专利名称：图像加热设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对记录介质上的图像进行加热的图像加热设备。作为这种图像加热设备的例子，可以列出用于对在记录介质上形成的未定影图像进行定影的定影设备、用于通过对图像进行加热来提高记录介质上的定影图像的光泽度的设备等等。
背景技术：
根据现有技术的电子照相复印机等装备有加热设备，其用于对记录介质上的未定影图像(由色粉形成的图像)(在传送记录介质时已被转印到记录介质上的未定影图像)，从而通过热熔将形成未定影图像的色粉(显影剂)熔凝到记录介质上。
对于这种加热设备的类型，公知的有加热设备，为了较快的温度升高，减小了作为加热介质的其定影辊的壁厚和直径；加热设备，包括可旋转的树脂薄膜、以及通过施加预定量的压力而从可旋转薄膜环内部与可旋转薄膜接触的加热部件；加热设备，包括具有薄壁的可旋转金属部件，其可以通过电磁感应来加热；等等。这些加热设备的特征在于它们中的每一个都被设计成最小化作为加热介质的其可旋转部件的热容量，并且通过使用在热效率上较高的热源对可旋转部件进行加热。还存在采用非接触型热源的加热设备。然而，在诸如复印机的图像形成设备的领域中，从成本和能量效率的立场，已被提出的通过将具有薄壁的可旋转部件与记录介质安置在一起来热熔记录介质上的显影剂的类型的加热设备在数量上大大超过采用非接触型热源的加热设备。
然而，如果减小作为加热介质的可旋转部件的壁厚，以便减小其热容量，则也减小垂直于其轴线的截面区域的尺寸，从而降低了按照可旋转部件的轴向的热转印速率，并且可旋转部件的壁越薄，热转印速率的这一降低就越明显。此外，在可旋转部件由热传导率系数较低的树脂等形成的情况下，该特性甚至更加明显。
当物体的热传导率系数为λ；该物体的两点之间的温差为(θ1-θ2)；并且这两点之间的距离为L时，该物体的两点之间的每单位时间的传热量Ω由下式表达，根据傅立叶s定律，这是显而易见的Ω＝λùf(θ1-θ2)/L。
当要被定影的图像被承载在可供加热设备使用的最大尺寸的记录介质上时，也就是，当在其上承载了要被定影的图像的记录介质是可供加热设备使用的按照可旋转部件的纵向的最宽记录介质时，上述特性不会产生任何问题。然而，当使用多个按照可旋转部件的纵向在宽度上小于最大记录介质的记录介质时，发生下面问题。也就是，跨越按照可旋转部件的纵向具有较小宽度的记录介质的路径之外的部分，可旋转部件的温度升至目标温度(用于定影的适当温度)之上。结果，具有较小宽度的记录介质的路径之内的可旋转部件部分与具有较小宽度的记录介质的路径之外的可旋转部件部分之间的温差变得极其大。
由于加热介质的附近组件通常由树脂材料形成，因此存在这样的可能性，即由于加热介质的温度在其纵向上的这一不均匀性，因此按照耐热性将缩短它们的使用寿命，并且/或者它们将被热破坏。而且，存在这样的问题，即当紧接在连续传送多个具有较小尺寸的记录介质通过加热设备之后传送具有较大尺寸的记录介质通过该加热设备时，具有大尺寸的记录介质有可能将起皱和/或弯曲，并且/或者记录介质上的图像有可能由于加热介质的各部分之间的温度不均匀性而将被不均匀地定影。记录介质路径之内的加热介质部分和记录介质路径之外的加热介质部分之间的温差与要被传送通过加热设备的记录介质的热容量大致成正比，并且也与每个作业的吞吐量(每单位时间输出的打印次数)大致成正比。因此，其加热介质是具有薄壁并且在热容量上低的可旋转部件的加热设备难以令人满意地用作用于吞吐量高的复印机等的定影设备。
作为用于解决上述问题的装置，公知的有这样的加热设备，其采用多个卤素灯或产热电阻器作为热源，以便可以根据要被传送通过加热设备的记录介质的宽度有选择地向加热介质的各部分供应电功率。
不可否认的是，已经存在这样的加热设备，其采用多个包括感应线圈的热源，以便可以有选择地向这些热源供应电功率，从而解决上述问题。然而，提供具有多个热源的加热设备或者将加热设备的热源分成多个部分将使加热设备的控制电路变得更复杂且具有更高的成本。而且，将热源的数目与可供加热设备(图像形成设备)使用但在宽度上不同的记录介质(介质)的类型的数目相匹配的尝试要求加热设备进一步增加热源的数目、或者加热设备的热源要被细分的部分的数目，从而进一步提高了加热设备的成本。另外，在加热设备的加热介质是具有薄壁的可旋转部件的情况下，存在另一个问题。也就是，跨越热源的子部分之间的接合点，热源的温度分布变得不连续和不均匀，这将有可能影响加热设备的图像定影性能。
这样，已经提出了提供一种基于电磁感应的加热设备，其具有磁通量阻挡装置，用于部分阻挡从用于对加热介质进行电磁加热的装置发向加热介质的磁通量；以及用于改变磁通量阻挡装置的位置的装置(例如，已公开的日本专利申请2004-265670)。根据该提议(发明)，通过移动磁通量阻挡装置来阻挡发向无需被加热的加热介质部分的磁通量部分。因此，在无需被加热的加热介质部分中不产热；换句话说，按照在加热介质中的何处要产热，控制加热介质，因此按照其热分布，控制该加热介质。在已公开的日本专利申请2004-265670中公开的加热设备(定影设备)被构造成使得可以在其定影辊的空穴中旋转其磁通量阻挡板，因此例如具有这样的优点，即与被构造成在与其热辊的纵向平行的方向上移动其磁通量阻挡板的加热设备(定影设备)相比，按照该设备的纵向的尺度(dimension)较小。
