加热器及安装有加热器的图像加热设备的制作方法

加热器及安装有加热器的图像加热设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种加热器及安装有加热器的图像加热设备，该加热器包括：结合的热量生成电阻器，具有正电阻温度特性，并且在基板的纵向方向上提供在基板上的第一导电元件与第二导电元件之间；多个加热块，提供在纵向方向上，其中的每一个加热块是第一导电元件、第二导电元件和热量生成电阻器的组，供给多个加热块中的至少一个的电力可以独立于其它加热块而受控。
【专利说明】加热器及安装有加热器的图像加热设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在图像形成装置(如电子照相复印机或电子照相打印机)上所安装的图像加热设备的加热器以及一种安装有该加热器的图像加热设备。
【背景技术】
[0002]复印机或打印机上所安装的图像加热设备包括环形带、接触环形带的内表面的陶瓷加热器、以及经由环形带与陶瓷加热器形成定影夹持部的加压辊。如果安装有这样的图像加热设备的图像形成装置连续地打印小尺寸纸张，则定影夹持部的纵向方向上的无纸张通过部分的温度逐渐升高(在无片材通过部分处的温度上升)。如果无片材通过部分的温度变得太高，则可能对装置的组件产生损坏。此外，如果于在无片材通过部分处的温度很高的状态下打印大尺寸纸张，则调色剂的高温偏移可能在与小尺寸纸张的无片材通过部分对应的区域产生。
[0003]作为用于防止在无片材通过部分处的这种温度上升的一种方法，日本专利申请公开N0.2011-151003讨论了一种方法，其使用两个导电元件以及由具有正电阻温度特性的材料所形成的热量生成电阻器。热量生成电阻器安装在陶瓷基板上，两个导电元件被布置在基板的宽度方向上在基板的两端，以使得电流在加热器的宽度方向上通过热量生成电阻器。宽度方向的纸张是纸张的传送方向。这种电流流动在下文中被称为纸张传送方向上的电力馈送。当无片材通过部分的温度上升时，在无片材通过部分处的热量生成电阻器的电阻增大。因此，可以通过减少在无片材通过部分处通过热量生成电阻器的电流来减少在无片材通过部分处的热量生成。当温度上升时，具有正电阻温度特性的设备的电阻增大。这种特性在下文中被称为正温度系数(PTC)。
[0004]然而，即使使用如上所描述的那样而配置的加热器，电流也流过位于无片材通过部分处的热量生成电阻器并且生成热量。

【发明内容】

[0005]本发明致力于提供一种可以有效地防止在无片材通过部分处的温度上升的加热器。本发明致力于提供一种安装有可以有效地防止在无片材通过部分处的温度上升的加热器的图像加热设备。
[0006]根据本发明一方面，加热器包括:基板；第一导电兀件，沿着基板的纵向方向被提供在基板上；第二导电元件，在基板的宽度方向上与第一导电元件不同的位置处沿着纵向方向提供在基板上；以及热量生成电阻器，提供在第一导电元件与第二导电元件之间，并且示出正电阻温度特性，当经由第一导电元件和第二导电元件供应电力时，热量生成电阻器生成热量，在纵向方向上提供每个都包括第一导电元件、第二导电元件以及热量生成电阻器的组的多个加热块，并且可以独立于其它加热块来执行多个加热块中的至少一个的电力控制，根据本发明另一方面，图像加热设备包括:加热器；连接器，连接到加热器的电极，并且被配置为将电力供给加热器，所述加热器包括:基板；第一导电元件，沿着基板的纵向方向提供在基板上；第二导电元件，在基板的宽度方向上与第一导电元件不同的位置处沿着纵向方向提供在基板上；以及热量生成电阻器，提供在第一导电元件与第二导电元件之间，并且包括当经由第一导电元件和第二导电元件供应电力时与热量生成关联的正电阻温度特性；在纵向方向上提供每个都包括第一导电元件、第二导电元件以及热量生成电阻器的组的多个加热块，并且可以独立于其它加热块来执行多个加热块中的至少一个的电力控制。
[0007]从参照附图对示例性实施例的以下详细描述，本发明的其它特征和方面将变得清
/E.0
【专利附图】

【附图说明】
[0008]合并到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本发明的示例性实施例、特征和方面，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。
[0009]图1是图像形成装置的截面图。
[0010]图2是根据本发明第一示例性实施例的图像加热设备的截面图。
[0011]图3A和图3B示出根据第一示例性实施例的加热器的配置。
[0012]图4是根据第一示例性实施例的加热器控制电路图。
[0013]图5是示出第一示例性实施例的加热器控制的流程图。
[0014]图6是根据本发明第二示例性实施例的图像加热设备的截面图。
[0015]图7A和图7B示出根据第二示例性实施例的加热器的配置。
[0016]图8是根据第二示例性实施例的加热器控制电路图。
[0017]图9是示出第二示例性实施例的加热器控制的流程图。
[0018]图10A、图1OB和图1OC示出加热器的替选版本。
【具体实施方式】
[0019]以下将参照附图详细描述本发明的各个示例性实施例、特征和方面。
