CN106133616B - 图像加热装置和其中使用的加热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像加热装置,该图像加热装置包括加热器,该加热器在其纵向方向上包括多个可独立控制的加热块,每个加热块包括第一导体、第二导体和加热元件。与各个加热块对应的电极中的至少一个设置在第二表面上纵向方向上加热元件所在的区域中,第二表面与加热器的接触环形带的第一表面相反。电触点被布置为面对加热器的第二表面。当形成在具有小尺寸的记录材料上的图像被加热时在无介质通过部分中发生的过热被抑制或减小。

Description

图像加热装置和其中使用的加热器
技术领域
本发明涉及图像加热装置和其中使用的加热器。更具体地说,本发明涉及一种图像加热装置和该图像加热装置中使用的加热器,该图像加热装置诸如合并在电子照相记录型图像形成装置(诸如复印机或打印机)中的定影装置、或用于进一步加热记录材料上的定影的调色剂图像以改进该调色剂图像的光泽度的光泽施加装置。
背景技术
上述图像加热装置之一是包括环形带(也被称为环形膜)、加热器和辊的装置,加热器与环形带的内表面接触,辊与加热器合作以在环形带介于它们之间的情况下在它们之间形成压合部分。小尺寸片材上的使用包括这样的图像加热装置的图像形成装置的连续打印引起在压合部分的纵向方向上片材不通过的压合部分的区域中发生逐渐升温的现象。该现象被称为无介质通过部分中的过热。无介质通过部分的温度太高可能损坏装置中的组件,或者可能使调色剂在大尺寸片材的与无介质通过部分对应的区域中偏移到环形带。
抑制无介质通过部分中的过热的技术之一如下。加热器的基板上的加热电阻器(在下文中被称为“加热元件”)由具有正的电阻温度系数的材料形成。两个导体设置在基板的相对端部处、加热器的横向方向(记录片材被传送的方向)上,以使得电流在横向方向上流过加热元件(在下文中被称为传送方向上的电流路径)(参见PTL 1)。在PTL 1中公开的构思中,随着无介质通过部分的温度上升,无介质通过部分中的加热元件的电阻增大,抑制电流流过无介质通过部分中的加热元件,从而防止无介质通过部分中的过热。正的电阻温度系数是电阻随着温度上升而增大的特性,在下文中被称为PTC。
然而,同样地在上述加热器中,一定量的电流流过无介质通过部分中的加热元件。
引文列表
专利文献
PTL 1:日本专利公开No.2011-151003
发明内容
本发明提供了一种加热器和图像加热装置,该加热器和图像加热装置被配置为在不增大加热器的尺寸的情况下抑制或至少减小加热器的无介质通过部分中的过热。
为此,本发明的一方面提供一种图像加热装置,该图像加热装置包括:环形带;被配置为与环形带的内表面接触的加热器,该加热器包括基板、第一导体、第二导体以及加热元件,第一导体设置在基板上的第一位置处以在基板的纵向方向上延伸,第二导体设置在基板上的第二位置处以在纵向方向上延伸,第二位置在基板的横向于纵向方向的横向方向上不同于第一位置,加热元件设置在第一导体和第二导体之间,并且被配置为通过经由第一导体和第二导体供给该加热元件的功率来产生热量;以及电触点,其被配置为与加热器的电极接触以将功率供给加热元件。加热器在纵向方向上具有可独立控制的多个加热块,可独立控制的所述多个加热块中的每个包括第一导体、第二导体和加热元件。分别与所述多个加热块之一对应的电极中的至少一个设置在第二表面上纵向方向上加热元件所在的区域中,第二表面与加热器的接触环形带的第一表面相反。电触点被布置为面对加热器的第二表面。
本发明的另一个方面提供一种加热器,该加热器包括:基板;第一导体,其设置在基板上的第一位置处以在基板的纵向方向上延伸;第二导体,其设置在基板上的第二位置处以在纵向方向上延伸,第二位置在基板的横向于纵向方向的横向方向上不同于第一位置;加热元件,其设置在第一导体和第二导体之间,并且被配置为通过经由第一导体和第二导体供给该加热元件的功率来产生热量。加热器在纵向方向上具有可独立控制的多个加热块,可独立控制的所述多个加热块中的每个包括第一导体、第二导体和加热元件。分别与所述多个加热块之一对应的电极中的至少一个设置在纵向方向上加热元件所在的区域中。
本发明的又一个方面提供一种图像加热装置,该图像加热装置包括:环形带;被配置为与环形带的内表面接触的加热器,该加热器包括基板、第一导体、第二导体以及加热元件,第一导体设置在基板上的第一位置处以在基板的纵向方向上延伸,第二导体设置在基板上的第二位置处以在纵向方向上延伸,第二位置在基板的横向于纵向方向的横向方向上不同于第一位置,加热元件设置在第一导体和第二导体之间,并且被配置为通过经由第一导体和第二导体供给该加热元件的功率来产生热量。加热器在纵向方向上具有可独立控制的多个加热块,可独立控制的所述多个加热块中的每个包括第一导体、第二导体和加热元件。所述多个加热块中的每个在基板的横向方向上具有多个加热元件。所述多个加热块中的每个加热块中的多个加热元件也是可独立控制的。
本发明的又一个方面提供一种加热器,该加热器包括:基板;第一导体,其设置在基板上的第一位置处以在基板的纵向方向上延伸;第二导体,其设置在基板上的第二位置处以在纵向方向上延伸,第二位置在基板的横向于纵向方向的横向方向上不同于第一位置;以及加热元件,其设置在第一导体和第二导体之间,并且被配置为通过经由第一导体和第二导体供给该加热元件的功率来产生热量。加热器在纵向方向上具有可独立控制的多个加热块,可独立控制的所述多个加热块中的每个包括第一导体、第二导体和加热元件。所述多个加热块中的每个在基板的横向方向上具有多个加热元件。所述多个加热块中的每个加热块中的多个加热元件也是可独立控制的。
本发明的又一个方面提供一种图像加热装置,该图像加热装置包括:环形带;以及被配置为与环形带的内表面接触的加热器,该加热器包括基板、第一加热块和第二加热块,第一加热块设置在基板上,第二加热块设置在基板上在基板的纵向方向上与第一加热块的位置不同的位置处。该图像加热装置具有:用于第二加热块的第一导线,第一导线连接到用于将功率供给第二加热块的导体;以及第二导线,其具有第一端部,并且具有第二端部,第一端部在与用于第二加热块的第一导线连接到所述导体的位置不同的位置处连接到用于第二加热块的第一导线连接的所述导体,第二端部连接到用于第一加热块的导体以将功率供给第一加热块。功率经由用于第二加热块的第一导线连接的所述导体并且经由第二导线被供给第一加热块。
本发明的有益效果
根据本发明的一些方面,加热器和图像加热装置可以在不增大加热器的尺寸的情况下抑制或减小无介质通过部分中的过热。
从以下参照附图对示例性实施例的描述,本发明的进一步的特征将变得清楚。
附图说明
图1是图像形成装置的截面图。
图2是根据第一示例性实施例的图像加热装置的截面图。
图3A是根据第一示例性实施例的加热器的配置图。
图3B是根据第一示例性实施例的加热器的配置图。
图3C是根据第一示例性实施例的加热器的配置图。
图4是根据第一示例性实施例的用于加热器的控制电路的电路图。
图5是根据第一示例性实施例的加热器控制处理的流程图。
图6A是描绘根据第一示例性实施例的减小加热器的无介质通过部分中的过热的效果的示图。
图6B是描绘根据第一示例性实施例的减小加热器的无介质通过部分中的过热的效果的示图。
图7A是根据第二示例性实施例的加热器的配置图。
图7B是根据第二示例性实施例的加热器的配置图。
图7C是根据第二示例性实施例的加热器的配置图。
图8是根据第二示例性实施例的用于加热器的控制电路的电路图。
图9是根据第二示例性实施例的加热器控制处理的流程图。
图10A是根据第三示例性实施例的加热器的配置图。
图10B是根据第三示例性实施例的加热器的配置图。
图11A是根据第四示例性实施例的加热器的配置图。
图11B是根据第四示例性实施例的加热器的配置图。
图12A是根据第五示例性实施例的加热器的配置图。
图12B是根据第五示例性实施例的加热器的配置图。
图13A是根据第六示例性实施例的加热器的配置图。
图13B是根据第六示例性实施例的加热器的配置图。
图13C是根据第六示例性实施例的加热器的配置图。
图14A是描绘第七示例性实施例的优点的示图。
图14B是描绘第七示例性实施例的优点的示图。
图15A是根据第七示例性实施例的加热器的配置图。
图15B是根据第七示例性实施例的加热器的配置图。
图16A是根据第七示例性实施例的修改的加热器的配置图。
图16B是根据第七示例性实施例的修改的加热器的配置图。
图17A是根据第八示例性实施例的加热器的配置图。
图17B是根据第八示例性实施例的加热器的配置图。
图18A是根据第九示例性实施例的加热器的配置图。
图18B是根据第九示例性实施例的加热器的配置图。
图19A是根据第十示例性实施例的加热器的配置图。
图19B是根据第十示例性实施例的加热器的配置图。
图20A是根据第十一示例性实施例的加热器的配置图。
图20B是根据第十一示例性实施例的加热器的配置图。
图21A是根据第十二示例性实施例的加热器的配置图。
图21B是根据第十二示例性实施例的加热器的配置图。
图21C是根据第十二示例性实施例的加热器的配置图。
图22是根据第十二示例性实施例的用于加热器的控制电路的电路图。
图23A例示说明根据第十二示例性实施例的加热器控制台。
图23B例示说明根据第十二示例性实施例的加热器控制台。
图23C例示说明根据第十二示例性实施例的加热器控制台。
图24是根据第十三示例性实施例的加热器的配置图。
图25是根据第十三示例性实施例的用于加热器的控制电路的电路图。
图26例示说明根据第十三示例性实施例的加热器控制台。
图27例示说明根据修改的加热器控制台。
图28例示说明根据另一个修改的加热器控制台。
图29是根据第十四示例性实施例的控制电路的电路图。
图30A是描绘根据第十四示例性实施例的加热器的接触部分和导线的示图。
图30B是描绘根据第十四示例性实施例的加热器的接触部分和导线的示图。
图31是根据比较例子1的导线的示图。
图32A是根据第十五示例性实施例的加热器的配置图。
图32B是描绘根据第十五示例性实施例的加热器的接触部分和导线的示图。
图32C是描绘根据第十五示例性实施例的加热器的接触部分和导线的示图。
图32D是描绘根据第十五示例性实施例的加热器的接触部分和导线的示图。
具体实施方式
第一示例性实施例
图1是使用电子照相记录技术的激光打印机(图像形成装置)100的截面图。响应于打印信号的产生,从扫描仪单元21发射根据图像信息调制的激光,并且用激光扫描通过充电辊16充电到预定极性的感光构件19。从扫描仪单元21内的激光二极管22发射的激光(点线)被使得经由旋转多面镜23和反射镜24在主扫描方向上扫描并且通过感光构件19的旋转在副扫描方向上扫描。因此,静电潜像形成在感光构件19上。调色剂从显影设备17供给静电潜像,并且与图像形成对应的调色剂图像形成在感光构件19上。拾取辊12逐一地送给片材送给盒11中的记录材料(记录片材)P,一对辊13将记录材料P朝向一对对准辊14传送。在感光构件19上的调色剂图像到达转印位置的定时,记录材料P被进一步从所述一对对准辊14传送到转印位置。转印位置位于感光构件19和转移辊20之间。在记录材料P行进通过转印位置时,感光构件19上的调色剂图像被转印到记录材料P上。记录材料P然后被图像加热装置200加热,以使得调色剂图像通过热量被定影到记录材料P。承载定影的调色剂图像的记录材料P被多对辊26和27送给,并且被排放到激光打印机100的上托盘中。清洁器18清洁感光构件19。送给托盘(手动送给托盘)28具有其宽度可以根据记录材料P的尺寸进行调整的一对记录材料调节板。送给托盘28被提供来支持具有非标准尺寸以及标准尺寸的记录材料P。一对拾取辊29从送给托盘28送给记录材料P。马达30驱动图像加热装置200等。控制电路400连接到商用交流(AC)电源401,功率从控制电路400供给图像加热装置200。感光构件19、充电辊16、扫描仪单元21、显影设备7以及转印辊20形成在记录材料P上形成未定影图像的图像形成单元。处理盒15整体地包括充电辊16、显影设备17、清洁器18以及感光构件19。
根据该示例性实施例的激光打印机100支持多种记录材料尺寸。片材送给盒11被配置为容纳信纸尺寸(大约216mm×279mm)、法定尺寸(大约216mm×356mm)、A4尺寸(210mm×297mm)以及执行尺寸(大约184mm×267mm)的片材。片材送给盒11还被配置为容纳JIS(日本工业标准)B5尺寸(182mm×257mm)和A5尺寸(148mm×210mm)的片材。
另外,非标准尺寸(包括DL信封(110mm×220mm)和商业编号10(COM-10)信封(大约105mm×241mm))的介质也可以从送给托盘28送给,并且是可打印的。根据该示例性实施例的打印机100是基本垂直送给激光打印机(其被设计为以片材的较长边平行于片材的传送方向的这样的方式传送片材)。信纸尺寸片材和法定尺寸片材是具有图像形成装置100支持的标准尺寸的记录材料的宽度(标称记录材料宽度)之中的最大宽度(或大宽度)的记录材料,并且具有大约216mm的宽度。在该示例性实施例中,具有比图像形成装置100支持的最大尺寸小的宽度的记录材料P被定义为小尺寸片材。
图2是图像加热装置200的截面图。图像加热装置200包括柱形膜(环形带)202、加热器300以及压力辊(压合部分形成构件)208,加热器300与膜202的内表面接触,压力辊208与加热器300合作以在膜202介于它们之间的情况下在它们之间形成定影压合部分N。膜202具有由诸如聚酰亚胺的耐热树脂或诸如不锈钢的金属构成的基本层。膜202还具有可以由耐热橡胶等的弹性层形成的顶层。压力辊208具有芯金属209和弹性层210,芯金属209由诸如铁或铝的材料形成,弹性层210由诸如硅橡胶的材料形成。加热器300被保持在由耐热树脂制成的保持构件201中。保持构件201具有引导膜202的旋转的引导功能。压力辊208被马达30驱动以沿箭头所指示的方向旋转。随着压力辊208旋转,膜202与压力辊208的旋转相关联地旋转。承载未定影调色剂图像的记录材料P在被保持在定影压合部分N中的同时被传送,并且被加热以进行定影。
