專利名稱：圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括用于將調(diào)色劑圖像定影在記錄材料上的定影設(shè)備的圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
具有作為熱源的陶瓷加熱器的膜加熱型加熱定影設(shè)備在諸如復(fù)印機(jī)或激光束打印機(jī)等的圖像形成裝置的領(lǐng)域中是已知的。在一些這樣的加熱定影設(shè)備中，加熱器包括布置在記錄材料的進(jìn)給方向上的多個(gè)生熱元件，這些生熱元件是可被獨(dú)立致動(dòng)的，其中，通過開關(guān)元件從AC電源將電力供給生熱元件，以將加熱器的溫度控制在期望的加熱溫度水平。關(guān)于生熱元件的電力供給控制系統(tǒng)，相位控制和波數(shù)控制是已知的，日本專利申請(qǐng)公開 2003-123941公開了一種控制系統(tǒng)，其中，一個(gè)控制周期包括多個(gè)半波，所述多個(gè)半波中的一部分通過相位控制，所述多個(gè)半波中的其它部分通過波數(shù)控制。這樣的組合相位控制和波數(shù)控制的控制系統(tǒng)稱為混合控制。然而，常規(guī)的圖像形成裝置具有以下問題。在上述定影設(shè)備中，在記錄介質(zhì)通過生熱元件期間進(jìn)行生熱元件的開啟/關(guān)閉，因此，在記錄材料上，存在通過通電的生熱元件的區(qū)域和通過沒通電的生熱元件的區(qū)域。換句話講，記錄材料具有被生熱元件加熱的部分和未被生熱元件加熱的部分。結(jié)果，在定影圖像上出現(xiàn)諸如條帶的密度差異，這稱為定影不均勻性?？偟貋?lái)講，在波數(shù)控制或混合控制中，生熱元件的開啟/關(guān)閉切換的循環(huán)周期相對(duì)地長(zhǎng)，因此，定影不均勻性趨向于明顯。除了控制系統(tǒng)之外，記錄材料的進(jìn)給速度也對(duì)定影不均勻性的顯著度(conspicuousness)有影響。在生熱元件布置在記錄材料的進(jìn)給方向上的情況下，由生熱元件提供的總熱量對(duì)定影不均勻性有影響。例如，提供兩個(gè)生熱元件，當(dāng)記錄材料具有被這兩個(gè)生熱元件加熱的部分和未被任一個(gè)生熱元件加熱的部分時(shí)，出現(xiàn)定影不均勻性。不均勻性的暗度差異、定影不均勻性的發(fā)生循環(huán)周期等根據(jù)生熱元件之間的距離、記錄材料的進(jìn)給速度和控制系統(tǒng)而不同。在這種情況下，提出了為了防止被第一生熱元件加熱的部分被再次加熱，通過確定生熱元件之間的距離來(lái)用另一個(gè)生熱元件加熱未被第一生熱元件加熱的部分，由此，施加于記錄材料的熱量是均勻的。例如，日本專利申請(qǐng)公開平5-3337 公開了這樣一種方法，在該方法中，為了減小定影不均勻性的最佳水平，從AC電源頻率和記錄材料的進(jìn)給速度確定生熱元件之間的空隙(clearance)。然而，當(dāng)以單一速度進(jìn)行打印時(shí)這可減小定影不均勻性，但是當(dāng)根據(jù)記錄材料的種類和尺寸等在不同水平之間切換進(jìn)給速度時(shí)，定影不均勻性不可避免。換句話講，在切換記錄材料的進(jìn)給速度的情況下，最大總熱量與最小總熱量之間的差異大，結(jié)果是，當(dāng)切換進(jìn)給速度時(shí)，定影不均勻性發(fā)生
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種圖像形成裝置，通過該圖像形成裝置，可抑制定影不均勻性，以使得即使當(dāng)切換記錄材料的進(jìn)給速度時(shí)，也可提供高圖像質(zhì)量。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種圖像形成裝置，包括定影部，其用于將形成在記錄材料上的未定影圖像定影在該記錄材料上，所述定影部包括環(huán)形帶、與所述環(huán)形帶的內(nèi)表面接觸的加熱器和施壓構(gòu)件，所述加熱器包括第一生熱元件和第二生熱元件，所述第二生熱元件相對(duì)于記錄材料的進(jìn)給方向設(shè)置在所述第一生熱元件的下游，所述施壓構(gòu)件與所述加熱器合作形成用于壓合和進(jìn)給記錄材料的定影壓合部；控制器，所述控制器用于控制要被供給所述第一生熱元件和所述第二生熱元件的電力，所述控制器能夠彼此獨(dú)立地控制所述第一生熱元件和所述第二生熱元件，其中，所述設(shè)備能夠設(shè)置記錄材料的多個(gè)進(jìn)給速度，并且所述控制器根據(jù)記錄材料進(jìn)給速度改變電力供給所述第一生熱元件的時(shí)間和電力供給所述第二生熱元件的時(shí)間的差。當(dāng)考慮以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的描述時(shí)，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更清晰。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的圖像形成裝置的示意圖。圖2是實(shí)施例中的用于電力供給的電路的示意圖。圖3(a) (C)是本實(shí)施例中的陶瓷表面型加熱器的示意圖。圖4是本實(shí)施例中的定影設(shè)備的示意圖。圖5(a) (b)示出本實(shí)施例中的零交叉檢測(cè)電路、AC電源波形和零交叉波形。圖6顯示本實(shí)施例中的電流波形。圖7(a) (b)顯示本實(shí)施例中的用于混合控制的控制圖案。圖8(a) (b)顯示本實(shí)施例中的控制圖案和電流波形。圖9顯示本實(shí)施例中的給予記錄材料的電力分布。圖10是示出本實(shí)施例中的控制流程的控制流程圖。圖11顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電流波形。圖12(a) (b)顯示第二實(shí)施例中的用于混合控制的控制圖案。圖13(a) (b)顯示第二實(shí)施例中的控制圖案和電流波形。圖14顯示第二實(shí)施例中的給予記錄材料的電力分布。圖15(a) (b)顯示本發(fā)明的第三實(shí)施例中的控制圖案和電流波形。圖16顯示第三實(shí)施例中的給予記錄材料的電力分布。
