CN1837985A - 图像加热设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像加热设备，包括磁通量产生装置；通过磁通量产生装置产生的磁通量产生热量的热发生元件，热发生元件用于加热记录介质上的图像；电功率供应装置，从电功率供应到磁通量产生装置开始到热发生元件的温度达到预定水平的期间内，基于热发生元件的温度上升特性，可改变供应到磁通量产生装置上的电功率。

Description

图像加热设备

技术领域

本发明涉及一种利用感应加热方法加热记录介质上的图像的图像加热设备。特别是，涉及一种使用感应加热方法并且适于作为一种增加记录介质上图像的光泽度的装置，以及一种定影装置。

背景技术

日本已经提出公开的专利申请2000-39796揭示了一种图像加热设备，作为一种定影装置，采用磁导体(其中通过电磁感应产生热的物质)作为其加热部件的材料，其居里点和加热设备的定影温度相等。当一个磁导体被加热到接近居里点时，其比热增加；其内能增加。这样，当一个磁导体被加热到经过其居里点时，其自发磁化丧失，从而阻止热在其中产生。因此，通过使用磁导体作为加热部件的材料，其居里点等于图像定影所需的温度水平，能够使加热部件控制自己的温度，使得当定影辊筒的温度上升到接近等于作为加热部件使用材料的磁导体的居里点的定影温度时，加热部件自动停止升高温度。

日本已经提出公开的专利申请2000-39797提出了一种定影装置，该装置通过电磁感应加热其加热部件来加热记录介质上的图像。这种定影装置的加热部件由磁导体形成，其居里点设置为磁导体(定影辊筒)的饱和温度在一定温度范围内，所述范围不低于定影温度但是不高于热偏移开始温度。这里，磁导体的饱和温度是由于上面描述的定影辊筒(磁导体)的特性，它可以在通过电磁感应被加热时控制自己的温度，从而磁导体没有超过的温度水平。使用这种设计，不仅可能消除由于当加热部件温度接近形成加热部件的磁导体的居里点时的现象造成加热部件(磁导体)温度上升速度下降而导致暖机时间增加的问题，而且能够防止热偏移。

磁导体的居里点可以通过改变其成份而改变。例如，希望的居里点可以通过改变成份(组成成份的改变)而获得，磁导体的组成成份有铁和镍的组合、铁、镍、铬的组合等。

1)已知下面的加热部件作为一种当多页小尺寸的记录介质连续地传输通过使用感应加热方法的定影装置时出现的现象的对策，这种现象是，加热部件中纸张路径以外的部分，也就是，在小尺寸纸张路径边缘和相应地通过定影装置可传输地最大纸张尺寸路径边缘之间的定影装置加热部件的部分，其温度不正常地升高。也就是说，已经知道由磁导体形成的加热部件(定影辊筒)，其居里点被调整到希望的水平(例如，其居里点被设置为一个不小于定影点和不大于高温偏移点的值或者不大于装置可以经受的最高温度点)(以后，这种定影辊筒也可以称为居里点定影辊筒)。为了防止该定影辊筒不正常的温度升高，由磁导体形成的加热部件(定影辊筒)利用磁导体的一种属性，这种属性是当磁导体温度上升到接近磁导体的居里点时，磁导体生成热的效率降低(以后这种现象也可以称为居里点属性)。然而，居里点是具有居里点的磁导体的一种特殊属性。因此，设计为具有特定居里点的居里点辊筒被相当数量地制造时，它们的居里点将是不一致的，有些辊筒实际的居里点将和预先调整的居里点不同。因此，有可能定影装置被装上的居里点定影辊筒，其居里点不同于事先调整的值超过容限范围之外的量。进一步说，由于磨损和/或退化，居里点定影辊筒本身有时改变其居里点值，因此数值在容许范围之外偏离其居里点值是可能的。

2)事实上，有很多种定影装置，可以改变定影温度，因此居里点不同的多种居里点定影辊筒可用于每一定影装置。只要每一定影装置被安装匹配的居里点定影辊筒时，不会产生什么问题。然而，如上所述，有很多种居里点定影辊筒可安装在一种定影装置中。因此，一个定影装置被安装上用于不同类型的定影装置的定影辊筒是可能的。

3)有些定影装置被设计为其定影辊筒可以由用户容易地更换，这使得可能发生用户将其它类型的图像生成装置用的定影辊筒意外地安装上的情况。在这种情况下，安装上了用于不同类型的图像生成装置的居里点定影辊筒。

在上述的1)-3)的情况中，在居里点定影辊筒和定影装置的控制系统之间发生了不匹配问题，于是就妨碍了定影处理的正常控制。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种能够确定是否安装了正确的加热部件的加热设备。

本发明的另一个目的是按照加热设备中的加热部件的关于温度上升特性控制加热部件的加热过程，以使定影装置处于最优的工作状态。

本发明的另一个目的是可以正确控制加热过程，而不管加热设备关于温度上升的特性的不均匀。

本发明的另一个目的是可以正确地控制加热过程，即使装在加热设备中的加热部件和加热设备的类型不匹配。

按照本发明能获得上述目的的图像加热设备的典型结构包括：磁通量产生装置、通过磁通量产生装置的磁通量来产生热量的加热部件、为磁通量产生装置供应电源功率的电功率供应装置、以及通过加热部件产生的热量加热记录介质上的图像，其特征在于，还包括在对磁通量产生装置开始供应电功率到加热部件的温度上升到预定水平的时期内，按照加热部件的温度上升特性，可以改变对磁通量产生装置的电源功率供应的电功率改变装置。

