CN102566377A - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

一种图像形成装置包括：定影部，用于将形成在片材上的未定影图像定影在该片材上，所述定影部包括环形带、与环形带的内表面接触的加热器和施压构件，加热器包括第一生热元件和第二生热元件，第二生热元件相对于片材进给方向设置在第一生热元件的下游，施压构件与加热器合作以形成用于压合和进给片材的定影压合部；控制器，用于控制要被供给第一生热元件和第二生热元件的电力，所述控制器能够彼此独立地控制第一生热元件和第二生热元件，其中，所述设备能够设置片材的多个进给速度，控制器根据片材进给速度改变电力供给第一生热元件的时间和电力供给所述第二生热元件的时间的差。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种包括用于将调色剂图像定影在记录材料上的定影设备的图像形成装置。

背景技术

具有作为热源的陶瓷加热器的膜加热型加热定影设备在诸如复印机或激光束打印机等的图像形成装置的领域中是已知的。在一些这样的加热定影设备中，加热器包括布置在记录材料的进给方向上的多个生热元件，这些生热元件是可被独立致动的，其中，通过开关元件从AC电源将电力供给生热元件，以将加热器的温度控制在期望的加热温度水平。关于生热元件的电力供给控制系统，相位控制和波数控制是已知的，日本专利申请公开2003-123941公开了一种控制系统，其中，一个控制周期包括多个半波，所述多个半波中的一部分通过相位控制，所述多个半波中的其它部分通过波数控制。这样的组合相位控制和波数控制的控制系统称为混合控制。

然而，常规的图像形成装置具有以下问题。在上述定影设备中，在记录介质通过生热元件期间进行生热元件的开启/关闭，因此，在记录材料上，存在通过通电的生热元件的区域和通过没通电的生热元件的区域。换句话讲，记录材料具有被生热元件加热的部分和未被生热元件加热的部分。结果，在定影图像上出现诸如条带的密度差异，这称为定影不均匀性。总地来讲，在波数控制或混合控制中，生热元件的开启/关闭切换的循环周期相对地长，因此，定影不均匀性趋向于明显。除了控制系统之外，记录材料的进给速度也对定影不均匀性的显著度(conspicuousness)有影响。

在生热元件布置在记录材料的进给方向上的情况下，由生热元件提供的总热量对定影不均匀性有影响。例如，提供两个生热元件，当记录材料具有被这两个生热元件加热的部分和未被任一个生热元件加热的部分时，出现定影不均匀性。不均匀性的暗度差异、定影不均匀性的发生循环周期等根据生热元件之间的距离、记录材料的进给速度和控制系统而不同。

在这种情况下，提出了为了防止被第一生热元件加热的部分被再次加热，通过确定生热元件之间的距离来用另一个生热元件加热未被第一生热元件加热的部分，由此，施加于记录材料的热量是均匀的。例如，日本专利申请公开平5-333726公开了这样一种方法，在该方法中，为了减小定影不均匀性的最佳水平，从AC电源频率和记录材料的进给速度确定生热元件之间的空隙(clearance)。

然而，当以单一速度进行打印时这可减小定影不均匀性，但是当根据记录材料的种类和尺寸等在不同水平之间切换进给速度时，定影不均匀性不可避免。换句话讲，在切换记录材料的进给速度的情况下，最大总热量与最小总热量之间的差异大，结果是，当切换进给速度时，定影不均匀性发生。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种图像形成装置，通过该图像形成装置，可抑制定影不均匀性，以使得即使当切换记录材料的进给速度时，也可提供高图像质量。

根据本发明的一方面，提供一种图像形成装置，包括：定影部，其用于将形成在记录材料上的未定影图像定影在该记录材料上，所述定影部包括环形带、与所述环形带的内表面接触的加热器和施压构件，所述加热器包括第一生热元件和第二生热元件，所述第二生热元件相对于记录材料的进给方向设置在所述第一生热元件的下游，所述施压构件与所述加热器合作形成用于压合和进给记录材料的定影压合部；控制器，所述控制器用于控制要被供给所述第一生热元件和所述第二生热元件的电力，所述控制器能够彼此独立地控制所述第一生热元件和所述第二生热元件，其中，所述设备能够设置记录材料的多个进给速度，并且所述控制器根据记录材料进给速度改变电力供给所述第一生热元件的时间和电力供给所述第二生热元件的时间的差。