[0020]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。当生成打印信号时，从扫描单元21发射激光束。激光束根据图像信息而受调制。激光束扫描被充电辊16充电到预定极性的感光构件19。相应地，在感光构件19上形成静电潜像。调色剂从显影单元17供应给该静电潜像，并且根据图像信息而在感光构件19上形成调色剂图像。另一方面，片材盒11中所设置的记录材料(记录纸张)P由拾取辊12 —次一个片材地拾取，并且由辊13传送到对准辊14。此外，在感光构件19上的调色剂图像达到转印位置的定时，对准辊14将记录材料P传送到转印位置。感光构件19和转印辊20形成转印位置。
[0021]在记录材料P通过转印位置的同时，感光构件19上的调色剂图像转印到记录材料P。然后，图像加热设备200将热量施加到记录材料P，调色剂图像得以定影到记录材料P。辊26和27于在打印机的上部处所提供的托盘上排出具有定影调色剂图像的记录材料P。激光打印机100还包括清洁感光构件19的清洁器18以及纸张进给托盘28，纸张进给托盘28是具有一对调节板的手动进给托盘。用户可以通过使用这一对调节板来将纸张进给托盘28的宽度调整为记录材料P的尺寸。当打印除了标准尺寸之外的尺寸的记录材料P时，使用纸张进给托盘28。拾取棍29从纸张进给托盘28拾取记录材料P。电机30驱动图像加热设备200。感光构件19、充电辊16、扫描器单元21、显影单元17以及转印辊20构成图像形成单元，其在记录材料P上形成未定影的图像。
[0022]根据该实施例的激光打印机100可以在各种尺寸的纸张上打印图像。换句话说，激光打印机100可以在片材盒11上所设置的信函纸张(近似216mm x279mm)、法律纸张(近似 216mm x356mm)、A4 纸张(210mm x297mm)、行政纸张(近似 184mm x267mm)、JISB5 纸张(182mm x257mm)和 A5 纸张(148mm x210mm)上打印图像。
[0023]此外，激光打印机100可以在纸张进给托盘28中所设置的非标准纸张(如DL信封(110mm x220mm)和ComlO信封(近似105_ x241mm))上打印图像。基本地，激光打印机100是通过短边进给来进给纸张的打印机。当通过短边进给来进给纸张时，片材的长边与片材传送方向平行。根据装置手册由激光打印机100可打印的标准纸张尺寸之外的最大尺寸的纸张(即具有最大宽度的纸张)是具有近似216_的宽度的信函纸张和法律纸张。根据该实施例，具有小于由激光打印机100可打印的最大尺寸的宽度的纸张被称为小尺寸纸张。
[0024]图2是图像加热设备200的截面图。图像加热设备200包括薄膜202、加热器300和加压辊208。薄膜202是环形带。加热器300接触薄膜202的内侧。加压辊208形成夹持部形成构件，其连同加热器300 —起经由薄膜202形成定影夹持部N。薄膜202的基本层的材料是热阻树脂(如聚酰亚胺)或金属(如不锈钢)。加压辊208包括以钢或铝制成的带芯棒(cored bar) 209以及诸如硅橡胶之类的材料所形成的弹性层210。以热阻树脂制成的保持构件201保持加热器300。保持构件201具有引导功能，并且其引导薄膜202的旋转。当加压辊208从电机30接收到电力时，其在箭头的方向上旋转。此外，薄膜202跟随加压辊208的旋转而旋转。在定影夹持部N处，热量施加到记录材料P。因此，在通过定影夹持部N传送记录材料P的同时，未定影的调色剂图像定影到记录材料P。
[0025]加热器300包括加热器基板305 (其为陶瓷)、第一导电元件301以及第二导电元件303。在加热器基板305上沿着基板的纵向方向提供第一导电元件301。还在加热器基板305上沿着基板的纵向方向但在基板的宽度方向上在与第一导电元件301不同的位置处提供第二导电元件303。此外，加热器300包括热量生成电阻器302。热量生成电阻器302被提供在第一导电元件301与第二导电元件303之间，并且具有正电阻温度特性。热量生成电阻器302根据经由第一导电元件301和第二导电元件303所供应的电力来生成热量。此外，加热器300包括覆盖热量生成电阻器302、第一导电元件301以及第二导电元件303的表面保护层307。表面保护层307具有绝缘性质。根据该实施例，玻璃用于表面保护层307。作为温度检测元件，热敏电阻器TH1、TH2、TH3和TH4在激光打印机100的片材通过区域中接触加热器基板305的后侧。除了热敏电阻器THl至TH4之外，安全元件212还接触加热器基板305的后侧。安全元件212是例如热开关或热熔丝。当加热器的异常加热产生时，安全元件212断开，供应给加热器的电力停止。金属支架204对保持构件201施加弹性力(未示出)。
[0026]图3A和图3B示出第一示例性实施例的加热器配置。首先，将参照图3A来描述加热器的配置以及减少在无片材通过部分处的温度上升的效果。
[0027]加热器300包括在基板的纵向方向上的多个加热块。一个加热块是作为第一导电元件301、第二导电元件303和热量生成电阻器302的一组组件。根据该实施例的加热器300包括在基板的纵向方向上加热器300的中央和两端处所提供的总共三个加热块(加热块302-1、加热块302-2、加热块302-3)。因此，沿着基板的纵向方向所提供的第一导电元件301被划分为三个导电元件(第一导电元件301-1、301-2和301-3)。相似地，沿着基板的纵向方向所提供的第二导电元件303被划分为三个导电元件(第二导电元件303-1、303-2和303-3)。在图像加热设备200的主体侧上所提供的电力供给用的连接器连接到电极E1、E2、E3 和 E4。