具體實(shí)施例方式第一實(shí)施例(1-1.圖像形成裝置的整體布置)將參照?qǐng)D1對(duì)根據(jù)本實(shí)施例的圖像形成裝置的整體布置進(jìn)行描述。該圖像形成裝置在下部設(shè)置有能夠堆疊多個(gè)記錄材料的進(jìn)給盒101。當(dāng)產(chǎn)生圖像形成開始信號(hào)時(shí)，拾取輥102 —次一張地送出堆疊在進(jìn)給盒101中的記錄材料，進(jìn)給輥103朝向?qū)R輥104進(jìn)給記錄材料。然后，對(duì)齊輥104在預(yù)先確定的定時(shí)將記錄材料進(jìn)給到處理盒105。
處理盒105作為單元包括充電輥106、顯影輥107、清潔構(gòu)件108和作為電子照相感光構(gòu)件的感光鼓109，并可拆卸地安裝到設(shè)備的主體。當(dāng)圖像形成在記錄材料上時(shí)，充電輥106對(duì)感光鼓109的表面均勻充電。其后，作為圖像曝光裝置的掃描單元111將該表面曝露到根據(jù)圖像信號(hào)調(diào)制的光。掃描單元111包括用于發(fā)射激光束的激光二極管112、可旋轉(zhuǎn)多面鏡113和反射鏡114。從激光二極管112 發(fā)射的激光束通過多面鏡113和反射鏡114在主掃描方向上掃描，并通過感光鼓109的旋轉(zhuǎn)在副掃描方向上掃描。由此將兩維潛像形成在感光鼓109上。形成在感光鼓109上的潛像通過從顯影輥107供給的調(diào)色劑被顯現(xiàn)為調(diào)色劑圖像，調(diào)色劑圖像在轉(zhuǎn)印輥110與感光鼓109之間的輥隙中被轉(zhuǎn)印到從對(duì)齊輥104進(jìn)給的記錄材料上。已接收調(diào)色劑圖像的記錄材料被進(jìn)給到定影設(shè)備115，由此在定影設(shè)備115中對(duì)記錄材料上的未定影調(diào)色劑圖像進(jìn)行加熱和加壓，以使得調(diào)色劑圖像定影在記錄材料上。 中間排出輥116和排出輥117將記錄材料排出到圖像形成裝置的主體的外部，從而完成打印操作系列。(1-2.定影設(shè)備的整體結(jié)構(gòu))將參照?qǐng)D4對(duì)定影設(shè)備115的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。圖4顯示定影設(shè)備115的整體結(jié)構(gòu)。定影設(shè)備115是加熱膜型定影設(shè)備，包括具有柔性的耐熱加熱套筒402(環(huán)形帶)和與耐熱加熱套筒402壓接的彈性施壓輥403 (施壓構(gòu)件)。加熱套筒402圍繞套筒導(dǎo)向件 401折疊(telescope)并被彈性施壓輥403旋轉(zhuǎn)，記錄材料上的調(diào)色劑圖像被加熱和加壓， 以使得調(diào)色劑圖像定影在記錄材料上。在套筒導(dǎo)向件401內(nèi)部，提供剛性構(gòu)件的支架404。在加熱套筒402內(nèi)部，提供由套筒導(dǎo)向件401的下表面?zhèn)戎蔚谋砻嫘图訜崞?224(加熱器)。陶瓷表面型加熱器2M是細(xì)長(zhǎng)板狀加熱器，其縱向與加熱套筒402的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)方向垂直。彈性施壓輥403從陶瓷表面型加熱器224的對(duì)面朝向加熱器2M壓接到加熱套筒402。陶瓷表面型加熱器2 包括SiC、ALN、A1203等陶瓷材料的絕緣襯底301，沿絕緣襯底301的縱向延伸地包括糊劑印刷(paste-printe)在絕緣襯底301上的多個(gè)生熱元件 203(第一生熱元件和第二生熱元件)。這兩個(gè)生熱元件的表面受玻璃材料的保護(hù)層保護(hù)。在絕緣襯底301的與生熱元件203、204相對(duì)的一側(cè)，提供熱敏電阻222。雖然在圖4中未顯示，但是陶瓷表面型加熱器2M被用于檢測(cè)陶瓷表面型加熱器224的縱向端部的溫度的熱敏電阻223、熱敏開關(guān)等接觸。生熱元件203、204的電阻值沿著縱向可以是均勻的或不均勻的。例如，可考慮這樣的事實(shí)，即，當(dāng)對(duì)小尺寸的記錄材料進(jìn)行加熱時(shí)，記錄材料不通過生熱元件203、204的縱向端部，因此，縱向端部的溫度與中心部分相比趨向于上升。鑒于此，可使電阻值在縱向端部與中心部分之間不同，以使得加熱溫度沿著生熱元件203、204的縱向相對(duì)均勻。這里，具有這樣的生熱元件的加熱器稱為逐漸減弱式(tapered)加熱器。為了改進(jìn)加熱套筒402的可滑動(dòng)性，可將潤(rùn)滑脂涂敷到加熱套筒402與陶瓷表面型加熱器2M之間的界面。陶瓷表面型加熱器224的生熱元件203、204可以在壓合側(cè)或相對(duì)側(cè)。如前所述，定影設(shè)備至少由環(huán)形帶402、加熱器224和施壓構(gòu)件403構(gòu)成，加熱器224與環(huán)形帶402的內(nèi)表面接觸，并包括第一生熱元件203和第二生熱元件204，第二生熱元件204相對(duì)于記錄材料的進(jìn)給方向設(shè)置在第一生熱元件的下游，施壓構(gòu)件403形成用于與環(huán)形帶402合作壓合和進(jìn)給記錄材料的定影壓合部。根據(jù)如前所述的加熱膜型定影設(shè)備115，加熱套筒402的內(nèi)側(cè)表面和陶瓷表面型加熱器2M彼此直接接觸，因此，由陶瓷表面型加熱器2M產(chǎn)生的熱量可有效率地施加于定影壓合部。