如图3A所示,加热器300包括陶瓷基板305,用于加热的加热元件设置在陶瓷基板305上。用作温度感测元件的热敏电阻TH1、TH2、TH3和TH4设置在与激光打印机100中的片材(或介质)通过区域接触的基板305的后表面上。响应于加热器300中的异常升温而被启动以关断对加热器300的功率供给的安全元件212(诸如热开关和热熔丝)也设置在基板305的后表面上。金属支条(stay)204被设置为将通过弹簧(未示出)施加的压力施加于保持构件201。
图3A至3C是根据第一示例性实施例的加热器300的配置图。将参照图3A至3C以及图6A和6B来描述加热器300的配置和减小无介质通过部分中的过热的效果。
图3A是加热器300在其横向方向上的截面的示图。加热器300包括第一导体301,其设置在加热器300的后表面(即,与接触环形带202的表面相反的表面)的第一层(在下文中也被称为“第一后表面层”)上以致在基板305上在加热器300的纵向方向上延伸。加热器300进一步包括第二导体303,其设置在基板305上、在加热器300的横向方向上与第一导体301的位置不同的位置处以致在加热器300的纵向方向上延伸。第一导体301在记录材料P的传送方向上被划分为位于上游的导体301a和位于下游的导体301b。
加热器300进一步包括加热元件302,其设置在第一导体301和第二导体303之间,用于通过经由第一导体301和第二导体303供给的功率来产生热量。加热元件302在记录材料P的传送方向上被划分为位于上游的加热元件302a和位于下游的加热元件302b。
加热器300的横向方向(即,记录材料P的传送方向)上的不对称发热分布引起在加热器300产生热量时在基板305中产生的应力的增大。在基板305中产生的增大的应力可能使基板305破裂。为了避免基板305的破裂,加热元件302在传送方向上被划分为位于上游的加热元件302a和位于下游的加热元件302b以使发热分布在加热器300的横向方向上是对称的。
加热器300还包括绝缘(在该示例性实施例中,玻璃)表面保护层307,其设置在加热器300的后表面的第二层(在下文中也被称为“第二后表面层”)上以致覆盖加热元件302、第一导体301和第二导体303。加热器300进一步包括涂布玻璃的或涂布聚酰亚胺的可滑动表面保护层308,其设置在加热器300的滑动表面(即,接触环形带202的表面)的第一层(在下文中也被称为“第一滑动表面层”)上。
图3B是加热器300的各层的平面图。加热器300在其后表面的第一层上具有布置在加热器300的纵向方向上的多个加热块,每个加热块包括第一导体301、第二导体303以及加热元件302。举例来说,根据该示例性实施例的加热器300在加热器300的纵向方向上具有设置在加热器的中心部分和相对端部部分中的总共三个加热块。第一加热块302-1包括在加热器300的横向方向上彼此对称的加热元件302a-1和302b-1。此外,第二加热块302-2包括加热元件302a-2和302b-2,第三加热块302-3包括加热元件302a-3和302b-3。
第一导体301在加热器300的纵向方向上延伸。第一导体301由导体301a和导体301b构成,导体301a连接到各个加热元件(302a-1、302a-2和302a-3),导体301b连接到各个加热元件(302b-1、302b-2和302b-3)。
第二导体303在加热器300的纵向方向上延伸,并且被划分为导体303-1、303-2和303-3。
电极E1、E2、E3、E4-1和E4-2均连接到下述用于从用于加热器300的控制电路400供给功率的电触点。电极E1是用于经由导体303-1将电功率送给加热块302-1的电极。电极E2是用于经由导体303-2将电功率送给加热块302-2的电极。电极E3是用于经由导体303-3将电功率送给加热块302-3的电极。电极E4-1和E4-2是连接到公共电触点以经由导体301a和导体301b将电功率供给三个加热块302-1至302-3的电极。
因为各个导体的电阻不为零,所以导体影响加热器300的纵向方向上的发热分布。因此,电极E4-1和E4-2设置在加热器300的纵向方向上的加热器300的相对端部处,以使得在加热器300的纵向方向上对称的发热分布即使在受到导体303-1、303-2、303-3、301a和301b的电阻的影响时也可以被获得。
此外,加热器300的后表面的第二层上的表面保护层307被形成为在与电极E1、E2、E3、E4-1和E4-2对应的位置处具有开口,以使得电极E1、E2、E3、E4-1和E4-2中的每个可以从加热器300的后表面侧连接到电触点中的对应电触点。在该示例性实施例中,电极E1、E2、E3、E4-1和E4-2设置在加热器300的后表面上以使得能够从加热器300的后表面侧供给功率。另外,将供给多个加热块之中的至少一个加热块的功率与将供给其他加热块的功率的比率被使得是可变的。设置在加热器300的后表面上的电极不需要基板305上的导电图案的布线,导致基板305在其横向方向上的宽度的缩小。这有利地降低了基板305的材料的成本,并且由于基板305的热容量降低,缩短了加热器300使其温度升高所花费的预热时间。电极E1、E2和E3设置在基板305的纵向方向上设置加热元件的区域中。此外,加热器300的滑动表面的第一层上的表面保护层308设置在与膜202可滑动地啮合的区域中。
如图3C所示,加热器300的保持构件201具有孔HTH1至HTH4、H212、HE1、HE2、HE3、HE4-1和HE4-2,这些孔分别用于热敏电阻(温度感测元件)TH1至TH4、安全元件212以及电极E1、E2、E3、E4-1和E4-2的电触点。
以上所述的热敏电阻(温度感测元件)TH1至TH4、安全元件212以及与电极E1、E2、E3、E4-1和E4-2接触的电触点设置在支条204和保持构件201之间。电触点用C1、C2、C3、C4-1和C4-2表示。在图3C中,连接到电触点C1至C3、C4-1和C4-2的虚线以及连接到安全元件212的虚线指示功率馈送电缆(AC线)。此外,连接到温度感测元件TH1至TH4的虚线指示信号线(DC线)。各个元件和电触点被布置为面对加热器300的后表面。与电极E1、E2、E3、E4-1和E4-2接触的电触点C1、C2、C3、C4-1和C4-2通过被弹簧推动、焊接或任何其他合适的方法电连接到加热器300的电极单元。电触点C1、C2、C3、C4-1和C4-2经由设置在支条204和保持构件201之间的电缆(由上述虚线指示)或者经由诸如薄金属板的导电材料连接到下述用于加热器300的控制电路400。
供给加热器300的功率根据设置在介质通过部分的中心附近(即,下述传送参考位置X附近)的热敏电阻TH1的输出进行控制。热敏电阻TH4检测加热块302-2的加热区域的端部处的温度(即,处于图6B中所示的状态的加热区域的端部处的温度)。热敏电阻TH2检测加热块302-1的加热区域的端部处的温度(即,处于图6A中所示的状态的加热区域的端部处的温度)。热敏电阻TH3检测加热块302-3的加热区域的端部处的温度(即,处于图6A中所示的状态的加热区域的端部处的温度)。
在根据该示例性实施例的图像加热装置200中,对三个加热块302-1至302-3中的每个提供一个或多个热敏电阻来感测由于故障等而导致的仅对单个加热块的功率供给的状态,以便提高图像加热装置200的安全性。为了仅考虑双向可控硅416和双向可控硅426的故障,可以对多个可独立控制的加热块中的至少每个提供一个或多个热敏电阻(例如,在图3C中,只有热敏电阻TH1和TH2可以被使用)。在该示例性实施例中,对三个加热块302-1至302-3中的每个提供一个或多个热敏电阻,以除了双向可控硅416和双向可控硅426的故障之外还考虑连接各个电极的电触点的缺陷。例如,如果电触点C1与电极E1的连接是有缺陷的,则没有功率被供给加热块302-1,而功率可以被供给加热块302-3。为了抑制这个不便之处,分别对加热块302-1和加热块302-3提供热敏电阻TH2和TH3。
安全元件212被设置为与不太受无介质通过部分中的过热影响的、与激光打印机100中设置的可用的最小尺寸介质通过区域对应的部分(即,加热块302-2的中心附近的部分)接触,以便防止由无介质通过部分中的过热引起的故障。因此,安全元件212的温度在正常操作期间低,因此安全元件212的操作温度可以被设置为低,提供图像加热装置200的安全性的提高。
接着,将参照图6A和6B来描述减小加热器300的无介质通过部分中的过热的效果。图6A是描绘功率被供给所有的三个加热块302-1至302-3的情况下的无介质通过部分中的过热的示图。在该图示中,举例来说,B5尺寸片材被相对于加热区域的中心部分垂直地传送。用于传送记录材料P的参考位置被定义为记录材料P的传送参考位置X。
片材送给盒11具有用于调节记录材料P的位置的位置调节板,并且根据被装载在片材送给盒11中的记录材料P的每个尺寸被设置在预定位置中,记录材料P被从片材送给盒11送给并且被传送以使得记录材料P行进通过图像加热装置200中的预定位置。送给托盘28也具有用于调节记录材料P的位置的位置调节板,记录材料P被从送给托盘28传送以使得记录材料P行进通过图像加热装置200中的预定位置。
加热器300具有用于大约216mm的片材宽度的、220mm的加热区域长度,以便支持信纸尺寸片材的垂直传送。在具有182mm的片材宽度的B5尺寸片材在具有220mm的加热区域长度的加热器300中被垂直传送的情况下,在加热区域的相对的端部部分中生成19-mm无介质通过区域。虽然到加热器300的功率供给被控制以使得位于介质通过部分的中心附近的热敏电阻TH1的感测温度保持为目标温度,但是无介质通过部分的温度与介质通过部分相比升高,因为热量在无介质通过部分中不被片材吸收。如图6A所示,在B5尺寸片材的情况下,记录材料P的端部通过位于相对的端部部分中的加热块302-1和302-3的部分,导致在相对的端部部分中生成无介质通过部分,每个无介质通过部分的长度为19mm。因为加热元件302是PTC元件,所以无介质通过部分中的加热元件的电阻变得高于介质通过部分中的加热元件的电阻,这妨碍了电流的流动。基于该原理,无介质通过部分中的过热可以被抑制或减小。
图6B是描绘功率仅被供给位于加热器300的中心部分中的加热块302-2的情况下的无介质通过部分中的过热的示图。在该图示中,举例来说,宽度为110mm的DL尺寸信封被相对于加热区域的中心部分垂直地传送。加热器300的加热块302-2具有用于宽度为148mm的片材的、157mm的加热区域长度,以便支持A5尺寸片材的垂直传送。在宽度为110mm的DL尺寸信封在加热器300(在该加热器300中,位于中心的加热块302-2的长度为157mm)中被垂直传送的情况下,在中心加热块302-2的相对的端部部分中生成23.5-mm无介质通过区域。基于位于介质通过部分的中心附近的热敏电阻TH1的输出对加热器300进行控制,并且无介质通过部分的温度与介质通过部分相比升高,因为热量在无介质通过部分中不被片材吸收。在图6B中所示的状态下,功率一开始仅被供给加热块302-2以减小无介质通过区域的影响。一般来说,无介质通过区域越长,无介质通过部分中的过热越高。因此,仅仅将电功率馈送给传送方向上的加热元件302(其是PTC元件)的效果将不会足够地减小无介质通过部分中的过热。因此,如图6B所示,尽可能地缩小无介质通过区域的长度是有效的。另外,中心加热块302-2的相对的端部部分中的23.5-mm无介质通过区域中的过热可以基于与参照图6A描述的原理类似的原理而被抑制或减小。
如图6B所示,减小功率仅被供给位于加热器300的中心部分中的加热块302-2的情况下的无介质通过部分中的过热的效果在加热元件302不是PTC元件的情况下也可以被获得。因此,该示例性实施例不限于PTC元件被用作加热元件302的情况。另外,根据该示例性实施例的配置也适用于加热元件302具有零的电阻温度系数或者具有负的电阻温度系数(NTC)的情况。
图4是根据第一示例性实施例的用于加热器300的控制电路400的电路图。商用AC电源401连接到激光打印机100。供给加热器300的功率通过双向可控硅416和双向可控硅426的通电或不通电来进行控制。双向可控硅416和双向可控硅426被控制以使加热块302-1和302-3以及加热块302-2可以彼此独立地控制。功率经由电极E1至E3、E4-1和E4-2被供给加热器300。在该示例性实施例中,举例来说,加热元件302a-1和302b-1具有140欧姆的电阻,加热元件302a-2和302b-2具有28欧姆的电阻,加热元件302a-3和302b-3具有140欧姆的电阻。
过零检测单元430是用于检测AC电源401的过零的电路,并且将ZEROX信号输出到中央处理单元(CPU)420。ZEROX信号用于控制加热器300。继电器400用作用于中断对加热器300的功率供给的功率切断单元。响应于由于故障等而导致的加热器300的过度升温根据热敏电阻TH1至TH4的输出来启动继电器440(以切断对于加热器300的功率供给)。
当RLON440信号为高时,晶体管443导通,使继电器440的二次线圈传导来自电源电压Vcc2的电流以开启继电器440的一次触点。当RLON440信号为低时,晶体管443截止,阻止从电源电压Vcc2到继电器440的二次线圈的电流流动以关断继电器440的一次触点。
接着,将描述包括继电器440的安全电路的操作。如果通过热敏电阻TH1至TH4获得的感测温度之一超过单个地设置的预定值中的对应预定值,则比较单元441启动锁存单元442,锁存单元442将RLOFF信号锁定在低电平。当RLOFF信号为低时,即使CPU 420将RLON440信号设置为高,晶体管443也保持处于截止状况。因此,继电器440保持处于关断状况(或安全状况)。
如果通过热敏电阻TH1至TH4获得的感测温度都没有超过单个地设置的预定值,则锁存单元442的RLOFF信号变得打开。因此,CPU 420将RLON440信号设置为高,从而开启继电器440以使得能够对加热器300供给功率。
接着,将描述双向可控硅416的操作。电阻器413和417是用于双向可控硅416的偏置电阻器,光双向可控硅耦合器415是用于确保一次-二次爬电距离的器件。光双向可控硅耦合器415的发光二极管被使得传导电流以开启双向可控硅416。电阻器418是用于限制从电源电压Vcc流过光双向可控硅耦合器415的发光二极管的电流的电阻器,光双向可控硅耦合器415通过晶体管419被开启或关断。晶体管419根据来自CPU 420的FUSER1信号进行操作。