[0028]被布置在加热器300的一端处的加热块302-1包括第一导电元件301_1与第二导电元件303-1之间的多个热量生成电阻器(根据该实施例，三个热量生成电阻器)。热量生成电阻器通过并联连接而电连接。加热块302-1的三个热量生成电阻器经由第一导电元件
301-1和第二导电元件303-1从电极El和电极E4接收电力。
[0029]处于加热器300的中央部分处的加热块302-2包括第一导电元件301-2与第二导电元件303-2之间的多个热量生成电阻器(根据该实施例，15个热量生成电阻器)。热量生成电阻器通过并联连接而电连接。加热块302-2的这15个热量生成电阻器经由第一导电元件301-2和第二导电元件303-2从电极E2和电极E4接收电力。
[0030]在加热器300的另一端处的加热块302-3包括第一导电元件301-3与第二导电元件303-3之间的多个热量生成电阻器(根据该实施例，三个热量生成电阻器)。热量生成电阻器通过并联连接而电连接。加热块302-3的三个热量生成电阻器经由第一导电元件301-3和第二导电元件303-3从电极E3和电极E4接收电力。总共21个热量生成电阻器中的每一个都具有正电阻温度特性(PTC)。
[0031]以此方式，在基板的纵向方向上在加热器300中提供多个加热块，其中的每一个都是一组组件(第一导电元件301、第二导电元件303和热量生成电阻器302)。这些加热块被配置为可以独立于其它加热块的电力控制来执行它们中的至少一个的电力控制。
[0032]根据该实施例，通过设计导电元件和从电极(El至E4)延伸的电力供给线路(LI至L4)的连接位置，可以实现在基板的纵向方向上的加热器300的均匀热量分布。更准确地说，对于三个加热块中的每一个，从加热块的对角线侧供应电力。这种电力馈送方法下文中被称为对角线电力馈送。
[0033]现将通过采用加热块302-2作为示例来描述对角线电力馈送。在图3A中，从连接位置CP2和连接位置CPl在加热块的对角线方向上供应电力。连接位置CP2是在加热块
302-2的右下部处第一导电元件301-2和电力供给线路L4的连接位置。连接位置CPl是在加热块302-2的左上部处第二导电元件303-2和电力供给线路L2的连接位置。因此，在基板的纵向方向上在相对的位置处设置连接位置CPl和CP2。换句话说，在基板的纵向方向上在相对的位置处布置加热块302-2的第一导电元件301-2和第二导电元件303-2与从电极E2和电极E4延伸的电力供给线路的连接位置。
[0034]根据该实施例，如图3A所示，通过对角线电力馈送向所有三个加热块供给电力。然而，即使通过对角线电力馈送将电力供给三个加热块当中的至少一个加热块，也可以减少不均匀热量分布。
[0035]如果在从加热块302-2的导电元件301-2的右下部以及从加热块302_2的导电元件303-2的右上部而不使用对角线电力馈送的情况下供给电力(见图3A)，则由于导电元件的电阻值的影响，在加热块302-2的左侧产生电压降。因此，加热块302-2的左侧上的热量生成量将减少。[0036]此外，根据该实施例，并联连接的多个热量生成电阻器的位置相对于基板的纵向方向和宽度方向倾斜，以使得相邻的热量生成电阻器在纵向方向上彼此交叠。以此方式，多个热量生成电阻器之间的间隙部分的影响减少，并且可以改进关于加热器300的纵向方向上的热量分布的均匀性。此外，根据该实施例的加热器300，关于多个加热块的间隙部分，由于在相邻加热块的端部的热量生成电阻器在纵向方向上交叠，因此可以进一步改进关于热量分布的均匀性。
[0037]如上所述，作为温度检测元件的热敏电阻器THl至TH4以及安全元件212接触加热器300的后侧。加热器300的电力控制基于在片材通过部分的中心附近(下述传送基准位置X附近)提供的热敏电阻器THl的输出。热敏电阻器TH4检测在加热块302-2的热量生成区域的端部的温度(图3B中的状态)。此外，热敏电阻器TH2检测加热块302-1的热量生成区域的端部的温度(图3A中的状态)，热敏电阻器TH3检测加热块302-3的热量生成区域的端部的温度(图3A中的状态)。
[0038]根据该实施例的激光打印机100，在三个加热块中的每一个上提供一个或多个热敏电阻器，以使得如果由于例如设备故障而导致电力仅供给单个加热块，则可以检测该状态。因此，可以增强装置的安全性。
[0039]安全元件212以其可以在不同状态下操作的方式而被布置。也就是说，安全元件212可以在电力仅供应给在图3B所示的加热器300的中央部分处的加热块302-2的状态下操作。此外，安全元件212可以在由于例如设备故障而导致电力仅供给加热器300的各端部的加热块302-1和302-3的状态下操作。换句话说，在中央部分处的加热块302-2与加热块302-1和302-3中的任一个之间的位置处提供安全元件212。当加热器300的异常加热产生时，断开安全元件212，以使得供给加热器300的电力停止。
[0040]接下来，将参照图3A描述当电力被供给所有三个加热块302-1、302_2和302_3时在无片材通过部分处的温度上升。热量生成区域的中心被设置为基准位置，B5纸张通过短边进给而得以进给。在传送纸张时的基准位置被定义为记录材料(纸张)的传送基准位置X。
[0041]片材盒11包括调节纸张位置的位置调节板。根据被加载并且传送以通过图像加热设备200的预定部分的记录材料P的尺寸来从片材盒11的预定位置进给记录材料P。相似地，纸张进给托盘28包括调节纸张位置的位置调节板。记录材料P从纸张进给托盘28进给，并且被传送以通过图像加热设备200的预定部分。