因此，能夠以足夠高的加熱溫度對(duì)調(diào)色劑圖像進(jìn)行加熱，并可縮短定影設(shè)備115 的電能消耗的上升和下降時(shí)間。(1-3.用于電力供給的電路結(jié)構(gòu))將參照?qǐng)D2對(duì)用于將電力供給定影設(shè)備115的生熱元件203、204的電力供給電路進(jìn)行描述。圖2中標(biāo)號(hào)201表示的是AC電源(商用電源)，并通過AC濾波器202與生熱元件 203和生熱元件204連接。生熱元件203和生熱元件204并聯(lián)連接，并且從AC電源201供給的電力被供給生熱元件203和生熱元件204。三端雙向可控硅開關(guān)(TRIAC)(第一驅(qū)動(dòng)元件)205使生熱元件203的電力供給接通和關(guān)斷，三端雙向可控硅開關(guān)(第二驅(qū)動(dòng)元件)206使生熱元件204的電力供給接通和關(guān)斷。207、208表示的是用于三端雙向可控硅開關(guān)205的偏壓電阻器，209表示的是用于確保初級(jí)側(cè)與次級(jí)側(cè)之間的沿面放電路徑的光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器(photo-TRIAC coupler)。光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器209的發(fā)光二極管的電力供給使三端雙向可控硅開關(guān)205導(dǎo)通。211表示的是用于限制通過光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器205的電流的電阻器。212表示的是用于控制光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器205的開啟/關(guān)閉的晶體管。晶體管212根據(jù)從引擎控制器220到電阻器213的FSRDl進(jìn)行操作。引擎控制器220分別將用于生熱元件203、204的相應(yīng)電力供給能夠控制生熱元件的控制器。當(dāng)晶體管212(因此，光三端雙向可控硅開關(guān))將被致動(dòng)(actuate)時(shí)，F(xiàn)SRDl輸出高，當(dāng)晶體管 212(因此，光三端雙向可控硅開關(guān))將被去致動(dòng)(deactuate)時(shí)，F(xiàn)SRDl輸出低。214,215表示的是用于三端雙向可控硅開關(guān)205的偏壓電阻器，216表示的是用于確保初級(jí)側(cè)與次級(jí)側(cè)之間的沿面放電路徑的光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器。光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器216的發(fā)光二極管的電力供給使三端雙向可控硅開關(guān)206導(dǎo)通。217表示的是用于限制通過光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器206的電流的電阻器。218表示的是用于控制光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器206的導(dǎo)通/關(guān)斷的晶體管。221表示的是通過濾波器202與201連接的^ROX檢測(cè)電路(零交叉檢測(cè)電路)。 ZEROX檢測(cè)電路221將指示AC電源電壓不大于閾值的事件的脈沖信號(hào)QEROX信號(hào))發(fā)送到引擎控制器220。弓丨擎控制器220檢測(cè)觀ROX信號(hào)的脈沖的邊沿，通過以下將描述的相位控制、波數(shù)控制和/或混合控制對(duì)三端雙向可控硅開關(guān)205、206進(jìn)行導(dǎo)通/關(guān)斷控制。222表示的是用于檢測(cè)陶瓷表面型加熱器2M的溫度的熱敏電阻。在熱敏電阻222 與陶瓷表面型加熱器2M的生熱元件203、204之間，提供具有足夠耐壓性的絕緣材料，以確保絕緣距離。熱敏電阻223是用于檢測(cè)陶瓷表面型加熱器224的縱向端部的溫度的熱敏電阻。 在陶瓷表面型加熱器224的縱向端部提供熱敏電阻223，在它們之間是具有足夠耐壓性的絕緣材料，以確保相對(duì)于生熱元件203、204的絕緣距離。
被熱敏電阻222、223檢測(cè)到的溫度經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換輸入到引擎控制器220。陶瓷表面型加熱器224的溫度由引擎控制器220監(jiān)測(cè)，引擎控制器220將由熱敏電阻222檢測(cè)的溫度與引擎控制器220中設(shè)置的溫度(目標(biāo)溫度)進(jìn)行比較，以計(jì)算要被供給生熱元件 203,204的電力。要被供給的電力被轉(zhuǎn)換為相位角或波數(shù)，并且根據(jù)得到的狀況，引擎控制器220將FSRDl進(jìn)給到晶體管212，并將FSRD2進(jìn)給到晶體管218。信號(hào)FSRDl是用于驅(qū)動(dòng)晶體管212以致動(dòng)光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器209的信號(hào)，信號(hào)FSRD2是用于驅(qū)動(dòng)晶體管218以致動(dòng)光三端雙向可控硅開關(guān)耦合器216的信號(hào)。通過使用FSRD1、FSRD2，控制要被供給生熱元件203、204的電力的量。因此，用于控制要被供給第一生熱元件203和第二生熱元件204的電力的控制器220控制第一驅(qū)動(dòng)元件205和第二驅(qū)動(dòng)元件206，以使得第一生熱元件203和第二生熱元件204可被獨(dú)立控制。