根据专利文献1，通过采用其磁通量阻挡部分在尺寸上与具有中或小尺寸的记录介质相匹配的磁通量阻挡板，处理跨越具有中或小尺寸(即，小于可传送通过加热设备(图像形成设备)的最大记录介质的尺寸的尺寸)的记录介质的路径之外的加热介质部分而发生的温度升高。然而，按照尺寸，市场提供了太多种类的记录介质，从而使得难以通过根据各种记录介质尺寸中的每一种而调节磁通量来解决上述问题。有可能向磁通量调节装置的实际调节部分提供无级形状(stepless shape)。然而，允许磁通量调节部分根据所有各种记录介质尺寸调节磁通量使得有必要减小磁通量调节部件的每一个磁通量调节部分，其在按照可旋转加热介质的圆周方向的尺度上一一对应于各种记录介质尺寸，这就产生了下面问题。也就是，即使将磁通量调节部件移动到准确的位置中以处理多个具有给定尺寸的记录介质，以便部分阻挡磁通量，按照可旋转加热介质的圆周方向，磁通量调节部分也太窄，而不能为具有给定尺寸的记录介质的路径之外的加热介质部分完全遮挡磁通量。因此，按照加热介质的圆周方向，在磁通量调节部分的覆盖范围之外的加热介质部分中产生涡流，并且在这些加热介质部分中产热。因此，记录介质路径之外的可旋转加热介质部分的温度通过在其中产生的热量而过量地升高。
另一方面，如果采用被设计成适应各种记录介质尺寸中的一些代表性尺寸的磁通量调节部件来防止记录介质路径之外的温度升高，则当磁通量调节部件的实际磁通量调节部分在尺寸上不匹配正被传送的记录介质时，记录介质路径之外的加热介质部分的温度升高，并且/或者跨越要用于对正被传送的记录介质进行加热的部分，加热介质变得不均匀。更具体地说，在采用上述磁通量调节部件的情况下，当磁通量调节部件被移动到磁通量调节位置中而磁通量调节部件的实际磁通量调节部分都不完全匹配当前用于图像形成的记录介质的尺寸时，磁通量调节部件与正被传送的记录介质的边缘部分相重叠。这样，每当传送记录介质通过加热设备时，在位置上对应于磁通量调节部件与记录介质相重叠的区域的加热介质部分，即使未在其中产热，也被剥夺热量。结果，加热介质的这些部分的温度下降。有可能重定位磁通量调节部件，使得按照调节磁通量的数量比与记录介质相重叠的部分小一个尺寸(级别)的磁通量调节部件的实际磁通量调节部分阻挡磁通量，跨越记录介质路径之外的加热介质部分，将发生过量的温度升高。
还有可能根据后面转印介质的尺寸来扩大转印介质和紧邻之后的转印介质之间的记录介质传送间隔，以便等待直到加热介质的温度级别和温度分布变得正常为止。然而，采用该方法使得图像形成设备变得非常不便于使用；例如，当一组原件的尺寸不同时，它使得累积间隔相当长。
发明内容
这样，本发明的主要目的是即使当磁通量调节部件的磁通量调节部分在尺寸上不匹配正被传送通过加热设备的记录介质时，也在一定的程度上防止或减轻跨越记录介质路径之外的加热介质部分而发生的温度升高。
本发明的另一个目的是提供一种磁通量调节装置，即使当磁通量调节部件的磁通量调节部分在尺寸上不匹配正被传送通过加热设备的记录介质时，其也能够降低加热介质温度的不均匀性，其中该不均匀性是由于连续传送多个具有不同尺寸的记录介质而导致的。
用于实现上述目的的根据本发明而构造的典型图像加热设备之一的特征在于它包括可旋转加热部件，用于在加热压区(nip)中加热记录介质上的图像；磁通量生成装置，用于生成通过电磁感应对可旋转加热部件进行加热的磁通量；以及磁通量控制装置，可移动到磁通量控制位置中，以便控制从磁通量生成装置发向可旋转加热部件的磁通量，并且在加热部件的加热期间(在图像加热操作期间)，当连续传送多个记录介质通过图像加热设备，其中这些记录介质的宽度使得记录介质与磁通量控制装置的磁通量控制部分发生部分重叠时，将磁通量控制装置交替地移动到磁通量控制位置和隐退位置中，其中隐退位置是磁通量控制装置不控制磁通量的位置。
用于实现上述目的的根据本发明的另一种典型图像加热设备的特征在于它包括可旋转加热部件，用于在加热压区中加热记录介质上的图像；磁通量生成装置，用于生成通过电磁感应对可旋转加热部件进行加热的磁通量；以及磁通量控制装置，用于控制从磁通量生成装置发向可旋转加热部件的磁通量，并且磁通量控制装置装备有第一磁通量控制部分和第二磁通量控制部分，其中第一磁通量控制部分用于在第一控制位置中控制发向可旋转加热部件的第一部分的磁通量，并且第二磁通量控制部分用于在第二位置中控制发向可旋转加热部件的第二部分的磁通量，其中可旋转加热部件的第二部分包括可旋转加热部件的第一部分，并且在按照加热部件的纵向的尺度上较大，并且在加热部件的加热期间(在图像加热操作期间)，当连续传送多个记录介质通过图像加热设备，其中这些记录介质的宽度使得记录介质与每个第二控制部分中位于第一控制部分之外的部分发生部分重叠时，将磁通量控制装置交替地移动到第一磁通量控制位置和第二磁通量控制位置中。