本发明的这些及其它目的、特点和优势，将在以下本发明的优选实施例结合相关附图的描述中更直观地体现出来。

附图说明

图1是按照本发明的第一实施例的图像生成装置的示意图，表示了其总体的结构；

图2是定影装置的部分断面前视示意图；

图3是定影装置基本部分的放大剖面示意图；

图4是激励组件的透视示意图；

图5是感应加热线圈和磁芯的分解示意透视图；

图6是图示定影辊筒被加热的一部分的横截面；

图7是采用感应加热方式的定影装置的控制系统方块图；

图8是图示居里点不同的各种定影装置在启动时随温温度开始上升的曲线图(其电功率供应数量保持常量)；

图9是图示识别加热设备中定影辊筒的序列，以及按照识别的加热设备中定影辊筒类型切换加热部件的控制顺序的曲线图；

图10是按照本发明控制定影装置的流程图。

具体实施方式

[实施例1]

(1)图像生成装置的示例

图1是按照本发明的实施例的图像生成装置的示意图，表示了其总体结构。此实施例中图像生成装置是一个转印类型的激光复印机(打印机)，其利用一种电子照相图像处理。

附图标记101表示电子图像感光元件，作为一个图像负载元件，以旋转鼓的形式(这里以后也称为感光鼓)，以一个预定的外围速度按图中箭头所示的顺时针方向被旋转地驱动。

附图标记102表示一个作为充电装置的充电辊筒，按预定的极性和电压水平均匀地对旋转感光鼓101的外表面充电。

附图标记103表示一个激光扫描器，它用激光束L扫描均匀带电的旋转的感光鼓101的外表面，激光束L是依据图像生成数据的连续的数字视频信号调制过的，感光鼓101的外表面经过激光扫描器曝光。结果，匹配感光鼓101外表面被曝光的图案的静电潜像在感光鼓101的外表面形成。

附图标记104表示一个显影装置，其将感光鼓101的外表面的静电潜像正常地或反转地显示为可视的色粉形成的图像(以后也简称为色粉图像)。

附图标记105表示一个作为转印装置的转印辊筒，它按一个预定量的压力压在感光鼓101的外表面上，形成一个转印压合部T。作为记录介质的纸张P以预定的控制定时从未示出的进纸机构传输到此转印压合部T，并且纸张P在转印辊筒105和感光鼓101之间压紧时通过转印压合部T。当纸张P被传输通过转印压合部T后，一个预定的转印偏压以一个预定的控制定时应用到转印辊筒105上。结果，感光鼓101外表面的色粉图像以从感光鼓101上剥离开来的方式静电转印到当辊筒105和鼓101保持压紧时正被传输通过转印压合部T的记录介质纸张P的表面上。

从转印压合部T输出后，记录介质纸张P从感光鼓101的外表面分离，并且作为要被加热的对象传入定影装置100，定影装置用热量和压力将传入的记录介质纸张P上没固定的色粉图像固定到纸张P上，使未定影的色粉图像转化成永久的图像，并且由此释放纸张P。

附图标记106表示一个清洁感光鼓101的清洁装置，去除转印残留的色粉，即记录介质纸张P从感光鼓101外表面分离后，感光鼓101外表面剩余的色粉。感光鼓101外表面清洁之后，即感光鼓101外表面转印残留的色粉被去除之后，感光鼓101的外表面可以用于接下来的图像生成。

(2)定影装置100

定影装置100为使用按照本发明所述的感应加热方法的图像加热设备。图2是定影装置100的部分断面前视示意图。图3是定影装置100基本部件的放大剖面示意图。

附图标记1表示一个作为热发生元件(加热部件)的定影辊筒，形式是一个中空的圆筒，附图标记2表示一个作为压力施加部件的弹性压力辊筒。1、2两辊筒平行设置，其中定影辊筒1位于压力辊筒2上方。1和2两个辊筒保持互相压接，形成一个定影压合部N(加热压合部)。附图标记3表示一个激励组件，它设置在中空的定影辊筒1中，激励组件3是插在定影辊筒1中的。

定影辊筒1主要由作为主要部分的套筒1a构成，表层1b覆盖在套筒1a的外表面上。套筒1a大约有300μm厚，由磁导体形成，更特别地，由一种铁合金(铁-铬-镍)构成，其居里点是TR3温度水平，高于定影温度TR2(可以定影的温度水平)一个预定值，TR2即此装置的图像加热温度。换句话说，定影辊筒1是一种居里点定影辊筒。定影辊筒1除表层1b外提供一个弹性层或类似物，该表层1b的作用是作为色粉释放层。定影辊筒1的居里点温度TR3被设置为高于定影温度低于热偏移起始温度。定影辊筒1的居里点的上限可被设为不高于加热设备可以承受的最高温度。例如，居里点可以设为不高于激励线圈护套可以承受的最高温度(230℃)。由于定影辊筒1的居里点设为这样的温度水平，就可以防止装置被上面提到的定影辊筒非正常的温度升高所破坏。

