定影设备、其控制方法以及图像形成装置的制作方法

专利名称：定影设备、其控制方法以及图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及定影设备、其控制方法以及图像形成装置。
背景技术：
近年来，已经使用用于读取文档的图像数据的扫描仪、用于打印由扫描仪读取的文档的图像数据的复印机、用于打印已经外部输入的图像数据的打印机或传真机以及包括这些功能中的一些的所谓的多功能外围设备(MFP)。这样的MFP包括用于读取图像数据的扫描单元、用于在记录介质上从扫描单元读取的相应图像的每个产生调色图像(toner image)的引擎单元、用于通过使用定影(fixing)辊和压辊来定影引擎单元产生的记录介质上的调色图像的定影设备(定影系统)。采用电磁感应加热系统的定影设备包括已知为励磁线圈(exciting coil)的线圈，其中高频电流流动以便产生用于感应地加热热产生元件的磁通量。利用此配置，因为热产生元件直接被加热，所以不需要在热辊定影(heat roller fusing)系统中所需的预加热，并且定影元件的温度立即升高到预定温度。结果，可以实现预热时间(warm-up time) 的降低和能量节约。采用电磁感应加热系统的一些定影设备除了励磁线圈之外可以包括消磁线圈，其在用于对励磁线圈产生的磁通量消磁的方向上产生磁通量。当组合使用感应加热器(励磁线圈)和消磁线圈时，响应于消磁线圈的激励，施加在感应加热器上的负载改变。在感应加热器的操作期间，接通/断开消磁线圈导致感应加热器的负载(阻抗)改变。但是，还未设置用于取决于负载而控制励磁线圈的激励的PWM 信号的开/关时间段。换句话说，还没有取决于消磁线圈的开/关状态而设置高频电源的输出频率的最小值和最大值。结果，超过可允许范围的功率可能被提供给感应加热器，这可能导致感应加热器的故障。例如，日本专利申请公开No. 2008-249948公开了用于防止在小尺寸纸张通过期间定影元件的末端部分处的温度过度升高的定影设备。在该定影设备中，在励磁线圈打开时的时间段和其关闭时的时间段两者期间，获得从高频电源提供给谐振电路的输出功率值和与该输出功率值对应的高频电源的输出频率之间的相关性。基于输出功率值和输出频率f之间的相关性，定影设备控制用于可变地设置高频电源的输出功率f以便由温度检测部分检测的定影元件的温度Ta与预定目标温度Tt相匹配。但是，在日本专利申请公开 No. 2008-249948中，没有考虑用于防止由于从激励消磁线圈导致的感应加热器的负载变化引起的感应加热器的任何故障的方法
发明内容
本发明的目的是至少部分地解决传统技术中的问题。根据本发明的一个方面，提供了一种定影设备，包括热产生旋转组件，被配置为包括热产生层；励磁线圈，被配置为感应地加热该热产生层；消磁线圈，被配置为响应于励磁线圈产生的磁通量而产生电流，并在相反的方向上产生磁通量；励磁线圈控制器，被配置为通过使用PWM信号控制励磁线圈的激励；消磁线圈控制器，被配置为确定切换消磁线圈的必要性以及控制消磁线圈的激励；以及存储单元，被配置为在其中存储与消磁线圈的接通/断开状态有关的PWM信号的接通时间段的最小值和最大值的数据，其中该数据被设置为当消磁线圈处于接通状态时，PWM信号的接通时间段的最小值和最大值被设置为低于在消磁线圈处于断开状态时的最小值和最大值，以及当消磁线圈控制器切换消磁线圈的接通 /断开状态时，励磁线圈控制器控制PWM信号的接通时间段以便在存储单元中存储的与消磁线圈的接通/断开状态对应的PWM信号的接通时间段的从最小值到最大值的范围内。根据本发明的另一方面，提供了用于定影设备的控制方法，该定影设备包括包括热产生层的热产生旋转组件；感应地加热该热产生层的励磁线圈；以及响应于励磁线圈产生的磁通量而产生电流并在相反的方向上产生磁通量的消磁线圈；以及在其中存储与消磁线圈的接通/断开状态有关的PWM信号的接通时间段的最小值和最大值的数据的存储单元，其中该数据被设置为当消磁线圈处于接通状态时，PWM信号的接通时间段的最小值和最大值被设置为低于当消磁线圈处于断开状态时的最小值和最大值，该控制方法包括通过使用PWM信号控制励磁线圈的激励；确定切换消磁线圈的必要性；控制消磁线圈的激励；以及当切换消磁线圈的接通/断开状态时，控制PWM信号的接通时间段，以便在存储单元中存储的与消磁线圈的接通/断开状态对应的PWM信号的接通时间段的从最小值到最大值的范围内。