当双向可控硅416处于其通电状态时,功率被供给加热元件302a-2和302b-2,并且功率被供给具有14欧姆的组合电阻的电阻器。通过通电比为1:0的双向可控硅416和双向可控硅426的功率控制仅在加热元件302a-2和302b-2被供给功率时提供图6B中所示的状态。
双向可控硅426的电路操作与双向可控硅416的操作基本上相同,在此不对其进行描述。双向可控硅426根据来自CPU 420的FUSER2信号进行操作。当双向可控硅426处于其通电状态时,功率被供给加热元件302a-1、302b-1、302a-3和302b-3。因为四个加热元件302a-1、302b-1、302a-3和302b-3并联连接,所以功率被供给具有35欧姆的组合电阻的电阻器。
在图6A中所示的状态下,功率是通过使用双向可控硅416和双向可控硅426供给的。当双向可控硅416和双向可控硅426处于它们的通电状态时,功率被供给加热元件302a-1、302b-1、302a-2、302b-2、302a-3和302b-3。因为六个加热元件302a-1、302b-1、302a-2、302b-2、302a-3和302b-3并联连接,所以功率被供给具有10欧姆的组合电阻的电阻器。通过通电比为1:1的双向可控硅416和双向可控硅426的功率控制提供图6A中所示的状态。
加热器300的总电阻一般被设计为支持具有可用的最大宽度的记录材料P(在该示例性实施例中,信纸尺寸片材和法定尺寸片材)所需的功率。在根据该示例性实施例的配置中,在图6B中所示的状态下获得14欧姆的总电阻,该总电阻高于在图6A中所示的状态下获得的10欧姆的总电阻,并且就谐波标准、闪烁和对于加热器300的安全保护而言更加有利(一般来说,电阻越低,问题越糟)。例如,假定包括串联连接的三个加热块(302-1、302-2和302-3)的加热器的电阻被调整为10欧姆。在该配置中,如果功率仅被供给加热器的中心部分中的加热块302-2,则加热器的总电阻减小,这就谐波标准、闪烁和对加热器300的安全保护而言是不利的。在根据该示例性实施例的配置中,在加热器300的纵向方向上分离的多个加热块(在该示例性实施例中,三个加热块)并联连接,这对于减小谐波、闪烁等是有利的。
接着,将描述用于控制加热器300的温度的方法。热敏电阻TH1感测的温度被感测为电阻器(未示出)的分压,并且被作为TH1信号供给CPU 420(热敏电阻TH2至TH4感测的温度也使用类似的方式感测和供给CPU 420)。在CPU(控制单元)420的内部处理中,根据例如比例-积分(PI)控制基于加热器300的设置温度和热敏电阻TH1的感测温度来计算将被供给的功率。将被供给的功率被进一步转换为与将被供给的功率对应的相位角度的控制电平(相位控制)或波数的控制电平(波数控制),并且双向可控硅416和双向可控硅426被根据该控制条件进行控制。在该示例性实施例中,热敏电阻TH1感测的加热器温度用于加热器300的温度控制。膜202的温度也可以被热敏电阻或热电堆感测,感测的温度可以用于加热器300的温度控制。
图5是描绘由CPU 420执行的用于图像加热装置200的控制序列的流程图。响应于S501中的打印请求的发生,在S502中,开启继电器440。然后,在S503中,确定记录材料的宽度是否大于或等于157mm。在根据该示例性实施例的激光打印机100中,如果记录材料是信纸尺寸片材、法定尺寸片材、A4尺寸片材、执行尺寸片材、B5尺寸片材、或从送给托盘28送给的宽度大于或等于157mm的非标准尺寸介质,则所述处理前进到S504。然后,将双向可控硅416与双向可控硅426的通电比设置为1:1(图6A中所示的状态)。
如果记录材料的宽度小于157mm(在该示例性实施例中,A5尺寸片材、DL信封、COM-10信封或宽度小于157mm的非标准尺寸介质),则所述处理前进到S505。然后,将双向可控硅416与双向可控硅426的通电比设置为1:0(图6B中所示的状态)。
S503中的记录材料的宽度的确定可以基于任何方法,例如,使用对片材送给盒11和送给托盘28提供的片材宽度传感器、或者使用诸如设在记录材料P被沿着其传送的路径上的标志的传感器。其他可用的方法是基于用户设置的关于记录材料P的宽度信息、关于在记录材料P上形成图像的图像信息等。
在S506中,通过使用设置的通电比将用于形成图像的处理速度设置为全速,并且在针对热敏电阻TH1设置的200摄氏度的目标温度下执行定影处理。
在S507中,确定在CPU 420中设置的热敏电阻TH2的最大温度TH2Max、热敏电阻TH3的最大温度TH3Max以及热敏电阻TH4的最大温度TH4Max是否没有被超过。如果由于无介质通过部分中的过热的劣化,基于热敏电阻信号TH2至TH4检测到加热区域的端部处的温度超过预定上限值中的对应预定上限值,则所述处理前进到S509。在S509中,将用于形成图像的处理速度设置为半速,并且在针对热敏电阻TH1设置的170摄氏度的目标温度下执行定影处理。S509的处理被迭代进行以继续定影处理,直到打印工作的完成在S510中被感测到为止。将用于形成图像的处理速度设置为半速在比用于全速的温度低的温度下实现了定影。因此,用于定影操作的目标温度可以降低,并且无介质通过部分处的温度可以降低。如果在S507中确定各个热敏电阻的温度均不超过相关联的最大温度,则所述处理前进到S508。在打印工作在S508中完成之前,从S506开始的处理被迭代进行以继续定影处理。
上述处理被重复地执行。如果打印工作的完成在S508或S510中被检测到,则在S511中,关断继电器440。在S512中,图像形成的控制序列结束。
在根据该示例性实施例的控制中,基于关于记录材料P的宽度信息设置双向可控硅416与双向可控硅426的通电比以控制加热器300的纵向方向上的发热分布。其他方法也是可用的,其例子包括基于与各个加热块相关联的各个热敏电阻感测的温度来控制加热器300的纵向方向上的发热分布。在特定例子中,可以通过根据PI控制等使用双向可控硅416,基于热敏电阻TH1感测的温度来控制供给加热块302-2的功率。可替代地,可以通过根据PI控制等使用双向可控硅426,基于热敏电阻TH2或热敏电阻TH3感测的温度来控制供给加热块302-1和加热块302-3的功率。可以根据图像加热装置200的配置(诸如加热器300的加热块的数量和热敏电阻的位置)以及图像形成装置100的规范(诸如图像形成装置100支持的记录材料的类型)来使用最佳的控制方法。
如上所述,根据第一示例性实施例的加热器300和图像加热装置200的使用可以在尺寸小于图像形成装置100支持的最大尺寸的片材将被打印的情况下抑制或减小无介质通过部分中的过热。另外,加热器300的横向方向上的发热分布的对称性可以被改进以减小基板305的热应力。另外,加热器300的纵向方向上的发热分布的对称性可以被改进以降低加热器300的纵向方向上的发热分布的不均匀性。在根据该示例性实施例的加热器300中,此外,设置在加热器300的后表面上的电极不需要基板305上的导电图案的布线。因此,可以在不增大加热器300在其横向方向上的宽度的情况下增加加热器300的纵向方向上的加热块的数量、电极的数量以及用于控制加热器300的纵向方向上的发热分布的双向可控硅的数量。另外,可以增加加热器的纵向方向上的发热分布可切换的方式的数量以获得针对更多宽度的记录材料P优化的、加热器的纵向方向上的发热分布。因此,加热器300可以缩小基板305在其横向方向上的宽度,并且有利地,降低基板305的材料的成本,并且由于基板305的热容量的减小,缩短图像加热装置200的预热时间。而且,针对多个加热块中的每个提供的一个或多个热敏电阻可以提高图像加热装置200处于故障状态时的安全性。
第二示例性实施例
接着,将描述第二示例性实施例。在第二示例性实施例中,合并在激光打印机100的图像加热装置200中的在第一示例性实施例中描述的加热器300、加热器300的保持构件201以及用于加热器300的控制电路400被修改。与第一示例性实施例中的那些组件类似的组件被分配相同的标号,在此不对其进行描述。根据第二示例性实施例的加热器700被配置为以四种方式切换加热器700的纵向方向上的发热分布。图7A至7C是根据第二示例性实施例的加热器700的配置图。图7A是加热器700在其横向方向上的截面的示图。
加热器700包括第一导体701和第二导体703,第一导体701设置在基板305上以致在加热器700的纵向方向上延伸,第二导体703设置在基板305上、加热器700的横向方向上与第一导体701的位置不同的位置处,以致在加热器700的纵向方向上延伸。第一导体701在记录材料P的传送方向上被划分为位于上游的导体701a和位于下游的导体701b。
加热器700进一步包括加热元件702,其设置在第一导体701和第二导体703之间,用于通过经由第一导体701和第二导体703供给的功率来产生热量。加热元件702在记录材料P的传送方向上被划分为位于上游的加热元件702a和位于下游的加热元件702b。
图7B是加热器700的各层的平面图。加热器700在其后表面的第一层上具有布置在加热器700的纵向方向上的多个加热块,每个加热块包括第一导体701、第二导体703以及加热元件702。举例来说,根据该示例性实施例的加热器700具有设置在加热器700的纵向方向上的中心部分及其相对的端部部分中的总共七个加热块702-1至702-7。
加热块702-1至702-7包括在加热器700的横向方向上对称的加热元件702a-1至702a-7以及加热元件702b-1至702b-7。第一导体701由导体701a和导体701b构成,导体701a连接到各个加热元件(702a-1至导体702a-7),导体701b连接到各个加热元件(702b-1至导体702b-7)。类似地,第二导体703被划分为七个导体703-1至703-7。
电极E1至E7、E8-1和E8-2均用于连接到下述用于从用于加热器700的控制电路800供给功率的电触点。电极E1至E7分别是用于经由导体703-1至703-7将功率供给加热块702-1至702-7的电极。电极E8-1和E8-2分别是用于连接到公共电触点以经由导体701a和导体701b将电功率送给七个加热块702-1至702-7的电极。
加热器700进一步包括在其后表面的第二层上的表面保护层707。表面保护层707被形成为在与电极E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8-1和E8-2对应的位置处具有开口,以使得电极E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8-1和E8-2可以从加热器700的后表面侧连接到电触点。
在该示例性实施例中,电极E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8-1和E8-2设置在加热器700的后表面上以使得能够从加热器700的后表面侧供给功率。另外,将供给加热块之中的至少一个加热块的功率与将供给其他加热块的功率的比率被使得是可控的。
如图7C所示,加热器700的保持构件712具有孔,这些孔用于热敏电阻(温度感测元件)TH、安全元件212以及电极E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8-1和E8-2的电触点。
以上所述的热敏电阻(温度感测元件)TH、安全元件212以及电极E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8-1和E8-2的电触点设置在支条204和保持构件712之间,并且被设置为与加热器700的后表面接触。与电极E1、E2、E3、E4、E5、E6、E7、E8-1和E8-2接触的电触点的配置与第一示例性实施例中的电触点的配置基本上相同,在此不对其进行描述。
图8是根据第二示例性实施例的用于加热器700的控制电路800的电路图。在例示说明第一示例性实施例的图4中,两个双向可控硅用于控制功率以及控制加热器300的纵向方向上的发热分布。在第二示例性实施例中,单个双向可控硅用于控制功率,三个继电器851至853用于控制加热器700的纵向方向上的发热分布。在该示例性实施例中,继电器851至853被控制以从多个加热块之中选择将被供给功率的加热块。所述多个加热块包括将被供给功率的加热块以及将不被供给功率的加热块,因此被称为可独立控制的加热块。
继电器851至853分别根据来自CPU 420的RLON851信号、RLON852信号和RLON853信号(在下文中被称为“RLON851至RLON853信号”)进行操作。当RLON851至RLON853信号为高时,晶体管861至863导通,使继电器851至853的二次线圈传导来自电源电压Vcc2的电流以开启继电器851至853的一次触点。当RLON851至RLON853信号为低时,晶体管861至863截止,阻止从电源电压Vcc2到继电器851至853的二次线圈的电流流动以关断继电器851至853的一次触点。
接着,将描述继电器851至853的状态和加热器700的纵向方向上的发热分布之间的关系。当继电器851至853全都处于关断状态时,加热块702-4被供给功率。如图7B所示,加热器700的宽度为115mm的部分产生热量,得到关于DL信封和COM-10信封的发热分布。当继电器851处于开启状态、继电器852和853处于关断状态时,加热块702-3至702-5被供给功率。如图7B所示,加热器700的宽度为157mm的部分产生热量,得到关于A5尺寸片材的发热分布。当继电器851和852处于开启状态、继电器853处于关断状态时,加热块702-2至702-6被供给功率。如图7B所示,加热器700的宽度为190mm的部分产生热量,得到关于执行尺寸片材和B5尺寸片材的发热分布。当继电器851至853全都处于开启状态时,加热块702-1至702-7被供给功率。如图7B所示,加热器700的宽度为220mm的部分产生热量,得到关于信纸尺寸片材、法定尺寸片材和A4尺寸片材的发热分布。以上述方式,使用三个继电器851至853,根据该示例性实施例的控制电路800可以以四种方式控制加热器700的纵向方向上的发热分布。