定影辊筒1由定影装置的前后两个侧板21和21旋转地支撑，一对轴承22和22位于定影辊筒1长度方向的终端，一个轴承对应一个侧板。

压力辊筒2，由金属芯2a、热阻隔弹性层2b、和色粉释放表层2c构成。它设置在加热辊筒1的下方，平行于加热辊筒1。它由定影装置的前后两个侧板21和21旋转地支撑，一对轴承23和23位于压力辊筒2长度方向的终端，和侧板21和21一一对应。轴承23和23连接到侧板21和21，因此可以在定影辊筒1的轴线方向的垂直方向移动。进一步，通过未示出的压力施加装置如压缩弹簧，轴承23和23保持向上的压力，因此以预定大小的压力F和F将压力辊筒2压向定影辊筒1的外表面的面向下的部分，对抗弹性层2b的弹力，于是图3中所示的定影压合部N有一个预定的宽度，如图3的剖面图中所示。

附图标记G表示驱动定影辊筒1的齿轮，它稳固地连接在定影辊筒1长度方向后端。驱动力从一个驱动力源M传递到齿轮G，定影辊筒1以一个预定的外围速率按图3中的顺时针方向旋转。由于定影辊筒1旋转，压力辊筒2通过从定影辊筒1由两辊筒1和2在定影压合部N之间产生的摩擦而传导到压力辊筒2的扭矩而转动。

激励组件3插入定影辊筒1的中空部，并由前后支撑元件24和24稳固地支持于其间，激励组件3长度方向的前后端稳定地连接到支撑元件24和24，所以在定影辊筒1的内表面激励组件3之间形成并保持了预定量的缝隙，于是，激励组件3按照定影辊筒1的旋转方向以一个预定的角度放置。

图4是激励组件3的透视示意图，图5是作为磁通量产生装置的感应加热线圈和磁芯的组合示意透视图。这个实施例中，激励组件3是由支架4、作为激励装置的感应加热线圈5(激励线圈)、磁芯6、支板7等构成的组件。

支架4构成为槽的形状，截面为半圆形。其外径略小于定影辊筒1的内径。在支架4的中空部，保持着感应加热线圈5和磁芯6。支架4的构成材料，不只可以阻热，而且具有足够的机械强度，例如含有玻璃纤维的PPS树脂。显然，它是不带有磁性的。适合于做支架4的材料的物质有：PPS树脂、PEEK树脂、聚酰胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、陶瓷、液态聚合体、氟化树脂以及类似物。

作为激励装置的感应加热线圈5应能够产生充够强的交变磁通量以产生热量。因此，它应具有低电阻和高感应系数。作为感应加热线圈5的芯线，采用绞合线，由大约80-160股直径范围在0.1-0.3mm的细线组成，绑在一起。对于细导线，覆盖着绝缘物质的电线被使用。绞合线绕磁芯6缠绕8-12次，形成了感应加热线圈5，使得感应加热线圈5面对支架4的内表面的底部的轮廓部分和支架4内表面的轮廓的曲率相匹配。由于绞合线缠绕在矩形的磁芯6上面，结果感应加热线圈5具有一个长船的形状。感应加热线圈5以一种配合进支架4的方式放置在支架4的中空部。附图标记5a和5b是从上述的感应加热线圈5延伸到支架4外部的导线。

磁芯6由具有高导磁率和低残留磁通量密度的磁物质如铁素体或坡莫合金构成。其作用是引导由感应加热线圈5产生的磁通量到定影辊筒1的套筒1a上，套筒1a由前面提到的其中一种磁导体构成。本实施例中磁芯6的横截面是T-形。它有两部分磁体组成，一部分相当于字母T的水平部分，一部分相当于字母T的垂直部分。

支板7由一种树脂或非磁性的金属材料构成。它是刚性的，是长而窄的板的形式。支板以覆盖支架4的开口的方式固定地连接在支架4上，感应加热线圈5和定影辊筒1设置于开口中。如上所述，激励组件3是插入到定影辊筒1的中空部分的，它在前后支撑元件24和24之间被固定地支撑在前后长度方向的两端，使得在定影辊筒1内表面和激励组件3之间形成并保持预定量的缝隙，并且，激励组件3按照定影辊筒1的旋转方向以一个预定的角度放置。

通过上述结构设置，驱动力源M启动，定影辊筒1旋转，然后压力辊筒2通过定影辊筒1的旋转而旋转。当两辊筒1和2旋转时，感应加热线圈5被提供交变电流(高频电流)，电流的频率范围在20kHz-500kHz之间，通过一对从电功率源31延伸的导线5a和5b，做为用于感应加热的电功率提供装置。由于感应加热线圈5被提供交变电流，它产生交变的磁通量。交变磁通量被磁芯6引导并因而施加到定影辊筒1的由磁导体构成的套筒1a上。因为交变磁通量施加到套筒1a上，涡电流被引入到套筒1a中。该涡电流在套筒1a的壁中产生热量(焦耳热)；套筒1a通过电磁感应被加热。结果是，定影辊筒1温度上升。