当考虑以下结合附图对本发明的优选实施例进行的描述时，本发明的这些和其它目的、特征和优点将变得更清晰。

附图说明

图1是根据本发明的图像形成装置的示意图。

图2是实施例中的用于电力供给的电路的示意图。

图3(a)～(c)是本实施例中的陶瓷表面型加热器的示意图。

图4是本实施例中的定影设备的示意图。

图5(a)～(b)示出本实施例中的零交叉检测电路、AC电源波形和零交叉波形。

图6显示本实施例中的电流波形。

图7(a)～(b)显示本实施例中的用于混合控制的控制图案。

图8(a)～(b)显示本实施例中的控制图案和电流波形。

图9显示本实施例中的给予记录材料的电力分布。

图10是示出本实施例中的控制流程的控制流程图。

图11显示根据本发明的第二实施例的电流波形。

图12(a)～(b)显示第二实施例中的用于混合控制的控制图案。

图13(a)～(b)显示第二实施例中的控制图案和电流波形。

图14显示第二实施例中的给予记录材料的电力分布。

图15(a)～(b)显示本发明的第三实施例中的控制图案和电流波形。

图16显示第三实施例中的给予记录材料的电力分布。

具体实施方式

【第一实施例】

(1-1.图像形成装置的整体布置)

将参照图1对根据本实施例的图像形成装置的整体布置进行描述。该图像形成装置在下部设置有能够堆叠多个记录材料的进给盒101。当产生图像形成开始信号时，拾取辊102一次一张地送出堆叠在进给盒101中的记录材料，进给辊103朝向对齐辊104进给记录材料。然后，对齐辊104在预先确定的定时将记录材料进给到处理盒105。

处理盒105作为单元包括充电辊106、显影辊107、清洁构件108和作为电子照相感光构件的感光鼓109，并可拆卸地安装到设备的主体。

当图像形成在记录材料上时，充电辊106对感光鼓109的表面均匀充电。其后，作为图像曝光装置的扫描单元111将该表面曝露到根据图像信号调制的光。扫描单元111包括用于发射激光束的激光二极管112、可旋转多面镜113和反射镜114。从激光二极管112发射的激光束通过多面镜113和反射镜114在主扫描方向上扫描，并通过感光鼓109的旋转在副扫描方向上扫描。由此将两维潜像形成在感光鼓109上。

形成在感光鼓109上的潜像通过从显影辊107供给的调色剂被显现为调色剂图像，调色剂图像在转印辊110与感光鼓109之间的辊隙中被转印到从对齐辊104进给的记录材料上。

已接收调色剂图像的记录材料被进给到定影设备115，由此在定影设备115中对记录材料上的未定影调色剂图像进行加热和加压，以使得调色剂图像定影在记录材料上。中间排出辊116和排出辊117将记录材料排出到图像形成装置的主体的外部，从而完成打印操作系列。

(1-2.定影设备的整体结构)

将参照图4对定影设备115的整体结构进行描述。图4显示定影设备115的整体结构。定影设备115是加热膜型定影设备，包括具有柔性的耐热加热套筒402(环形带)和与耐热加热套筒402压接的弹性施压辊403(施压构件)。加热套筒402围绕套筒导向件401折叠(telescope)并被弹性施压辊403旋转，记录材料上的调色剂图像被加热和加压，以使得调色剂图像定影在记录材料上。在套筒导向件401内部，提供刚性构件的支架404。

在加热套筒402内部，提供由套筒导向件401的下表面侧支撑的表面型加热器224(加热器)。陶瓷表面型加热器224是细长板状加热器，其纵向与加热套筒402的旋转移动方向垂直。弹性施压辊403从陶瓷表面型加热器224的对面朝向加热器224压接到加热套筒402。

陶瓷表面型加热器224包括SiC、ALN、Al2O3等陶瓷材料的绝缘衬底301，沿绝缘衬底301的纵向延伸地包括糊剂印刷(paste-printe)在绝缘衬底301上的多个生热元件203(第一生热元件和第二生热元件)。这两个生热元件的表面受玻璃材料的保护层保护。

在绝缘衬底301的与生热元件203、204相对的一侧，提供热敏电阻222。虽然在图4中未显示，但是陶瓷表面型加热器224被用于检测陶瓷表面型加热器224的纵向端部的温度的热敏电阻223、热敏开关等接触。

生热元件203、204的电阻值沿着纵向可以是均匀的或不均匀的。例如，可考虑这样的事实，即，当对小尺寸的记录材料进行加热时，记录材料不通过生热元件203、204的纵向端部，因此，纵向端部的温度与中心部分相比趋向于上升。鉴于此，可使电阻值在纵向端部与中心部分之间不同，以使得加热温度沿着生热元件203、204的纵向相对均匀。这里，具有这样的生热元件的加热器称为逐渐减弱式(tapered)加热器。

为了改进加热套筒402的可滑动性，可将润滑脂涂敷到加热套筒402与陶瓷表面型加热器224之间的界面。陶瓷表面型加热器224的生热元件203、204可以在压合侧或相对侧。