在本實(shí)施例中，根據(jù)加熱器2M的溫度控制生熱元件203和204的電力供給，但是在另一個(gè)示例中，有元件用于檢測(cè)環(huán)形帶402的溫度，并可根據(jù)環(huán)形帶402的溫度控制電力供給。225表示的是用于進(jìn)給記錄材料的進(jìn)給型驅(qū)動(dòng)源和作為用于感光鼓109的驅(qū)動(dòng)源的馬達(dá)。引擎控制器220接收從馬達(dá)225輸出的速度信號(hào)脈沖(TO)，以確定馬達(dá)225的速度。另外，它將TO信號(hào)與參考時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行比較，并將加速度信號(hào)(ACC)和減速度信號(hào) (DEC)輸出到馬達(dá)225，以控制記錄材料進(jìn)給速度和處理速度。此外，它通過指示馬達(dá)變其旋轉(zhuǎn)速度來(lái)根據(jù)諸如記錄材料的尺寸的狀況切換記錄材料進(jìn)給速度。將參照?qǐng)D3的部分(a)和(b)對(duì)陶瓷表面型加熱器224的生熱元件與上述電力供給電路之間的連接部分進(jìn)行描述。圖3的部分(a)是陶瓷表面型加熱器224的示意性截面圖。圖3的部分(b)示出陶瓷表面型加熱器224的生熱元件的構(gòu)造。多個(gè)這樣的生熱元件布置在記錄材料進(jìn)給方向上，以使得其縱向和記錄材料進(jìn)給方向彼此垂直。圖3的部分(c) 顯示第三實(shí)施例的定影設(shè)備中所使用的加熱器。圖3的部分(b)中所示的陶瓷表面型加熱器2 設(shè)有兩個(gè)生熱元件203、204和電極部分303、304、305。生熱元件203相對(duì)于記錄材料進(jìn)給方向設(shè)置在相對(duì)上游，生熱元件 204設(shè)置在相對(duì)下游。電極部分303用于為生熱元件203供給電力，電極部分304用于為生熱元件204供給電力。電極部分305是生熱元件203、204的公共電極。公共電極305與AC 電源201的火線側(cè)(HOT side)端子連接，電極部分303和電極部分304分別與三端雙向可控硅開關(guān)205和三端雙向可控硅開關(guān)206連接。(1-4.相位控制和波數(shù)控制)在混合控制下將電力供給陶瓷表面型加熱器224的生熱元件203、204，混合控制是相位控制和波數(shù)控制的組合。將對(duì)相位控制和波數(shù)控制進(jìn)行描述。在相位控制中，在交流電流的一個(gè)半波中的相位角范圍內(nèi)使加熱器開啟。通過相位控制，電流在每個(gè)半波中流動(dòng)，因此，改變量和改變循環(huán)周期小，由于這個(gè)原因，抑制同一辦公室或房間中的照射設(shè)備的波動(dòng)。對(duì)于抑制照射設(shè)備的閃爍，該控制是有利的。然而，當(dāng)開啟/關(guān)閉加熱器時(shí)，發(fā)生突然的電流變化，結(jié)果產(chǎn)生諧波電流，因此，從抑制諧波電流的觀點(diǎn)來(lái)講，該控制不是優(yōu)選的。另一方面，在波數(shù)控制中，加熱器的開啟/關(guān)閉使用AC電源的一個(gè)半波作為單位。 在波數(shù)控制中，對(duì)于每個(gè)半波，使加熱器開啟/關(guān)閉，因此，不趨向于發(fā)生諧波電流，有利于抑制諧波電流。然而，由于電壓變化大于相位控制中的電壓變化，所以趨向于發(fā)生閃爍。
另外，在組合相位控制和波數(shù)控制的混合控制中，與僅相位控制的情況相比，可抑制諧波電流和切換噪聲的產(chǎn)生。另外，與僅波數(shù)控制的情況相比，可減小閃爍，因此，能夠以更大的步長(zhǎng)控制加熱器的電力控制。以下將對(duì)本實(shí)施例中的混合控制的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。(1-5.零交叉檢測(cè)電路和^ROX波形)圖5的部分(a)顯示零交叉檢測(cè)電路221 (ZER0X檢測(cè)電路)的細(xì)節(jié)。圖5的部分 (b)顯示AC電源波形和^ROX波形。來(lái)自AC電源201的AC電壓輸入到圖5的部分(a)中所示的零交叉檢測(cè)電路221，并且整流設(shè)備501、502對(duì)該AC電壓進(jìn)行半波整流。在本實(shí)施例中，對(duì)零線側(cè)(Neutral side)進(jìn)行整流。已經(jīng)過半波整流的AC電壓通過電阻器505、電容器504和限流電阻器503、506輸入到晶體管507的基極。當(dāng)零線側(cè)電勢(shì)高于通過未示出的全波整流二極管電橋、整流設(shè)備501、502和晶體管507確定的閾值電壓Vz (S卩，零線側(cè)的電勢(shì)高于火線側(cè)電勢(shì))時(shí)，使晶體管507導(dǎo)通。另一方面，當(dāng)零線側(cè)電勢(shì)變得低于火線側(cè)電勢(shì)時(shí)，使晶體管507關(guān)斷。光耦合器(photo-coupler) 509是用于確保初級(jí)側(cè)與次級(jí)側(cè)之間的沿面放電路徑的元件，電阻器508和510是用于限制通過光耦合器509的電流的電阻器。當(dāng)零線側(cè)電勢(shì)變得高于火線側(cè)電勢(shì)時(shí)，使晶體管507導(dǎo)通，因此，使光耦合器509中的發(fā)光二極管509a去致動(dòng)，使光晶體管509b關(guān)斷，光耦合器509的輸出電壓變高。另一方面，當(dāng)零線側(cè)電勢(shì)變得低于火線側(cè)電勢(shì)時(shí)，使晶體管507關(guān)斷，因此，致動(dòng)光耦合器509中的發(fā)光二極管509a，使光晶體管509b導(dǎo)通，光耦合器509的輸出電壓變低。 