供给加热器700的功率通过双向可控硅816的通电或不通电来进行控制。双向可控硅816的电路操作与第一示例性实施例中描述的双向可控硅416的电路操作基本上相同,在此不对其进行描述。双向可控硅816设在用于流过所有加热块702-1至702-7的电流的公共传导路径上。因此,以上述控制加热器700的发热分布的四种方式中的任何一种方式,可以通过双向可控硅816的导电或不导电来控制将供给加热器700的功率。
接着,将描述用于控制加热器700的温度的方法。热敏电阻TH1感测的温度被感测为电阻器(未示出)的分压,并且被作为TH1信号供给CPU 420。在CPU(控制单元420)的内部处理中,根据例如PI控制基于热敏电阻TH1的感测温度以及加热器700的设置温度来计算将被供给的功率。将被供给的功率被进一步转换为与将被供给的功率对应的相位角度的控制电平(相位控制)或波数的控制电平(波数控制),并且双向可控硅816被根据控制条件进行控制。
另外,因为温度感测元件是在没有继电器851至853的干预下针对连接到电源的加热块702-4提供的,所以不管继电器851至853的操作状况如何,都可以感测加热器700的温度。类似于第一示例性实施例,控制可以基于膜温度,而不是加热器温度。
在第二示例性实施例中描述的配置中,不管继电器851至853的操作状况(呈现短路故障和开路故障状态)如何,都可以防止仅对位于加热器700的相对的端部部分中的加热块702-1至702-3和702-5至702-7供给功率。当位于加热器700的相对的端部部分中的加热块702-1至702-3和702-5至702-7可以被供给功率时,不管继电器851至853的操作状况如何,位于加热器700的中心部分中的加热块702-2也被供给功率。为此,在该示例性实施例中,热敏电阻TH1和安全元件212被设置为与对应于加热块702-4的位置接触,导致安全电路(安全元件212或继电器440的安全电路)不管继电器851至853的操作状况如何都起作用。
图9是描绘由CPU 420执行的用于图像加热装置200的控制序列的流程图。响应于S901中的打印请求的发生,在S902中,开启继电器440。
在S903中,确定记录材料P的宽度是否大于或等于115mm。如果记录材料P的宽度大于或等于115mm,则所述处理前进到S904。在S904中,使继电器851保持处于开启状态。如果记录材料P的宽度小于115mm,则所述处理前进到S905。在S905中,使继电器851保持处于关断状态。在S906中,确定记录材料P的宽度是否大于或等于157mm。
如果记录材料P的宽度大于或等于157mm,则所述处理前进到S907。在S907中,使继电器852保持处于开启状态。如果记录材料P的宽度小于157mm,则所述处理前进到S908。在S908中,使继电器852保持处于关断状态。
在S909中,确定记录材料P的宽度是否大于或等于190mm。如果记录材料P的宽度大于或等于190mm,则所述处理前进到S910。在S910中,使继电器853保持处于开启状态。如果记录材料P的宽度小于190mm,则所述处理前进到S911。在S911中,使继电器853保持处于关断状态。
在S912中,在继电器851至853的设置状态保持的同时将用于形成图像的处理速度设置为全速,并且在针对热敏电阻TH1设置的200摄氏度的目标温度下执行图像形成操作。S912的处理被迭代进行以继续定影处理,直到在S913中打印工作完成为止。上述处理被重复地执行。如果打印工作的完成在S913中被检测到,则在S914中,关断继电器440。在S915中,图像形成的控制序列结束。
根据该示例性实施例的加热器700也可以在不增大加热器700在其横向方向上的宽度的情况下增加加热器700的纵向方向上的发热分布可切换的方式的数量。
第二示例性实施例中描述的控制电路800通过调整控制加热器300的发热分布的继电器的数量(即,通过使用一个继电器以两种方式切换加热器纵向方向上的发热分布)来适用于加热器300。此外,第一示例性实施例中描述的控制电路400通过调整控制加热器700的加热器纵向方向上的发热分布的双向可控硅的数量(即,通过使用四个双向可控硅以四种方式切换加热器纵向方向上的发热分布)来适用于加热器700。控制电路400执行的控制方法或控制电路800执行的控制方法可以用于图10A和10B、11A和11B、12A和12B以及图13A至13C中所示的加热器,这些加热器将在下面的示例性实施例中描述。
第三示例性实施例
图10A和10B是描绘适用于第三示例性实施例的加热器1000的配置的示图。与第一示例性实施例中的那些组件类似的组件被分配相同的标号,在此不对其进行描述。图10A和10B中所示的加热器1000具有从加热器1000的后表面上的电极经由通孔T将电功率送给设置在基板305的滑动表面上的加热元件302的特征。
图10A是加热器1000在其横向方向上的截面的示图。如图10A所示,加热器1000包括第一导体301、第二导体303以及加热元件302,加热元件302设置在基板305的滑动表面的第一层上。
图10B是加热器1000的各层的平面图。形成在加热器1000的后表面上的电极E1经由导体1004-1和通孔T1连接到导体303-1。同样地,电极E2经由导体1004-2以及通孔T2-1和T2-2连接到导体303-2。电极E3经由导体1004-3和通孔T3连接到导体303-3。电极E4-1经由导体1004-4-1以及通孔T4-1a和T4-1b连接到导体301a和301b。电极E4-2经由导体1004-4-2以及通孔T4-2a和T4-2b连接到导体301a和301b。
加热器1000进一步包括在其滑动表面的第二层上的表面保护层1008。表面保护层1008是绝缘玻璃层,该层用于保护第一导体301、第二导体303以及加热元件302,并且改进与膜202滑动地啮合的能力。
如加热器1000中那样,设置在基板305的滑动表面上的加热元件302的配置提供本文中所公开的优点
第四示例性实施例
图11A和11B是描绘适用于第四示例性实施例的加热器1100的配置的示图。与第一示例性实施例和第三示例性实施例中的那些组件类似的组件被分配相同的标号,在此不对其进行描述。
图11A和11B中所示的加热器1100具有如下特征,其中,加热块1102-1至1102-3在加热器1100的横向方向上不被划分,第一导体1101在加热器1100的横向方向上也不被划分。电极的数量少于加热器300和加热器1000中的电极数量,因为电极E1和电极E3在基板305上彼此连接,电极E4-1和电极E4-2在基板305上彼此连接。
图11A是加热器1100在其横向方向上的截面的示图。图11B是加热器1100的各层的平面图。
形成在加热器1100的后表面上的电极E1经由导体1104-1和通孔T1连接到导体1103-1。此外,电极E2经由导体1104-2以及通孔T2-1和T2-2连接到导体1103-2。电极E4经由导体1104-4和通孔T4连接到导体1101。导体1103-3经由导体1104-1和通孔T3连接到电极E1。在以上参照图4中所示的控制电路400描述的配置中,电极E1和电极E3需要在加热器300的外部彼此连接。在上述配置中,相反,电极E1和电极E3无需在加热器1100的外部彼此连接。在上述配置中,此外,电极E4-1和电极E4-2也无需在加热器1100的外部彼此连接。因此,保护层1007形成在加热器1100的后表面的第二层上,除了与电极E1、E2和E4对应的部分之外。
在根据该示例性实施例的加热器1100中,连接到无需被独立控制的加热块(即,加热块1102-1和1102-3)的第二导体在基板305上彼此连接,从而移除电极E3。另外,设置在基板305的右侧部分和左侧部分中的连接到第一导体的电极(即,图3B中的E4-1和E4-2)之一被移除。因此,所需电极数量可以减少。如加热器1100中那样,加热元件1102在加热器1100的横向方向上不被划分的配置提供本文中所公开的优点。
第五示例性实施例
图12A和12B是描绘适用于第五示例性实施例的加热器600的配置的示图。与第一示例性实施例中的那些组件类似的组件被分配相同的标号,在此不对其进行描述。
图12A和12B中所示的加热器600具有如下特征,其中,加热元件602a-1、602b-1、602a-2、602b-2、602a-3和602b-3均被进一步划分为彼此并联连接的多个加热元件。
图12A是加热器600在其横向方向上的截面的示图。图12B是加热器600的各层的平面图。
被划分为多个加热元件的加热元件602a-1连接在导体603-1和导体601a之间,并且被供给功率。加热元件602b-1、加热元件602a-2、加热元件602b-2、加热元件602a-3和加热元件602b-3具有与加热元件602a-1的配置类似的配置,在此不对其进行描述。
加热元件602a-1的多个并联连接的加热元件被布置为相对于加热器600的纵向方向和横向方向倾斜。加热元件602a-1的多个并联连接的加热元件进一步在纵向方向上彼此重叠。这可以减小所述多个加热元件之间的间隙的影响,并且改进加热器600的纵向方向上的发热分布的均匀性。在根据该示例性实施例的加热器600中,此外,加热块之间的间隙的影响也可以减小,因为相邻加热块中的最端部的加热元件在纵向方向上彼此重叠,并且发热分布可以被使得更均匀。相邻加热块的最端部的加热元件是加热元件602a-1的右端的加热元件和加热元件602a-2的左端的加热元件的组合、以及加热元件602a-2的右端的加热元件和加热元件602a-3的左端的加热元件的组合。
另外,加热元件602a-1至602a-3和602b-1至602b-3的多个并联连接的加热元件的电阻值可以被调整以使一个加热块中的温度分布均匀。此外,加热元件602a-1至602a-3和602b-1至602b-3的多个并联连接的加热元件的电阻值可以被调整以使得加热器600的纵向方向上的发热分布在多个加热块(例如,加热块602-1至602-3)上是均匀的。
加热元件602a-1至602a-3和602b-1至602b-3的多个并联连接的加热元件的电阻值可以通过调整各个加热元件的宽度、长度、间隔、倾角等来进行调整。根据该示例性实施例的加热器600的使用可以抑制或减小多个加热块之间的间隙中的温度变化。
第六示例性实施例
图13A至13C是描绘适用于第六示例性实施例的加热器1300的配置的示图。与第一示例性实施例和第三示例性实施例中的那些组件类似的组件被分配相同的标号,在此不对其进行描述。
图13A至13C中所示的加热器1300具有经由加热器1300的后表面上的电极将电功率送给仅一些加热块的特征。
图13A是加热器1300在其横向方向上的截面的示图。如图13A所示,加热器1300包括设置在基板305的滑动表面的第一层上的第一导体1301、第二导体1303以及加热元件302。
图13B是加热器1300的各层的平面图。形成在基板305的后表面的第一层上的电极E2经由导体1304以及通孔T2-1和T2-2连接到形成在滑动表面的第一层上的导体1303-2。电极E1连接到导体1303-1,电极E3连接到导体1303-3,电极E4-1和电极E4-2分别连接到导体1301a和1301b。电极E1、电极E3、电极E4-1和电极E4-2位于加热器1300在其纵向方向上的相对端部处的与膜202可滑动地啮合的部分的外部。因此,电触点设置在加热器1300在其纵向方向上的相对端部处的滑动表面上,以使得电触点连接到电极E1、电极E3、电极E4-1和电极E4-2。因此,加热器1300中的保持构件1312没有用于电极E1、电极E3、电极E4-1和电极E4-2的孔。
加热器1300被配置为经由后表面上的电极将电功率送给仅一些加热块(例如,加热块302-2)。为了将电功率从加热器1300在其纵向方向上的相对端部送给不与加热器1300在其纵向方向上的相对端部部分接触的加热块,有必要增大加热器1300在其横向方向上的宽度并且在基板305上设置附加导体。不与加热器在其纵向方向上的相对端部部分接触的加热块的例子包括根据该示例性实施例的加热器1300中的加热块302-2、以及第二示例性实施例中描述的加热器700中的加热块702-2至702-6。因此,提供如下配置可能是足够的,该配置使得能够从对第二导体提供的电极或者从经由通孔T连接的电极将电功率送给不与加热器1300在其纵向方向上的至少相对端部部分接触的一个或多个加热块。
第七示例性实施例
图15A和15B是描绘适用于第七示例性实施例的加热器1500的配置的示图。图15A中所示的加热器1500被配置为使得电极E1、E2、E4和E5位于各个加热块中的更靠近加热器1500在其纵向方向上的中心(即,图15A和15B中的虚线X指示的位置)的位置处。所示的配置可以抑制或减小加热器1500的发热的不均匀性。下面将描述该效果。
首先,将参照例示说明发热的不均匀性的图14A和14B中所示的加热器1400来描述在电流平行于记录材料传送方向流动的加热器中引起的发热的不均匀性。图14A是加热器1400的后表面的第一层的平面图。加热器1400的截面配置(即,后表面层、滑动表面层和基板的配置)类似于第一示例性实施例中的加热器的截面配置。为了易于理解,在加热器1400中,第一导体(1401和1402)、第二导体1403以及加热元件(1404和1405)在加热器1400的纵向方向上不被划分。此外,第一导体和第二导体以及加热元件具有均匀的电阻。电极E1、E2a和E2b连接到用于供给功率的电触点。电极E1位于纵向方向上的中心处,并且电压施加于电极E1和E2a之间以及电极E1和E2b之间以使发热元件(1404和1405)产生热量。
图14B例示说明当+100V的电压施加于电极E1并且0V的电压施加于电极E2a和E2b时在加热器1400的纵向方向上导体1401和1403的电位分布。导体1402具有与导体1401相同的电位分布,并且未被示出。导体1403具有在纵向方向上的中心部分中表现出最大值并且朝向相对端部减小的电位。导体1403的电阻引起压降。此外,压降的幅度根据导体1403的电阻与加热元件1404的电阻的比率变化。导体1401的电位分布也具有从中心到端部的压降。压降的幅度也根据导体1401的电阻与加热元件1405的电阻的比率变化。
加热器1400的导体和加热元件通过丝网印刷形成在陶瓷基板上,并且具有4至10微米的范围内的厚度。导体(1401、1402和1403)由Ag构成,并且具有2×10-8欧姆-米的比电阻。加热元件(1404和1405)由RuO2构成,并且具有3×10-2欧姆-米的比电阻。