如前所述，定影设备至少由环形带402、加热器224和施压构件403构成，加热器224与环形带402的内表面接触，并包括第一生热元件203和第二生热元件204，第二生热元件204相对于记录材料的进给方向设置在第一生热元件的下游，施压构件403形成用于与环形带402合作压合和进给记录材料的定影压合部。

根据如前所述的加热膜型定影设备115，加热套筒402的内侧表面和陶瓷表面型加热器224彼此直接接触，因此，由陶瓷表面型加热器224产生的热量可有效率地施加于定影压合部。因此，能够以足够高的加热温度对调色剂图像进行加热，并可缩短定影设备115的电能消耗的上升和下降时间。

(1-3.用于电力供给的电路结构)

将参照图2对用于将电力供给定影设备115的生热元件203、204的电力供给电路进行描述。

图2中标号201表示的是AC电源(商用电源)，并通过AC滤波器202与生热元件203和生热元件204连接。生热元件203和生热元件204并联连接，并且从AC电源201供给的电力被供给生热元件203和生热元件204。

三端双向可控硅开关(TRIAC)(第一驱动元件)205使生热元件203的电力供给接通和关断，三端双向可控硅开关(第二驱动元件)206使生热元件204的电力供给接通和关断。207、208表示的是用于三端双向可控硅开关205的偏压电阻器，209表示的是用于确保初级侧与次级侧之间的沿面放电路径的光三端双向可控硅开关耦合器(photo-TRIAC coupler)。光三端双向可控硅开关耦合器209的发光二极管的电力供给使三端双向可控硅开关205导通。211表示的是用于限制通过光三端双向可控硅开关耦合器205的电流的电阻器。212表示的是用于控制光三端双向可控硅开关耦合器205的开启/关闭的晶体管。

晶体管212根据从引擎控制器220到电阻器213的FSRD1进行操作。引擎控制器220分别将用于生热元件203、204的相应电力供给能够控制生热元件的控制器。当晶体管212(因此，光三端双向可控硅开关)将被致动(actuate)时，FSRD1输出高，当晶体管212(因此，光三端双向可控硅开关)将被去致动(deactuate)时，FSRD1输出低。

214、215表示的是用于三端双向可控硅开关205的偏压电阻器，216表示的是用于确保初级侧与次级侧之间的沿面放电路径的光三端双向可控硅开关耦合器。光三端双向可控硅开关耦合器216的发光二极管的电力供给使三端双向可控硅开关206导通。217表示的是用于限制通过光三端双向可控硅开关耦合器206的电流的电阻器。218表示的是用于控制光三端双向可控硅开关耦合器206的导通/关断的晶体管。

221表示的是通过滤波器202与201连接的ZEROX检测电路(零交叉检测电路)。ZEROX检测电路221将指示AC电源电压不大于阈值的事件的脉冲信号(ZEROX信号)发送到引擎控制器220。引擎控制器220检测ZEROX信号的脉冲的边沿，通过以下将描述的相位控制、波数控制和/或混合控制对三端双向可控硅开关205、206进行导通/关断控制。

222表示的是用于检测陶瓷表面型加热器224的温度的热敏电阻。在热敏电阻222与陶瓷表面型加热器224的生热元件203、204之间，提供具有足够耐压性的绝缘材料，以确保绝缘距离。

热敏电阻223是用于检测陶瓷表面型加热器224的纵向端部的温度的热敏电阻。在陶瓷表面型加热器224的纵向端部提供热敏电阻223，在它们之间是具有足够耐压性的绝缘材料，以确保相对于生热元件203、204的绝缘距离。

被热敏电阻222、223检测到的温度经过A/D转换输入到引擎控制器220。陶瓷表面型加热器224的温度由引擎控制器220监测，引擎控制器220将由热敏电阻222检测的温度与引擎控制器220中设置的温度(目标温度)进行比较，以计算要被供给生热元件203、204的电力。要被供给的电力被转换为相位角或波数，并且根据得到的状况，引擎控制器220将FSRD1进给到晶体管212，并将FSRD2进给到晶体管218。

信号FSRD1是用于驱动晶体管212以致动光三端双向可控硅开关耦合器209的信号，信号FSRD2是用于驱动晶体管218以致动光三端双向可控硅开关耦合器216的信号。通过使用FSRD1、FSRD2，控制要被供给生热元件203、204的电力的量。因此，用于控制要被供给第一生热元件203和第二生热元件204的电力的控制器220控制第一驱动元件205和第二驱动元件206，以使得第一生热元件203和第二生热元件204可被独立控制。在本实施例中，根据加热器224的温度控制生热元件203和204的电力供给，但是在另一个示例中，有元件用于检测环形带402的温度，并可根据环形带402的温度控制电力供给。