因此，ZEROX信號(hào)是這樣的脈沖信號(hào)，其具有根據(jù)相對(duì)于零線側(cè)電勢(shì)的火線側(cè)電勢(shì)是高于還是低于閾值電壓Vz進(jìn)行切換的電平。光耦合器509的輸出作為零交叉GEROX)信號(hào)通過電阻512供給引擎控制器220。 引擎控制器220檢測(cè)零交叉信號(hào)的上升沿和下降沿，并基于作為觸發(fā)的邊沿使三端雙向可控硅開關(guān)205、206導(dǎo)通。然而，由于閾值電壓Vz不是OV(Vz興0)，所以^ROX信號(hào)的上升沿偏離實(shí)際的零交叉點(diǎn)。類似地，下降沿偏離實(shí)際的零交叉點(diǎn)。如果ZEROX信號(hào)照原樣用作用于相位控制的觸發(fā)信號(hào)，則與偏離對(duì)應(yīng)的時(shí)間差通過輸入電源的正和負(fù)極性變?yōu)橄辔黄睢ｈb于此，引擎控制器220測(cè)量觀ROX信號(hào)的下降的循環(huán)周期(2T)，并計(jì)算該時(shí)間周期的一半T。其后， 引擎控制器220在時(shí)間T產(chǎn)生疑似的(plausible)上升沿。以下，下降沿和所述疑似的上升沿的組合稱為控制ZEROX信號(hào)。引擎控制器220使用所述控制^ROX信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)實(shí)現(xiàn)控制。(1-6.混合控制)將參照?qǐng)D6對(duì)本實(shí)施例中的混合控制進(jìn)行描述。如前所述，混合控制是波數(shù)控制和相位控制的組合，就波數(shù)控制而言，在一個(gè)控制循環(huán)周期中使用AC電源的半波作為單位實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通/關(guān)斷，就相位控制而言，通過在一個(gè)半波中的相位角處形成導(dǎo)通來(lái)將電力供給加熱器。在混合控制中，由于使用波數(shù)控制和相位控制這二者，所以平衡閃爍的影響和諧波電流的影響，波數(shù)控制盡管較少地抑制閃爍，但是引起較小的諧波電流，相位控制盡管產(chǎn)生諧波電流，但是抑制閃爍。例如，一個(gè)循環(huán)周期具有連續(xù)的8個(gè)半波，在這8個(gè)半波中的每個(gè)中，改變導(dǎo)通半波的數(shù)量和狀態(tài)相位角，以控制加熱器的電力供給。參照?qǐng)D6，F(xiàn)SRDl和FSRD2是從圖2中所述的引擎控制器220輸出的波形，這些波形基于結(jié)合圖5所述的控制^ROX信號(hào)而輸出。在混合控制的情況下，在0相位或另一個(gè)任意相位，使加熱器開啟，因此，如圖6所示，基于控制^ROX信號(hào)在所需相位處輸出脈沖。在FSRDl和FSRD2的控制下流過相應(yīng)生熱元件的電流波形出現(xiàn)在生熱元件203的電流波形和生熱元件204的電流波形中。在本實(shí)施例中，使生熱元件203和生熱元件204 的電阻值彼此不同，因此，電流波形的振幅彼此不同。因此，圖6中所示的生熱元件的頂部電流波形是流過生熱元件203和流過生熱元件M的電流的合成波形。(1-7.電力控制的控制圖案)將參照?qǐng)D7對(duì)當(dāng)通過上述混合控制來(lái)控制生熱元件203、204的電力供給時(shí)的控制圖案進(jìn)行描述。圖7顯示用于生熱元件203和生熱元件204的使用8個(gè)半波作為控制循環(huán)周期的混合控制的控制圖案。圖7的部分(a)是用于第一生熱元件203的表，(b)是用于第二生熱元件204的表。如將理解的，這些表相同。因此，一個(gè)表可用于這兩個(gè)生熱元件。 最左行顯示供給生熱元件的0% -100%的電力被劃分成的40個(gè)控制水平。線顯示控制水平的一個(gè)控制循環(huán)周期(8個(gè)半波)中的控制圖案?？刂茍D案用一個(gè)半波中的導(dǎo)通周期的百分比指示。在每個(gè)單元格中，該百分比按2. 5%增量從100%到0%。在每個(gè)生熱元件中，一個(gè)控制循環(huán)周期中AC電源的正電力供給相位和負(fù)電力供給相位彼此對(duì)稱。換句話講，一個(gè)控制循環(huán)周期內(nèi)的正側(cè)和負(fù)側(cè)的電流波形彼此對(duì)稱。上述加熱器驅(qū)動(dòng)電路使用圖7的部分(a)和(b)中所示的圖案彼此獨(dú)立地控制上游生熱元件 203和下游生熱元件204。例如，當(dāng)50%電力將被供給生熱元件203、204時(shí)，上游生熱元件 203選擇(a)的50%，下游生熱元件204也選擇(b)的50%?？偣?，50%電力被供給生熱元件?？蓪⒖刂茍D案存儲(chǔ)在圖2中所示的引擎控制器220中，并可響應(yīng)于所需的電力選擇合適的控制圖案。圖8的部分(b)顯示流過生熱元件的電流波形。圖8的部分(b)顯示當(dāng)圖 7中的50%被選擇為控制水平(控制圖案)時(shí)的電流波形?？刂破鞲鶕?jù)加熱器或環(huán)形帶的溫度選擇控制水平(控制圖案)之一。控制水平的更新的循環(huán)周期是一個(gè)控制循環(huán)周期。控制器為包括商用AC波形的多個(gè)連續(xù)半波的每一個(gè)控制循環(huán)周期設(shè)置控制圖案。(1-8.控制圖案的控制開始的時(shí)間差)將參照?qǐng)D8對(duì)本實(shí)施例中的控制圖案的控制開始的時(shí)間差進(jìn)行描述。圖8的部分 (a)是圖7的50%電力被供給時(shí)的控制圖案。生熱元件204的控制開始定時(shí)偏離生熱元件 203的控制開始定時(shí)，并且偏離量變化。偏離量是一個(gè)半波的η倍。圖8的部分(b)顯示當(dāng)使用圖8的(a)中所示的圖案控制生熱元件時(shí)的電流波形。