根据本发明的一方面，提供了一种图像加热设备，其包括加热可旋转部件，用于在加热压区中加热记录材料上的图像；磁通量生成装置，用于生成在所述加热可旋转部件中进行感应产热的磁通量；磁通量限制装置，用于限制从所述磁通量生成装置发向所述加热可旋转部件的预定区域的磁通量；以及移动装置，用于当具有与该预定区域的一部分相重叠的预定宽度的记录材料由所述设备连续加热时，在加热操作期间将所述磁通量限制装置在操作位置和从操作位置隐退的隐退位置之间反复地移动。
根据本发明的另一方面，提供了一种图像加热设备，其包括加热可旋转部件，用于在加热压区中加热记录材料上的图像；磁通量生成装置，用于生成在所述加热可旋转部件中进行感应产热的磁通量；磁通量限制装置，用于限制从所述磁通量生成装置发向所述加热可旋转部件的磁通量，其中所述磁通量限制装置具有第一磁通量限制部分和第二磁通量限制部分，其中第一磁通量限制部分用于在第一位置限制发向所述加热可旋转部件的第一区域的磁通量，并且第二磁通量限制部分用于在第二位置限制发向所述加热可旋转部件的第二区域的磁通量，其中第二区域具有大于所述加热可旋转部件的第一区域的宽度，并且包括第一区域；以及移动装置，用于当具有与位于所述第二区域之内和所述第一区域之外的区域发生部分重叠的预定宽度的记录材料由所述设备反复加热时，在加热操作期间将所述磁通量限制装置至少在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
根据本发明的另一方面，提供了一种图像加热设备，其包括加热可旋转部件，用于在加热压区中加热记录材料上的图像；磁通量生成装置，用于生成在所述加热可旋转部件中进行感应产热的磁通量；磁通量限制装置，用于限制从所述磁通量生成装置发向所述加热可旋转部件的磁通量，其中所述磁通量限制装置具有第一磁通量限制部分和第二磁通量限制部分，其中第一磁通量限制部分用于在第一位置限制发向所述加热可旋转部件的第一区域的磁通量，并且第二磁通量限制部分用于在第二位置限制发向所述加热可旋转部件的第二区域的磁通量，其中第二区域具有大于所述加热可旋转部件的第一区域的宽度，并且包括第一区域；以及移动装置，用于当连续加热具有不与所述第二区域相重叠的尺寸的记录材料时，逐级地将所述磁通量限制装置移动到所述第一位置，然后到所述第二位置。
通过考虑下面结合附图对本发明优选实施例的描述，本发明的这些和其它目的、特性和优点将会变得更清楚。
图1是本发明的第一实施例中的图像形成设备的示意图，该图示出了其总体结构。
图2是本发明的第一实施例中的加热设备的纵截面(部分剖面)图。
图3是本发明的第一实施例中的加热设备的纵截面图。
图4是根据本发明的图像加热设备的示意横截面图。
图5是示出当磁通量调节部件无需调节磁通量时它所保持的隐退位置、以及磁通量调节部件可移动到其中的磁通量调节位置之间的关系。
图6是示出第一实施例中的定影辊温度的变化的图。
图7是示出第一实施例中的定影辊的温度分布的示意图。
图8是示出本发明的第一实施例中的磁通量调节部件的大致形状、以及激励线圈与磁通量调节部件的实际磁通量调节部分之间的关系的示意图。
图9是示出当传送具有中尺寸的记录介质通过加热设备时如何控制磁通量调节装置的流程图。
具体实施例方式
(实施例1)(1)图像形成设备的例子图1是本实施例中的图像形成设备100的示意图，该图示出了其总体结构。本实施例中的图像形成设备100是采用转印类型的电子照相处理之一的激光复印机。附图标记101表示原件放置玻璃平台，原件O被放置在其上，使得它与用于准确定位原件的预定参考标记(线、凸纹、突起等)对齐，以及使得原件O的图像承载表面面朝下。然后，跨越平台101而放置原件压板102，从而覆盖原件O。当按复印开始键时，激活包括移动光学系统的光电图像读取设备103(读取部分)，以便光电处理原件放置平台101上原件O的面朝下图像承载表面；光电采集包括其上的图像的图像承载表面的信息(复印原件所需的数据)。有可能向图像形成设备100提供自动原件供给设备(ADF、RDF)，其被放置在原件放置平台101上，以便自动供给原件O。
附图标记104表示电子照相感光部件(以下将被称作感光鼓)，其采取可旋转的鼓的形式，并且在箭头标记所示的顺时针方向上以预定的圆周速度被旋转驱动。当旋转感光鼓104的时候，由充电设备105将其圆周表面均匀充电至预定的极性和电势电平。然后，将感光鼓104的被均匀充电圆周表面曝光于由图像写入设备106投射的光L的图像写入光束。结果，已被曝光于光束L的感光鼓104的被均匀充电圆周表面的很多点的电势电平减弱，从而创建反映感光鼓104的圆周表面已被曝光的图案的静电潜像。本实施例中的图像写入设备106是激光扫描仪。响应于来自未示出的控制器的命令，图像写入设备106输出激光L的光束，同时以反映由上述光电读取设备103光电读取的原件信息的顺序数字电视频信号对其进行调制。将旋转感光鼓104的圆周表面的被均匀充电部分曝光于正在与感光鼓104的旋转方向垂直的方向上振荡的激光L的该光束。结果，在感光鼓104的圆周表面的被均匀充电部分上创建反映原件的信息(图像形成数据)的静电潜像。