定影装置100的结构被设置为，使得由于细导线缠绕在感应加热线圈5上的形状，只有定影辊筒1直接面对感应加热线圈5的部分被激励组件3产生的磁通量加热。参考图6，在这个实施例中，只有定影辊筒1与感应加热线圈5的外围面相邻的两个区域中的部分被加热，更明确地说，图6中的范围D和E被加热。因此，定影装置被控制为，当定影装置启动或当记录介质纸张P被传输通过定影装置时，在定影辊筒1的加热之前定影辊筒1的旋转开始，从而防止在定影辊1的筒旋转方向上定影辊筒1表面温度不一致的问题，也就是高温斑点产生的问题(在定影辊筒1的转旋方向上，定影辊筒1外表面的某个范围的温度比其它部分高)。在这个实施例中，激励组件3是按照定影辊筒1的旋转方向成一个角度的，所以加热范围D(是其中一个定影辊筒1上被加热的范围)与定影压合部N的位置相符。至于另一个加热范围E，第一和第二温度检测元件TH1和TH2(温度传感器)作为检测定影辊筒1表面温度的温度检测装置设置在此范围中。由第一和第二温度检测元件TH1和TH2检测出的和定影辊筒1表面温度有关的信息被输入到作为电功率应用控制装置的控制器32中。作为温度检测装置的第一和第二温度检测元件TH1和TH2将在后面描述。

基于由第一温度检测元件TH1输入的与定影辊筒1表面温度有关的信息，控制器32控制从感应加热功率源31到感应加热线圈5的电功率供应量，使得定影辊筒1的表面温度可以维持在一个预定的定影温度TR2。

由于定影辊筒1的表面温度保持在一个预定的定影温度，记录介质纸张P(以后也将简称为记录纸张P)作为被加热的目标(其上有已从图像生成装置转移来的未定影的色粉图像t)传入定影压合部N，并且纸张P在定影辊筒1和压力辊筒2之间保持压紧时被传输通过定影压合部N。结果，通过定影辊筒1的热量和定影压合部N的压力，记录介质P上未定影的色粉图像t被定影到记录介质P的一个表面上。

在图2中，附图标记A是表示垂直于记录纸传输方向上的最大的记录纸张P的通道，符号B表示记录纸张P的通道，其宽度比最大记录纸张小。顺便提及，在这个实施例中，记录纸张P被传输通过定影装置，使得记录介质P的中央和定影辊筒1的长度方向中央一致；附图标记O表示和记录介质P中央一致的参考线。附图标记B’和B’表示在较小记录纸张P的通道B的侧边和最大记录纸张的通道A的侧边之间的区域，它是最大记录介质的通道A中的较小的记录介质被传输通过定影装置时没有接触的那些部分。

第一温度检测元件TH1设置在与定影辊筒1的在小记录介质的路径B中的部分相接触或差不多接触，同时，第二温度检测元件TH2设置在与最大记录介质的路径A上的部分B’内的定影辊筒2的其中一个部分相接触或差不多接触。

当多张小记录介质P连续地通过定影装置时，定影辊筒1上最大记录介质的通道A上的B’中的部分，温度升高超过预定定影温度TR2。然而，定影辊筒1这些部分的温度升高通过低于定影辊筒1的居里点TR3的磁导率(permeability)改变点时，定影辊筒1的热产生效率开始下降。因此，定影辊筒1这些部分的温度汇于居里点TR3，在居里点TR3定影辊筒1的磁导率是1；换句话说，定影辊筒1这些部分的温度被阻止上升超过居里点TR3(定影辊筒上记录介质外边的部分控制自身的温度)。在这个实施例中，定影辊筒1的居里点TR3设置成低于热偏移起始点，因此阻止由于定影辊筒1的这些部分温度过分升高产生热偏移，这个部分是在最大记录介质通道A上，在记录介质通道外，B’和B’部分。

(3)定影控制系统的结构

1)基本控制

图7是采用上述感应加热方法的定影装置的定影控制系统的方块图。

附图标记31表示一个感应加热功率源(激励电路，电功率供应装置，电功率转换装置)，其为感应加热线圈5供应交变电流，作为激励组件3的激励装置，激励组件3作为加热部件设置(插入)在定影辊筒1的中空部分。换句话说，感应加热功率源31作为一个电功率供应装置，是能为加热定影辊筒1的感应加热线圈5提供不同频率和不同振幅的电功率的电功率供应装置。

附图标记32表示一个作为电功率控制装置的控制器，它改变上述的感应加热功率源31向感应加热线圈5供应的电功率的量(电功率转换控制)。

在感应加热功率源31中，附图标记TR1表示一个电功率切换元件，由IGBT或MOS-FET构成，附图标记C2表示一个共振电容，将作为负载应用到感应加热线圈5上的高频电流的波形转变为共振波形。附图标记D5表示一个续流二极管，用于重新产生存储在感应加热线圈5中的电功率。

如上所述，第一和第二温度检测装置TH1和TH2，分别地，位于加热范围E(图6)中，该范围是在定影辊筒1(1a)壁上产生最高热量的加热范围中的一个，因此紧密热依赖于定影辊筒1。第一和第二温度检测元件TH1和TH2，通常采用叫做对热敏感的电阻，比如热敏电阻。其输出作为温度检测电路IC2的输入，检测电路IC2输出电压值和温度检测元件TH1和TH2的电阻变化成比例。检测电路IC2的输出被输入到控制器32。

第一温度检测元件TH1的输出作为温度信号T-MON被输入到控制器32，基于第一温度检测元件TH1的输出，控制器32控制感应加热功率源31的谐振控制电路IC1。

按照复印机的操作状态(它是否在启动过程、执行复印、待机、或其它处理)，控制器32控制向定影装置100的定影辊筒1供应电功率的操作，它控制向定影装置供应电功率的时序和向定影装置供应电功率的数值。