将施加于加热元件1404的电压等于导体1403和导体1401之间的电位差。因此,获得图14B中的虚线指示的分布。也就是说,将施加于加热元件1404的电压在纵向方向上是不均匀的,导致加热元件1404的发热分布也不均匀。加热元件1405的发热分布也是不均匀的。因此,在加热器1400中发生发热的不均匀性。
接着,将描述根据第七示例性实施例的加热器1500的配置。图15A是加热器1500的后表面的第一层的平面图。加热器1500的截面配置(即,后表面的第二层、滑动表面层和基板的配置)类似于第一示例性实施例中的加热器的截面配置。以下第八示例性实施例和其他示例性实施例也与第一示例性实施例相同,除了后表面的第一层和电极的配置之外,在此不对除了后表面的第一层之外的层进行描述。
导体1503和加热元件(1504和1505)均在加热器1500的纵向方向上被划分为五件,并且各个块分别经由电极E1、E2、E3、E4和E5被供给功率。电极E1、E2、E4和E5在加热器1500的纵向方向上位于更靠近加热器1500的中心(由虚线X指示)的位置、而不是各个块的中心处。
图15B例示说明当+100V的电压施加于加热器1500的电极E1、E2、E3、E4和E5并且0V的电压施加于电极E6a和E6b时导体1501和1503的电位分布。导体1502的电位分布类似于导体1501的电位分布,并且未被示出。导体1501和1503具有从各个电极位置朝向块在纵向方向上的端部减小的电位。该现象类似于与参照图14A和14B中的加热器1400描述的压降相关的现象。此外,导体1503和导体1501之间的电位差的分布由图15B中的虚线指示,并且电位差具有97V的最大值和92V的最小值。也就是说,将施加于加热元件(1504和1505)的电压具有5V的变化(范围)。
图16A和16B例示说明与加热器1500的不同之处在于电极的位置的加热器的例子。加热器1600具有电极E1、E2、E4和E5位于离加热器1600的端部更近的位置、而不是各个块的中心处的结构。
图16B例示说明当+100V的电压施加于加热器1600的电极E1、E2、E3、E4和E5并且0V的电压施加于电极E6a和E6b时导体1601和1603的电位分布。导体1602的电位分布类似于导体1601的电位分布,并且未被示出。导体1603和导体1601之间的电位差的分布由图16B中的虚线指示,并且电位差具有99V的最大值和90V的最小值。也就是说,将施加于加热元件(1604和1605)的电压具有9V的变化。
表1示出了加热器1500和加热器1600的导体之间的电位差的最大值和最小值以及电位差的范围。
[表1]
电位差的最大值 电位差的最小值 范围(最大值-最小值)
加热器1500 97V 92V 5V
加热器1600 99V 90V 9V
因此,优选地,如加热器1500中那样,每个块中的电极的位置在加热器的纵向方向上位于离加热器的中心(由虚线X指示)更近、而不是相关联的块的中心,以便降低加热器在加热器的纵向方向上的发热的不均匀性。
第八示例性实施例
图17A和17B是描绘适用于第八示例性实施例的加热器1700的配置的示图。加热器1700被配置为使得每个加热块具有多个电极。
图17A是加热器1700的后表面的第一层的平面图。导体1703和加热元件(1704和1705)均在加热器1700的纵向方向上被划分为三件。加热元件1704a和1705a被从电极E1和E2供给功率,加热元件1704b和1705b被从电极E3和E4供给功率,加热元件1704c和1705c被从电极E5和E6供给功率。
所有的电极E1、E2、E3、E4、E5和E6全都具有相同的电位,所有的电极E11、E12、E13、E14、E21、E22、E23和E24也具有相同的电位。图17B例示说明当+100V的电压施加于电极E1、E2、E3、E4、E5和E6并且0V的电压施加于电极E11、E12、E13、E14、E21、E22、E23和E24时导体1701和1703的电位分布。导体1702的电位分布类似于导体1701的电位分布,并且未被示出。在导体1703的电位分布中,电位在六个电极E1至E6的位置处表现出最大值,并且在电极之间在时间段中降低。注意,电位的降低量小于图16A中所示的加热器1600的电位降低量。这的原因是,例如,在从电极E1流到电极E11的电流的路径的情况下,与导体1703a相关联的块中的两个电极E1和E2缩小了电极E1和E11之间的距离。也就是说,用于电极E1和E11的电流路径中的导体的表观电阻值小,导致导体1703a的电位的降低量减小。同样地,导体1701也具有多个电极(E11、E12、E13和E14),导致导体1701的电位的变化减小。
因此,图17B中的虚线指示的导体1703和1701之间的电位差具有99V的最大值和98V的最小值,并且电位差的范围小。以这种方式,包括具有相同电位的多个电极的一个加热块可以抑制或减小加热器的纵向方向上的电位差的变化。这使得将施加于加热元件1704和1705的电压在加热器1700的纵向方向上是均匀的,并且抑制或减小加热器1700的发热的不均匀性。
第九示例性实施例
图18A和18B是描绘适用于第九示例性实施例的加热器1800的配置的示图。加热器1800包括加热元件1804和1805,其中每个加热元件在加热器1800的纵向方向上是连续的(即,不被划分)。
图18A是加热器1800的后表面的第一层的平面图。导体1803在纵向方向上被划分为三个导体1803a、1803b和1803c。导体1803a被从电极E1供给功率,导体1803b被从电极E2供给功率,导体1803c被从电极E3供给功率。
图18B例示说明当+100V的电压施加于加热器1800的电极E1、E2和E3并且0V的电压施加于电极E4a和E4b时加热元件1804和1805以及导体1801和1802的电位分布。加热元件1804和1805的电位分布分别是在图18A中的虚线A和B指示的位置处获得的。在该示例性实施例中,加热元件1804和1805不被划分。因此,加热元件1804和1805的电位在与导体1803被划分的位置对应的位置处不等于0V。因此,加热元件1804和1805连续地在纵向方向上产生热量,并且不存在发热量为0的区域,使加热器1800的发热分布更均匀。
第十示例性实施例
图19A和19B是描绘适用于第十示例性实施例的加热器1900A和加热器1900B的配置的示图。图19A例示说明加热器1900A的后表面的第一层,导体1903A在加热器1900A的纵向方向上被划分为导体1903Aa、1903Ab和1903Ac。导体1903Aa和导体1903Ab之间的边界相对于加热器1900A的纵向方向和记录材料传送方向倾斜。导体1903Ab和导体1903Ac之间的边界也相对于加热器1900A的纵向方向和记录材料传送方向倾斜。
加热元件1904A和加热元件1905A在纵向方向上不被划分。如第九示例性实施例中所描述的,发热量在加热元件1904A与导体1903A划分成的件之间的间隙区域接触的部分中低。加热元件1904A产生的热量低的部分和加热元件1905A产生的热量低的部分在加热器1900A的纵向方向上移位,因为导体1903A中的边界是倾斜的。
使加热元件1904A产生的热量低的部分和加热元件1905A产生的热量低的部分在纵向方向上移位使得整个加热器的发热分布更均匀。
如图19B所示,导体1903B可以被台阶形边界划分。图19B中所示的导体1903B的除了形状之外的配置类似于图19A中的配置,在此不对其进行详细描述。
第十一示例性实施例
图20A和20B是描绘适用于第十一示例性实施例的加热器2000的配置的示图。图20A和20B中所示的加热器2000与根据第十示例性实施例的加热器1900A或1900B的相同之处在于加热元件不被划分而导体被划分以形成各个块。不同之处在于电极设置在加热器2000的纵向方向上设置加热元件的区域(最大尺寸介质通过区域)的外部。
图20A是加热器2000的截面图。如图20A所示,加热器2000包括设置在基板2010的滑动表面的第一层上的第一导体2001和2002、第二导体2003、加热元件2004以及加热元件2005。
图20B是滑动表面的第一层的平面图。如图20B所示,加热元件2004和2005在加热器2000的纵向方向上不被划分。导体2001在加热器2000的纵向方向上被划分为三个导体2001a、2001b和2001c,导体2002在加热器2000的纵向方向上被划分为三个导体2002a、2002b和2002c。连接到导体2001、2002和2003的电极E1、E2、E3和E4设置在记录材料通过区域的外部。此外在加热器2000中,电流流过加热元件2004和2005的方向平行于记录材料传送方向。滑动表面的第二层(表面保护层2012)是绝缘玻璃层,该层用于保护导体2001和2002以及加热元件2004和2005,并且改进与膜202可滑动地啮合的能力。导体2001a和2001b之间的边界位置以及导体2002a和2002b之间的边界位置在加热器2000的纵向方向上可以是不同的。导体2001b和2001c之间的边界位置以及导体2002b和2002c之间的边界位置在加热器2000的纵向方向上也可以是不同的。
第十二示例性实施例
接着,将描述被配置为抑制或减小无介质通过部分中的过热、并且还被配置为抑制或减小谐波的加热器和图像加热装置。
图21A至21C是加热器2100的配置图。如图21A所示,加热器2100在其陶瓷基板305上具有加热元件。用作温度感测元件的热敏电阻TH1设置在与激光打印机100的通过区域接触的基板305的后表面上。响应于加热器2100中的异常升温而被启动以切断对加热器2100的功率供给的安全元件212也被设置在基板305的后表面上。金属支条204被设置为将通过弹簧(未示出)施加的压力施加于保持构件2112。根据设置在介质通过部分的中心附近(即,传送参考位置X附近)的热敏电阻TH1的输出对供给加热器2100的功率进行控制。根据该示例性实施例的打印机100被配置为以记录材料在其宽度方向上的中心与参考位置X对齐的这样的方式传送记录材料。
加热器2100被配置为使得纵向方向上的发热分布可以以四种方式切换,并且上游加热元件702a和下游加热元件702b是可独立控制的。
图21A是加热器2100的截面图。图21B是加热器2100的各层的平面图。加热器2100具有陶瓷基板305、第一滑动表面层、第一后表面层和第二后表面层,第一滑动表面层与环形带202接触,第一后表面层具有下述设置在其上的导体和加热元件,第二后表面层覆盖第一后表面层。第一滑动表面层具有被涂布玻璃的或被涂布聚酰亚胺的表面保护层308。第二后表面层具有绝缘(在该示例性实施例中,玻璃)表面保护层1407。
基板305上的第一后表面层具有在加热器2000的纵向方向上延伸的第一导体701(701a和701b)。第一后表面层还具有第二导体703(703-1至703-7),其在加热器2100的横向方向上与第一导体701的位置不同的位置处,以致在加热器2100的纵向方向上延伸。第一导体701在记录材料P的传送方向上被划分为位于上游的导体701a和位于下游的导体701b。
第一后表面层还具有加热元件702,其设置在第一后表面层上、第一导体701和第二导体703之间,用于通过经由第一导体701和第二导体703供给的功率来产生热量。加热元件702在记录材料P的传送方向上被划分为位于上游的加热元件702a(702a-1至702a-7)和位于下游的加热元件702b(702b-1至702b-7)。加热元件702具有正的电阻温度系数。由于正的电阻温度系数,即使记录材料在其宽度方向上的端部行进通过一个加热块的一部分(下面描述),无介质通过部分中的过热也可以被抑制或减小。
第一层后表面具有设置在其上、加热器2100的纵向方向上的多个加热块。所述多个加热块中的每个包括第一导体701a、第二导体703(703-1至703-7)以及加热元件702a(702a-1至702a-7)。该加热块序列被称为第一加热块线L1。第一层后表面还具有设置在其上、加热器2100的纵向方向上的多个加热块。所述多个加热块中的每个包括第一导体701b、第二导体703(703-1至703-7)以及加热元件702b(702b-1至702b-7)。该加热块序列被称为第二加热块线L2。在根据该示例性实施例的加热器2100中,第一加热块线L1和第二加热块线L2中的每个均包括七个加热块(BL1至BL7)。
电极E8a-1、E8a-2、E8b-1和E8b-2设置在加热器2100在其纵向方向上的端部处。电极E8a-1和E8a-2是用于经由第一导体701a将电功率送给第一加热块线L1的加热元件702a-1至702a-7的电极。电极E8b-1和E8b-2是用于经由第一导体701b将电功率送给第二加热块线L2的加热元件702b-1至702b-7的电极。电极E1至E7是第一加热块线L1和第二加热块线L2共用的电极。如图21B所示,电极E1至E7设置在加热器2100的纵向方向上设置加热元件702a-1至702a-7和702b-1至702b-7的区域中。
表面保护层1407被形成为在与电极E1至E7、E8a-1、E8a-2、E8b-1和E8b-2对应的位置处具有开口。因此,电极E1至E7、E8a-1、E8a-2、E8b-1和E8b-2中的每个均可以连接到电触点以用于从加热器2100的后表面侧供给功率。
如图21C所示,保持构件2112具有孔HTH1、H212、HE1至HE7、HE8a-1、HE8a-2、HE8b-1和HE8b-2,这些孔分别用于热敏电阻(温度感测元件)TH1、安全元件212(诸如热开关或热熔丝)、以及电极E1至E7、E8a-1、E8a-2、E8b-1和E8b-2。温度感测元件TH1、安全元件212以及与电极E1至E7、E8a-1、E8a-2、E8b-1和E8b-2接触的电触点设置在支条204和保持构件2112之间。电触点用C1至C7、C8a-1、C8a-2、C8b-1和C8b-2表示。在图21C中,连接到电触点C1至C7、C8a-1、C8a-2、C8b-1和C8b-2的虚线以及连接到安全元件212的虚线指示功率馈送电缆(AC线)。此外,连接到温度感测元件TH1的虚线指示信号线(DC线)。因为电极E1至E7设置在加热器2100的纵向方向上设置加热元件702a-1至702a-7和702b-1至702b-7的区域中,所以虽然电极数量大,但是可以避免图像加热装置200的尺寸的增大。