然后，由显影设备107将该静电潜像显影成由色粉形成的可见图像(以下将被称作色粉图像)。色粉图像由转印设备108(充电设备)从感光鼓104的圆周表面静电转印到记录介质S上，其中记录介质S以预定的定时从记录介质供给/传送机构输送到转印部分，其是感光鼓104面向转印设备108之处。
本实施例中的图像形成设备的记录介质供给/传送机构包括第一到第四记录介质供给部分，其容纳第一到第四记录介质盒109-112、MP托盘113(多通道托盘)、记录介质反转和再供给部分114，从其选定部分将记录介质S传送到转印部分。附图标记115表示一对对齐辊，其以预定的定时向转印部分释放每个记录介质S。
在转印部分中，将感光鼓104的圆周表面上的色粉图像转印到记录介质S上。然后，将记录介质S与感光鼓104的圆周表面相分离，并且将其传送到定影设备116，在其中定影记录介质S上的未定影图像。然后，由一对片材排出辊117将记录介质S排出到位于图像形成设备的主组件之外的输送托盘118上。
同时，清除刚才已与记录介质S相分离的感光鼓104的圆周表面。也就是，由清除设备119移除污染物，例如在色粉图像转印之后残留在感光鼓104的圆周表面上的色粉，以便反复使用该表面进行图像形成。
当图像形成设备处于双面复印模式时，以下面方式传送记录介质S。也就是，在记录介质S的两个表面中的一个(第一)表面上形成未定影色粉图像之后，将记录介质S供给到定影设备116中。一旦将记录介质传送出定影设备116，则将其引入到记录介质反转和再供给部分114中，由其将记录介质翻转，并且再供给到图像形成设备的主组件中，以便可以将另一个色粉图像转印到记录介质S的另一个(第二)表面上。在将色粉图像转印到记录介质的第二表面上之后，第二次传送记录介质S通过定影设备116，并且由这对片材排出辊117将其作为双面复印件排出到位于图像形成设备的主组件之外的输送托盘118上。
附带地，本实施例中的复印机是多功能复印机，除了复印功能之外，它还具有打印和传真功能。然而，该机器的附加功能对于本发明的描述不是必需的，因此将不作描述。
(2)定影设备的例子图2是在本实施例中作为图像加热设备的定影设备116的示意纵截面图(平行于设备的纵向)，其中定影设备116是电磁感应类型的定影设备(加热设备)。该定影设备116包括磁通量调节部件(磁通量减少部件)，并且能够通过使用磁通量调节部件来调节磁通量。图3是示出磁通量调节部件18的纵向端部之一的示意图，该图示出了其总体结构。图4是本实施例中的定影设备116的横截面图(垂直于设备的纵向)，并且图5是本实施例中的磁通量调节部件的透视图(与横截面图一起)，该图示出了其磁通量阻挡位置即磁通量调节位置、以及从磁通量阻挡位置隐退它的其隐退位置。
附图标记7表示圆柱形定影辊，它是在其壁中通过电磁感应产热的部件(以下可被简称作电磁可产热部件)。由图像加热设备的主组件的侧板12a和12b且在其间可旋转地支撑定影辊7，其中一对轴承11a和11b一对一地被放置在侧板12a和12b与定影辊7的纵向端部之间。作为定影辊7的材料，期望使用金属物质如铁、镍、钴等。使用铁磁金属(磁导率较大的金属)作为定影辊7的材料使得有可能在定影辊7的壁中限制由磁通量生成装置生成的磁通量的较大部分；也就是，它使得有可能提高定影辊7的壁的磁通量密度。因此，它可以高效地在定影辊7的表面部分中产生涡流，因此可以高效地加热定影辊7。使定影辊7的壁厚在大约0.3-2mm的范围内，以便使定影辊7的热容量相对低。定影辊7的表面层是未示出的色粉释放层，其通常为由PTFE形成的厚度为10-50μm的层、或者由PFA形成的厚度为10-50μm的层。定影辊7可以具有橡胶层，其位于色粉释放层的正内侧。附图标记1表示位于定影辊7的空穴内的加热组件。加热组件1由线圈、芯、作为支撑部件的支架等构成。在下面章节(3)中将对该加热组件1的结构进行详细描述。
附图标记8表示位于定影辊7之下、与定影辊7平行的弹性压辊。弹性压辊8可旋转地被支撑在一对压辊轴承15a和15b之间。通过施加由未示出的施压装置提供的预定量的压力来对抗压辊8的弹性，保持它被压在定影辊7的圆周表面的面朝下部分上，从而作为具有预定宽度的加热部分形成定影压区N。压辊8由金属芯、硅橡胶层和色粉释放层构成，其中金属芯由铁形成，硅橡胶层覆盖在金属芯的圆周表面上，并且色粉释放层类似于定影辊7的色粉释放层，覆盖在硅橡胶层的圆周表面上。定影辊7具有一对定影辊齿轮10a和10b，其一对一地附连到定影辊7的纵向端部。当从未示出的驱动系统将旋转力传递到定影辊齿轮10a时，在图4中的箭头标记A所示的顺时针方向上以预定的圆周速度旋转驱动定影辊7。在箭头标记B所示的逆时针方向上通过定影辊7的旋转来旋转压辊8。