谐振控制电路IC1具有单触发脉冲发生电路33和比较电路34。一个功率命令值Pcont(电功率的目标数量)从控制器32输入到单触发脉冲电路IC1。对于比较电路34，一个用于控制谐振控制电路IC1自身的振荡操作的操作确认信号被输入。输入到谐振控制电路IC1以后，功率命令值Pcont作为一个功率控制信号输入到谐振控制电路IC1中的脉冲调制(以后也简称为PFM)振荡电路。谐振控制电路IC1产生一个和功率命令值Pcont相匹配的PFM脉冲，并且把它输出到电功率切换元件TR1的栅极，由此驱动电功率切换元件TR1。

附图标记AC表示一个商用交变电流功率源。从这个功率源AC的电功率输入到感应加热功率源31的输入终端 a和b，由一个桥型连接的二极管D1-D4组成的输入功率整流电路35进行整流，然后，流过由输入噪声过滤器NF1和光滑电容C1组成的光滑电路36(噪声过滤)，由此被提供为脉动电流，它产生于从交变电流的整流到功率控制电路部分。光滑电路36设置成这样的常量使得保证电功率切换元件TR1的切换频率充分地被衰减，而电功率源频率可不被衰减地通过。

附图标记37表示一个电流检测变压器(CT1)。附图标记38表示一个线圈电流检测电路，它检测从感应加热功率源31到感应加热线圈5的电流数量，并且将此检测结果输入到控制器32。以电流检测电路38检测出的电流数值为基础，控制器32计算供应到线圈5的功率Pcoil的数值。

附图标记39表示一个电流检测变压器(CT2)。附图标记40表示一个线圈电流检测电路，它检测从商用交变电流功率源流到感应加热功率源31的电流量，并将检测值输入到控制电路32，控制电路32基于检测的电流量计算出功率的输入量。

下面，将阐述定影控制系统的操作。当控制器32在复印操作的开始收到加热开始信号(启动定影装置的信号)，它按照复印机的操作状态输出操作确认信号IH-ON和功率命令值Pcont到感应加热功率源31的谐振控制电路IC1。结果，揩振控制电路IC1输出一个高频PFM信号。

换句话说，交变电流输入电压施加到感应加热功率源31的输入终端a和b。当交变电流输入电压施加到感应加热功率源31，该电压通过输入功率整流电路35的电流整流元件D1-D4被整流，成为脉动电流，其电压被施加到旁路电容C1(光滑电容)的终端，通过光滑电路36的输入噪声过滤器NF1。因此，旁路电容C1两端的电压的波形，是输入交变电流电压整流的结果。

一个预定的功率命令值Pcont作为控制信号，从控制器32施加到谐振控制电路IC1的PFM振荡电路。谐振控制电路IC1发生并输出一个PFM信号，其脉冲和控制信号相匹配。来自谐振控制电路IC1的输出被施加到功率切换元件TR1的栅源之间，导通功率切换元件TR1。结果，漏电流ID流出，由此向感应加热线圈5供应功率。

当功率切换元件TR1开启时流动的电流存储在感应加热线圈5中。因此，当功率切换元件TR1关闭，感应加热线圈5产生电压，其与供给感应加热线圈5的电流的极性相反。结果，谐振电容C2通过存储在感应加热线圈5中的电功率充电。换句话说，通过从存储了电功率的感应加热线圈5流到谐振电容C2的电流，谐振电容C2的电压增加。

从感应加热线圈5流出的电流的衰减和谐振电容C2的增加成反比，最终停止流出。一旦电流停止从感应加热线圈5流出，在谐振电容C2堆积中积累的电荷，开始向感应加热线圈5转移；电流开始流向感应加热线圈5。

其后，在存储在谐振电容C2中的电荷，转向感应加热线圈5的同时，振荡电压下降。在存储在谐振电容C2中的电荷完全释放完后，电流继续以相反的方向再次流过感应加热线圈5。因此，通过此极性相反的电压，功率切换元件TR1的漏电压低于源电压。结果，续流二极管D5开启，因此使得电流沿正向流动。

一段时间以后，一个导通信号提供给功率切换元件TR1，开启功率切换元件TR1。当功率切换元件TR1开启，电流正向流经感应加热线圈5，并在感应加热线圈5内积累。上述的序列是重复的。结果，在定影辊筒1(1a)中产生感应电流，定影辊筒1紧邻着感应加热线圈5并且组成一个负载，和感应加热线圈5电磁连接。结果，主要由磁导体形成的定影辊筒1(1a)产生热量(焦耳热)，其数值相当于定影辊筒1(1a)的电阻和定影辊筒1(1a)中产生的感应电流的平方的乘积。换句话说，定影辊筒1的壁从内部被有效地加热。由于定影辊筒1是旋转的，它将被完全加热。

在该定影控制系统中，流经开关元件TR1和感应加热线圈5L1的电流中高频成分，通过旁路电容C1的充放电过程被光滑。因此，高频电流没有流到输入噪声过滤器NF1，只有和输入的交变电流波形一致的交变电流流过输入噪声过滤器NF1。

流过输入功率整流电路35的整流二极管D1-D4的电流变成的电流波形在流经开关元件TR1和感应加热线圈5的电流波形经过光滑电路36过滤时产生效果，光滑电路36由旁路电容C1和输入噪声过滤器NF1组成。因此，交变输入电流波形变为与交变输入电流极其相似的输入电流波形。因此，输入电路中的高频成分被大大削减，导致感应加热功率源31的输入电流的功率因数得到实质上的改善。