225表示的是用于进给记录材料的进给型驱动源和作为用于感光鼓109的驱动源的马达。引擎控制器220接收从马达225输出的速度信号脉冲(FG)，以确定马达225的速度。另外，它将FG信号与参考时钟信号进行比较，并将加速度信号(ACC)和减速度信号(DEC)输出到马达225，以控制记录材料进给速度和处理速度。此外，它通过指示马达变其旋转速度来根据诸如记录材料的尺寸的状况切换记录材料进给速度。

将参照图3的部分(a)和(b)对陶瓷表面型加热器224的生热元件与上述电力供给电路之间的连接部分进行描述。图3的部分(a)是陶瓷表面型加热器224的示意性截面图。图3的部分(b)示出陶瓷表面型加热器224的生热元件的构造。多个这样的生热元件布置在记录材料进给方向上，以使得其纵向和记录材料进给方向彼此垂直。图3的部分(c)显示第三实施例的定影设备中所使用的加热器。

图3的部分(b)中所示的陶瓷表面型加热器224设有两个生热元件203、204和电极部分303、304、305。生热元件203相对于记录材料进给方向设置在相对上游，生热元件204设置在相对下游。电极部分303用于为生热元件203供给电力，电极部分304用于为生热元件204供给电力。电极部分305是生热元件203、204的公共电极。公共电极305与AC电源201的火线侧(HOT side)端子连接，电极部分303和电极部分304分别与三端双向可控硅开关205和三端双向可控硅开关206连接。

(1-4.相位控制和波数控制)

在混合控制下将电力供给陶瓷表面型加热器224的生热元件203、204，混合控制是相位控制和波数控制的组合。将对相位控制和波数控制进行描述。

在相位控制中，在交流电流的一个半波中的相位角范围内使加热器开启。通过相位控制，电流在每个半波中流动，因此，改变量和改变循环周期小，由于这个原因，抑制同一办公室或房间中的照射设备的波动。对于抑制照射设备的闪烁，该控制是有利的。然而，当开启/关闭加热器时，发生突然的电流变化，结果产生谐波电流，因此，从抑制谐波电流的观点来讲，该控制不是优选的。

另一方面，在波数控制中，加热器的开启/关闭使用AC电源的一个半波作为单位。在波数控制中，对于每个半波，使加热器开启/关闭，因此，不趋向于发生谐波电流，有利于抑制谐波电流。然而，由于电压变化大于相位控制中的电压变化，所以趋向于发生闪烁。

另外，在组合相位控制和波数控制的混合控制中，与仅相位控制的情况相比，可抑制谐波电流和切换噪声的产生。另外，与仅波数控制的情况相比，可减小闪烁，因此，能够以更大的步长控制加热器的电力控制。以下将对本实施例中的混合控制的细节进行描述。

(1-5.零交叉检测电路和ZEROX波形)

图5的部分(a)显示零交叉检测电路221(ZEROX检测电路)的细节。图5的部分(b)显示AC电源波形和ZEROX波形。来自AC电源201的AC电压输入到图5的部分(a)中所示的零交叉检测电路221，并且整流设备501、502对该AC电压进行半波整流。在本实施例中，对零线侧(Neutral side)进行整流。已经过半波整流的AC电压通过电阻器505、电容器504和限流电阻器503、506输入到晶体管507的基极。当零线侧电势高于通过未示出的全波整流二极管电桥、整流设备501、502和晶体管507确定的阈值电压Vz(即，零线侧的电势高于火线侧电势)时，使晶体管507导通。另一方面，当零线侧电势变得低于火线侧电势时，使晶体管507关断。

光耦合器(photo-coupler)509是用于确保初级侧与次级侧之间的沿面放电路径的元件，电阻器508和510是用于限制通过光耦合器509的电流的电阻器。当零线侧电势变得高于火线侧电势时，使晶体管507导通，因此，使光耦合器509中的发光二极管509a去致动，使光晶体管509b关断，光耦合器509的输出电压变高。

另一方面，当零线侧电势变得低于火线侧电势时，使晶体管507关断，因此，致动光耦合器509中的发光二极管509a，使光晶体管509b导通，光耦合器509的输出电压变低。因此，ZEROX信号是这样的脉冲信号，其具有根据相对于零线侧电势的火线侧电势是高于还是低于阈值电压Vz进行切换的电平。

光耦合器509的输出作为零交叉(ZEROX)信号通过电阻512供给引擎控制器220。引擎控制器220检测零交叉信号的上升沿和下降沿，并基于作为触发的边沿使三端双向可控硅开关205、206导通。

然而，由于阈值电压Vz不是0V(Vz≠0)，所以ZEROX信号的上升沿偏离实际的零交叉点。类似地，下降沿偏离实际的零交叉点。如果ZEROX信号照原样用作用于相位控制的触发信号，则与偏离对应的时间差通过输入电源的正和负极性变为相位偏差。鉴于此，引擎控制器220测量ZEROX信号的下降的循环周期(2T)，并计算该时间周期的一半T。其后，引擎控制器220在时间T产生疑似的(plausible)上升沿。以下，下降沿和所述疑似的上升沿的组合称为控制ZEROX信号。引擎控制器220使用所述控制ZEROX信号作为触发信号实现控制。