位于定影辊7的空穴内的加热组件1的激励线圈5通过用于向该线圈供应电功率的一对电源线9从电功率控制设备13(激励电路)被供应电功率(高频电流)。结果，由加热组件1生成磁通量(交变磁场)，并且该磁通量在作为在其中产热的部件的定影辊7的壁中产生涡流。在定影辊7的壁中产生的涡流在定影辊7的壁中产热(焦耳热通过电流损耗而产生的热)；换句话说，定影辊7被加热。定影辊7的温度由第一温度检测装置16(热敏电阻器等)检测，并且将表示所检测的定影辊7的温度级别的信号输入到控制电路17中，控制电路17通过控制从电功率控制设备13供应给加热组件1的激励线圈5的电功率来控制定影辊温度，使得从第一温度检测装置16输入的所检测的定影辊7的温度级别保持为用于图像定影的预定级别。
如上所述，当旋转驱动定影辊7和压辊8的时候，在向激励线圈5施加电功率时，由于通过加热组件1的激励线圈5所生成的磁通量在定影辊7的壁中产生的涡流所产生的热，定影辊7的温度保持为用于图像定影的预定级别。参照图4，当定影辊7的温度保持为预定的图像定影级别的时候，在传送记录介质S通过记录介质传送通道H时，从箭头C所示的方向将记录介质S引入到定影设备116的定影压区N中，其中记录介质S承载了在图像形成设备的上述转印部分中刚才已被静电转印到记录介质S上的未定影色粉图像。然后，传送记录介质S通过定影压区N，同时保持夹在定影辊7和压辊8之间。当传送记录介质S通过定影压区N，并且它保持夹在两个辊7和8之间的时候，通过来自定影辊7的热和由压辊8提供的挤压压力，将记录介质S上的未定影色粉图像作为永久图像定影到记录介质S的表面。
附图标记14表示记录介质分离爪14，其所起的作用是分离记录介质S与定影辊7，从而防止记录介质S在被引入到定影压区N中并且被传送出定影压区N之后缠绕在定影辊7上。
按照与记录介质传送方向垂直的方向，对于本实施例中的记录介质S与定影设备之间的位置关系，当传送记录介质S通过定影设备116的时候，传送记录介质S，使得记录介质S的中央与定影设备116的中央一致。参照图2，附图标记W1表示可传送通过定影设备116的最宽记录介质S的路径的宽度(按照与记录介质传送方向垂直的方向)，并且附图标记W2表示在宽度上窄于最宽记录介质S的记录介质S的路径的宽度。附图标记W3表示当传送具有较小尺寸的记录介质通过定影设备116时将处于记录介质路径之外的定影压区N的部分。换句话说，部分W3是最宽记录介质S的路径的边缘与较窄记录介质S的路径的对应边缘之间的定影压区N的部分(一对一地，由图2中的附图标记W1、W2和W3表示的记录介质路径的部分仅仅是实际记录介质路径的一半)。
本实施例中的可传送通过定影设备116的具有最大宽度W1的记录介质是具有尺寸A4的记录介质(宽度为297mm)，并且使用具有尺寸A4R的记录介质(宽度为210mm)作为具有小于最宽记录介质(宽度W1)的宽度的记录介质的例子。以下，本实施例中的可传送通过定影设备的具有最大宽度W1的记录介质将被称作标准尺寸的记录介质，并且宽度W1将被称作标准宽度。
(3)加热组件1附图标记1表示作为磁通量生成装置的加热组件，其被布置在(被插入到)圆柱形定影辊7的空穴中。加热组件1由支架2、激励线圈5、磁芯6(a、b)、支柱等构成。激励线圈5和磁芯6构成加热组件1的实际磁通量生成部分。支柱用于支撑激励线圈5和磁芯6。加热组件1还具有磁通量调节部件18(磁通量阻挡部件(磁通量减少部件)、挡板(shutter))，其按照定影辊7的径向可旋转地被布置在支架2的外侧，使得其旋转轴与支架2的轴线一致。支架2采取槽的形式，其横截面为大致半圆形。横截面为T形的磁芯6(由第一部分6a和第二部分6b构成，并且以下将被简称作芯)平行于支架2的纵向而被布置在该支架2的空穴中。磁芯6的第一部分6a和第二部分6b在按照定影辊7的纵向的尺度上与具有标准宽度W1的记录介质大致相同；它们在宽度和位置上与具有标准尺寸的记录介质的路径相匹配。激励线圈5(以下将被简称作线圈)也被布置在支架2的空穴中，但是缠绕在芯6的第一部分6a上。线圈5的轮廓为大致椭圆形，并且其长轴平行于定影辊7的纵向。激励线圈5的总体形状为其面朝外部分的轮廓的曲线与诸如定影辊7的圆柱形物体的内表面的曲线相匹配。线圈5的特征在于其形状为甚至在被弯曲成字母U的形状的情况下其纵向端部的形状也为使得该纵向端部的轮廓的曲线与定影辊7的内表面的曲线相匹配。换句话说，线圈5被布置在支架2的空穴中，使得线圈5的面朝外部分的轮廓顺应定影辊7的内表面。
图4所示的支架帽4采取槽的形式，其横截面为大致半圆形。它以盖住支架2的方式附连到支架2，其中芯6的第一部分6a和线圈5被布置在支架2的空穴中，使得芯6的第一部分6a和线圈5固定地保持在支架2和支架帽4之间。