根据本发明的另一方面，提供了一种图像形成装置，包括定影设备，该定影设备包括热产生旋转组件，被配置为包括热产生层；励磁线圈，被配置为感应地加热该热产生层；消磁线圈，被配置为响应于励磁线圈产生的磁通量而产生电流，并在相反的方向上产生磁通量；励磁线圈控制器，被配置为通过使用PWM信号控制励磁线圈的激励；消磁线圈控制器，被配置为确定切换消磁线圈的必要性以及控制消磁线圈的激励；以及存储单元，被配置为在其中存储与消磁线圈的接通/断开状态有关的PWM信号的接通时间段的最小值和最大值的数据，其中该数据被设置为当消磁线圈处于接通状态时，PWM信号的接通时间段的最小值和最大值被设置为低于当消磁线圈处于断开状态时的最小值和最大值，以及当消磁线圈控制器切换消磁线圈的接通/断开状态时，励磁线圈控制器控制PWM信号的接通时间段，以便在存储单元中存储的与消磁线圈的接通/断开状态对应的PWM信号的接通时间段的从最小值到最大值的范围内。当结合附图考虑时，通过阅读本发明的当前优选实施例的以下详细描述，将更好地理解本发明的以上和其他目标、特征、优点和技术及工业重要性。


图1是例示根据第一实施例的MFP的机构的例子的示意配置图；图2A是例示图1所示的定影设备的配置例子的示意正视图；图2B是例示图1所示的定影设备的励磁线圈和一对消磁线圈的示意侧视图3是例示定影设备的硬件配置的例子的示意图；图4是例示存储在存储单元中的PWM信号在开时间段和关时间段的最小值和最大值(范围)的数据的例子的表；图5是用于说明定影控制单元的控制例子的流程图；图6是例示根据第二实施例的定影设备的硬件配置的例子的示意图；以及图7是例示根据第二实施例的存储在存储单元中的PWM信号在开时间段和关时间段的最小值和最大值(范围)的数据例子的表。
具体实施例方式以下参考附图详细描述根据本发明的定影设备、其控制方法和图像形成装置的示例实施例。但是，这些实施例不意图限制本发明的范围。以下实施例的要素包括本领域技术人员可以容易地设想的或者实质上与本领域技术人员已知的要素相同的要素。第一实施例图1是例示根据第一实施例的MFP 100的机构的例子的示意配置图。MFP100是包括数字复印机的图像形成装置。更具体地，MFP 100具有复印功能和诸如打印功能或传真功能的其他功能。MFP 100在操作部分(未示出)中具有应用切换键，利用其可以顺次选择复印功能、打印功能或传真功能。以此方式，当选择复印功能时，MFP 100进入复印模式，当选择打印功能时，MFP 100进入打印机模式，当选择传真功能时，MFP 100进入传真模式。MFP 100包括提供在自动送纸机(也已知为“自动文档馈送机”，并且下文中称为 “ADF”)上的文档盘(也已知为“滚筒”)102。在复印模式下，当按下操作部分(未示出) 上的开始键时，载有面向上的图像表面的一叠原稿纸张由馈送辊和馈送带从最下面的原稿纸张逐一地顺次馈送到曝光玻璃103的要加载的位置。ADF 101具有递增功能，利用这一功能，每次将一个原稿馈送到适当位置时将原稿的数量递增。加载(load)在曝光玻璃103上的原稿上的任意图像被图像读取器(也已知为“扫描仪”或“扫描单元” )104读取，并且一旦读取完成就被馈送带和释放辊(discharging roller)排出到释放台。每次读取原稿的图像时，文档检测器(也已知为“文档传感器”)检测另一原稿是否在文档盘102上。如果通过文档检测器，另一文档在文档盘102上，则以与以上所述相同的方式，由馈送辊和馈送带将文档盘102上的文档的最下面的纸张顺次馈送到曝光玻璃 103的要加载的位置。随后的操作与以上所述相同。馈送辊、馈送带和释放辊由未示出的托架(carriage)马达驱动。第一馈送设备109a、第二馈送设备109b或第三馈送设备109c在被选择时，馈送分别来自第一送纸盘108a、第二送纸盘108b或第三送纸盘108c的记录介质(纸张)。记录介质由垂直传送单元111传送到记录介质开始与感光元件106接触的位置。感光元件106 可以是例如由未示出的主马达驱动旋转的感光元件鼓。被输入并由图像读取器104从原稿读取的图像数据(图像信息)由未示出的图像处理装置以给定方式进行图像处理。