隔，由于其在相关技术(1)中等于15sec，在相关技术(2)中等于10sec，因而相关技术(2)的性能高于相关技术(1)的性能。然而，当考虑到相关技术(2)中FPOT大大延迟于相关技术(1)中的FPOT这一情况时，例如，在接收到打印信号后的一分钟排出的薄片数量在相关技术(1)和(2)中均等于4。因此，相关技术(2)的实际吞吐量的性能不高于相关技术(1)的实际吞吐量的性能。

(IV)抑制非薄片通过部分的温度上升的对策和提高吞吐量的对策

图5示出在薄片P上连续进行图像生成(打印作业)的情况下CPU 71的加热和给送控制的流程图。

首先，当将打印命令输入到图像形成设备时，与驱动定影设备14的定影电动机M同步地开始向加热构件90通电的加热(步骤S 31)。此时，希望不考虑薄片尺寸而假定产热图案91a和91b的产热比即TRIAC 72a和72b的第一接通时间比C1为10∶10(常数)，并且施加可允许的最大电功率。该处理是如下控制：优先允许加热构件90的温度(在短时间内)达到目标定影温度，同时尽可能抑制整个定影设备14的蓄热量，并且该处理具有以下优点：可以获得稍后所述的切换接通时间比后的边缘部分散热效果的最大效果。另外，还具有可以开始给送而无需不必要地延长FPOT的优点。

随后，CPU 71从薄片尺寸检测机构17接收薄片尺寸信号，并根据与该薄片尺寸信号相对应的薄片尺寸，确定第二接通时间比C2、第一张薄片给送等待时间tw、以及给送间隔tp(S32)。

该实施例中的设置值与表1中所示的设置值一致。表1中所示的设置值是在以下情况下获得的设置值：当本发明人通过在具有加热构件90的图像形成设备中进行本实施例的控制初步研究时，没有发生包括在高温和高湿度环境中起皱的质量问题。如表1中所示，根据薄片尺寸来确定第二接通时间比C2。第二接通时间比C2等于或小于第一接通时间比C1。

表1

随后，监控为加热构件90设置的热敏电阻50的温度，并且继续根据第一接通时间比C1的加热直到热敏电阻50的温度达到目标定影温度为止(S33)。在S 33中，当热敏电阻50的温度达到目标定影温度时，将接通时间比切换到第二接通时间比C2(S34)。在该实施例的定影设备14中，热敏电阻50的温度在约3～5秒的时间内达到目标定影温度。

随后，使用将接通时间比切换到第二接通时间比C2时的定时作为基点，并且在从该基点经过在S32中所确定的第一张薄片给送等待时间tw后，使给送机构19的电动机转动，从而从盒给送第一张薄片P(S35、S36)。特别地，在窄宽度尺寸的薄片中，这样的等待控制提供了以下作用：在第一张薄片达到定影设备14前的阶段，充分降低非薄片通过部分的温度(到大约不会影响薄片通过部分的定影性能的温度)。该作用在整个定影设备14的蓄热量少，即整个定影设备14凉的状态下效果更显著。在该实施例的情况下，通过对长度方向上A4尺寸的薄片进行这样的控制，就在将第一张薄片给送到定影设备14中之前，加热构件90在非薄片通过部分(薄片左右各边缘外10mm的区域)P1中的温度比薄片通过部分(温度控制部分)PO的温度低35℃(参考图6中给送薄片前的温差)。

在给送第一张薄片后连续给送的情况下，利用在S32中确定的给送间隔tp继续薄片给送，同时通过头传感器12监控时间(S37、S38)，并完成作业(S39)。

在该实施例的图像形成设备中，图6示出根据以上流程图执行长度方向上A4尺寸的连续薄片通过的作业时前述PO和P1位置处的温度变化。

在图6中，就在第一张薄片到达定影设备14之前薄片通过部分PO和非薄片通过部分P1之间的温差(给送薄片前的温差)等于35℃(P1的温度低于PO的温度)，并且接收到打印信号后的FPOT等于15秒，该FPOT相对短于传统的FPOT。每当长度方向上A4尺寸的一张薄片通过定影设备14时，非薄片通过部分温度上升约 10deg。应该理解：在10ppm的连续薄片通过期间，非薄片通过部分的温度不是远高于薄片通过部分的温度。