[0042]加热器300具有220mm长度的热量生成区域，这使得能够以近似216mm的宽度来进行信函纸张的短边进给。如果具有182_纸张宽度的B5纸张被进给到具有220_长度的热量生成区域的加热器300，则在热量生成区域的两端处生成19_的无片材通过区域。虽然供给加热器300的电力被控制以使得在片材通过部分的中心附近提供的热敏电阻器THl所检测到的温度连续地为目标温度，但由于纸张并未消除在无片材通过部分处生成的热量，所以与片材通过部分相比，无片材通过部分的温度上升。
[0043]如图3A所示，在打印B5尺寸纸张中，记录材料的两侧通过在加热器300的两端处的加热块302-1和302-3的一部分。因此，在加热块302-1和302-3的两端处生成19mm的无片材通过部分。然而，由于热量生成电阻器是PTC材料，所以在无片材通过部分处的热量生成电阻器的电阻将比在片材通过部分处的热量生成电阻器的电阻更高，以使得电流更不容易流动。根据该原理，可以减少在无片材通过部分处的温度上升。[0044]将参照图3B描述当电力仅被供给在加热器300的中央部分处的加热块302_2时在无片材通过部分处的温度上升。在图3B中，热量生成区域的中心被设置为基准位置，具有IlOmm宽度的DL尺寸信封通过短边进给而被进给。加热器300的加热块302-2的热量生成区域的长度是157_，这使得能够短边进给具有近似148_的宽度的A5纸张。如果具有IIOmm宽度的DL尺寸信封通过短边进给而被进给到具有加热块302-2(具有157mm长度)的加热器300，则在中心部分处的加热块302-2的每一端处生成23.5mm的无片材通过区域。基于大约在片材通过部分的中心处提供的热敏电阻器THl的输出来控制加热器300。由于纸张并未消除在无片材通过部分处生成的热量，所以与片材通过部分相比，无片材通过部分的温度上升。
[0045]在图3B所示的状态下，通过将电力仅供给加热块302-2，可以减少无片材通过区域的长度。通常，无片材通过部分区域越长，温度在无片材通过部分处就增加越多。因此，如果仅取决于在纸张传送方向上馈送到作为PTC材料的热量生成电阻器的电力的影响来执行控制，则可能无法满意地控制在无片材通过部分处的温度上升。因此，如图3B所示，无片材通过区域的长度减少。此外，根据与参照图3A所描述的相同原理，可以减少在加热块302-2的每一端处的23.5mm的无片材通过区域中的温度上升。
[0046]图4是根据第一示例性实施例的加热器控制电路图。AC电源401是连接到激光打印机100的商用电源。供应给加热器300的电力受控于三端双向可控硅开关(triac) 416和三端双向可控硅开关426的通电/断电。加热器300的电力经由电极El至E4供给。根据该实施例，加热块302-1、302-2和302-3的电阻值分别是70欧姆、14欧姆和70欧姆。
[0047]过零检测单元430检测AC电源401的过零，并且将过零信号输出到中央处理单元(CPU) 420。过零信号用于控制加热器300。例如，如果加热器300的温度由于某种故障而过度地增加，则继电器440根据从热敏电阻器THl至TH4所输出的信号来操作，并且停止给加热器300的电力。
[0048]接下来，将描述三端双向可控硅开关416的操作。电阻器413和417是用于三端双向可控娃开关416的偏置电阻器。提供光电三端双向可控娃开关I禹合器415,以使得在初级电路与次级电路之间保持爬电距离(ere印age distance)。当光电三端双向可控硅开关率禹合器415的发光二级管被通电时,三端双向可控娃开关416导通。电阻器418限制光电三端双向可控硅开关耦合器415的发光二级管的电流。晶体管419使光电三端双向可控硅开关耦合器415导通/关断。晶体管419根据从CPU420所输出的信号(FUSER1)而操作。
[0049]当三端双向可控硅开关416被通电时，电力被供给电阻值为14欧姆的加热块302-2。当电力被控制以使得三端双向可控硅开关416与三端双向可控硅开关426的通电比率是1:0时，电力仅供给加热块302-2。图3B示出在该状态下的加热器300。
[0050]由于三端双向可控硅开关426的电路操作与三端双向可控硅开关416的操作相似，因此不描述它。三端双向可控硅开关426根据从CPU420所输出的信号(FUSER2)而操作。当三端双向可控硅开关426被通电时，电力被供给加热块302-1 (70欧姆)和加热块
302-3 (70欧姆)。由于这两个加热块并联连接，因此电力被供给35欧姆的电阻。
[0051]在图3A所示的状态下，经由三端双向可控硅开关416和426供应电力。换句话说，当三端双向可控硅开关416和426被通电时，电力被供给加热块302-1 (70欧姆)、加热块302-2 (14欧姆)和加热块302-3 (70欧姆)。由于这三个加热块并联连接，所以电力被供给10欧姆的电阻。当电力被控制以使得三端双向可控硅开关416与三端双向可控硅开关426的通电比率是1:1时，加热器300将处于参照图3A所描述的状态下。
[0052]加热器300的总电阻被设置为这样的值:该值使得确保对于具有由激光打印机100可以打印的最大纸张宽度的记录材料(根据该实施例，信函纸张或法律纸张)进行定影所需的电力。换句话说，当如图3A所示电力被供给所有三个加热块302-1至302-3时，总电阻值将是10欧姆。