然后，图像数据除非一度被存储在配置存储单元的图像存储器(未示出)中，否则直接被馈送到配置图像打印单元(打印机)的写单元105，并被写单元105转换成光信息。感光元件106的表面被未示出的充电单元均勻地充电并被从写单元105发出的光信息信号曝光，由此形成静电潜像。感光元件106上的静电潜像将依次被显像装置(也已知为“显像单元”)显像以形成调色图像。感光元件106、充电单元、写单元105、显像单元107和围绕感光元件106的其他已知设备(未示出)将打印机引擎配置为图像形成单元，通过该图像形成单元，在记录介质上以电子照相术从图像数据形成图像。传送带还用作纸张传送单元和转印单元。当从电源施加转印偏压时，在以等于感光元件106的旋转速度的速度从垂直传送单元111传送记录介质时，传送带将来自感光元件106的调色图像转印到记录介质。调色图像被定影设备120定影到记录介质，并且记录介质被排出单元114排出到释放盘113。感光元件106、充电单元、 写单元105、显像单元107、转印单元和图像数据配置将图像产生到记录介质上的图像形成单元。在如上所述的操作中，在正常模式下，图像被复制到记录介质的一面。当在双面模式下图像被复制到记录介质的两面时，操作如下。如上所述从第一送纸盘108a到第三送纸盘108c的任一个馈送、并在其上提供有图像的记录介质将被排出单元114引导到双面馈送纸张传送路径而不是释放盘113侧。在那之后，记录介质以之字方式(switchback manner) 被翻转，并被传送到双面馈送单元。传送到双面馈送单元的记录介质进一步被双面馈送单元传送到垂直传送单元 111，转而被垂直传送单元111传送到记录介质开始与感光元件106接触的位置。以与上述相同的方式，感光元件106上的调色图像被转印到记录介质的背面，然后被定影设备120定影以产生将被排出单元114弹到释放盘113的双面复本。当记录介质被翻转以排出时，记录介质被翻转单元112以之字方式翻转，然后被排出单元114通过翻转排出纸张传送路径传送到释放盘113，而不是到双面馈送单元。在打印机模式下，代替来自图像处理装置的图像数据，外部获得的图像数据被输入到写单元105，以与上述相同的方式在记录介质上产生图像。在传真模式下，来自图像读取器104的图像数据被未示出的传真传输单元发送到接收机；另外，代替来自图像处理装置的图像数据，来自发送方的图像数据被传真传输单元接收以输入到写单元105，以与上述相同的方式在记录介质上产生图像。MFP 100还包括未示出的大容量盘(下文中称为“LCT”)；进行包括分类、打孔和装订的处理的整理机(未示出)；以及操作部分，其包括某些键以进行诸如用于读取原稿图像的模式、复印的放大倍数、纸张馈送单位、在整理机上的整理处理和用于向操作者提供某些指示的显示的各种设置，以及包括IXD的显示监视器。图像读取器104包括曝光玻璃103，原稿被加载在其上；以及光学扫描系统，其包括曝光灯、第一镜面、透镜、CCD图像传感器和其他部分。曝光灯和第一镜面被固定在未示出的第一托架上，而第二镜面和第三镜面被固定在未示出的第二托架上。当读取原稿上的图像时，第一托架和第二托架以二比一的相对速度机械地移动以便不改变光路的长度。光学扫描系统由包括未示出的扫描仪驱动马达的驱动单元来驱动。图像读取器104光学地读取原稿的图像(图像数据)，以将获得的图像数据转换成电信号。更具体地，原稿的图像表面被光学扫描系统中的曝光灯照射，并且从图像表面获得的反射光图像经由第一镜面、第二镜面、第三镜面和透镜形成在CXD图像传感器的光接收表面上，然后被CXD图像传感器转换成电信号。在此过程期间，可以通过在图1中的横向方向上移动透镜和CXD图像传感器来改变用于读取文档馈送方向上的图像的放大倍数。艮口，根据用于读取图像的预定放大倍数确定透镜和CCD图像传感器在横向方向上的位置。写单元105包括激光输出单元、成像透镜、镜面和其他部分。激光输出单元并入了作为激光光源的发光二极管以及通过马达以恒定的高速度旋转的多角镜(旋转多面镜)。 从激光输出单元发出的激光束(激光)被以恒定速度旋转的多角镜偏转，经过成像透镜，返回在镜面上，并会聚以在感光元件106的充电表面上形成图像。更具体地，由多角镜偏转的激光束用于在与感光元件106旋转的方向垂直的方向 (主扫描方向)上的曝光扫描，由此以行为基础写出从图像处理装置输出的图像数据。通过以与感光元件106的旋转速度和扫描密度(记录密度)对应的给定周期重复主扫描，在感光元件106的充电表面上形成静电潜像。