這里，由多個(gè)半波構(gòu)成的一個(gè)控制循環(huán)周期的第一個(gè)半波是所述一個(gè)控制循環(huán)周期的開始時(shí)間。AC電源波形的循環(huán)周期的一個(gè)一半(一個(gè)半波)取決于AC電源的頻率，并被表達(dá)為AC電源的頻率的倒數(shù)。在本實(shí)施例中，作為用于減小定影不均勻性的方法，上游生熱元件203的控制開始定時(shí)和下游生熱元件204的控制開始定時(shí)彼此偏離，以使得已經(jīng)被上游生熱元件203加熱的記錄材料上的點(diǎn)不被下游生熱元件204再次加熱。也就是說，生熱元件203與生熱元件204之間的控制開始時(shí)間的差通過以下公式確定 這里，ν是記錄材料進(jìn)給速度[mm/sec]，A是寬度方向(記錄材料進(jìn)給方向)上的生熱元件的中心軸線之間的距離[mm]，f是AC電源的頻率。另外，η是以半波的數(shù)量指示控制開始時(shí)間差的整數(shù)。假設(shè)AC電源的頻率f恒定，則將上游生熱元件203與下游生熱元件204之間的控制圖案開始時(shí)間差選擇為滿足方程(1)的最佳的η。通過這樣做，可減小定影不均勻性。類似地，當(dāng)記錄材料的種類等改變時(shí)，切換進(jìn)給速度v[mm/SeC]，以提供最佳的定影特性，并且與新的進(jìn)給速度ν對(duì)應(yīng)地確定公式(1)的n，并改變控制開始時(shí)間差。通過這樣做，可確定控制圖案開始時(shí)間差，以減小當(dāng)切換進(jìn)給速度時(shí)的定影不均勻性。更具體地講，使記錄材料上已被生熱元件203加熱的部分到達(dá)生熱元件204的加熱區(qū)域的定時(shí)與生熱元件204的電力供給定時(shí)不同。例如以這樣的情況為例，S卩，AC電源的頻率為50Hz，生熱元件之間的距離A為 1. 5 [mm]，進(jìn)給速度ν為150 [mm/sec]或200 [mm/sec]。將這些值代入方程中，結(jié)果是當(dāng)切換進(jìn)給速度時(shí)的η在ν = 150的情況下應(yīng)該η乒1，在ν = 200的情況下應(yīng)該η乒0. 75。通過設(shè)置η以便滿足它們，可減小定影不均勻性。在本實(shí)施例中，對(duì)于ν = 150的情況，選擇 η = 2，對(duì)于ν = 200的情況，選擇η = 3。預(yù)先將η的值存儲(chǔ)在引擎控制器220中?；谕ㄟ^方程(1)確定的η，下游生熱元件204比上游生熱元件203的控制開始時(shí)間延遲l/2fxn[sec]開始電力供給。在從上游生熱元件203的控制開始到下游生熱元件 204的控制開始的時(shí)間段期間，生熱元件204的電力供給是不必要的，但是可從圖8中的虛線所示的下一個(gè)控制循環(huán)周期的控制圖案開始控制?；蛘撸媸箍刂崎_始時(shí)間具有偏差， 可將具有l(wèi)/2fxn[sec]延遲關(guān)系的FSRDl和FSRD2的控制圖案存儲(chǔ)在引擎控制器220中， 并根據(jù)進(jìn)給速度切換控制圖案。參照?qǐng)D9，將對(duì)當(dāng)如上所述那樣使生熱元件203、204的控制開始時(shí)間具有偏差時(shí)的定影不均勻性減小效果進(jìn)行描述。圖9是當(dāng)記錄材料的進(jìn)給速度v[mm/sec]為150 [mm/ sec]時(shí)從生熱元件203、204供給記錄材料的電力的曲線圖。該曲線圖的橫坐標(biāo)是在記錄材料進(jìn)給方向上記錄材料離其前端的距離(記錄材料上的位置)?？v坐標(biāo)是由生熱元件在記錄材料的各個(gè)位置處施加的總電力的相對(duì)值。虛線是當(dāng)控制開始時(shí)間差η = 1(從定影不均勻性的觀點(diǎn)來(lái)講這不是優(yōu)選的)時(shí)的電力分布， 實(shí)線是當(dāng)控制開始時(shí)間差η = 2(這是能夠減小定影不均勻性的情況之一)時(shí)的電力分布。如從該曲線圖將理解的，當(dāng)η = 1時(shí)，電力變化大，當(dāng)η = 2時(shí)，差異小。因此，通過根據(jù)進(jìn)給速度使控制開始定時(shí)具有偏差，施加于記錄材料的電力的不均勻性改變。因此， 通過基于方程(1)的最佳控制開始時(shí)間差，可提供定影不均勻性的減小效果。(1-9.控制流程圖)將參照?qǐng)D10對(duì)本實(shí)施例中所使用的控制流程圖進(jìn)行描述。當(dāng)引擎控制器220接收到打印開始指令時(shí)，在步驟SlOl中檢測(cè)AC電源的^ROX信號(hào)的下降沿。在步驟S102中， 引擎控制器220從下降沿的循環(huán)周期計(jì)算AC電源的頻率。在步驟S103中，產(chǎn)生圖5中所述的控制^ROX信號(hào)。然后，在步驟S104中，如果從熱敏電阻222的溫度檢測(cè)判斷陶瓷表面型加熱器2 不在異常狀態(tài)下，則在步驟S105中檢測(cè)記錄材料的尺寸等，并在步驟S106中從諸如記錄材料的尺寸的狀況確定進(jìn)給速度。這里，根據(jù)進(jìn)給速度從引擎控制器220的存儲(chǔ)器讀取公式 (1)中的η。當(dāng)所述設(shè)備變?yōu)槟軌蜷_始打印操作時(shí)，將陶瓷表面型加熱器224的溫度控制開始時(shí)間設(shè)置為t = 0，并開始上游生熱元件203的電力供給控制。其后，在步驟S108、S109中，當(dāng)與η倍半波對(duì)應(yīng)的時(shí)間過去時(shí)，開始下游生熱元件 204的電力供給控制。其后，在步驟SllO中，繼續(xù)溫度控制，以使得陶瓷表面型加熱器2Μ 的溫度達(dá)到所需水平，同時(shí)通過熱敏電阻222監(jiān)測(cè)陶瓷表面型加熱器224的溫度。