[0053]根据该实施例，由于在加热器300的两端处的加热块302-1和302-3以及在中央处的加热块302-2并联，因此总电阻值在如图3B所示电力仅被供应给加热块302-2的中央的状态下是14欧姆。这比在如图3A所示电力被供应给所有三个加热块的状态下的10欧姆总电阻值更高。因此，与图3A所示的状态相比，图3B所示的状态下的加热器300针对谐波、闪烁以及加热器保护(通常，电阻值越低，这些项就越不利地受影响)是更有利的。反之，如果三个加热块302-1至302-3是串联连接的并且电力仅被供应给在加热器300的中央部分处的加热块302-2，则由于加热器的总电阻值减小，所以针对例如谐波是不利的。相应地，设计加热器将变得困难。
[0054]热敏电阻器THl所检测到的温度被CPU420检测为具有使用电阻器分压的电压的THl的信号(未示出)。CPU420通过相似的方法来检测热敏电阻器TH2至TH4的温度。基于热敏电阻器THl检测到的温度以及对加热器300所设置的温度，CPU420 (控制单元)通过内部处理(如比例积分(PI)控制)计算待供给的电力。此外，CPU420将其转换为与待供给的电力对应的相位角(相位控制)或波数(波数控制)的控制级别。然后，CPU420根据控制级别来控制三端双向可控硅开关416和三端双向可控硅开关426。
[0055]图5是示出CPU420所执行的图像加热设备200的控制序列的流程图。在步骤S502中，CPU420接收打印请求。在步骤S503中，CPU420确定待打印的纸张的宽度是157mm还是更大。根据该实施例的激光打印机100，CPU420确定纸张是否是信函纸张、法律纸张、A4纸张、行政纸张、B5纸张或是否从纸张进给托盘28进给的具有157mm或更大宽度的非标准纸张。如果CPU420确定纸张是该纸张(步骤S503中的是)，则处理进入步骤S504。在步骤S504中，CPU420将三端双向可控硅开关416对于三端双向可控硅开关426的通电比率设置为1:1 (图3A中的状态)。
[0056]如果纸张宽度小于157mm (根据该实施例，A5纸张、DL信封、ComlO信封或具有小于157mm的宽度的非标准纸张)(步骤S503中的否)，则处理进入步骤S505。在步骤S505中，CPU420将三端双向可控硅开关416对于三端双向可控硅开关426的通电比率设置为1:0 (图3B中的状态)。
[0057]在步骤S506中，通过使用已经设置的通电比率，在将图像形成处理速度设置为全速(1/1速度)并且控制加热器300以使得由热敏电阻器THl所检测的温度连续地是目标预设温度(200°C )的同时，CPU420执行定影处理。
[0058]在步骤S507中，CPU420确定热敏电阻器TH2的温度是否已经超过热敏电阻器TH2的最大温度TH2Max，热敏电阻器TH3的温度是否已经超过热敏电阻器TH3的最大温度TH3Max,以及热敏电阻器TH4的温度是否已经超过热敏电阻器TH4的最大温度TH4Max。这些最大温度被预先设置给CPU420。如果CPU420基于热敏电阻器TH2至TH4的信号而确定在热量生成区域的端部的任何温度已经由于无片材通过部分的温度上升而超过预定上限(最大温度TH2Max、TH3Max或TH4Max)(步骤S507中的否)，则处理进入步骤S509。在步骤S509中，在将图像形成处理速度设置为半速(1/2速度)并且控制加热器300以使得热敏电阻器THl所检测的温度连续地是目标预设温度(170°C )的同时，CPU420执行定影处理。如果图像形成处理速度减少到一半，则由于甚至在低温度也可以获得良好的定影，所以定影目标温度可以减小，并且在无片材通过部分处的温度上升可以减少。
[0059]在步骤S508中，CPU420确定是否已经检测到打印任务的结束。如果已经检测到打印任务的结束(步骤S508中的是)，则图像形成的控制序列结束。如果尚未检测到打印任务的结束(步骤S508中的否)，则处理返回步骤S506。在步骤S510中，CPU420确定是否已经检测到打印任务的结束。如果已经检测到打印任务的结束(步骤S510中的是)，则图像形成的控制序列结束。如果尚未检测到打印任务的结束(步骤S510中的否)，则处理返回步骤S509。
[0060]如上所述，通过使用根据第一示例性实施例的加热器300和图像加热设备200，在打印小于激光打印机100的最大可打印纸张的尺寸的纸张的情况下，可以在无片材通过部分处减小温度上升。此外，可以防止在多个加热块的间隙部分处产生不均匀的温度以及加热器300的纵向方向上加热块中的每一个的不均匀温度。此外，可以增强在故障的情况下图像加热设备200的安全。
[0061]接下来，将描述本发明第二示例性实施例。激光打印机100的图像加热设备的加热器与根据第一示例性实施例的加热器不同。不重复与第一示例性实施例相似的组件的描述。与第一示例性实施例不同，根据第二示例性实施例的加热器的加热块包括一个热量生成电阻器。
[0062]图6所示的图像加热设备600包括加热器700。在与加热器的接触定影薄膜的表面相对的一侧上提供加热器700的热量生成表面。加热器700包括加热器基板705 (其为陶瓷)、第一导电兀件701、第二导电兀件703和热量生成电阻器702。在加热器基板705上沿着基板的纵向方向提供第一导电元件701。还在加热器基板705上沿着基板的纵向方向但在基板的宽度方向上在与第一导电元件701不同的位置处提供第二导电元件703。热量生成电阻器702被提供在第一导电元件701与第二导电元件703之间，并且具有正电阻温度特性。此外，加热器700包括表面保护层707和滑动层706。表面保护层707覆盖热量生成电阻器702、第一导电元件701和第二导电元件703，并且具有绝缘性质。根据该实施例，玻璃用于表面保护层707。滑动层706有助于实现加热器700的滑动表面上的较平滑的滑动。