图22例示说明用于加热器2100的控制电路2500。控制电路2500能够通过使用三个继电器851至853来切换加热器2100的纵向方向上的发热分布。另外,两个双向可控硅816a和816b被独立地驱动以减小谐波电流或减小闪烁。在下文中将描述控制电路2500的操作。
商用AC电源401被提供。过零检测单元430是用于检测AC电源401的过零的电路,并且将ZEROX信号输出到CPU 420。ZEROX信号用于控制加热器2100。继电器440用作用于中断对加热器2100的功率供给的功率切断单元。响应于由于故障等而导致的加热器2100的过度升温根据热敏电阻TH1的输出来启动继电器440(以切断对于加热器2100的功率供给)。
当RLON440信号为高时,晶体管443导通,使继电器440的二次线圈传导来自电源电压Vcc2的电流以开启继电器440的一次触点。当RLON440信号为低时,晶体管443截止,阻止从电源电压Vcc2到继电器440的二次线圈的电流流动以关断继电器440的一次触点。电阻器444是限流电阻器。
接着,将描述包括继电器440的安全电路的操作。如果通过热敏电阻TH1获得的感测温度(TH1信号)超过预定值,则比较单元441启动锁存单元442,锁存单元442将RLOFF信号锁定在低电平。当RLOFF信号为低时,即使CPU 420将RLON440信号设置为高,晶体管443也保持处于截止状况。因此,继电器440保持处于关断状况(或安全状况)。此外,供给继电器440的二次线圈的功率经由安全元件212送给。因此,响应于由于故障等而导致的加热器2100的过度升温,安全元件212被启动以切换对继电器440的二次线圈的功率供给,从而关断继电器440的一次触点。
如果通过热敏电阻TH1获得的感测温度没有超过预定值,则锁存单元442的RLOFF信号变得打开。因此,CPU 420将RLON440信号设置为高,从而开启继电器440以使得能够对加热器2100供给功率。
接着,将描述用于驱动双向可控硅816a的电路的操作。双向可控硅816a设置在到第一加热块线L1的功率供给路径中。电阻器813a和817a是用于双向可控硅816a的偏置电阻器,光双向可控硅耦合器815a是用于确保一次-二次爬电距离的器件。光双向可控硅耦合器815a的发光二极管被使得传导电流以开启双向可控硅816a。电阻器818a是用于限制从电源电压Vcc流过光双向可控硅耦合器815a的发光二极管的电流的电阻器,光双向可控硅耦合器815a通过晶体管819a被开启或关断。晶体管819a根据经由限流电阻器812a从CPU 420发送的FUSER-a信号进行操作。
用于驱动双向可控硅816b的电路的操作与用于驱动双向可控硅816a的电路的操作基本上相同,在此不对其进行描述。双向可控硅816b设置在到第二加热块线L2的功率供给路径中。
接着,将描述加热器2100的纵向方向上的发热分布的切换。在该示例性实施例中,继电器851至853被控制以在多个加热块之中选择将被供给功率的加热块。也就是说,所有的加热块都可以被供给功率,或者它们中只有一些可以被供给功率。
继电器851至853根据来自CPU 420的RLON851信号、RLON852信号和RLON853信号(在下文中被称为“RLON851至RLON853信号”)进行操作。当RLON851至RLON853信号为高时,晶体管861至863导通,使继电器851至853的二次线圈传导来自电源电压Vcc2的电流以开启继电器851至853的一次触点。当RLON851至RLON853信号为低时,晶体管861至863截止,阻止从电源电压Vcc2到继电器851至853的二次线圈的电流流动以关断继电器851至853的一次触点。电阻器871至873是限流电阻器。
接着,将描述继电器851至853和加热器2100的纵向方向上的发热分布之间的关系。当继电器851至853全都处于关断状态时,加热块BL4被供给功率。然后,图21B中所示的宽度为115mm的部分产生热量,得到关于DL信封和COM-10信封的发热分布。当继电器851处于开启状态、继电器852和853处于关断状态时,加热块BL3至BL5可以被供给功率。然后,图21B中所示的宽度为157mm的部分产生热量,得到关于A5尺寸片材的发热分布。当继电器851和852处于开启状态、继电器853处于关断状态时,加热块BL2至BL6可以被供给功率。然后,图21B中所示的宽度为190mm的部分产生热量,得到关于执行尺寸片材和B5尺寸片材的发热分布。当继电器851至853全都处于开启状态时,加热块BL1至BL7可以被供给功率。然后,图21B中所示的宽度为220mm的部分产生热量,得到关于信纸尺寸片材、法定尺寸片材和A4尺寸片材的发热分布。以上述方式,根据该示例性实施例的控制电路2500根据输入到CPU 420的记录材料宽度信息(或关于将形成图像的区域的宽度的信息)来控制三个继电器851至853,使得能够以四种方式选择发热分布(发热宽度)。因此,产生热量的块根据记录材料的尺寸而被选择,抑制了加热器2100中的记录材料不通过的区域中产生的热量。在该示例性实施例中,此外,每个加热元件具有正的电阻温度系数。因此,即使记录材料在其宽度方向上的端部通过与一个加热块对应的区域、而不是相邻加热块之间的边界,该加热块的落在记录材料的端部外部的部分也可以被抑制产生热量。各个加热元件可能不一定具有正的电阻温度系数,并且各个加热元件具有大于或等于零的电阻器的电阻温度系数可能是足够的。
如上所述,双向可控硅816a设置在到第一加热块线L1的功率供给路径中。因此,通过控制双向可控硅816a的开启或关断,可以控制对于第一加热块线L1内的与选择的发热宽度对应的加热元件块的功率供给。此外,通过控制双向可控硅816b的开启或关断,可以控制对于第二加热块线L2内的与选择的发热宽度对应的加热元件块的功率供给。
接着,将描述用于控制加热器2100的温度的方法。热敏电阻TH1感测的温度作为TH1信号输入到CPU 420。CPU(控制单元)420基于热敏电阻TH1的感测温度以及加热器2100的控制目标温度根据例如PI控制来计算将被供给的功率(控制电平)。此外,CPU 420发送FUSER-a信号和FUSER-信号,以使得流过加热器2100的电流等于与计算的控制电平对应的相位角度或波数,从而分别控制双向可控硅816a和816b。
图23A例示说明通过使用双向可控硅816a而流过第一加热块线L1中的加热元件的电流的波形(表A)、以及通过使用双向可控硅816b而流过第二加热块线L2中的加热元件的电流的波形(表B)。表A的第一半波和表B的第一半波是同相半波。同样适用于其他数量的半波。表A和B(占空比和波形之间的关系)在CPU 420中被设置。占空比是一个控制时间段中的ON(开启)时间段的百分比。CPU 420驱动双向可控硅816a和816b,以使得感测温度TH1等于控制目标温度。此外,CPU 420根据感测温度TH1来设置每一控制时间段的占空比,其中,控制时间段是更新控制所花费的时间段,并且是AC波形的四个连续半波(两个周期)。如图23A所示,这两个表中的每个示出了在一个控制时间段内包括相位控制波形和波数控制波形两者的波形。相位控制波形是其中半波的一部分开启的波形,波数控制波形是其中整个半波开启的波形。因为波形在一个控制时间段内包括相位控制波形和波数控制波形两者,所以谐波和闪烁可以被抑制或减小。在具有相同相位的控制时间段中,FUSER-a信号和FUSER-b信号是具有相同占空比的信号。例如,在根据感测温度计算的控制电平(占空比)为50%的情况下,表A中的具有50%占空比的波形的电流流过第一加热块线L1中的加热元件,并且表B中的具有50%占空比的波形的电流流过第二加热块线L2中的加热元件。
如上所述,加热块BL1至BL7中的每个均在加热器2100(基板305)的横向方向上包括多个加热元件(在该示例性实施例中,两个加热元件),并且每个加热块中的多个加热元件也是可独立控制的。
接着,将描述独立地控制第一加热块线L1和第二加热块线L2的效果。为简化描述,假定第一加热块线L1的加热元件702a-1至702a-7的组合电阻为20欧姆,第二加热块线L2的加热元件702b-1至702b-7的组合电阻为20欧姆,加热器2100的总电阻为10欧姆。此外,AC电源401的有效电压值为100Vrms。
首先,将给出25%的占空比的情况的描述。在关于双向可控硅816a的表A中,头两个半波被以90度的相位角控制以供给50%功率,接着的两个半波被关断。因此,被继电器从第一加热块线L1内选择的加热块中的加热元件被供给平均25%功率。此外,在关于双向可控硅816b的表B中,头两个半波被关断,接着的两个半波被以90度的相位角控制以供给50%功率。因此,被继电器从第二加热块线L2内选择的加热块中的加热元件被供给平均25%功率。因此,25%功率被供给整个加热器2100。参照图23A可以理解,表A和表B被设置为防止具有相位控制波形的电流在同相半波期间流过第一加热块线L1和第二加热块线L2。也就是说,控制单元420执行控制以使得具有相位控制波形的电流不会在相同的定时流过一个加热块中的多个加热元件。图23A中所示的表B中的波形是其相位相对于表A中的波形移位一个周期的波形,导致在两个表中没有相位控制波形重叠。以上述方式设置表A和表B之间的关系防止具有相位控制波形的电流在同相半波期间流过第一加热块线L1和第二加热块线L2。
如上所述,在一个控制时间段内包括相位控制波形和波数控制波形两者的波形使得谐波和闪烁可以减小。在该示例性实施例中,此外,具有相位控制波形的电流不被使得在同相半波期间同时流过第一加热块线L1和第二加热块线L2,这将进一步减小谐波。因为具有振幅大的相位控制波形的电流流动,所以谐波电流的劣化发生。注意,当波数控制波形和相位控制波形重叠时,谐波电流的劣化不大于当相位控制波形重叠时。因为波数控制波形是不引起谐波电流的劣化的波形,所以当波数控制波形重叠时,谐波电流的劣化同样不会发生。
如上所述,第一加热块线L1和第二加热块线L2中的每个中的加热元件的组合电阻为20欧姆,AC电源401的有效电压值为100Vrms。流过每个加热元件的电流具有通过控制具有5Arms的有效电流值的正弦波而获得的波形,并且流过每个加热元件的电流的相位控制波形也是通过对具有5Arms的有效电流值的正弦波的相位控制而获得的波形。如上所述,此外,具有相位控制波形的电流不被使得在同相半波期间流过第一加热块线L1和第二加热块线L2。因此,在流过第一加热块线L1的电流和流过第二加热块线L2的电流的组合波形内,仅用于相位控制波形的半波具有通过对具有5Arms的有效电流值的正弦波的相位控制而获得的波形(参见图23C)。
在被配置为使得第一加热块线L1和第二加热块线L2不可以独立控制的加热器中,类似于该示例性实施例,流过每个加热元件的电流的相位控制波形是通过对具有5Arms的有效电流值的正弦波的相位控制而获得的波形。然而,在同相半波期间,具有相位控制波形的电流流过第一加热块线L1和第二加热块线L2。因此,在流过第一加热块线L1的电流和流过第二加热块线L2的电流的组合波形内,仅用于相位控制波形的半波具有通过对具有10Arms的有效电流值的正弦波的相位控制而获得的波形,这将降低谐波减小效果(参见图23B)。
以上述方式,独立地控制第一加热块线L1和第二加热块线L2可以减小电流峰值或电流值的变化,并且可以抑制或减小谐波或闪烁。
对于其他占空比,独立地控制第一加热块线L1和第二加热块线L2可以减小电流峰值或电流值的变化。例如,对于75%的占空比,通过以90度的相位角控制双向可控硅816a和816b引起的电流值的变化可以减小。这样,谐波电流和闪烁可以减小。
谐波电流和闪烁的减小使得即使加热器2100的总电阻被设置为低,谐波电流和闪烁标准也可以被满足。加热器2100的总电阻的减小可以增大可以从AC电源401供给加热器2100的最大功率。
如上所述,根据该示例性实施例的加热器2100包括在其纵向方向上的多个可独立控制的加热块,这些可独立控制的加热块中的每个均包括第一导体、第二导体以及加热元件。每个加热块包括在基板305的横向方向上的多个加热元件,并且每个加热块中的多个加热元件也是可独立控制的。这使得加热器2100的纵向方向上的发热分布能够被以多种方式控制,并且还使得能够减小谐波电流和闪烁。另外,除了减小加热器2100的无介质通过部分中的过热的效果之外,图像加热装置200所需的预热时间(以使图像加热装置200的温度升高到定影发生的温度)也可以缩短。
第十三示例性实施例
图24是加热器2400的配置图。与第十二示例性实施例中的那些组件类似的组件被分配相同的标号,在此不对其进行描述。
类似于第十二示例性实施例,加热器2400也被配置为使纵向方向上的发热分布可以以四种方式切换。与第十二示例性实施例的不同之处在于,第一加热块线L1和第二加热块线L2均在加热器2400的纵向方向上被划分为两个组,以使得对于总共四个组的功率供给是可独立控制的。加热器2400的截面和保持加热器2400的保持构件的形状与第十二示例性实施例中的截面和形状基本上相同,并且未被示出。
第一加热块线L1包括左侧组1(702a-1至702a-3和702a-4-1)和右侧组2(702a-5至702a-7和702a-4-2)。第二加热块线L2包括左侧组3(702b-1至702b-3和702b-4-1)和右侧组4(702b-5至702b-7和702b-4-2)。因此,加热块BL4被划分为两个段BL4-1和BL4-2,并且加热器2400的纵向方向上的加热块的数量为八个。
电极E8a-1是用于经由导体701a-1将功率供给组1的电极。电极E8a-2是用于经由导体701a-2将功率供给组2的电极。电极E8b-1是用于经由导体701b-1将功率供给组3的电极。电极E8b-2是用于经由导体701b-2将功率供给组4的电极。
图25例示说明用于加热器2400的控制电路2800。在该示例性实施例中,四个双向可控硅816a1、816a2、816b1和816b2用于减小谐波电流或减小闪烁的功率控制。通过使用继电器851至853选择加热块的方法可以与第十二示例性实施例中的方法基本上相同,在此不对其进行描述。双向可控硅816a1、816a2、816b1和816b2的电路操作也与第一示例性实施例中描述的双向可控硅816a和816b的电路操作基本上相同。在图25中,用于驱动双向可控硅816a1、816a2、816b1和816b2的电路未被示出。