(4)磁通量调节设备关于定影设备的例子而提到的定影设备的磁通量调节设备具有磁通量调节(阻挡)部件18(磁通量减少部件)，其被布置在加热组件1和作为可以通过电磁感应来产热的部件的定影辊之间的间隙中，允许沿着定影辊7的内表面在定影辊7的圆周方向上移动。该磁通量调节设备还具有用于将磁通量调节(阻挡)部件18移动到预定磁通量调节位置(操作位置)和在其中不调节磁通量的隐退位置之一中的装置。作为磁通量调节(阻挡)部件18的材料，电阻率低的非磁性且导电的物质(用于允许涡流流过磁通量调节部件)是优选的；例如，铜、铝、银、其合金、或者电阻率高的铁酸盐等，因此能够限制磁通量。此外，只要所形成的磁通量调节部件具有圆形通孔或者裂缝形式的通孔，以便阻止在其中产生的涡流产热，甚至磁性物质如铁或镍也可以用作磁通量调节部件的材料。参照图2，磁通量调节部件移动装置由以下部件构成磁通量调节部件驱动齿轮20，连接到磁通量调节部件18；齿轮组24，用于传递驱动力；电机21，用于驱动磁通量调节部件；齿轮位置传感器19，用于检测磁通量调节部件18的位置；等等。磁通量调节部件驱动齿轮20具有用于检测磁通量调节部件18的位置的裂缝，这使得有可能检测磁通量调节部件18是处于磁通量调节(阻挡)部件18部分阻挡磁通量的第一或第二位置还是处于磁通量调节部件不阻挡磁通量的隐退位置。磁通量调节部件18具有一对第一磁通量调节部分8a、以及一对第二磁通量调节部分8b，它们在尺寸和位置上不同。通过移动到第一或第二磁通量调节部分被放置在线圈5和定影辊7之间的两个磁通量调节位置之一中，磁通量调节部件18在按照定影辊7的纵向的尺寸和位置上调节允许磁通量作用于定影辊7的范围。
(磁通量调节部件的形状)图3示出了磁通量调节部件的形状、可传送通过定影设备的记录介质的尺寸、以及热敏电阻的位置之间的关系。磁通量调节部件在磁通量调节侧的边缘具有多个台阶。更具体地说，磁通量调节部件18具有一对第一磁通量调节部分18a和一对第二磁通量调节部分18b，其中第一磁通量调节部分18a用于阻挡按照定影辊7的纵向在位置上与定影压区N的第一部分相对应的磁通量部分，并且第二磁通量调节部分18b用于阻挡按照定影辊7的纵向f在位置上与定影压区N的第二部分相对应的第二磁通量部分。定影压区N的第二部分一对一地包括定影压区N的第一部分，因此在尺寸上大于第一部分。更具体地说，参照图8，第二磁通量调节部分18b的每一个从正被传送的记录介质的中心线(定影辊的中央)向外80mm的点向外延伸，并且对应的第一磁通量调节部分18a从正被传送的记录介质的中心线(定影辊的中央)向外125mm的点向外延伸，从而在第二和第一磁通量调节部分18b和18a的每一个内边缘处产生台阶。在本实施例中，第一和第二磁通量调节部分18a和18b的尺度已被设为最佳匹配预期在传送其通过定影设备的频率上最高的记录介质的尺寸的值。这样，当第二磁通量调节部分18b处于磁通量调节位置时，能够被传送通过这对第二磁通量调节部分18b之间的定影压区N的部分，而不侵入这对第二磁通量调节部分之间的定影压区N的部分的记录介质的尺寸以下将被称作小尺寸，并且当第一磁通量调节部分18a处于磁通量调节位置时，能够被传送通过这对第一磁通量调节部分18a之间的定影压区N的部分，而不侵入这对第一磁通量调节部分18a之间的定影压区N的部分的记录介质的尺寸将被称作中尺寸，其中假定该尺寸不是小尺寸。不是小或中尺寸的尺寸被称作大尺寸。
第一磁通量调节部分基本上起到这样的作用，即阻挡在尺寸和位置上与具有大或中尺寸的记录介质的路径之外的定影辊7的部分相对应的磁通量部分，以防止跨越该记录介质路径之外的定影辊7的部分的温度升高，而第二磁通量调节部分起到这样的作用，即阻挡在尺寸和位置上与具有中或小尺寸的记录介质的路径之外的定影辊7的部分相对应的磁通量部分。
(热敏电阻器的定位)作为温度检测装置的热敏电阻器22和23(挡板热敏电阻器)被布置成使它们在位置上对应于第一和第二磁通量调节部分18a和18b。磁通量调节部件18被移动到磁通量调节位置之一或隐退位置中，以便由热敏电阻器22或23检测的定影辊7的温度级别保持在预定范围之内。
更具体地说，按照定影压区N(定影辊7)的纵向，第一挡板热敏电阻器23(以下被简称作第一热敏电阻器)被布置在这样的范围内，其中由第一磁通量调节部分阻挡磁通量，并且其在尺寸和位置上对应于具有最大尺寸的记录介质的路径之外的区域，而第二挡板热敏电阻器22被布置在在这样的范围内，其中由第二磁通量调节部分阻挡磁通量，并且其不仅处于具有中尺寸的记录介质的路径之外，而且处于由第一磁通量调节部分阻挡磁通量的范围之外。
例如，在磁通量调节部件的磁通量调节部分在尺寸和位置上不完全匹配正被传送的记录介质的情况下，当磁通量调节部件处于磁通量调节位置之一，其中其磁通量调节部分与正被传送的记录介质的路径相重叠时，即使未在其中产热，与磁通量调节部分与记录介质路径相重叠的区域相对应的定影辊7的部分也被剥夺热量。因此，定影辊7的这些部分的温度大幅度降低，从而很有可能导致定影故障。