(1-6.混合控制)

将参照图6对本实施例中的混合控制进行描述。如前所述，混合控制是波数控制和相位控制的组合，就波数控制而言，在一个控制循环周期中使用AC电源的半波作为单位实现导通/关断，就相位控制而言，通过在一个半波中的相位角处形成导通来将电力供给加热器。在混合控制中，由于使用波数控制和相位控制这二者，所以平衡闪烁的影响和谐波电流的影响，波数控制尽管较少地抑制闪烁，但是引起较小的谐波电流，相位控制尽管产生谐波电流，但是抑制闪烁。例如，一个循环周期具有连续的8个半波，在这8个半波中的每个中，改变导通半波的数量和状态相位角，以控制加热器的电力供给。

参照图6，FSRD1和FSRD2是从图2中所述的引擎控制器220输出的波形，这些波形基于结合图5所述的控制ZEROX信号而输出。在混合控制的情况下，在0相位或另一个任意相位，使加热器开启，因此，如图6所示，基于控制ZEROX信号在所需相位处输出脉冲。

在FSRD1和FSRD2的控制下流过相应生热元件的电流波形出现在生热元件203的电流波形和生热元件204的电流波形中。在本实施例中，使生热元件203和生热元件204的电阻值彼此不同，因此，电流波形的振幅彼此不同。因此，图6中所示的生热元件的顶部电流波形是流过生热元件203和流过生热元件24的电流的合成波形。

(1-7.电力控制的控制图案)

将参照图7对当通过上述混合控制来控制生热元件203、204的电力供给时的控制图案进行描述。图7显示用于生热元件203和生热元件204的使用8个半波作为控制循环周期的混合控制的控制图案。图7的部分(a)是用于第一生热元件203的表，(b)是用于第二生热元件204的表。如将理解的，这些表相同。因此，一个表可用于这两个生热元件。最左行显示供给生热元件的0％-100％的电力被划分成的40个控制水平。线显示控制水平的一个控制循环周期(8个半波)中的控制图案。控制图案用一个半波中的导通周期的百分比指示。在每个单元格中，该百分比按2.5％增量从100％到0％。

在每个生热元件中，一个控制循环周期中AC电源的正电力供给相位和负电力供给相位彼此对称。换句话讲，一个控制循环周期内的正侧和负侧的电流波形彼此对称。上述加热器驱动电路使用图7的部分(a)和(b)中所示的图案彼此独立地控制上游生热元件203和下游生热元件204。例如，当50％电力将被供给生热元件203、204时，上游生热元件203选择(a)的50％，下游生热元件204也选择(b)的50％。总共，50％电力被供给生热元件。可将控制图案存储在图2中所示的引擎控制器220中，并可响应于所需的电力选择合适的控制图案。图8的部分(b)显示流过生热元件的电流波形。图8的部分(b)显示当图7中的50％被选择为控制水平(控制图案)时的电流波形。控制器根据加热器或环形带的温度选择控制水平(控制图案)之一。控制水平的更新的循环周期是一个控制循环周期。

控制器为包括商用AC波形的多个连续半波的每一个控制循环周期设置控制图案。

(1-8.控制图案的控制开始的时间差)

将参照图8对本实施例中的控制图案的控制开始的时间差进行描述。图8的部分(a)是图7的50％电力被供给时的控制图案。生热元件204的控制开始定时偏离生热元件203的控制开始定时，并且偏离量变化。偏离量是一个半波的n倍。图8的部分(b)显示当使用图8的(a)中所示的图案控制生热元件时的电流波形。这里，由多个半波构成的一个控制循环周期的第一个半波是所述一个控制循环周期的开始时间。AC电源波形的循环周期的一个一半(一个半波)取决于AC电源的频率，并被表达为AC电源的频率的倒数。

在本实施例中，作为用于减小定影不均匀性的方法，上游生热元件203的控制开始定时和下游生热元件204的控制开始定时彼此偏离，以使得已经被上游生热元件203加热的记录材料上的点不被下游生热元件204再次加热。也就是说，生热元件203与生热元件204之间的控制开始时间的差通过以下公式确定：

$\frac{1}{2f}\×n\≠\frac{A}{v}...\left(1\right)$

这里，v是记录材料进给速度[mm/sec]，A是宽度方向(记录材料进给方向)上的生热元件的中心轴线之间的距离[mm]，f是AC电源的频率。另外，n是以半波的数量指示控制开始时间差的整数。假设AC电源的频率f恒定，则将上游生热元件203与下游生热元件204之间的控制图案开始时间差选择为满足方程(1)的最佳的n。通过这样做，可减小定影不均匀性。