双向可控硅816a1是用于控制将功率供给组1中的加热块的元件。双向可控硅816a2是用于控制将功率供给组2中的加热块的元件。双向可控硅816b1是用于控制将功率供给组3中的加热块的元件。双向可控硅816b2是用于控制将功率供给组4中的加热块的元件。驱动信号(FUSER-a1、FUSER-a2、FUSER-b1和FUSER-b2)分别被从CPU 420发送到双向可控硅816a1、816a2、816b1和816b2。
图26例示说明流过所述四个组的电流的波形(表)。表A1示出了通过使用双向可控硅816a1而流过第一加热块线L1内的组1中的加热元件的电流的波形。表A2示出了通过使用双向可控硅816a2而流过第一加热块线L1内的组2中的加热元件的电流的波形。表B1示出了通过使用双向可控硅816b1而流过第二加热块线L2内的组3中的加热元件的电流的波形。表B2示出了通过使用双向可控硅816b2而流过第二加热块线L2内的组4中的加热元件的电流的波形。在这四个表中,一个控制时间段是八个半波(四个周期)。此外,这四个表示出了在一个控制时间段内包括相位控制波形和波数控制波形两者的波形。而且,这四个表被设置为防止具有相位控制波形的电流在同相半波期间同时流过所述四个组。图26中所示的四个表示出了其相位移位一个周期的波形。设置表中的波形防止具有相位控制波形的电流在同相半波期间同时流过所述四个组。类似于第十二示例性实施例,在具有相同相位的控制时间段内,FUSER-a1信号、FUSER-a2信号、FUSER-b1信号和FUSER-b2信号是具有相同占空比的信号。
接着,将描述独立地控制所述四个组的效果。为简化描述,假定AC电源401的有效电压值为100Vrms,每个组的组合电阻为40欧姆,加热器2400的总电阻值为10欧姆。
首先,举例来说,将给出12.5%的占空比的情况的描述。在关于双向可控硅816a1的表A1中,第一个半波和第二个半波被以90度的相位角控制以供给50%功率,第三个半波至第八个半波被关断。因此,组1被供给平均12.5%的功率。在关于双向可控硅816a2的表A2中,第三个半波和第四个半波被以90度的相位角控制以供给50%功率,其他半波被关断。因此,组2被供给平均12.5%的功率。因此,第一加热块线L1中的加热元件702a被供给平均12.5%的功率。
此外,在关于双向可控硅816b1的表B1中,第五个半波和第六个半波被以90度的相位角控制以供给50%功率,其他半波被关断。因此,组3被供给平均12.5%的功率。在关于双向可控硅816b2的表B2中,第七个半波和第八个半波被以90度的相位角控制以供给50%功率,其他半波被关断。因此,组4被供给平均12.5%的功率。因此,第二加热块线L2中的加热元件702b被供给平均12.5%的功率。
因为组1至4中的每个的组合电阻为40欧姆,所以流过每个组中的加热元件的电流具有通过对具有2.5Arms的有效电流值的正弦波的相位控制而获得的波形,并且流过每个加热元件的电流的相位控制波形也是通过对具有2.5Arms的有效电流值的正弦波的相位控制而获得的波形。如上所述,具有相位控制波形的电流不被使得在同相半波期间流过所述四个组。因此,在流过整个加热器的电流的组合波形内,仅用于相位控制波形的半波具有通过对具有2.5Arms的有效电流值的正弦波的相位控制而获得的波形。对于其他占空比,独立地控制所述四个组可以减小电流峰值或电流值的变化。因此,与第十二示例性实施例相比,谐波电流和闪烁可以进一步减小。
在图26中所示的波形中,在组1之后(在一个周期之后),电流流过包括在第一加热块线L1中的组2,第一加热块线L1还包括组1。在组3之后(在一个周期之后),电流流过包括在第二加热块线L2中的组4,第二加热块线L2还包括组3。这还使加热器2400的纵向方向上的温度变化减小。
可替代地,如图27所示,所述四个表之间的关系可以使得电流按组1、组4、组3和组2的次序流过这些组。
可替代地,如图28所示,可以每一个半波地控制组之间的切换。以如图28所示的方式按短时间段的间隔在组之间进行切换可以减小加热器2400的纵向方向和横向方向上的温度变化。
加热块线的数量和组的数量可以大于该示例性实施例中的那些数量。
第十四示例性实施例
接着,将描述第十四示例性实施例。根据第十四示例性实施例的加热器具有与图7A至7C中所示的加热器700的配置基本上相同的配置,在此不对其进行描述。第十四示例性实施例和第十五示例性实施例涉及将连接到加热器的功率供给导线。
如图7A至7C所示,加热块BL1和BL7被布置为在加热器700的纵向方向(基板305的纵向方向)上相对于记录材料的传送参考位置X彼此对称。在该示例性实施例中,相对于传送参考位置X彼此对称的两个加热块被称为第一加热块和第二加热块。也就是说,加热块BL1是第一加热块,加热块BL7是第二加热块。此外,加热块BL2是第一加热块,加热块BL6是第二加热块。此外,加热块BL3是第一加热块,加热块BL5是第二加热块。以上述方式,加热器700包括多个加热块集合,每个集合均具有第一加热块和第二加热块。注意,没有加热块与位于传送参考位置X处的加热块BL4配对。然而,在以下描述中,为简单起见,加热块BL4也被认为是一个集合。
图29例示说明用于加热器700的控制电路2900。商用AC电源401连接到激光打印机100。控制电路2900包括四个双向可控硅(驱动元件)416、426、436和446。双向可控硅416、426、436和446中的每个均是用于控制将功率供给加热块集合之一的元件。每个双向可控硅的通电或不通电使得可以独立地逐个集合地控制连接到该双向可控硅的加热块集合。加热器700的纵向方向上的发热分布之间的切换可以用除了图29中所示的配置(在图29中所示的配置中,对每个加热块集合提供专用的双向可控硅)之外的配置来实现。例如,一个或多个继电器可以用于选择将被使用的加热块集合,所有的选择的集合都可以通过使用单个驱动单元(双向可控硅)来控制。
双向可控硅416连接到电极E4,并且被用于控制加热块BL4。双向可控硅416连接到电极E5,并且被用于控制加热块集合BL3和BL5。双向可控硅436连接到电极E6,并且被用于控制加热块集合BL2和BL6。双向可控硅446连接到电极E7,并且被用于控制加热块集合BL1和BL7。
过零检测单元430是用于检测AC电源401的过零的电路,并且将ZEROX信号输出到CPU 420。ZEROX信号用于控制加热器700。
继电器450用作用于中断对加热器700的功率供给的功率切断单元。响应于由于故障等而导致的加热器700的过度升温根据热敏电阻TH1至TH4的输出来启动继电器450(以切断对于加热器700的功率供给)。
当RLON450信号为高时,晶体管453导通,使继电器450的二次线圈传导来自电源电压Vcc2的电流以开启继电器450的一次触点。当RLON450信号为低时,晶体管453截止,阻止从电源电压Vcc到继电器450的二次线圈的电流流动以关断继电器450的一次触点。电阻器454是限流电阻器。
接着,将描述包括继电器450的安全电路455的操作。如果通过热敏电阻TH1至TH4获得的感测温度之一超过单个地设置的预定值中的对应预定值,则比较单元451启动锁存单元452,锁存单元452将RLOFF信号锁定在低电平。当RLOFF信号为低时,即使CPU 420将RLON450信号设置为高,晶体管453也保持处于截止状况。因此,继电器450保持处于关断状况(或安全状况)。
如果通过热敏电阻TH1至TH4获得的感测温度没有超过单个地设置的预定值,则锁存单元452的RLOFF信号变得打开。因此,CPU 420将RLON450信号设置为高,从而开启继电器450以使得能够对加热器700供给功率。
接着,将描述双向可控硅416的操作。电阻器413和417是用于双向可控硅416的偏置电阻器,光双向可控硅耦合器415是用于确保一次-二次爬电距离的器件。光双向可控硅耦合器415的发光二极管被使得传导电流以开启双向可控硅416。电阻器418是用于限制从电源电压Vcc流过光双向可控硅耦合器415的发光二极管的电流的电阻器,光双向可控硅耦合器415通过晶体管419被开启或关断。晶体管419根据来自CPU 420的FUSER1信号进行操作。
当双向可控硅416处于其通电状态时,功率被供给加热元件702a-4和702b-4。
双向可控硅426、436和446的电路操作与双向可控硅416的电路操作基本上相同,在此不对其进行描述。双向可控硅426根据来自CPU 420的FUSER2信号进行操作以控制将供给加热元件702a-5、702b-5、702a-3和702b-3的功率。双向可控硅436根据来自CPU 420的FUSER3信号进行操作以控制将供给加热元件702a-6、702b-6、702a-2和702b-2的功率。双向可控硅446根据来自CPU 420的FUSER4信号进行操作以控制将供给加热元件702a-7、702b-7、702a-1和702b-1的功率。
接着,将描述用于控制加热器700的温度的方法。位于与加热块BL4对应的区域(包括传送参考位置X)中的热敏电阻TH1感测的温度作为TH1信号输入到CPU(控制单元)420。CPU 420还接收作为输入的记录材料尺寸信息以选择将被使得产生热量的加热块集合。此外,CPU 420基于热敏电阻TH1的感测温度以及加热器700的控制目标温度根据例如PI控制来计算将被供给的功率(控制电平)。CPU 420将FUSER信号(FUSER1至FUSER4信号中的任何一个)发送给与选择的集合相关联的双向可控硅416、426、436和446之一,以使得流过加热器700的电流等于与计算的控制电平对应的相位角度或波数。
在该示例性实施例中,热敏电阻TH1感测的加热器温度用于控制加热器700的温度。可替代地,热敏电阻TH1可以被配置为感测膜202的温度,膜202的温度可以用于控制加热器700的温度。
接着,将描述电源导线的连接配置。图30A是保持构件201的平面图。如参照图2所描述的,加热器700的后表面的第二层在保持构件201的下面,与保持构件201接触。保持构件201在与加热器700的电极E1至E7、E8-1和E8-2重叠的位置以及接触热敏电阻TH1至TH4的位置处具有孔。
导线501a、501b、502a至505a以及503b至505b连接到控制电路2900,并且通过形成在保持构件201中的孔连接到加热器700的各个电极。电极是将导线连接到对应的导体的部分,并且可以被认为是导体的一部分。
根据该示例性实施例的图像加热装置200包括用于第二加热块的第一导线,第一导线连接到用于将功率供给第二加热块的导体。图像加热装置200进一步包括具有第一端部和第二端部的第二导线,第一端部在与第一导线连接的位置不同的位置处连接到用于第二加热块的第一导线连接的导体,第二端部连接到用于第一加热块的第二导线,第二导线连接到用于将功率供给第一加热块的导体。图像加热装置200被配置为使得功率经由用于第二加热块的第一导线连接的导体并且还经由第二导线被供给第一加热块。在下文中将给出特定描述。
导线501a连接到电极E8-2,导线501b连接到电极E8-1。连接到双向可控硅416的导线502a连接到电极E4。
连接到双向可控硅426的导线503a(第一导线)连接到电极E5,电极E5是用于加热块BL3(第一加热块)和BL5(第二加热块)的集合内的第二加热块BL5的电极。也就是说,导线503a(第一导线)等同于连接到第二加热块BL5的导体703-5。导线503b(第二导线)具有第一端部和第二端部,第一端部连接到第一导线503a连接的用于第二加热块BL5的电极E5,第二端部连接到用于第一加热块BL3的电极E3。也就是说,第二导线503b等同于具有第一端部和第二端部,第一端部连接到第一导线503a连接的用于第二加热块BL5的导体703-5,第二端部连接到用于第一加热块BL3的导体703-3。第二导线503b连接到电极E5的位置不同于第一导线503a连接到电极E5的位置。以上述方式,在电极E5充当中继节点的情况下,第二导线503b连接到电极E3。温度感测元件TH2位于第二加热块BL5的温度被感测的位置处,没有温度感测元件位于与第一加热块BL3对应的位置处。
使用双向可控硅436控制的加热块BL2和BL6的集合以及使用双向可控硅446控制的加热块BL1和BL7的集合也具有与使用双向可控硅426控制的加热块BL3和BL5的集合的布线配置类似的布线配置。具体地说,在电极E6充当中继节点的情况下,第二导线504b连接到电极E2。在电极E7充当中继节点的情况下,第二导线505b连接到电极E1。温度感测元件TH3被放置在第二加热块BL6的温度被感测的位置处,也就是说,中继节点E6所在的加热块的位置处。温度感测元件TH4被放置在第二加热块BL7的温度被感测的位置处,也就是说,中继节点E7所在的加热块的位置处。
以上述方式,在两个加热块的集合中,功率经由连接到用于第二加热块的第一导线的导体并且经由第二导线被供给第一加热块。此外,监视加热块的温度的温度感测元件仅针对第一加热块和第二加热块之中的充当中继节点的电极所在的第二加热块提供。
图30B是图30A中所示的保持构件201沿着线XXXB-XXXB截取的截面图。导线503a和503b分别在独立的触点“a”和“b”处连接到电极E5的表面。也就是说,功率经由加热块BL5(其是第一加热块)的电极E5(导体703-5)被供给加热块BL3(其是第二加热块)。此外,导线504a和504b在独立的触点处连接到电极E6,导线505a和505b在独立的触点处连接到电极E7。
接着,将描述两个导线独立地连接到第二加热块的一个导体的优点。例如,考虑以下两种配置:在第一配置中,导线503b从导线503a的中途分叉并且连接到加热块BL3(比较例子1)。在第二配置中,导线503a和导线503b在电极E5上的同一位置(触点)处连接到电极E5(比较例子2)。图31是比较例子1的电路图。在图31中,除了加热块BL3、BL4和BL5之外的加热块未被示出。