[0063]图7A示出根据第二示例性实施例的加热器700的配置。根据第二示例性实施例，加热器700包括三个划分出的加热块702-1、702-2和702-3。这些加热块中的每一个包括热量生成电阻器。由于该实施例的其它组件和配置与第一示例性实施例相似，因此描述与第一示例性实施例不同的点。
[0064]热敏电阻器THl至TH4以及安全元件212接触如上所述的加热器700的后侧。根据第二示例性实施例，安全元件212接触加热器700上的片材通过区域。片材通过区域是激光打印机100可以打印的最小尺寸的片材通过的地方。安全元件212接触的部分是较少受在无片材通过部分处的温度上升影响的部分。
[0065]接下来，将参照图7A描述当电力被供应给所有加热块702-1、702_2和702_3时在无片材通过部分处的温度上升。热量生成区域的中心被设置为基准位置，并且A4纸张通过短边进给而得以进给。加热器700具有220_长度的热量生成区域，这使得能够以近似216mm的宽度来进行信函纸张的短边进给。如果具有210_纸张宽度的A4纸张被进给到具有220mm长度的热量生成区域的加热器300，则在热量生成区域的两端处生成5mm的无片材通过区域。虽然被供给加热器700的电力受到控制以使得由片材通过部分的中心附近提供的热敏电阻器THl检测到的温度连续地为目标温度，但由于纸张并未消除在无片材通过部分处生成的热量，所以与片材通过部分相比，无片材通过部分的温度上升。如图7A所示，在打印A4尺寸纸张中，记录材料的两侧分别通过在加热器700的两端处的加热块702-1和702-3的一部分。因此，在加热块702-1和702-3的两端处生成5mm的无片材通过部分。然而，由于热量生成电阻器是PTC材料，所以在无片材通过部分处的热量生成电阻器的电阻高于在片材通过部分处的热量生成电阻器的电阻。因此，电流更不容易流动，并且可以通过根据第一示例性实施例的参照图3A所描述的原理来减少在无片材通过部分处的温度上升。
[0066]图7B示出当电力仅供给在加热器700的中央部分处的加热块702_2时在无片材通过部分处的温度上升。在图7B中，热量生成区域的中心被设置为基准位置并且A5尺寸纸张通过短边进给而被进给。加热器700的加热块702-2的热量生成区域的长度是185_，这使得能够短边进给具有近似184_宽度的行政纸张。如果具有148_纸张宽度的A5尺寸纸张通过短边进给而进给到具有185_长度的热量生成区域的加热器700，则在热量生成区域的每一端处生成18.5mm的无片材通过区域。可以通过与根据第一示例性实施例参照图3B所描述的相同的原理来减少该无片材通过区域中的温度上升。
[0067]图8是根据第二示例性实施例的加热器控制电路图。供应给加热器700的电力受控于三端双向可控硅开关816的通电/断电。在根据第一示例性实施例的图4中，虽然在控制对加热器的电源中使用两个三端双向可控硅开关，但根据第二示例性实施例，使用一个三端双向可控娃开关(三端双向可控娃开关816)和一个继电器800。继电器800根据CPU820所输出的RL0N800信号进行操作。
[0068]如果当继电器800断开时三端双向可控硅开关816被通电，则电力被供应给加热块702-2。图7B示出在该状态下的加热器700。如果当继电器800接通时三端双向可控硅开关816被通电，则电力被供给加热块702-1、702-2和702-3。图7A示出在该状态下的加热器700。
[0069]根据第二示例性实施例中所描述的配置，当例如短路故障或开路故障出现时，无论继电器800的操作状态如何，都可以防止电力仅被供给在加热器700的两端处的加热块702-1和702-3的情况。如果电力被供给在加热器700的两端处的加热块702-1和702-3，则无论继电器800的操作状态如何，电力还被供给在加热器700的中央部分处的加热块702-2。因此，根据该实施例，安全元件212被提供以接触较少受在无片材通过部分处的温度上升影响的、由激光打印机100可打印的最小尺寸的纸张的片材通过区域。根据该布置，由于安全元件212的温度在正常操作中降低，所以安全元件212的操作温度可以设置为较低的温度。相应地，可以增强图像加热设备600的安全性。
[0070]图9示出CPU820所执行的图像加热设备600的控制序列的流程图。在步骤S902中，CPU420接收打印请求。在步骤S903中，CPU820确定待打印的纸张的宽度是否是185mm或更大。根据该实施例的激光打印机100，CPU820确定纸张是否是信函纸张、法律纸张、A4纸张或从纸张进给托盘28所进给的具有185mm或更大宽度的非标准纸张。如果CPU820确定纸张是这样的纸张(步骤S903中的是)，则处理进入步骤S904。在步骤S904中，CPU820保持继电器800的接通状态(图7A中的状态)。
[0071]如果纸张宽度小于185mm (根据该实施例，行政纸张、B5纸张、A5纸张、DL信封、ComlO信封或具有小于185mm的宽度的非标准纸张)(步骤S903中的否)，则处理进入步骤S905。在步骤S905中，CPU820保持继电器800的断开状态(图7B中的状态)。
[0072]在步骤S906中，在保持已经设置的继电器800的状态的同时，在将图像形成处理速度设置为全速并且控制加热器700以使得热敏电阻器THl所检测的温度连续地是目标预设温度(200°C)的情况下，CPU820执行图像形成处理。