此电路中组成光滑电路36的输入噪声过滤器NF1和旁路电容C1只需有效过滤来自谐振控制电路IC1的电流的高频成分。因此，旁路电容C1和输入噪声过滤器NF1可以分别地减少电容和感应系数，使电路的大小和重量减少成为可能。

功率命令值Pcont从控制器32输入到如上所述的感应加热功率源31。因此，在感应加热功率源31的输出端c和d可以产生频率范围在20KHz-1MHz的高频交变电功率。

用于测量定影辊筒1表面温度的第一和第二温度检测元件TH1和TH2的输出持续地输入到温度检测电路IC2，它将温度检测元件TH1和TH2的输出转变成温度信号，并输出此温度信号。从温度检测电路IC2输出的温度信号输入到控制器32，它不断将温度检测元件TH1测得的定影辊筒1的表面温度和目标温度相比较。温度检测元件TH1测得的定影辊筒1的表面温度和目标温度之间的差值被反馈作为谐振控制电路IC1的功率命令值Pcont。

控制器32的内部存储着定影辊筒1的表面目标温度。当由第一温度检测元件TH1测得的定影辊筒1的表面温度上升接近控制器32中存储的目标温度时，控制器32产生一个反馈信号，以保持定影辊筒1的表面温度为常数。保持定影辊筒1的表面温度为常量的方法，如比例控制方法，也叫做PID控制方法，或采用类似的用于减少供应到感应加热线圈5的高频功率的方法。

控制器32计算由温度检测电路IC2测得的定影辊筒1的表面温度和定影辊筒1的目标温度的差值，并且输出此差值作为功率命令值Pcont到谐振控制电路IC1。谐振控制电路IC1以输入的功率命令值Pcont为基础设置功率切换元件TR1的栅极保持导通的时间长度，从而调整供应到功率切换元件TR1的功率量。结果，输入到感应加热线圈5的功率得到控制，从而定影辊筒1壁上产生的热量得到控制。最终，定影辊筒1的温度稳定在定影温度TR2。

2)识别安装的定影辊筒以及控制补偿不同种类定影辊筒1之间的差别的修正如上所述，在本实施例中，定影装置具有由磁导体构成的定影辊筒1，其居里点高于预定的定影温度，在感应加热线圈5产生的交变磁通量的作用下，定影辊筒壁上电磁感应产生热量，对记录介质上未定影的图像t进行热固定。进一步，定影装置能在控制修正模式下工作，在此模式下，当定影辊筒1在定影装置启动期间温度上升时，安装的定影辊筒1的关于其温度上升的特性被检测出来，其功率控制方法被修正以适合安装的定影辊筒1的关于温度上升的特性。更具体地说，当定影辊筒1在定影装置启动期间内温度上升时，通过供应给感应加热线圈5的交变电流功率数量和由第一温度检测元件TH1测得的与温度有关的信息，安装的定影辊筒1的关于温度上升的特性被检测出来。然后，按照测得的定影辊筒1关于温度上升的特性，供应给感应加热线圈5的功率的数量被控制。以后，控制方法的修正将被详细地描述。

一般地，通过电磁感应加热物体的定影装置提供有如上述的由磁导体构成的、居里点预定的定影辊筒1。如果一个不符合居里点容限的定影辊筒被安装在定影装置上或者安装在定影装置中的定影辊筒不是正常定影辊筒，即定影辊筒和其安装的定影装置的类型不匹配，那么定影处理就不能被正确地控制。

定影辊筒1(1a)由一种磁导体构成，例如，像铁-铬-镍这样的铁合金，其居里点和预定的定影温度接近。磁导体随着居里点的不同其热产生效率也不同。也就是说，如果一个给定的磁导体的成分不同于另一个磁导体，两者的比电阻不同。因此，定影辊筒(1)-(4)具有不同的属性，具体地说，在热产生曲线中居里点不同，也就是说，如图8所示，提供同样数量电功率的情况下，在启动期间温度增加的速度不同。换句话说，如果给居里点不同的定影辊筒提供相同数量的电功率，也就是，在定影辊筒温度和目标定影温度的基础上计算出的相应于电功率供应命令值的数量，那么他们的启动时间长度变得不同。例如，在前述铁合金的情况下，铬的含量较高，其比电阻较高而居里点较低，因此与纯铁相比，则其中产生的热量与供应到感应线圈5以产生热量的电流量的比率较高。这是由于下面所述原因造成的。如果两个加热辊筒有不同的材料，从功率源方面看，就是线圈的负载电阻不同。因此，即使两个辊筒现有温度和其目标定影温度差值相等，也就是功率供应命令值相同，他们的实际供应到感应加热线圈5上的电功率数量不同。

定影辊筒(1)具有纯铁构成的金属芯，因此，其热产生曲线基本上与纯铁的相同，其居里点是很高的。因此，在定影辊筒(1)使用的温度范围内，定影辊筒(1)的温度不能达到其居里点。定影辊筒(2)是这样的定影辊筒，其居里点与本实施例中定影装置的定影辊筒的预定居里点TR3相同。换句说，该定影辊筒(2)的居里点TR3高于定影温度TR2一个预定的量。