类似地，当记录材料的种类等改变时，切换进给速度v[mm/sec]，以提供最佳的定影特性，并且与新的进给速度v对应地确定公式(1)的n，并改变控制开始时间差。通过这样做，可确定控制图案开始时间差，以减小当切换进给速度时的定影不均匀性。更具体地讲，使记录材料上已被生热元件203加热的部分到达生热元件204的加热区域的定时与生热元件204的电力供给定时不同。

例如以这样的情况为例，即，AC电源的频率为50Hz，生热元件之间的距离A为1.5[mm]，进给速度v为150[mm/sec]或200[mm/sec]。将这些值代入方程中，结果是当切换进给速度时的n在v＝150的情况下应该n≠1，在v＝200的情况下应该n≠0.75。通过设置n以便满足它们，可减小定影不均匀性。在本实施例中，对于v＝150的情况，选择n＝2，对于v＝200的情况，选择n＝3。预先将n的值存储在引擎控制器220中。

基于通过方程(1)确定的n，下游生热元件204比上游生热元件203的控制开始时间延迟1/2fxn[sec]开始电力供给。在从上游生热元件203的控制开始到下游生热元件204的控制开始的时间段期间，生热元件204的电力供给是不必要的，但是可从图8中的虚线所示的下一个控制循环周期的控制图案开始控制。或者，代替使控制开始时间具有偏差，可将具有1/2fxn[sec]延迟关系的FSRD1和FSRD2的控制图案存储在引擎控制器220中，并根据进给速度切换控制图案。

参照图9，将对当如上所述那样使生热元件203、204的控制开始时间具有偏差时的定影不均匀性减小效果进行描述。图9是当记录材料的进给速度v[mm/sec]为150[mm/sec]时从生热元件203、204供给记录材料的电力的曲线图。

该曲线图的横坐标是在记录材料进给方向上记录材料离其前端的距离(记录材料上的位置)。纵坐标是由生热元件在记录材料的各个位置处施加的总电力的相对值。虚线是当控制开始时间差n＝1(从定影不均匀性的观点来讲这不是优选的)时的电力分布，实线是当控制开始时间差n＝2(这是能够减小定影不均匀性的情况之一)时的电力分布。

如从该曲线图将理解的，当n＝1时，电力变化大，当n＝2时，差异小。因此，通过根据进给速度使控制开始定时具有偏差，施加于记录材料的电力的不均匀性改变。因此，通过基于方程(1)的最佳控制开始时间差，可提供定影不均匀性的减小效果。

(1-9.控制流程图)

将参照图10对本实施例中所使用的控制流程图进行描述。当引擎控制器220接收到打印开始指令时，在步骤S101中检测AC电源的ZEROX信号的下降沿。在步骤S102中，引擎控制器220从下降沿的循环周期计算AC电源的频率。在步骤S103中，产生图5中所述的控制ZEROX信号。

然后，在步骤S104中，如果从热敏电阻222的温度检测判断陶瓷表面型加热器224不在异常状态下，则在步骤S105中检测记录材料的尺寸等，并在步骤S106中从诸如记录材料的尺寸的状况确定进给速度。这里，根据进给速度从引擎控制器220的存储器读取公式(1)中的n。当所述设备变为能够开始打印操作时，将陶瓷表面型加热器224的温度控制开始时间设置为t＝0，并开始上游生热元件203的电力供给控制。

其后，在步骤S108、S109中，当与n倍半波对应的时间过去时，开始下游生热元件204的电力供给控制。其后，在步骤S110中，继续温度控制，以使得陶瓷表面型加热器224的温度达到所需水平，同时通过热敏电阻222监测陶瓷表面型加热器224的温度。如果由于记录材料尺寸的改变而导致在打印操作期间进给速度改变，则根据进给速度再次获得最佳值n。

如前所述，根据本实施例，通过控制生热元件以使得当切换记录材料的进给速度时切换控制开始时间之间的差，可提供这样的图像形成装置，通过该图像形成装置，无论进给速度如何切换，都可产生定影不均匀性被抑制的图像。

【第二实施例】

将对根据本发明的第二实施例的图像形成装置进行描述。图像形成装置的结构和定影设备的结构与第一实施例中的结构相同，但是不同之处在于使用对抑制谐波电流有效的波数控制来控制生热元件。在本实施例的描述中，将与实施例1中相同的标号分配给本实施例中具有对应功能的元件，并且为了简化，省略其详细描述。

(2-1.电力控制)

在本实施例中，通过如图11中所示的波数控制来控制生热元件203和生热元件204的电力。波数控制如前所述，但是可通过改变由例如12个半波构成的一个控制循环周期中的导通半波的状态和数量来控制加热器的电力供给。