[0073]在步骤S907中，CPU820确定热敏电阻器TH2的温度是否已经超过热敏电阻器TH2的最大温度TH2Max，热敏电阻器TH3的温度是否已经超过热敏电阻器TH3的最大温度TH3Max,以及热敏电阻器TH4的温度是否已经超过热敏电阻器TH4的最大温度TH4Max。这些最大温度被预先设置给CPU820。如果CPU820基于热敏电阻器TH2至TH4的信号而确定在热量生成区域的端部的任何温度已经由于无片材通过部分的温度上升而超过预定上限(最大温度TH2Max、TH3Max或TH4Max)(步骤S907中的否)，则处理进入步骤S909。在步骤S909中，在将图像形成处理速度设置为半速并且控制加热器以使得热敏电阻器THl所检测的温度连续地是预设目标温度(170°C)的同时，CPU820执行图像形成处理。
[0074]在步骤S908中，CPU420确定是否已经检测到打印任务的结束。如果已经检测到打印任务的结束(步骤S908中的是)，则图像形成的控制序列结束。如果尚未检测到打印任务的结束(步骤S908中的否)，则处理返回步骤S906。在步骤S910中，CPU420确定是否已经检测到打印任务的结束。如果已经检测到打印任务的结束(步骤S910中的是)，则图像形成的控制序列结束。如果尚未检测到打印任务的结束(步骤S910中的否)，则处理返回步骤S909。
[0075]接下来，将描述本发明第三示例性实施例。图1OA至图1OC示出加热器的替选版本。图1OA所示的加热器110具有这样的特性，在中央处的加热块112-2包括15个热量生成电阻器112-2-1至112-2-15。为了减少导电元件所导致的电压降的影响，对并联连接的热量生成电阻器的宽度方向上的电阻值进行区分。换句话说，在纵向方向上的端部所提供的热量生成电阻器112-2-1和112-2-15中的每一个的电阻值高于在中央处所提供的热量生成电阻器112-2-8的电阻值。或者，热量生成电阻器可以被布置为使得热量生成电阻器的元件到元件间距在纵向方向上朝向加热块的每个端部而变得更大。此外，热量生成电阻器的电阻值和间距都可以对于彼此而进行调整。
[0076]此外，对于在加热器110的一端处的加热块112-1，与在该加热块的中央部分处所提供的热量生成电阻器112-1-2的电阻值相比，在该加热块的端部所提供的热量生成电阻器112-1-1和112-1-3中的每一个的电阻值被设置为更高的值。
[0077]相似地，对于在加热器110的另一端处的加热块112-3，与在该加热块的中央部分处所提供的热量生成电阻器112-3-2的电阻值相比，在该加热块的端部所提供的热量生成电阻器112-1-3和112-3-3中的每一个的电阻值被设置为更高的值。通过使用根据该实施例的加热器110，热量可以均匀地分布在加热块的加热器的纵向方向上。对于在端部的加热块112-1和112-3，热量生成电阻器的间距可以对于彼此而进行调整，恰如在中央部分处的加热块112-2的热量生成电阻器。
[0078]图1OB所示的加热器120具有这样的特性:电力从第一导电元件121-2和第二导电元件123-2中的每一个的加热块的中心附近的部分馈送到在加热器120的中央部分处的加热块122-2。这种电力供应方法下文中被称为中央电力馈送。因此，如参照图3B所描述的那样，可以增强减小在无片材通过部分处的温度上升的效果。换句话说，加热块122-2和从电极延伸的电力供给线路的连接位置在纵向方向上被布置在第一导电元件121-2的中央和第二导电元件123-2的中央处。
[0079]将描述在加热器120的中央部分处的加热块122-2。加热块122_2被布置在第一导电元件121-2与第二导电元件123-2之间，并且包括以规则间隔所布置的15个热量生成电阻器122-2-1至122-2-15。加热块122-2的热量生成电阻器122-2-1至122_2_15、导电元件121-2以及导电元件123-2以PTC材料制成。
[0080]如果在无片材通过部分中的每一个处的温度上升是在加热器120处于图3B所示的状态时产生的，则随着在加热块122-2的无片材通过部分处的热量生成电阻器的温度上升，在导电元件121-2和导电元件123-2的无片材通过部分处的温度上升。如果在无片材通过部分处的导电元件的温度上升，则由于导电元件具有PTC特性，所以在无片材通过部分处的导电元件中的每一个的电阻值增大。相应地，电流更不容易流动。如果流过在无片材通过部分处的导电元件中的每一个的电流减少，则流过在无片材通过部分处的热量生成电阻器的电流也将减少。相应地，与仅取决于热量生成电阻器的PTC的影响来控制温度上升的情况相比，可以增强减小在无片材通过部分中的每一个处的温度上升的效果。
[0081 ] 此外，为了矫正由于导电元件而导致的电压降的影响，对于在中央处的加热块的并联连接的热量生成电阻器的宽度方向上的电阻值，在纵向方向在端部布置的热量生成电阻器122-2-1和122-2-15中的每一个的电阻值被设置为低于在纵向方向上在中央处布置的热量生成电阻器122-2-8的电阻值。或者，在中央部分处的加热块的并联连接的热量生成电阻器被布置为使得热量生成电阻器的元件到元件间距在纵向方向上朝向加热块的每一端变得更小。由于加热块122-1和122-3与上述加热器110的加热块112-1和112-3相似，因此不重复它们的描述。
[0082]图1OC所示的加热器130执行对在与加热器120相似的加热器130的中央部分处的加热块132-2的中央电力馈送。相应地，可以增强当加热器130处于图7B所示的状态下时减小在无片材通过部分处的温度上升的影响。由于加热块132-1和加热块132-3与上述加热器700的加热块702-1和702-3相似，因此不重复它们的描述。