这样，将描述当磁通量调节部分在尺寸和位置上不匹配正被传送的记录介质时(当磁通量调节部件处于磁通量调节位置之一，其中其磁通量调节部分与记录介质边缘相重叠时)磁通量调节部件被放置以便调节磁通量的位置。图8示出了当磁通量调节部件处于磁通量调节位置之一时其磁通量调节部分在尺寸和位置上不匹配正被传送的记录介质的情况之一。在本实施例中，通过如接下来将要描述的那样移动磁通量调节部件18，可以防止正被传送的记录介质的路径之外的定影辊7的部分的温度升高。也就是，将磁通量调节部件18交替地移动到第一磁通量调节位置和第二磁通量调节位置中，其中，在第一磁通量调节位置中，磁通量调节部件18的磁通量调节部分不与正被传送的记录介质的边缘相重叠的第一磁通量调节位置，并且在第二磁通量调节位置中，磁通量被调节的量比在第一磁通量调节位置中磁通量被调节的量大一个等级(当磁通量调节部件处于第二位置时，其磁通量调节部分不与正被传送的记录介质的边缘相重叠)。通过采用该过程，即使当磁通量调节部分在尺寸和位置上不完全匹配正被传送的记录介质时，也可以防止记录介质路径之外的定影辊7的部分的温度升高。将连同下面对挡板驱动控制序列的描述一起给出磁通量调节部件的驱动控制的细节。
(1)挡板驱动控制序列(中尺寸)接下来，将描述根据本发明的挡板驱动控制。图9是根据本发明的挡板驱动控制的流程图。在下面对本实施例的描述中，作为记录介质尺寸不完全匹配磁通量调节部分的尺寸的情况的例子，将描述当连续传送多个具有中尺寸(A4R)的记录介质时要被执行的挡板驱动控制。图6是示出当执行根据本发明的控制序列的时候由第一或第二热敏电阻器检测的温度级别的变化的示意图。图7是示出当本实施例中的磁通量调节部件18起作用时所发生的定影辊的按照其纵向的温度分布。
一旦用于使用具有中尺寸(以下为A4R)的记录介质连续产生原件的多个复印件的命令被输入到本实施例中的图像形成设备中，就开始复印操作。当复印操作开始时，定影辊的纵向端部的温度开始升高(定影辊的温度升高，使得其温度分布将变为图7所示的温度分布A)。在该时期，磁通量调节部件18保持在预定的隐退位置中。
参照图6，当定影辊的温度继续升高时，由第一和第二热敏电阻器检测的温度级别也升高(同时挡板保持在关闭位置(隐退位置)中)。
首先，控制电路17(控制部分)确定由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2是否达到了205℃-210℃的范围内的级别。一旦由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2达到205℃，则控制电路17将磁通量调节(阻挡)部件18移动到第一磁通量阻挡位置中(图8，以及图9中的步骤1)，从而减少(阻挡)在位置上与定影压区N的部分W3即路径之外部分相对应的磁通量部分，其中定影压区N的部分W3位于最宽记录介质的路径的边缘和较窄记录介质的路径的对应边缘之间。然后，如果由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2不大于205℃，则控制部分17确定由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2是否大于175℃。当由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2不大于175℃时，控制部分17将磁通量调节部件18移动到如图5所示的预定隐退位置(本位)中。
通常，当连续传送多个具有中尺寸的记录介质通过定影设备时，如图6所示定影辊的纵向端部所发生的那样，在位置上与路径之外区域W3即磁通量被阻挡的区域相对应的定影辊部分的温度继续逐渐升高。这样，在步骤2，由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2变得高于175℃，因此控制部分17前进到步骤3，其中控制部分17确定由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2是否不小于210℃。一旦由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2达到210℃，控制部分17就将磁通量调节部件18移动到第二磁通量调节部分中(图8和5，以及图9中的步骤3)，从而阻挡在位置上与路径之外区域W3相对应的磁通量部分。如果在步骤4为否，则控制部分17前进到步骤5，其中它确定由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2是否不大于175℃。当由第一热敏电阻器检测的温度级别S-th1或者由第二热敏电阻器检测的温度级别S-th2不大于175℃时，控制部分17将磁通量调节部件18移动到预定的隐退位置中。如果否，则控制部分17前进到步骤6，其中它确定打印信号是否表示作业的结束。当打印信号表示作业的结束时，控制部分17将磁通量调节部件18隐退到预定的隐退位置中，而当打印信号不表示作业结束时，控制部分17返回到步骤1，并且开始重复上述控制序列。换句话说，直到当前复印作业结束为止，控制部分17重复上述控制序列，从而防止与定影压区N的路径之外区域相对应的定影辊部分的温度升至它们将被热破坏的级别，以及当检测到定影辊的表面温度降低时，它将磁通量调节部件移动到隐退位置(图5)即磁通量调节部件不阻挡磁通量的位置中。