表2示出在该实施例中以及前述相关技术(1)和(2)中改变给送间隔时，长度方向上A4尺寸的薄片通过时的防皱性能的比较结果。将通过环境设置为32℃/80％RH，薄片类型设置成薄纸张类型，该纸张的基重(base weight)等于64g/m²，允许100张薄薄片连续通过，并且示出纸张起皱发生率(％)。

表2

吞吐量	例子1	相关技术(1)	相关技术(2)
				20ppm	20％	50％	30％
12ppm	5％	30％	15％
				10ppm	0％	25％	10％
8ppm	0％	15％	5％
				6ppm	0％	5％	0％
5ppm	0％	2％	0％
				4ppm	0％	0％	0％

根据表2，应该理解：该实施例(例子1)中窄宽度尺寸的连续薄片通过的作业中的纸张起皱抑制效果比相关技术(1)和(2)高。根据该实施例，例如，关于从接收到打印信号经过一分钟后排出的薄片数量，可以输出八张薄片，而在相关技术中可以输出四张薄片，因此可显著提高实际吞吐量。

在该实施例的图像形成设备中，关于薄片P到达定影设备14前加热构件90的温度升高，在第一接通时间比C1加热加热构件90。因此，可允许加热构件90的薄片通过部分的温度在短于相关技术的时间内达到目标定影温度，同时最小化整个定影设备14的蓄热量。由于该蓄热量最小，因而可使由切换到第二接通时间比 C2而引起的加热构件90的非薄片通过部分的温度的降低量增大比相关技术大的量。因此，甚至在薄片P的连续薄片通过期间，也可以使非薄片通过部分处的温度上升减小比传统技术大的量。防止同样在高温和高湿度环境中由窄宽度尺寸的薄片P的非薄片通过部分处的温度上升而导致的纸张起皱的实际吞吐量与传统的实际吞吐量相比，可以得到更显著的提高。

在该实施例中，由于可通过在薄片给送前检测薄片尺寸或输入信息而切换接通时间比或确定等待时间和给送间隔，来获得最高操作效果，因而以上说明了限于该方法的例子。然而，薄片尺寸的检测、接通时间比的切换、以及等待时间和给送间隔的确定不局限于这样的例子。例如，通过进行以下控制也可以获得类似效果：在打印作业的第一张薄片的输送期间，在薄片到达定影设备14前，检测薄片尺寸或确定接通时间比和给送间隔。

尽管基于薄片尺寸检测机构17的输出信号来判断薄片尺寸，但是薄片尺寸的判断方法不局限于该例子，还可基于通过操作面板输入的尺寸的输入信息或从格式化程序输入的尺寸信息来判断薄片尺寸。

实施例2

现将说明根据本发明的图像形成设备的另一例子。

在实施例2中，用相同的附图标记来表示与实施例1的图像形成设备中的构成元件和部分相同的构成元件和部分，并在此省略对它们的重复说明。

根据实施例2的图像形成设备，在定影设备14中，设置有：在图像生成期间进行温度控制的主热敏电阻(第一温度检测元件)50和用以监控非薄片通过部分的温度的副热敏电阻(另一温度检测元件)51。对于主热敏电阻50的输出，基于副热敏电阻51的温度的降低量，来确定薄片P的给送定时。

图11示出该实施例的定影设备14中所使用的主热敏电阻50和副热敏电阻51的布局的例子。

主热敏电阻50是被配置在即使允许任何尺寸的薄片P通过也总是为薄片通过部分的位置处的温度检测元件。副热敏电阻51是被配置在当允许宽度小于横向上LETTER尺寸的通过薄片的宽度的薄片通过时为非薄片通过部分的位置(距离中心输送参考位置132mm)处的温度检测元件。副热敏电阻51不用在温度控制中，而是仅检测加热构件90的边缘部分处的温度上升，例如，非薄片通过部分处的温度上升。还以与主热敏电阻50的输出信号类似的方式，将副热敏电阻51的输出信号输入到CPU 71。CPU 71以实时方式接收副热敏电阻51的输出信号，并监控加热构件90的边缘部分处的温度上升。

现将参考图12的流程图说明CPU 71的加热和给送控制方法。

步骤S61与实施例1中的S31(图5)类似。

在S62中，从薄片尺寸检测机构17获取薄片尺寸信号，并确定：根据与该薄片尺寸信号相对应的薄片尺寸的第二接通时间比C2；以及根据该薄片尺寸的热敏电阻温差阈值△Ts(在横向LETTER尺寸等于或大于279.4mm的情况下，通过特有的给送间隔tp控制热敏电阻温差阈值△Ts)。