现在将参考图2A和2B描述图1中所示的定影设备120的配置。图2A是例示图 1所示的定影设备120的配置例子的示意正视图，图2B是例示图1所示的定影设备120的励磁线圈和一对消磁线圈的示意侧视图。定影设备120采用电磁感应加热系统，并如图2A所示包括定影辊201，其是具有热产生层的热产生旋转组件；压辊202 ；励磁线圈210，感应地加热定影辊201的热产生层； 一对消磁线圈300，响应于励磁线圈210产生的磁通量而产生电流，并在相反的方向上产生磁通量；第一温度传感器204 ；以及第二温度传感器205。定影辊201和压辊202通过弹簧或其他偏压力单元(未示出)彼此挤压地接触，以便形成记录介质220通过的辊隙(nip) 203。定影辊201包括例如在最里面提供的并由金属(更具体地是不锈钢(SUS))制成的圆柱心轴；弹性组件，作为由固态或者泡沫态、换句话说是海绵态的热阻硅树脂橡胶制成以起着覆盖心轴的隔热层作用的弹性层；以及提供在弹性组件的外部上的定影套筒，作为热产生旋转组件。压辊202在逆时针方向上通过未示出的驱动源而旋转，由此定影辊201在顺时针方向上旋转。在定影操作中，黏附了调色剂221的记录介质220通过辊隙203从右侧被传送到左侧，由此调色剂221被定影到记录介质220。该操作可以使得定影辊201被驱动以旋转，从而压辊202相应旋转。定影辊201和压辊202之间的驱动和被驱动的关系可以相反。例如，如图2B所示，励磁线圈210在定影辊201的轴向方向上严密地提供在定影辊201上。更具体地，励磁线圈201缠绕几次以形成椭圆形的束状导体层。该导体层由未示出的支持物支撑并被提供为靠近定影辊201的外圆周面。以此方式，通过将交流电流施加到励磁线圈210，通过感应加热直接加热被包括在定影辊201中的热产生层。起着中间温度检测单元的作用的第一温度传感器204被提供为定影辊201的外圆周面上关于轴向方向与中间部分A相对，以便通过使用已知的红外系统检测定影辊201 的中间部分A的表面温度Tc。第一温度传感器204检测的温度Tc被传输到定影控制单元 (见图3)。起着末端部分温度检测单元的作用的第二温度传感器205被提供为在定影辊201 的外圆周面上关于轴向方向与末端部分B相对，以便通过使用已知的红外系统检测定影辊 201的末端部分的表面温度Te。第二温度传感器205检测的温度被传输到定影控制单元 (见图3)。消磁线圈对300放置为固定。每个消磁线圈300提供在励磁线圈210上方、对应于在定影辊201关于轴向方向的两侧上的末端部分B的区域中，并沿着该励磁线圈210。
励磁线圈210根据定影控制单元的控制将感应加热施加到被包括在定影辊201中的热产生层。消磁线圈对300通过取决于来自定影控制单元的消磁线圈切换信号被断开或接通而打开或闭合。当消磁线圈对300处于“打开”状态(即“断开状态”)时，因为没有感应电流被施加到消磁线圈对300，所以不发生消磁。当消磁线圈对300处于“闭合”状态 (即“接通状态”)时，感应电流被施加到消磁线圈300，使得消磁可用。当消磁线圈300“打开”时，消磁线圈300不产生消磁力，由此施加到定影辊201的末端部分B的电力变得基本等于施加到其中间部分A的电力。在此情况下，对于在轴向方向上经过定影辊201的几乎整个区域的记录介质的最大尺寸的纸张，可获得满意的定影。另一方面，当消磁线圈300 “闭合”时，消磁线圈300产生消磁力，从而施加到定影辊20的末端部分B的电力小于施加到其中间部分A的电力。结果，即使当记录介质220的纸张尺寸很小使得仅通过定影辊201的中间部分A时，也可以防止定影辊201的末端部分B的温度的过度上升。因此，对于小尺寸的纸张，可获得满意的定影。取决于纸张尺寸而接通或断开消磁线圈300(例如，对于小尺寸的纸张“接通”消磁线圈300，并且对于大尺寸的纸张“断开”消磁线圈300)。图3是例示定影设备120的硬件配置的例子的示意图。定影设备120主要包括安装在控制板上的定影控制单元240、感应加热器200和消磁线圈300。感应加热器200主要包括励磁线圈210、谐振电容器232、电力开关234、整流二极管231、平滑电容器235、IGBT 233、继电器236和负载检测单元401。第一温度传感器204主要用于控制向励磁线圈210施加电力。