在比较例子1中,如果导线503a从电极E5断开,则导线503b仍连接到电极E3。因此,通过考虑由于CPU 420等的故障而导致加热块BL3将经历的异常发热,还需要加热块BL3的位置处的温度感测元件来感测加热块BL3的异常升温。也就是说,除了加热块BL5的位置处的温度感测元件之外,还需要加热块BL3的位置处的温度感测元件。
在比较例子2中,当导线503a从电极E5断开时,导线503b也可以在电连接到导线503a的同时从电极E5断开。在这种情况下,加热块BL5不产生热量,而加热块BL3产生热量。因此,类似于比较例子1,考虑到由于CPU 420的故障等而导致的加热块BL3的异常升温,还需要加热块BL3的位置处的温度感测元件来感测异常升温。也就是说,除了加热块BL5的位置处的温度感测元件之外,还需要加热块BL3的位置处的温度感测元件。
在根据该示例性实施例的连接配置中,相对照地,即使触点“a”(导线503a)被错误地断开,在导线503a和导线503b电连接的同时,触点“b”也不被断开。在这种情况下,因为导线503a从电极E5断开,所以在加热块BL5中将不会发生异常升温。另外,在加热块BL3中也将不会发生异常升温。如果导线503b(触点“b”)从电极E5断开,则加热块BL3不产生热量,只有加热块BL5可能经历异常发热。这样的异常发热可以由设置在加热块BL5的位置处的温度感测元件TH2检测。通过根据该示例性实施例的布线配置,在包括加热块BL3和加热块BL5的加热块集合中,仅加热块BL3将不产生热量。这不需要加热块BL3的位置处的温度感测元件。因此,在两个加热块的集合中,功率经由用于第二加热块(BL5)的第一导线(503a)连接的导体(703-5)并且经由第二导线(503b)被供给第一加热块(BL3)。上述配置可以降低图像加热装置200的成本。
第十五示例性实施例
图32A至32D是例示说明根据该示例性实施例的加热器的配置和功率供给导线的布线配置的示图。该示例性实施例与第十四示例性实施例的不同之处在于第一导线和第二导线两者连接的导体设有用于各个导线的电极。其他配置类似于第十四示例性实施例中的配置。
如图32A所示,根据该示例性实施例的加热器770包括用于导体703-5的电极E5-1和E5-2。加热器770进一步包括用于导体703-6的电极E6-1和E6-2以及用于导体703-7的电极E7-1和E7-2。如图32B所示,因为加热器700具有比根据第十四示例性实施例的加热器700多的电极,所以保持加热器770的保持构件2201具有更多的用于各个电极的孔。
如图32B所示,导线503a连接到电极E5-1,导线503b连接到电极E5-2和电极E3。导线504a连接到电极E6-1,导线504b连接到电极E6-2和电极E2。导线505a连接到电极E7-1,导线505b连接到电极E7-2和电极E1。
图32C是图32B中所示的保持构件2201沿着线XXXIIC-XXXIIC截取的截面图,图32D是图32B中所示的保持构件2201沿着线XXXIID-XXXIID截取的截面图。导线503a在触点“c”处与电极E5-1接触,导线503b在触点“d”处与电极E5-2接触。如上所述,电极E5-1和电极E5-2是用于导体703-5的电极。用于其他加热块集合的导线和触点的配置类似于上述那些配置,在此不对其进行描述。
类似于第十四示例性实施例,同样地在根据该示例性实施例的配置中,功率经由用于第二加热块(BL5)的第一导线(503a)连接的导体(703-5)并且经由第二导线(503b)被供给第一加热块(BL3)。此外,用于第一导线503a连接的导体703-5的电极E5-1以及用于第二导线503b连接的导体703-5的电极E5-2是分开设置的。因此,类似于第十四示例性实施例,在导线503a和导线503b电连接时,将不会发生断开,并且仅加热块BL3和BL5的集合内的加热块BL3不产生热量。这不需要设置在加热块BL3的位置处的温度感测元件。
另外,导线长度可以缩短与电极E5-1(在线XXXIIC-XXXIIC指示的位置处)和电极E5-2(在线XXXIID-XXXIID指示的位置处)之间的距离L对应的量,导致成本降低。
在第十四示例性实施例和第十五示例性实施例中,每个导线被实现为具有绝缘涂层的电缆,并且通过焊接连接到电极。任何其他类型的电缆或任何其他连接方法可以被使用。
虽然已经参照示例性实施例描述了本发明,但是要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给予最广泛的解释,以便包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
本申请要求以下日本专利申请的权益:2014年3月19日提交的日本专利申请No.2014-057058、2015年1月26日提交的日本专利申请No.2015-012816、2015年1月27日提交的日本专利申请No.2015-013726以及2015年1月29日提交的日本专利申请No.2015-015750,这些申请特此整个通过引用并入本文。

Claims (30)

1.一种用于对形成在记录材料上的图像进行加热的图像加热装置,包括:
环形带;
加热器,所述加热器被配置为与环形带的内表面接触,所述加热器包括基板、第一导体、第二导体以及加热元件,第一导体设置在基板上的第一位置处以在基板的纵向方向上延伸,第二导体设置在基板上的第二位置处以在所述纵向方向上延伸,第二位置在基板的横向于所述纵向方向的横向方向上不同于第一位置,加热元件设置在第一导体和第二导体之间,并且被配置为通过经由第一导体和第二导体供给加热元件的功率来产生热量;以及
电触点,所述电触点被配置为与加热器的电极接触以将功率供给加热元件,其中,
所述加热器在所述纵向方向上具有可独立控制的多个加热块,可独立控制的所述多个加热块中的每个包括第一导体、第二导体和加热元件,
分别与所述多个加热块之一对应的电极中的至少一个设置在与加热器的接触环形带的第一表面相反的第二表面上的加热元件在所述纵向方向上位于的区域中,
所述电触点被布置为面对加热器的第二表面,以及
所述加热元件具有正的电阻温度系数。
2.根据权利要求1所述的图像加热装置,其中,
多个加热元件并联地电连接在包括在所述多个加热块中的至少一个中的第一导体和第二导体之间,
并联连接的所述多个加热元件被布置为相对于加热器的所述纵向方向和所述横向方向倾斜,以及
每个加热元件在所述纵向方向上与另一个加热元件重叠。
3.根据权利要求1所述的图像加热装置,其中,
所述多个加热块设置在加热器的第二表面上。
4.根据权利要求1所述的图像加热装置,其中,
所述多个加热块设置在加热器的第一表面上,以及
电极中的每个经由形成在基板中的通孔电连接到加热块中的第一导体或第二导体。
5.根据权利要求1所述的图像加热装置,其中,
所述多个加热块中的每个在记录材料的传送方向上包括两个加热元件,以及
所述两个加热元件在它们之间具有所述两个加热元件共用的共用第二导体。
6.根据权利要求1所述的图像加热装置,还包括:
多个温度感测元件,每个温度感测元件对应于所述多个加热块之一,其中,
根据所述多个温度感测元件的感测温度对将被供给所述多个加热块的功率进行控制。
7.根据权利要求1所述的图像加热装置,其中,
分别与所述多个加热块之一对应的电极在所述纵向方向上设置在离加热器的中心而不是各个加热块的中心更近的位置处。
8.根据权利要求1所述的图像加热装置,其中,
对于所述多个加热块中的每个中的第二导体提供多个电极。
9.根据权利要求1所述的图像加热装置,其中,
所述多个加热块之中的相邻加热块中的加热元件彼此连接。
10.根据权利要求5所述的图像加热装置,其中,
所述共用第二导体被所述多个加热块之中的相邻加热块之间的边界划分,以及
所述边界相对于所述纵向方向和记录材料的传送方向倾斜。
11.一种在图像加热装置中使用的加热器,包括:
基板;
第一导体,所述第一导体设置在基板上的第一位置处以在基板的纵向方向上延伸;
第二导体,所述第二导体设置在基板上的第二位置处以在所述纵向方向上延伸,第二位置在基板的横向于所述纵向方向的横向方向上不同于第一位置;以及
加热元件,所述加热元件设置在第一导体和第二导体之间,并且被配置为通过经由第一导体和第二导体供给加热元件的功率来产生热量,其中,
所述加热器在所述纵向方向上具有可独立控制的多个加热块,可独立控制的所述多个加热块中的每个包括第一导体、第二导体和加热元件,
分别与所述多个加热块之一对应的电极中的至少一个设置在与加热器的接触所述图像加热装置中的环形带的第一表面相反的第二表面上的加热元件在所述纵向方向上位于的区域中,以及
所述加热元件具有正的电阻温度系数。
12.根据权利要求11所述的加热器,其中,
多个加热元件并联地电连接在包括在所述多个加热块中的至少一个中的第一导体和第二导体之间,
并联连接的所述多个加热元件被布置为相对于加热器的所述纵向方向和所述横向方向倾斜,以及
每个加热元件在所述纵向方向上与另一个加热元件重叠。
13.根据权利要求11所述的加热器,其中,
所述多个加热块中的每个在记录材料的传送方向上包括两个加热元件,以及
所述两个加热元件在它们之间具有所述两个加热元件共用的共用第二导体。
14.根据权利要求11所述的加热器,其中,
分别与所述多个加热块之一对应的电极在所述纵向方向上设置在离加热器的中心而不是各个加热块的中心更近的位置处。
15.根据权利要求11所述的加热器,其中,
对于所述多个加热块中的每个中的第二导体提供多个电极。
16.根据权利要求11所述的加热器,其中,
所述多个加热块之中的相邻加热块中的加热元件彼此连接。
17.根据权利要求13所述的加热器,其中,
所述共用第二导体被所述多个加热块之中的相邻加热块之间的边界划分,以及
所述边界相对于所述纵向方向和记录材料的传送方向倾斜。
18.一种用于对形成在记录材料上的图像进行加热的图像加热装置,包括:
环形带;以及
加热器,所述加热器被配置为与环形带的内表面接触,所述加热器包括基板、第一导体、第二导体以及加热元件,第一导体设置在基板上的第一位置处以在基板的纵向方向上延伸,第二导体设置在基板上的第二位置处以在所述纵向方向上延伸,第二位置在基板的横向于所述纵向方向的横向方向上不同于第一位置,加热元件设置在第一导体和第二导体之间,并且被配置为通过经由第一导体和第二导体供给加热元件的功率来产生热量,其中,
所述加热器在所述纵向方向上具有可独立控制的多个加热块,可独立控制的所述多个加热块中的每个包括第一导体、第二导体和加热元件,
所述多个加热块中的每个加热块在基板的所述横向方向上具有多个加热元件,以及
所述多个加热块中的每个加热块中的所述多个加热元件也是可独立控制的。
19.根据权利要求18所述的图像加热装置,还包括:
被配置为控制所述加热器的控制单元,其中,
所述控制单元执行控制以使得具有包括相位控制波形和波数控制波形的波形的电流流过所述多个加热块中的每个加热块中的所述多个加热元件。
20.根据权利要求19所述的图像加热装置,其中,
所述控制单元执行控制以使得具有相位控制波形的电流不在相同的定时流过所述多个加热块中的每个加热块中的所述多个加热元件。
21.根据权利要求18所述的图像加热装置,其中,
分别与所述多个加热块之一对应的电极中的至少一个设置在加热元件在所述纵向方向上位于的区域中。
22.根据权利要求18所述的图像加热装置,其中,
所述加热元件具有正的电阻温度系数。
23.一种在图像加热装置中使用的加热器,包括:
基板;
第一导体,所述第一导体设置在基板上的第一位置处以在基板的纵向方向上延伸;
第二导体,所述第二导体设置在基板上的第二位置处以在所述纵向方向上延伸,第二位置在基板的横向于所述纵向方向的横向方向上不同于第一位置;以及
加热元件,所述加热元件设置在第一导体和第二导体之间,并且被配置为通过经由第一导体和第二导体供给加热元件的功率来产生热量,其中,
所述加热器在所述纵向方向上具有可独立控制的多个加热块,可独立控制的所述多个加热块中的每个包括第一导体、第二导体和加热元件,
所述多个加热块中的每个加热块在基板的所述横向方向上具有多个加热元件,以及
所述多个加热块中的每个加热块中的所述多个加热元件也是可独立控制的。
24.根据权利要求23所述的加热器,其中,
分别与所述多个加热块之一对应的电极中的至少一个设置在加热元件在所述纵向方向上位于的区域中。
25.根据权利要求23所述的加热器,其中,
所述加热元件具有正的电阻温度系数。
26.一种用于对形成在记录材料上的图像进行加热的图像加热装置,包括:
环形带;以及
加热器,所述加热器被配置为与环形带的内表面接触,所述加热器包括基板、第一加热块和第二加热块,第一加热块设置在基板上,第二加热块在基板的纵向方向上设置在基板上与第一加热块的位置不同的位置处,其中,
第一加热块和第二加热块中的每个包括第一导体、第二导体和加热元件,第一导体设置在基板上的第一位置处以在基板的纵向方向上延伸,第二导体设置在基板上的第二位置处以在所述纵向方向上延伸,第二位置在基板的横向于所述纵向方向的横向方向上不同于第一位置,加热元件设置在第一导体和第二导体之间,并且被配置为通过经由第一导体和第二导体供给加热元件的功率来产生热量,
所述图像加热装置具有:用于第二加热块的第一导线,第一导线连接到用于将功率供给第二加热块的导体;以及第二导线,第二导线具有第一端部并且具有第二端部,第一端部在与用于第二加热块的第一导线连接到所述导体的位置不同的位置处,连接到用于第二加热块的第一导线连接的所述导体,第二端部连接到用于第一加热块的导体以将功率供给第一加热块,以及
功率经由用于第二加热块的第一导线连接的所述导体并且经由第二导线被供给第一加热块。
27.根据权利要求26所述的图像加热装置,还包括:
被配置为感测所述加热器的温度的温度感测元件,其中,
所述温度感测元件位于与第二加热块对应的位置处,以及
所述温度感测元件不位于与第一加热块对应的位置处。
28.根据权利要求26所述的图像加热装置,其中,
第一加热块和第二加热块在所述纵向方向上相对于用于记录材料的传送参考对称地定位。
29.根据权利要求26所述的图像加热装置,其中,
所述加热器包括多个加热块集合,每个加热块集合包括第一加热块和第二加热块。
30.根据权利要求26所述的图像加热装置,其中,
所述加热元件具有正的电阻温度系数。
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