该实施例中的设置值与表3中所示的设置值一致。在表3所示的设置值中，△Ts是根据各薄片尺寸的左右边缘位置、副热敏电阻51的布局位置、以及根据产热图案91a和91b的产热比的长度方向上的产热分布所计算出的设置值。该值是不考虑薄片P的尺寸而可使薄片附近的非薄片通过部分的温度处于预定范围内的设置值。

表3

步骤S63和S64中的处理与实施例1中的步骤S33和S34中的处理相同。

实施例2与实施例1在步骤S 65和步骤S 66不同，监控副热敏电阻51的输出温度比主热敏电阻50的输出温度低的度数，并在该度数超过阈值△Ts时的时间点进行薄片给送控制。在实施例1中，在S35和S36中以预定等待时间和给送间隔进行薄片给送控制。在实施例2的情况下，当估计出薄片P的左右各边缘外10mm的部分的温度比主热敏电阻50的温度低大约15deg时，给出薄片给送允许。通过该方法，特别地，可以将在作业初始阶段的FPOT和给送间隔设置成更短的时间。

通过进行如实施例2中的控制，在根据各薄片尺寸准确管理薄片通过部分和非薄片通过部分之间的温差时，可以在高温和高湿度环境中不会导致纸张起皱的范围内，进一步提高实际吞吐量。

实施例3

现说明根据本发明的图像形成设备的另一个例子。

根据实施例3的图像形成设备的特征在于，将实施例1和2中进行的加热和给送控制转换成特定模式，并且分开设置用于给予FPOT和吞吐量优先权的模式。

同样在实施例3中，用相同附图标记来表示与实施例1和2的图像形成设备中的构成元件和部分相同的构成元件和部分，并在此省略其重复说明。

在实施例1和2中说明了希望通过尽可能抑制在窄宽度尺寸的连续薄片通过的作业中的非薄片通过部分的温度，来避免高温和高湿度环境中纸张起皱的控制例子。然而，附带地，在除基重等于或小于75g/m²的薄纸张之外的薄片的情况下，不用担心起皱。除非环境是高温和高湿度环境，否则不用担心起皱。因此，存在根据用户的使用情况，不需要实施例1和2中所示的控制的情况。在这种情况下，由于可允许非薄片通过部分处的温度上升到一定程度，因而可以提供更早的FPOT和更好的吞吐量。

在实施例1和2中的图像形成设备和定影设备14中，将加热构件90的定影控制温度设置成190℃到210℃范围内的值。然而，已知如果加热构件90的温度等于或低于250℃，则不会发生设备的热损失等问题。

在实施例3的图像形成设备中，装配实施例2中的定影设备14作为定影设备14。CPU 71具有允许温度直达250℃的非薄片通过部分的温度的“吞吐量优先模式(第一模式)”和与实施例1和2中所述的用于防止起皱的吞吐量相对应的“防皱模式(第二模式)”，并且CPU 71可以根据情况，选择性地使用第一模式或第二模式。

“吞吐量优先模式”和“防皱模式”中各薄片尺寸的初始吞吐量与表4中所示的一致。

表4

在实施例3的图像形成设备中，例如，将长度方向上A4尺寸的连续薄片通过的作业中的初始吞吐量设置成20ppm，并且在该作业期间，通过副热敏电阻51(图11)检测非薄片通过部分的温度。当非薄片通过部分的温度超过250℃(限制温度)时，CPU 71执行吞吐量优先模式，并控制给送机构19的电动机的转动以将给送间隔延长预定时间(例如，每隔两秒钟)。这样，将非薄片通过部分处的温度上升设置成，即限制在250℃内。当非薄片通过部分的温度低于250℃时，CPU 71执行防皱模式从而使得在薄片P中不起皱，并且控制给送机构19的电动机的转动以将给送间隔延长预定时间。

通过进行该薄片给送控制，特别对于窄宽度尺寸，可以获得比实施例1和2中的吞吐量好得多的吞吐量。通过使用可以控制长度方向上的产热分布的加热构件90，在作业期间在适当范围内向产热图案91a和91b分配适当的接通时间比，可以进一步提高吞吐量性能。此外，在该模式下，由于不提供用于延迟FPOT的薄片给送等待时间，因而可以使FPOT更早。