第二温度传感器 205主要用于控制向消磁线圈300施加电力。分别由第一温度传感器204和第二温度传感器205检测的中间温度Tc和末端部分温度Te被输入到定影控制单元240。在定影控制单元240中，进行用于控制定影辊201的温度的反馈控制，使得其达到诸如定影目标温度的预定参考温度。当电力开关234接通时，来自商用电源230的电流被整流二极管231和平滑电容器235平滑，以通过继电器236和IGBT 233提供给励磁线圈210。 当电力开关234接通时，继电器236被接通，这可以转而通过定影控制单元240切断感应加热器200。更具体地，定影控制单元240可以通过使用用于激励或切断感应加热器 200的激励控制信号来接通或断开继电器236。纸张尺寸检测单元402检测经过的纸张尺寸，并将获得的尺寸值输出到定影控制单元240。负载检测单元401检测施加在感应加热器200上的负载，并将获得的负载值输出到定影控制单元240。定影控制单元240被提供在控制板上以整体上控制定影设备120。定影控制单元 240控制例如继电器236、IGBT 233和消磁线圈300的接通/断开，由此控制定影辊201的接通/断开和温度。定影控制单元240被安装作为计算机，其中CPU、RAM、ROM、NVRAM、专用集成电路(ASIC)和输入-输出接口通过总线相互耦接。定影控制单元240起着励磁线圈控制器241、消磁线圈控制器242和存储单元243的作用。励磁线圈控制器241通过使用脉冲宽度调制(PWM)控制来控制作为切换元件的 IGBT 233，由此控制励磁线圈210的激励。当没有纸张经过时，励磁线圈控制器241基于中间温度Tc控制定影辊201的中间部分的温度，以便达到预定温度。励磁线圈控制器241通过使用PWM信号切换IGBT 233来控制励磁线圈210的激励。当切换消磁线圈300的接通 /断开状态时，控制PWM信号的接通时间段在存储器243中存储的与消磁线圈300的切换状态对应的PWM信号的接通时间段的从最小值到最大值的范围内。励磁线圈控制器241通过使用激励控制信号来接通或断开继电器236，由此接通/断开感应加热器200 (励磁线圈 210)。例如，如果从负载检测单元401接收的施加在感应加热器上的负载的值超过预定范围，则感应加热器200将被切断。消磁线圈控制器242基于末端部分温度Te和/或经过的纸张的尺寸选择性地关闭开关301，由此控制消磁线圈300的激励。从而，可以降低没有纸张经过的区域中的定影辊201的热产生量。可以提供确定是否恰当地切换消磁线圈300的检测单元。存储器243在其中存储与消磁线圈300的接通/断开状态有关的PWM信号的接通 /断开时间段的最小值和最大值的数据。图4是例示存储在存储单元中的PWM信号的接通时间段和断开时间段的最小值和最大值(范围)的数据的例子的表。如上所述，当组合使用励磁线圈210和消磁线圈300时，施加在感应加热器200上的负载取决于消磁线圈300的接通/断开状态而改变。当施加在感应加热器200上的负载改变时，如果PWM信号的接通时间段固定，则输入功率变化。从而，如果功率超过可允许范围，感应加热器200可能损坏。因此，为了无论负载如何都保持输入功率恒定，需要改变PWM 信号的接通时间段。根据本实施例，可以通过设置PWM的接通时间段来防止感应加热器200 的故障，通过该设置，即使施加在感应加热器200上的负载在操作期间改变，也输入恒定的功率。当消磁线圈300的接通/断开状态从断开改变为接通时，影响PWM信号的接通/ 断开时间段的最小值和最大值的励磁线圈210的谐振频率变得更高。因此，当谐振频率变得更高时，PWM信号的接通时间段的最小值和最大值被设置为降低。如图4所示，与消磁线圈300的接通/断开状态有关地登记PWM信号的接通时间段和断开时间段(定影值)的最小值和最大值(范围)。根据图4中的例子，将以下值登记为PWM信号的接通/断开时间段在消磁线圈300处于断开状态时，接通时间段的最大值= al μ s，接通时间段的最小值=bl μ S,断开时间段=cl μ S ；在消磁线圈300处于接通状态时，接通时间段的最大值=a2 μ s，接通时间段的最小值=b2 μ S，断开时间段=c2 μ S。其中，假设 al > a2, bl > b2, cl > c2。图5是用于说明定影控制单元240的控制例子的流程图。