定影辊筒(3)是这样的定影辊筒，其居里点TR3’高于定影辊筒(2)的定影温度TR2，但是低于定影辊筒(2)的居里点TR3。

定影辊筒(4)是这样的定影辊筒，其居里点TR3”低于定影辊筒(2)的定影温度TR2。

定影辊筒居里点逐渐降低((1)-(2)-(3)-(4))，其比电阻逐渐升高，因此与铁相比其产生的热量较高，该热量是通过电流流过产生热量的感应加热线圈5产生的，因此，在启动周期内温度上升的梯度较大，因此，定影辊筒温度上升到目标定影温度TR2的时间长度较短。然而，定影辊筒(4)的居里点TR3”低于定影辊筒(2)的定影温度TR2。因此，当定影辊筒(4)的温度上升到低于目标定影温度TR2的其居里点TR3”时，定影辊筒(4)进入一个其温度不再上升的状态，它在温度上自控制。因此，定影辊筒(4)的温度从不上升到定影温度TR2。

因此，定影辊筒(1)-(4)之间有如下的关系：按照其分别达到的温度水平TR(a)，TR(b)，TR(c)和TR(d)，从开始供应电功率的T0点开始到启动周期中的T点的时期内，TR(a)＜TR(b)＜TR(c)＜TR(d)。

因此，居里点不同的定影辊筒(1)-(4)，可以通过采用上述的在启动周期内它们关于温度上升特性的差别来识别。

在此实施例中，当定影装置启动时在一部分控制执行中，定影装置中的定影辊筒1用上述的方法识别，也就是，启动装置开启后立即执行。然后，即使定影装置中的定影辊筒正好是不符合预设容限的定影辊筒，或者其居里点不是该定影装置类型的正常值的定影辊筒，提供到定影辊筒上的电功率量受到控制，使之与定影装置中定影辊筒的居里点相匹配；换句话说，定影装置受到正确控制是可能的。

下面，参考图9，表示本实施例中启动定影装置的顺序，图10，表示在启动期间控制执行的流程图，如何识别定影装置中定影辊筒的类型，以及如何在启动期间按照识别的定影辊筒的类型修正控制将被描述。

控制器32开始实际复印操作之前，开始启动操作(START)以升高定影辊筒1的温度到一个预定水平。

首先，控制器32激活作为时钟装置的定时装置32a，然后输出信号IH-ON，用于打开感应加热功率源31，同时计时消耗的时间。

通过将电功率Pcoil供应到感应加热线圈5开始加热定影辊筒1的操作，在这期间，电功率脉冲宽度保持固定脉宽P1。

时钟装置32a监测定影辊筒1开始加热以后过去预定长度的时间(相应于点T1)，控制器32通过第一温度检测装置TH1读出定影辊筒1的表面温度TR。

如果检测的定影辊筒1的温度不低于TR(d)，控制器32确定装在定影装置中的定影辊筒是一个居里点低于定影温度TR2的定影辊筒。在这种情况下，控制器32确定定影装置中的定影辊筒不适用于此定影装置，并且停止定影装置(ERR-STOP，错误-停止)。然后，在显示器(未示出)上显示错误信息，提示操作者更换定影装置。温度TR(d)是在时间点T1定影辊筒的表面温度，定影辊筒的居里点TR3”低于预定的定影温度TR2。

如果检测的定影辊筒的温度TR接近TR(b)，控制器32作为电功率数量改变装置(调节供给线圈5的电功率的数量的装置)，确定定影装置中的定影辊筒是定影辊筒(2)，其居里点和定影装置相匹配。在这种情况下，控制器32继续启动加热操作，其中作用到线圈5上的电功率Pcoil的脉冲宽度是脉冲宽度P1。

如果检测的定影辊筒温度TR接近TR(b)，控制器32作为电功率数量改变装置，确定定影装置中的定影辊筒是定影辊筒(1)(具有铁构成的金属芯的定影辊筒)，其在启动期间温度上升的速度不够好。然后，基于这种判断，通过切换供应到线圈5的电功率的脉冲宽度至脉冲宽度P1(a)，控制器32增加供给线圈5的电功率到预定值。

如果检测的定影辊筒温度TR接近TR(c)，控制器32确定定影装置中的定影辊筒是这样的定影辊筒，其居里点高于定影辊筒(2)的定影温度TR2，但是低于定影辊筒(2)的居里点TR3。然后，基于这种判断，控制器32转变供应到感应加热线圈5的电功率Pcoil的脉冲宽度，因此降低供应到线圈5的电功率的量。

如上所述，通过在定影辊筒1表面温度上升的过程中指定的时间点T1检测定影辊筒1的表面温度TR，可以识别定影辊筒1的类型。由此，按照识别的类型(辊筒材料)，通过控制作用到感应线圈5上的电功率数量，可使定影辊筒(1)、(2)、(3)和(4)在启动期间中，在使定影辊筒(1)、(2)、(3)和(4)的表面温度达到定影温度TR2所花费的时间长度大致一致；它们都在相同的时间T2达到定影温度TR2，如图9所示，不管采用何种材料，由于装置不需要停下来更换定影辊筒，不只在能量保持方面，而且在实际容易使用方面，可使复印机、打印机、以及类似的机器得到改善。

参考图9，脉冲宽度P2是启动操作一完成就立即开始供应给感应加热线圈5的电功率脉冲宽度，为了在启动操作完成后立即开始复印(打印)操作。换句话说，是当记录介质纸被传输通过定影部分时，供应到线圈5上的电功率的脉冲宽度。时间点T3对应复印(打印)操作结束的时间点，此时供应到线圈5上的电功率下降到脉冲宽度P2。换句话说，从脉冲宽度P2下降的时间点T3对应复印操作的结束。