如果由于記錄材料尺寸的改變而導(dǎo)致在打印操作期間進(jìn)給速度改變，則根據(jù)進(jìn)給速度再次獲得最佳值η。如前所述，根據(jù)本實(shí)施例，通過控制生熱元件以使得當(dāng)切換記錄材料的進(jìn)給速度時(shí)切換控制開始時(shí)間之間的差，可提供這樣的圖像形成裝置，通過該圖像形成裝置，無(wú)論進(jìn)給速度如何切換，都可產(chǎn)生定影不均勻性被抑制的圖像。第二實(shí)施例將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的圖像形成裝置進(jìn)行描述。圖像形成裝置的結(jié)構(gòu)和定影設(shè)備的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)相同，但是不同之處在于使用對(duì)抑制諧波電流有效的波數(shù)控制來(lái)控制生熱元件。在本實(shí)施例的描述中，將與實(shí)施例1中相同的標(biāo)號(hào)分配給本實(shí)施例中具有對(duì)應(yīng)功能的元件，并且為了簡(jiǎn)化，省略其詳細(xì)描述。(2-1.電力控制)在本實(shí)施例中，通過如圖11中所示的波數(shù)控制來(lái)控制生熱元件203和生熱元件 204的電力。波數(shù)控制如前所述，但是可通過改變由例如12個(gè)半波構(gòu)成的一個(gè)控制循環(huán)周期中的導(dǎo)通半波的狀態(tài)和數(shù)量來(lái)控制加熱器的電力供給。在波數(shù)控制中，整個(gè)半波要么為導(dǎo)通狀態(tài)，要么為關(guān)斷狀態(tài)，因此，如圖11所示， 在^ROX信號(hào)的相位0處輸出導(dǎo)通信號(hào)。流過生熱元件203、204的電流波形如圖所示。在本實(shí)施例中，生熱元件203和生熱元件204的電阻值彼此不同，因此，電流波形的振幅不同。 圖11中的頂部生熱元件電流波形是流過生熱元件203和生熱元件204的電流的合成波形。(2-2.電力控制的控制圖案)將參照?qǐng)D12對(duì)通過波數(shù)控制控制生熱元件203、204的電力供給時(shí)的控制圖案進(jìn)行描述。圖12的部分(a)顯示當(dāng)通過波數(shù)控制控制生熱元件203的電力供給并且一個(gè)控制循環(huán)周期包括12個(gè)半波時(shí)的控制圖案。圖12的部分(a)是用于第一生熱元件203的表， (b)是用于第二生熱元件204的表。如將理解的，這些表相同。因此，一個(gè)表可用于這兩個(gè)生熱元件。最左行顯示供給生熱元件的0%-100%電力被劃分成的12個(gè)控制水平。線顯示控制水平的一個(gè)控制循環(huán)周期(12個(gè)半波)中的控制圖案?？刂茍D案用一個(gè)半波中的導(dǎo)通周期的百分比指示。由于這里使用波數(shù)控制，所以控制圖案表的每個(gè)單元格具有100%或 0%。圖12的部分(b)顯示生熱元件204的控制圖案。將上部和下部設(shè)置為彼此對(duì)稱，以使得在生熱元件的控制圖案中正半波和負(fù)半波的導(dǎo)通數(shù)量相同。通過上述電力供給電路，按圖12的(a)和(b)的圖案彼此獨(dú)立地控制上游生熱元件203和下游生熱元件204。例如，50%電力將被供給發(fā)熱元件的情況，對(duì)于上游生熱元件203，選擇圖12的 (a)的50%，對(duì)于下游生熱元件204，選擇圖12的(b)的50%。每個(gè)生熱元件在12個(gè)半波中的6個(gè)半波之中被供給，因此，生熱元件被供給50%電力。預(yù)先將這樣的控制圖案存儲(chǔ)在引擎控制器220中，并根據(jù)要被供給的電力選擇控制圖案。(2-3.控制圖案的控制開始的時(shí)間差)
將參照?qǐng)D13對(duì)本實(shí)施例中的控制圖案的控制開始的時(shí)間差進(jìn)行描述。圖13的部分(a)是當(dāng)供給圖12中所示的50%電力時(shí)的控制圖案。生熱元件204的控制開始定時(shí)偏離生熱元件203的控制開始定時(shí)，并且偏離量變化。偏離量是一個(gè)半波的η倍。圖13的部分(b)顯示當(dāng)根據(jù)圖13的部分(a)中所示的控制圖案控制生熱元件時(shí)的電流波形。例如，以這樣的情況為例，S卩，AC電源的頻率為50Hz，生熱元件之間的距離A為 2 [mm]，進(jìn)給速度ν為150 [mm/sec]或200 [mm/sec]。在這種情況下，在ν = 150的情況下， 當(dāng)切換進(jìn)給速度時(shí)的η應(yīng)該η興1. 3，在ν = 200的情況下，η應(yīng)該η興1。然而，即使根據(jù)公式(1)確定η，當(dāng)同時(shí)使生熱元件203和生熱元件204的電力供給開啟或關(guān)斷時(shí)的電壓變化的差異可以大得以至于照射設(shè)備的閃爍受影響?？纱_定通過公式(1)確定的值，以減小生熱元件203和生熱元件204的同時(shí)電力供給的比率，通過該比率，可減小閃爍以及定影不均勻性。在本實(shí)施例中，當(dāng)ν = 150時(shí)，η = 2而不是η = 0，當(dāng) ν = 200時(shí)，η = 3而不是η = 4。通過這樣的值，可減小閃爍。將參照?qǐng)D14對(duì)本實(shí)施例中的定影不均勻性減小效果進(jìn)行描述。該圖顯示當(dāng)進(jìn)給速度ν為200[mm/sec]時(shí)通過生熱元件施加于記錄材料的電力。該曲線圖的橫坐標(biāo)是記錄材料進(jìn)給方向上的離記錄材料的前端的距離。縱坐標(biāo)是在記錄材料的各個(gè)位置處由生熱元件施加的總電力的相對(duì)值。