参考图5，当感应加热器200被接通时，消磁线圈控制器242基于经过的纸张的尺寸和末端部分温度Te确定是否需要切换消磁线圈300 (步骤Si)。根据本实施例，尽管基于末端部分温度Te和经过的纸张的尺寸确定切换消磁线圈300的必要性，但是末端部分温度Te或者经过的纸张的尺寸的至少一个可以用于该确定。当消磁线圈控制器242确定需要切换消磁线圈对300时(步骤Sl处的“是”)，励磁线圈控制器241断开继电器236以切断感应加热器200(步骤S2)。在感应加热器200被切断后，励磁线圈控制器241对某一时间段计时。如果该某一时间段已经经过(步骤S3处的“是”)，则励磁线圈控制器241基于中间温度Tc确定PWM 信号的接通和断开时间段(步骤S4)。励磁线圈控制器241如上所述对某一时间段计时以防止在切换继电器时施加电流。
励磁线圈控制器241然后从存储单元243读出与被切换后的消磁线圈300的接通 /断开状态对应的PWM信号的最小和最大接通时间段和断开时间段。励磁线圈控制器241确定在步骤S4确定的接通时间段是否在读出的接通时间段的从最小值到最大值的范围内， 以及在步骤S4确定的断开时间段是否与读出的断开时间段相匹配(步骤S5)。更具体地，对于PWM信号从存储单元243读出以下值当消磁线圈300被断开时， 接通时间段的最大值=al μ s，接通时间段的最小值=bl μ S,断开时间段=cl μ S ；当消磁线圈300被接通时，接通时间段的最大值=a2 μ s，接通时间段的最小值=b2 μ S，断开时间段=c2y S。如果在步骤S4中确定的接通时间段的值在读出的接通时间段的从最小值到最大值的范围内，并且在步骤S4中确定的断开时间段与读出的断开时间段相匹配(步骤S5处的“是”)，则励磁线圈控制器241移动到步骤S6。如果在步骤S4中确定的接通时间段超出了读出的接通时间段的从最小值到最大值的范围，或者在步骤S4中确定的断开时间段与读出的断开时间段不匹配(步骤S5处的 “否”)，则励磁线圈控制器241如下改变PWM值将比接通时间段的最小值低的值改变为最小值，将比接通时间段的最大值高的值改变为最大值，或者将与读出的断开时间段不同的断开时间段的值改变为读出的断开时间段的值(步骤S10)。然后，励磁线圈控制器241移动到步骤S6。在步骤S6，消磁线圈控制器242接通和断开开关301，由此切换消磁线圈301的接通/断开状态。在那之后，励磁线圈控制器241对某一时间段计时。如果该某一时间段已经经过(步骤S7处的“是”)，则励磁线圈控制器241开始激励，并通过使用在步骤S4或S5 确定的PWM信号的接通/断开时间段的值来控制感应加热器200 (步骤S8)。励磁线圈控制器241如上所述对某一时间段计时以防止在切换继电器时施加电流。如果感应加热器200未处于断开(步骤S9处的“否”)，则励磁线圈控制器241返回到步骤Sl以重复如上所述的步骤直到感应加热器200被断开。结果，可以多次每当在感应加热器200工作时改变消磁线圈300的接通/断开状态时设置PWM信号的接通/断开时间段的最小值和最大值。如上所述，根据第一实施例，定影设备120包括定影辊201，具有热产生层；励磁线圈210，感应地加热该热产生层；消磁线圈300，在与励磁线圈210产生的磁通量的方向相反的方向上产生磁通量；励磁线圈控制器241，通过使用PWM信号控制励磁线圈210的激励；消磁线圈控制器242，确定切换消磁线圈300的必要性并控制其激励；以及存储单元 243，在其中存储与消磁线圈300的接通/断开状态有关的PWM信号的接通时间段的最小值和最大值的数据。该数据被设置为如果消磁线圈300处于接通状态，则PWM信号的接通时间段的最小值和最大值被设置为低于消磁线圈300处于断开状态时的最小值和最大值。当消磁线圈控制器242切换消磁线圈300的接通/断开状态时，励磁线圈控制器241控制PWM 信号的接通时间段，以便在存储在存储器243中的与消磁线圈300的切换状态有关的PWM 信号的接通时间段的从最小值到最大值的范围内。从而，在采用电磁感应加热系统的定影设备中，可以防止由于从接通/断开消磁线圈导致的负载变化引起的定影设备的异常功率输出，由此可以防止定影设备的故障。消磁线圈控制器242基于定影辊201的末端部分温度Te和/或经过的纸张的尺寸确定切换消磁线圈300的必要性，使得能够基于定影辊201的末端部分温度Te和/或经过的纸张的尺寸来切换消磁线圈300。