作为用于切换“吞吐量优先模式”和“防皱模式”的方法，例如，还可以使用将吞吐量优先模式设置成默认，并且用户可以选择防皱模式的方法。在这种情况下，通过操作面板(选择部件)进行以上模式切换。作为另一切换方法，还可以使用以下方法：在图像形成设备中设置温度和湿度传感器、介质类型识别传感器、以及介质吸湿量检测传感器等，并当出现起皱的可能性时，通过CPU

71将模式自动切换到防皱模式。在这种情况下，CPU 71用作选择部件。

根据实施例3，由于可以满足用户给予FPOT和吞吐量优先权的需求，并且可以根据用户的使用环境或请求选择所期望的模式，因而可以进一步提高图像形成设备的质量和可靠性。

尽管参考典型实施例说明了本发明，但是应该理解，本发明不局限于所公开的典型实施例。以下权利要求书的范围符合最宽的解释，以包含所有这类修改和等同结构和功能。

Claims

1.一种图像形成设备，其包括：

加热装置，该加热装置包括：加热构件，其具有在细长的基板上独立产热的第一产热构件和第二产热构件，其中，所述第一产热构件在所述加热构件的纵向方向的中心部分具有产热峰值，所述第二产热构件在所述纵向方向的两端部分具有产热峰值；温度检测部件，其检测所述加热构件的温度，所述温度检测部件被配置在即使允许任何尺寸的材料通过也总是为材料通过部分的位置；移动构件，其与所述加热构件相接触地移动；以及加压构件，其通过所述移动构件与所述加热构件一起形成夹持部，从而在通过所述夹持部将待加热材料夹在中间并输送该待加热材料的同时加热该待加热材料上的图像；

加热构件驱动控制部分，用于根据所述温度检测部件所检测到的温度，控制向所述第一产热构件和所述第二产热构件供应的电力；以及

给送装置，其将该待加热材料给送到所述加热装置，

其中，当输入打印信号时，所述加热构件驱动控制部分开始控制向所述第一产热构件和所述第二产热构件的供电，从而使得所述第一产热构件和所述第二产热构件之间的接通时间比变为与该待加热材料的尺寸无关地定义的第一接通时间比，

其中，当所述温度检测部件根据所述加热构件的温度升高而检测到的温度达到预定的目标温度时，所述加热构件驱动控制部分将所述接通时间比切换为第二接通时间比以继续控制所述供电，其中，所述第二接通时间比符合该待加热材料的尺寸并且等于或小于所述第一接通时间比，以及

其中，当如下时间达到根据该待加热材料的尺寸所定义的预定时间从而降低了所述加热构件上的非薄片给送区域的温度时，所述给送装置开始给送该待加热材料，其中，该时间是将所述接通时间比从所述第一接通时间比切换为所述第二接通时间比后所经过的时间。

2.一种图像形成设备，其包括：

加热装置，该加热装置包括：加热构件，其具有在细长的基板上独立产热的第一产热构件和第二产热构件，其中，所述第一产热构件在所述加热构件的纵向方向的中心部分具有产热峰值，所述第二产热构件在所述纵向方向的两端部分具有产热峰值；第一温度检测部件和第二温度检测部件，其检测所述加热构件的温度，其中，所述第一温度检测部件被配置在即使允许任何尺寸的材料通过也总是为材料通过部分的位置，所述第二温度检测部件被配置在当允许尺寸小于预定尺寸的薄片材料通过时为非材料通过部分的位置；移动构件，其与所述加热构件相接触地移动；以及加压构件，其通过所述移动构件与所述加热构件一起形成夹持部，从而在通过所述夹持部将待加热材料夹在中间并输送该待加热材料的同时加热该待加热材料上的图像；

加热构件驱动控制部分，用于根据所述第一温度检测部件所检测到的温度，控制向所述第一产热构件和所述第二产热构件供应的电力；以及

给送装置，其将该待加热材料给送到所述加热装置，

其中，当所述第一温度检测部件根据所述加热构件的温度升高而检测到的温度达到预定的目标温度时，所述加热构件驱动控制部分将所述接通时间比切换为第二接通时间比以继续控制所述供电，其中，所述第二接通时间比符合该待加热材料的尺寸并且等于或小于所述第一接通时间比，以及

其中，在将所述接通时间比从所述第一接通时间比切换为所述第二接通时间比后，当所述第一温度检测部件所检测到的温度与所述第二温度检测部件所检测到的温度之间的差超过根据该待加热材料的尺寸而设置的预定阈值从而降低了所述加热构件上的非薄片给送区域的温度时，所述给送装置开始给送该待加热材料。