虛線是當(dāng)控制開始時(shí)間差η = 1(從定影不均勻性的觀點(diǎn)來(lái)講這不是優(yōu)選的)時(shí)的電力分布，實(shí)線是當(dāng)控制開始時(shí)間差η = 3(這是能夠減小定影不均勻性的情況)時(shí)的電力分布。當(dāng)η= 1時(shí)，電力變化大。另一方面，當(dāng)η = 2時(shí)，差異小。以這樣的方式，可通過基于方程(1)使控制開始定時(shí)具有偏差來(lái)改變施加于記錄材料的電力的不均勻性。通過確定最佳的控制開始時(shí)間差，可提供對(duì)于定影不均勻性的減小效果。第三實(shí)施例將對(duì)根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的圖像形成裝置進(jìn)行描述。在本實(shí)施例的描述中， 將與實(shí)施例2中相同的標(biāo)號(hào)分配給本實(shí)施例中具有對(duì)應(yīng)功能的元件，并且為了簡(jiǎn)化，省略其詳細(xì)描述。(3-1.定影設(shè)備的整體結(jié)構(gòu))將對(duì)本實(shí)施例中的定影設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)(具體地，陶瓷表面型加熱器224的生熱元件的構(gòu)造)進(jìn)行描述。圖3的部分(c)顯示本實(shí)施例中的陶瓷表面型加熱器224的生熱元件的構(gòu)造。盡管在第一實(shí)施例和第二實(shí)施例中兩個(gè)生熱元件布置在記錄材料進(jìn)給方向上，但是在本實(shí)施例中提供三個(gè)生熱元件。寬度方向(記錄材料的進(jìn)給方向)上的最上游生熱元件306a的中心軸線與中間生熱元件307的中心軸線之間的距離為B[mm]，寬度方向(記錄材料進(jìn)給方向)上的最下游生熱元件30 與中間生熱元件307之間的距離為C[mm]。生熱元件30 和生熱元件306a 具有公共電極303、305，因此，對(duì)它們進(jìn)行相同的控制。(3-2.控制圖案的控制開始的時(shí)間差)將參照?qǐng)D15對(duì)控制圖案和控制開始時(shí)間差進(jìn)行描述。圖15的部分(a)顯示本實(shí)施例的控制圖案，(b)顯示流過生熱元件的電流波形。與第一實(shí)施例類似，可從上游生熱元件306a與中間生熱元件307之間的距離和進(jìn)給速度ν確定方程( 的控制開始時(shí)間差。類似地，可從生熱元件306b與生熱元件307之間的距離C和進(jìn)給速度ν確定公式(3)的控制開始時(shí)間差。
權(quán)利要求
1.一種圖像形成裝置，包括定影部，所述定影部用于將形成在記錄材料上的未定影圖像定影在記錄材料上，所述定影部包括環(huán)形帶，加熱器，所述加熱器與所述環(huán)形帶的內(nèi)表面接觸，所述加熱器包括第一生熱元件和第二生熱元件，所述第二生熱元件相對(duì)于記錄材料的進(jìn)給方向設(shè)置在所述第一生熱元件的下游；以及，施壓構(gòu)件，所述施壓構(gòu)件與所述加熱器合作形成用于壓合和進(jìn)給記錄材料的定影壓合部；控制器，所述控制器用于控制要被供給所述第一生熱元件和所述第二生熱元件的電力，所述控制器能夠彼此獨(dú)立地控制所述第一生熱元件和所述第二生熱元件，其中，所述設(shè)備能夠設(shè)置記錄材料的多個(gè)進(jìn)給速度，并且所述控制器根據(jù)記錄材料進(jìn)給速度改變電力供給所述第一生熱元件的時(shí)間和電力供給所述第二生熱元件的時(shí)間的差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述控制器控制流過所述第一生熱元件和所述第二生熱元件的電流波形，以使得所述電流波形成為與所述環(huán)形帶或所述加熱器的溫度對(duì)應(yīng)的循環(huán)控制圖案，其中，所述控制圖案中的每個(gè)包括商用AC波形的多個(gè)連續(xù)半波。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，還包括包括用于所述第一生熱元件的控制圖案的表和包括用于所述第二生熱元件的控制圖案的表，其中所述包括用于所述第一生熱元件的控制圖案的表和所述包括用于所述第二生熱元件的控制圖案的表相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述控制器在一個(gè)所述控制圖案的周期內(nèi)改變電力供給所述第一生熱元件的時(shí)間和電力供給所述第二生熱元件的時(shí)間的差。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其中，所述控制圖案具有作為波數(shù)控制波形和相位控制波形的組合的波形。
全文摘要
一種圖像形成裝置包括定影部，用于將形成在片材上的未定影圖像定影在該片材上，所述定影部包括環(huán)形帶、與環(huán)形帶的內(nèi)表面接觸的加熱器和施壓構(gòu)件，加熱器包括第一生熱元件和第二生熱元件，第二生熱元件相對(duì)于片材進(jìn)給方向設(shè)置在第一生熱元件的下游，施壓構(gòu)件與加熱器合作以形成用于壓合和進(jìn)給片材的定影壓合部；控制器，用于控制要被供給第一生熱元件和第二生熱元件的電力，所述控制器能夠彼此獨(dú)立地控制第一生熱元件和第二生熱元件，其中，所述設(shè)備能夠設(shè)置片材的多個(gè)進(jìn)給速度，控制器根據(jù)片材進(jìn)給速度改變電力供給第一生熱元件的時(shí)間和電力供給所述第二生熱元件的時(shí)間的差。
文檔編號(hào)G03G15/00GK102566377SQ20111040965
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月15日
發(fā)明者小椋亮太 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社