在波数控制中，整个半波要么为导通状态，要么为关断状态，因此，如图11所示，在ZEROX信号的相位0处输出导通信号。流过生热元件203、204的电流波形如图所示。在本实施例中，生热元件203和生热元件204的电阻值彼此不同，因此，电流波形的振幅不同。图11中的顶部生热元件电流波形是流过生热元件203和生热元件204的电流的合成波形。

(2-2.电力控制的控制图案)

将参照图12对通过波数控制控制生热元件203、204的电力供给时的控制图案进行描述。图12的部分(a)显示当通过波数控制控制生热元件203的电力供给并且一个控制循环周期包括12个半波时的控制图案。图12的部分(a)是用于第一生热元件203的表，(b)是用于第二生热元件204的表。如将理解的，这些表相同。因此，一个表可用于这两个生热元件。最左行显示供给生热元件的0％-100％电力被划分成的12个控制水平。线显示控制水平的一个控制循环周期(12个半波)中的控制图案。控制图案用一个半波中的导通周期的百分比指示。由于这里使用波数控制，所以控制图案表的每个单元格具有100％或0％。图12的部分(b)显示生热元件204的控制图案。

将上部和下部设置为彼此对称，以使得在生热元件的控制图案中正半波和负半波的导通数量相同。通过上述电力供给电路，按图12的(a)和(b)的图案彼此独立地控制上游生热元件203和下游生热元件204。

例如，50％电力将被供给发热元件的情况，对于上游生热元件203，选择图12的(a)的50％，对于下游生热元件204，选择图12的(b)的50％。每个生热元件在12个半波中的6个半波之中被供给，因此，生热元件被供给50％电力。预先将这样的控制图案存储在引擎控制器220中，并根据要被供给的电力选择控制图案。

(2-3.控制图案的控制开始的时间差)

将参照图13对本实施例中的控制图案的控制开始的时间差进行描述。图13的部分(a)是当供给图12中所示的50％电力时的控制图案。生热元件204的控制开始定时偏离生热元件203的控制开始定时，并且偏离量变化。偏离量是一个半波的n倍。图13的部分(b)显示当根据图13的部分(a)中所示的控制图案控制生热元件时的电流波形。

例如，以这样的情况为例，即，AC电源的频率为50Hz，生热元件之间的距离A为2[mm]，进给速度v为150[mm/sec]或200[mm/sec]。在这种情况下，在v＝150的情况下，当切换进给速度时的n应该n≠1.3，在v＝200的情况下，n应该n≠1。

然而，即使根据公式(1)确定n，当同时使生热元件203和生热元件204的电力供给开启或关断时的电压变化的差异可以大得以至于照射设备的闪烁受影响。可确定通过公式(1)确定的值，以减小生热元件203和生热元件204的同时电力供给的比率，通过该比率，可减小闪烁以及定影不均匀性。在本实施例中，当v＝150时，n＝2而不是n＝0，当v＝200时，n＝3而不是n＝4。通过这样的值，可减小闪烁。

将参照图14对本实施例中的定影不均匀性减小效果进行描述。该图显示当进给速度v为200[mm/sec]时通过生热元件施加于记录材料的电力。该曲线图的横坐标是记录材料进给方向上的离记录材料的前端的距离。纵坐标是在记录材料的各个位置处由生热元件施加的总电力的相对值。虚线是当控制开始时间差n＝1(从定影不均匀性的观点来讲这不是优选的)时的电力分布，实线是当控制开始时间差n＝3(这是能够减小定影不均匀性的情况)时的电力分布。

当n＝1时，电力变化大。另一方面，当n＝2时，差异小。以这样的方式，可通过基于方程(1)使控制开始定时具有偏差来改变施加于记录材料的电力的不均匀性。通过确定最佳的控制开始时间差，可提供对于定影不均匀性的减小效果。

【第三实施例】

将对根据本发明的第三实施例的图像形成装置进行描述。在本实施例的描述中，将与实施例2中相同的标号分配给本实施例中具有对应功能的元件，并且为了简化，省略其详细描述。

(3-1.定影设备的整体结构)

将对本实施例中的定影设备的示意性结构(具体地，陶瓷表面型加热器224的生热元件的构造)进行描述。图3的部分(c)显示本实施例中的陶瓷表面型加热器224的生热元件的构造。尽管在第一实施例和第二实施例中两个生热元件布置在记录材料进给方向上，但是在本实施例中提供三个生热元件。

宽度方向(记录材料的进给方向)上的最上游生热元件306a的中心轴线与中间生热元件307的中心轴线之间的距离为B[mm]，宽度方向(记录材料进给方向)上的最下游生热元件306b与中间生热元件307之间的距离为C[mm]。生热元件306b和生热元件306a具有公共电极303、305，因此，对它们进行相同的控制。