如果消磁线圈控制器242确定需要切换消磁线圈300，则励磁线圈控制器241首先暂时切断励磁线圈210。因此，可以确保在切换消磁线圈300时的安全性。在励磁线圈控制器241切断励磁线圈210之后，消磁线圈控制器242切换消磁线圈300的接通/断开状态。在那之后，当已经经过某一时间时，励磁线圈控制器241激励励磁线圈210。因此，可以进一步确保在切换消磁线圈300时的安全性。第二实施例在第一实施例中，描述了包括一对消磁线圈300的配置，但是，可以使用多对消磁线圈300。在此情况下，可以取决于各对消磁线圈的接通/断开的组合来设置PWM信号的接通时间段和断开时间段的最小值和最大值。图6是例示根据第二实施例的定影设备的硬件配置的例子的示意图。图7是例示根据第二实施例的、在存储单元243中存储的PWM信号的接通时间段和断开时间段的最小值和最大值(范围)的数据的例子的表。参考图6和图 7，仅描述与第一实施例的不同点，而其他配置与所述的相同。如图6所示，从定影辊201的末端部分侧按顺序提供消磁线圈对300A、300B和 300C。励磁线圈控制器241基于末端部分温度Te和经过的纸张的尺寸接通或断开301A、 301B和301C，由此可以接通或断开消磁线圈300A、300B和300C。如图7所示，与消磁线圈300的接通/断开状态有关地登记PWM信号的接通时间段和断开时间段(定影值)的最小值和最大值(范围)。根据图7中的例子，以下值被登记为PWM信号的接通/断开时间段在消磁线圈300A处于断开状态，消磁线圈300B处于断开状态，以及消磁线圈300C处于断开状态时，接通时间段的最大值=aly s，接通时间段的最小值=bl μ s,断开时间段=cl μ s ；在消磁线圈300Α处于接通状态，消磁线圈300Β处于断开状态，以及消磁线圈300C处于断开状态时，接通时间段的最大值=a2 μ s，接通时间段的最小值=b2y s，断开时间段=c2ys ；在消磁线圈300A处于接通状态，消磁线圈300B处于接通状态，以及消磁线圈300C处于断开状态时，接通时间段的最大值=a3 μ s，接通时间段的最小值=b3 μ s,断开时间段=c3 μ s ；在消磁线圈300Α处于接通状态，消磁线圈300Β 处于接通状态，以及消磁线圈300C处于接通状态时，接通时间段的最大值=a4y s，接通时间段的最小值=b4y s，断开时间段=c4y s ；其中假设al > a2 > a3 > a4，bl > b2 > b3 > b4, cl > c2 > c3 > c4。定影设备采用的电磁感应加热系统不限于外部加热系统。例如代替地可以采用在定影辊201中包括一个或多个励磁线圈的内部加热系统。代替其中直接加热定影辊的加热系统，可以采用其中通过使用定影带对定影辊加热的加热系统。根据第一和第二实施例的图像形成装置具有利用典型的计算机的硬件配置，该计算机包括诸如CPU的控制器、诸如ROM或RAM的存储设备、HDD以及诸如CD驱动器的外部存储设备。在根据第一和第二实施例的图像形成装置上执行的计算机程序以要提供给用户的可安装格式文件或者可执行格式文件被写入诸如CD-ROM、软盘(FD) XD-R或数字通用盘 (DVD)的计算机可读记录介质中。另一配置可以在与包括因特网的网络耦接的计算机上存储在根据第一和第二实施例的图像形成装置上执行的计算机程序，从而用户经由网络下载程序。另一配置可以经由包括因特网的网络提供或分发在根据第一和第二实施例的图像形成装置上执行的控制加热器的计算机程序。根据第一和第二实施例的计算机程序可以预先安装在ROM等中。在根据第一和第二实施例的图像形成装置上执行的计算机程序具有包括以上所述的励磁线圈控制器和消磁线圈控制器的模块配置。在实践中的硬件配置方面，CPU(处理器)从存储介质读出以执行控制加热器的程序，由此以上所述的单元被加载和被产生到主存储器中。在第一实施例和第二实施例中，图像形成装置可以是具有复印、打印、扫描和传真中的两个或多个功能的MFP。因此，第一实施例和第二实施例可以应用于复印机、打印机、扫描仪、传真机和其他图像形成装置中的任意一个。根据本发明的一些方面，在采用电磁感应加热系统的定影设备中，可以有效地防止由于从接通/断开消磁线圈导致的负载变化引起的定影设备的故障。尽管为了完整和清楚公开的目的已经关于具体实施例描述了本发明，但是所附权利要求不意图因此被限制，而是被解释为体现对本领域技术人员可能发生的、清楚地落在在此所述的基本教导内的所有修改和替换构成。