在此实施例中的图像加热设备的定影辊筒1是可拆除地安装在图像加热设备上，因此，一个在特性方面，特别是关于温度上升特性方面不同于此实施例中定影辊筒1的定影辊筒，安装在此图像加热设备中是可能的。换句话说，匹配于与本实施例中的图像加热设备不同类型的图像加热设备的定影辊筒被安装在本实施例中的图像加热设备中是可能的，产生出乎意料的定影装置和图像生成装置主组件的组合。在本实施例中，即使如上所述的组合发生了，也就是在定影装置100和图像生成装置主组件之间发生了错配，上述定影辊筒1在启动期间随温度上升的特性可以容易地被检测。因此，错配产生的问题可以被防止。

顺便提及，定影辊筒(1)的居里点高于正常定影辊筒(2)的居里点TR3。因此，当连续传输多张小尺寸的记录介质时，控制器32用第二温度检测装置TH2，监视定影辊筒上正在传输的记录介质的记录介质通道以外部分的温度上升，并且控制图像生成操作，使得定影辊筒上记录介质通道以外的部分温度不再额外地上升；更详细地说，控制器32调节记录介质间隔长度，阻止定影辊筒上记录介质通道以外的部分温度超过预定温度界限TR3。

此外，如果控制器32监测到从第一和/或第二温度检测装置TH1和TH2输入的定影辊筒的温度超过预定上限，它确定图像加热设备产生热量失控。然后，立即停止装置，并且显示信息表示发生的事件。

顺便提及，在本实施例中，即使图像加热设备中的定影辊筒被识别为辊筒(1)或(3)，加热设备中的定影辊筒也不用更换，而是采用电功率控制方法匹配图像加热设备中的定影辊筒的方法控制其温度来使用。然而，不用怀疑，在这种情况下，图像加热设备中的定影辊筒和图像加热设备是错配的。因此，更优越的是，图像生成装置构造为：当发生了这种错配时，显示信息提示更换定影装置。图像生成装置也可以构成为：如果确定图像加热设备中的定影辊筒是定影辊筒(1)，操作停止，并且显示一个信息，提示更换定影装置，如同如果确定图像加热设备中的定影辊筒是定影辊筒(4)的情况一样。

进一步，用于识别不同种类的定影辊筒的参考温度TR(a)、TR(b)和TR(c)，可以替换为参考温度范围或更大参考温度数值。也可以提供一个无级温度参考数据，使得可以以时间点T1检测的其温度为基础识别定影辊筒的类型。

如上所述，本实施例中的定影装置，其定影辊筒1采用的是居里点邻近于定影装置的定影温度的材料，而且利用电磁感应加热定影辊筒1，该装置的特征在于，包括控制器32(控制装置)和可以响应控制器31的命令改变提供到感应加热线圈5的电功率的感应加热功率源31(高频功率转换装置)，控制器32以在启动期间内定影辊筒关于温度上升的特性为基础，识别定影装置中定影辊筒的类型，基于图像加热设备中的定影辊筒1的类型的识别，优化供应加热定影辊筒1的电功率数量。

[杂录]

1)本发明也适用于如感应加热类型的图像加热设备，该设备提供有磁通量阻挡板阻止定影辊筒中记录介质通道以外的部分的温度过度升高，以及驱动磁通量阻挡装置的装置，以便阻止诸如因为图像加热设备和其加热部件的居里点不匹配造成的定影不令人满意的问题。

2)图像加热设备可以构造为作为激励装置的激励组件3设置在作为加热元件的定影辊筒1的外面。

3)按照本发明的图像加热设备不仅可用做本实施例中的定影装置，而且可用于临时定影的图像加热设备，通过再加热记录介质和其上的图像来改善记录介质和其上的图像的表面特性如光泽的热加工装置，以及类似的装置。

虽然本发明参照上述揭示的结构描述，但并不限于这些详细的阐述，本申请所要求保护的范围包括在权利要求书中的范围或改进的意图之内的修改和改变。

Claims (4)

1、一种图像加热设备，包括：

磁通量产生装置；

通过磁通量产生装置产生的磁通量产生热量的热发生元件，所述热发生元件用于加热记录材料上的图像；

电功率供应装置，为所述的磁通量产生装置供应电功率，以及

电功率改变装置，用于在从电功率供应到所述的磁通量产生装置开始到所述的热发生元件的温度达到预定水平的时期内，基于所述热发生元件的温度上升特性，改变要供应到所述的磁通量产生装置上的电功率。

2、如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的热发生元件是可拆卸地安装在所述的设备上，其中所述设备能够装载两种具有不同温度上升特性的热发生元件。

3、如权利要求1所述的设备，还包括用于检测所述热发生元件的温度的温度检测装置，其中，所述的电功率改变装置在从向所述磁通量产生装置供应电功率开始经过预定期间以后，基于所述温度检测装置的检测结果，改变要供给到所述的磁通量产生装置上的电功率。

4、如权利要求1所述的设备，其特征在于：经过预定的期间后，当所述热发生元件的温度低于预定的水平时，则调高供应给所述磁通量产生装置的电功率，当温度高于预定水平时，则调低供应给所述磁通量产生装置的电功率。

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