(3-2.控制图案的控制开始的时间差)

将参照图15对控制图案和控制开始时间差进行描述。图15的部分(a)显示本实施例的控制图案，(b)显示流过生热元件的电流波形。

与第一实施例类似，可从上游生热元件306a与中间生热元件307之间的距离和进给速度v确定方程(2)的控制开始时间差。类似地，可从生热元件306b与生热元件307之间的距离C和进给速度v确定公式(3)的控制开始时间差。

$\frac{1}{2f}\×\mathrm{nb}\≠\frac{B}{v}...\left(2\right)$

$\frac{1}{2f}\×\mathrm{nc}\≠\frac{C}{v}...\left(3\right)$

然而，以与生热元件306a相同的定时驱动生热元件306b，因此，生热元件307的控制开始时间与生热元件306a的下一个控制循环周期的顶部T[sec]之间的时间差使得生热元件306b与生热元件307之间的控制开始时间差成为必要(方程(4))。

$\mathrm{nc}=(T-\frac{1}{2f}\×\mathrm{nb})\×2f...\left(4\right)$

因此，方程(3)用以下方程替换：

$T-\frac{1}{2f}\×\mathrm{nb}\≠\frac{C}{v}...\left(5\right)$

因此，用于减小定影不均匀性的生热元件306与生热元件307之间的控制开始时间差是满足方程(2)和方程(5)的nb。在本实施例中，AC电源的频率为50[Hz]，生热元件的中心之间的距离分别为1[mm]和1.5[mm]，进给速度为v＝150[mm/sec]，包括8个半波的一个控制循环周期T为80[msec]。从这种状况下的方程(2)和方程(5)，在本实施例中，nb＝3被选择为满足nb≠1、nb≠7的值。

将参照图16对本实施例中的定影不均匀性减小效果进行描述。图16的曲线图显示当记录材料进给速度v为150[mm/sec]时通过生热元件施加于记录材料的电力。该曲线图的横坐标是记录材料进给方向上的离记录材料的前端的距离，纵坐标是记录材料的每个位置处的从生热元件施加的总电力的相对值。

虚线是当控制开始时间差nb＝1(对于定影不均匀性抑制而言，这不是优选的)时的电力分布，实线是当控制开始时间差nb＝3(对于定影不均匀性抑制而言，这是优选的)时的电力分布。当n＝1，电力变化大。当n＝3时，电力变化小。

因此，通过使用图3的部分(c)中所示的生热元件的构造，可通过改变记录材料的各进给速度的控制开始时间来改变施加于记录材料的电力。因此，通过确定最佳控制开始时间差，可提供定影不均匀性减小效果。本实施例的控制流程图与图10的控制流程图类似，因此，其描述与实施例1中的描述相同，省略其详细描述。

如前所述，根据本发明的本实施例，即使在生热元件之间存在两个或更多个间隔的情况下，无论进给速度如何切换，都可在抑制定影不均匀性的同时形成图像。

尽管已参照本文所公开的结构对本发明进行了描述，但是本发明不限于所阐述的细节，并且本申请意图覆盖可落在所附权利要求的改进目的或范围内的这样的修改或改变。

Claims (5)

1.一种图像形成装置，包括：

定影部，所述定影部用于将形成在记录材料上的未定影图像定影在记录材料上，所述定影部包括：环形带，加热器，所述加热器与所述环形带的内表面接触，所述加热器包括第一生热元件和第二生热元件，所述第二生热元件相对于记录材料的进给方向设置在所述第一生热元件的下游；以及，施压构件，所述施压构件与所述加热器合作形成用于压合和进给记录材料的定影压合部；

控制器，所述控制器用于控制要被供给所述第一生热元件和所述第二生热元件的电力，所述控制器能够彼此独立地控制所述第一生热元件和所述第二生热元件，

其中，所述设备能够设置记录材料的多个进给速度，并且所述控制器根据记录材料进给速度改变电力供给所述第一生热元件的时间和电力供给所述第二生热元件的时间的差。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器控制流过所述第一生热元件和所述第二生热元件的电流波形，以使得所述电流波形成为与所述环形带或所述加热器的温度对应的循环控制图案，其中，所述控制图案中的每个包括商用AC波形的多个连续半波。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括：包括用于所述第一生热元件的控制图案的表和包括用于所述第二生热元件的控制图案的表，其中所述包括用于所述第一生热元件的控制图案的表和所述包括用于所述第二生热元件的控制图案的表相同。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述控制器在一个所述控制图案的周期内改变电力供给所述第一生热元件的时间和电力供给所述第二生热元件的时间的差。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述控制图案具有作为波数控制波形和相位控制波形的组合的波形。

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