权利要求
1.一种定影设备，包括热产生旋转组件，被配置为包括热产生层；励磁线圈，被配置为感应地加热该热产生层；消磁线圈，被配置为响应于励磁线圈产生的磁通量而产生电流，并在相反的方向上产生磁通量；励磁线圈控制器，被配置为通过使用PWM信号控制励磁线圈的激励；消磁线圈控制器，被配置为确定切换消磁线圈的必要性以及控制消磁线圈的激励；以及存储单元，被配置为在其中存储与消磁线圈的接通/断开状态有关的PWM信号的接通时间段的最小值和最大值的数据，其中该数据被设置为当消磁线圈处于接通状态时，PWM信号的接通时间段的最小值和最大值被设置为低于当消磁线圈处于断开状态时的最小值和最大值，以及当消磁线圈控制器切换消磁线圈的接通/断开状态时，励磁线圈控制器控制PWM信号的接通时间段，以便在存储单元中存储的与消磁线圈的接通/断开状态对应的PWM信号的接通时间段的从最小值到最大值的范围内。
2.根据权利要求1的定影设备，其中消磁线圈控制器基于热产生旋转组件的末端部分的温度和经过的纸张的尺寸中的任意一个或其两者来确定切换消磁线圈的必要性。
3.根据权利要求1的定影设备，其中当消磁线圈控制器确定需要切换消磁线圈时，消磁线圈控制器切断励磁线圈。
4.根据权利要求3的定影设备，其中在励磁线圈控制器切断励磁线圈之后，消磁线圈控制器切换消磁线圈的接通/断开状态，以及当在切换消磁线圈的接通/打开状态之后经过了某一时间段时，励磁线圈控制器激励励磁线圈。
5.一种用于定影设备的控制方法，该定影设备包括包括热产生层的热产生旋转组件；感应地加热该热产生层的励磁线圈；响应于励磁线圈产生的磁通量而产生电流并在相反的方向上产生磁通量的消磁线圈；以及在其中存储与消磁线圈的接通/断开状态有关的 PWM信号的接通时间段的最小值和最大值的数据的存储单元，其中该数据被设置为当消磁线圈处于接通状态时，PWM信号的接通时间段的最小值和最大值被设置为低于在当消磁线圈处于断开状态时的最小值和最大值，该控制方法包括通过使用PWM信号控制励磁线圈的激励；确定切换消磁线圈的必要性；控制消磁线圈的激励；以及当切换消磁线圈的接通/断开状态时，控制PWM信号的接通时间段，以便在存储单元中存储的与消磁线圈的接通/断开状态对应的PWM信号的接通时间段的从最小值到最大值的范围内。
6.一种图像形成装置，包括定影设备，该定影设备包括热产生旋转组件，被配置为包括热产生层； 励磁线圈，被配置为感应地加热该热产生层；消磁线圈，被配置为响应于励磁线圈产生的磁通量而产生电流，并在相反的方向上产生磁通量；励磁线圈控制器，被配置为通过使用PWM信号控制励磁线圈的激励；消磁线圈控制器，被配置为确定切换消磁线圈的必要性以及控制消磁线圈的激励；以及存储单元，被配置为在其中存储与消磁线圈的接通/断开状态有关的PWM信号的接通时间段的最小值和最大值的数据，其中该数据被设置为当消磁线圈处于接通状态时，PWM信号的接通时间段的最小值和最大值被设置为低于当消磁线圈处于断开状态时的最小值和最大值，以及当消磁线圈控制器切换消磁线圈的接通/断开状态时，励磁线圈控制器控制PWM信号的接通时间段，以便在存储单元中存储的与消磁线圈的接通/断开状态对应的PWM信号的接通时间段的从最小值到最大值的范围内。
全文摘要
一种定影设备，包括热生成旋转组件，包括热生成层；励磁线圈，感应地加热该热生成层；消磁线圈，响应于励磁线圈产生的磁通量而产生电流，并在相反的方向上产生磁通量；励磁线圈控制器，被配置为通过使用PWM信号控制励磁线圈的激励；消磁线圈控制器，确定切换消磁线圈的必要性以及控制消磁线圈的激励。当消磁线圈控制器切换消磁线圈的接通/断开状态时，励磁线圈控制器控制PWM信号的接通时间段，以便在存储单元中存储的与消磁线圈的接通/断开状态对应的PWM信号的接通时间段的从最小到最大值的范围内。
文档编号G03G15/00GK102385297SQ20111025050
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月29日 优先权日2010年8月27日
发明者前岛庆太, 宫田侑是 申请人:株式会社理光