[0083]虽然已经参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围将要被赋予最宽泛的解释，以使得包括所有这些修改以及等效的结构和功能。
【权利要求】
1.一种用于图像加热设备的加热器，所述加热器包括: 基板； 第一导电元件，沿着基板的纵向方向被提供在基板上； 第二导电元件，在基板的宽度方向上与第一导电元件不同的位置处沿着该纵向方向被提供在基板上；以及 热量生成电阻器，被提供在第一导电元件与第二导电元件之间，并且示出正电阻温度特性，当经由第一导电元件和第二导电元件供给电力时，该热量生成电阻器生成热量， 其中，在该纵向方向上提供多个加热块，每个加热块都包括第一导电元件、第二导电元件以及热量生成电阻器的组，并且能够独立于多个加热块中的其它加热块来执行至少一个加热块的电力控制。
2.如权利要求1所述的加热器，其中，多个加热块并联连接到电源。
3.如权利 要求1所述的加热器，还包括电极，用于电力供给的连接器连接到电极，其中，多个加热块中的至少一个的第一导电元件和第二导电元件与从电极延伸的电力供给线路的连接位置在该纵向方向上在相反侧。
4.如权利要求3所述的加热器，其中，所有加热块的连接位置在该纵向方向上在相反侧。
5.如权利要求3所述的加热器，其中，具有相反连接位置的加热块是在该纵向方向上在加热器的端部处提供的加热块，在该纵向方向上在加热器的中央处提供的加热块的连接位置是在该纵向方向上第一导电元件的中央和第二导电元件的中央。
6.如权利要求1所述的加热器，其中，多个热量生成电阻器在加热块中的至少一个加热块的第一导电元件和第二导电元件中以并联方式电连接。
7.如权利要求6所述的加热器，其中，以并联方式连接的多个热量生成电阻器相对于加热器的该纵向方向和宽度方向以倾斜方式布置，其中，每个热量生成电阻器在该纵向方向上彼此交叠。
8.如权利要求6所述的加热器，还包括电极，用于电力供给的连接器连接到电极，其中热量生成电阻器越靠近从电极延伸的电力供给线路，以并联方式连接的多个热量生成电阻器的电阻值就越高。
9.如权利要求6所述的加热器，还包括电极，用于电力供给的连接器连接到电极，其中热量生成电阻器越靠近从电极延伸的电力供给线路，以并联方式连接的多个热量生成电阻器的间隔就越宽。
10.一种图像加热设备，包括: 加热器； 连接器，连接到加热器的电极，并且被配置为将电力供给加热器， 其中，加热器包括: 基板； 第一导电元件，沿着基板的纵向方向被提供在基板上； 第二导电元件，在基板的宽度方向上与第一导电元件不同的位置处沿着该纵向方向提供在基板上；以及 热量生成电阻器，提供在第一导电元件与第二导电元件之间，并且示出正电阻温度特性，当经由第一导电元件和第二导电元件供给电力时，该热量生成电阻器生成热量， 其中，在该纵向方向上提供多个加热块，每个加热块都包括第一导电元件、第二导电元件以及热量生成电阻器的组，并且能够独立于多个加热块中的其它加热块来执行至少一个加热块的电力控制。
11.如权利要求10所述的图像加热设备，其中，多个加热块并联连接到电源。
12.如权利要求10所述的图像加热设备，还包括电极，连接器连接到电极，并且多个加热块中的至少一个的第一导电元件和第二导电元件与从电极延伸的电力供给线路的连接位置在该纵向方向上在相反侧。
13.如权利要求12所述的图像加热设备，其中，所有加热块的连接位置在该纵向方向上在相反侧。
14.如权利要求12所述的图像加热设备，其中，具有相反连接位置的加热块是在该纵向方向上在加热器的端部处提供的加热块，在该纵向方向上在加热器的中央处提供的加热块的连接位置是在该纵向方向上第一导电元件的中央和第二导电元件的中央。
15.如权利要求10所述的图像加热设备，其中，多个热量生成电阻器在加热块中的至少一个加热块的第一导电元件和第二导电元件中以并联方式电连接。
16.如权利要求15所述的图像加热设备，其中，以并联方式连接的多个热量生成电阻器相对于加热器的该纵向方向和宽度方向以倾斜方式布置，其中，每个热量生成电阻器在该纵向方向上彼此交叠。
17.如权利要求15所述的图像加热设备，还包括电极，连接器连接到电极，其中热量生成电阻器越靠近从电极延伸的电力供给线路，以并联方式连接的多个热量生成电阻器的电阻值就越高。
18.如权利要求15所述的图像加热设备，还包括电极，连接器连接到电极，其中热量生成电阻器越靠近从电极延伸的电`力供给线路，以并联方式连接的多个热量生成电阻器的间隔就越宽。
19.如权利要求10所述的图像加热设备，其中，加热器包括在该纵向方向上在加热器的中央部分和两个端部的总共三个加热块，其中，在中央部分处的加热块与加热块中的在任一端部的一个加热块之间的位置处提供安全元件，当加热器的异常加热发生时该安全元件操作并且停止要供给加热器的电力。
20.如权利要求10所述的图像加热设备，还包括与多个加热块中的每一个对应的多个温度检测元件，其中，根据多个温度检测元件的检测到的温度来控制要被供给多个加热块的电力。
21.如权利要求10所述的图像加热设备，还包括:环形带，其内表面接触加热器；夹持部形成构件，被配置为连同加热器一起通过环形带形成传送记录材料的夹持部。
【文档编号】G03G15/20GK103676575SQ201310426074
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2012年9月19日
【发明者】志村泰洋 申请人:佳能株式会社