如上所述，通过以两级调节在位置上与定影压区的路径之外区域相对应的磁通量部分，即使当连续传送多个在尺寸上不与磁通量调节部件的任何磁通量调节部分相匹配的记录介质通过定影设备时，正被传送的记录介质的路径之外的定影辊的温度级别也可以保持在预定范围内。
此外，通过向定影设备提供两个或更多个温度检测装置，有可能跨越记录介质路径之外的定影辊部分而尽可能接近地检测定影辊的温度分布的峰值，其中该定影辊部分的尺寸随着正被传送的记录介质的尺寸而改变。因此，定影辊的表面温度可以保持在预定范围之内。
在本实施例中，检测记录介质路径之外的定影辊部分的温度，并且响应于所检测的温度而移动挡板。然而，本实施例中的该设置不旨在限制本发明的范围。例如，可以根据正被传送的记录介质的尺寸、每单位时间所传送的记录介质的数目、或者多个记录介质正被传送的时间长度以多级控制挡板。
本实施例是参考连续传送多个具有中尺寸的记录介质通过定影设备的图像形成操作来描述的。然而，即使由采用根据本发明的定影设备的图像形成设备执行的图像形成操作是连续复印在尺寸上不同的一组原件，因此以特定或随机的次序连续传送在尺寸上不同的多个记录介质通过定影设备，也不影响本发明的有效性。显然地，本发明的有效性不受要用于图像形成的记录介质的尺寸，即，要用于图像形成的记录介质是大尺寸还是小尺寸的影响。
也就是，只需如下控制磁通量调节部件当记录介质路径之外的定影辊部分的温度达到预定级别时，移动磁通量调节部件，使得由磁通量调节部件的磁通量调节部分调节(阻挡)磁通量的按照定影辊(定影压区)的纵向的范围增加一级(一个尺寸)或者多级。然后，当记录介质路径之外的定影辊部分的温度降到预定级别之下时，将磁通量调节部件移动到预定的隐退位置中。
附带地，当连续传送多个具有小尺寸的记录介质时，分别通过有选择地使用第一和第二磁通量调节部分18a和18b，逐级(in steps)扩大由磁通量调节部件调节(阻挡)磁通量的按照定影辊(定影压区)的纵向的范围，从而可以延长驱动齿轮的使用寿命。换句话说，与将磁通量调节部件从它不阻挡磁通量的隐退位置(本位)直接移动到其磁通量调节部分18b调节(阻挡)磁通量的位置的控制方法相比，该控制方法在磁通量调节部件被驱动的次数上较少。此外，该方法使得有可能更精确地控制记录介质路径之外的定影辊部分的温度。
此外，当在步骤3将磁通量调节部件移出第二磁通量调节位置以将其第二磁通量调节部分18b移出磁通量阻挡位置时，可以将磁通量调节部件旋转一定的角度，而不是将其全然地隐退到隐退位置(本位)中，使得将磁通量被磁通量调节部件阻挡的范围减小一个尺寸。该控制方法使得有可能甚至更加精确地控制记录介质路径之外的定影辊部分的温度。
根据本发明的图像加热设备的用途不局限于用作诸如本实施例中的定影设备。例如，根据本发明的图像加热设备可以非常有效地用作诸如用于将未定影图像临时定影到要被加热的物体的定影设备的图像加热设备，或者用于通过再加热定影图像和承载了该定影图像的物体来改变定影图像的表面特性如光泽度的表面特性改变设备。
即使当磁通量调节部件的磁通量调节部分在尺寸上不匹配正被传送的记录介质时，通过交替地执行用于在按照加热部件的纵向的尺度上增大磁通量被磁通量调节部件阻挡的范围的操作、以及用于减小该范围的操作，按照其纵向的整个加热部件的温度也可以保持在预定范围内。
虽然本发明是参考这里公开的结构来描述的，但是它不局限于所阐述的细节，并且本申请旨在覆盖可以属于这些改进的目的或者所附权利要求的范围之内的修改或改变。
权利要求
1.一种图像加热设备，包括加热可旋转部件，用于在加热压区中加热记录材料上的图像；磁通量生成装置，用于生成在所述加热可旋转部件中进行感应产热的磁通量；磁通量限制装置，用于限制从所述磁通量生成装置发向所述加热可旋转部件的预定区域的磁通量；以及移动装置，用于当具有与该预定区域的一部分相重叠的预定宽度的记录材料由所述设备连续加热时，在加热操作期间将所述磁通量限制装置在操作位置和从操作位置隐退的隐退位置之间反复地移动。
2.根据权利要求1所述的设备，还包括温度检测装置，其用于在预定区域处检测所述加热可旋转部件的温度，其中所述移动装置根据所述温度检测装置的输出来改变所述磁通量限制装置的位置。
3.根据权利要求1所述的设备，还包括计数装置，其用于对具有预定宽度的记录材料的连续加热操作的次数进行计数，其中所述移动装置根据所述计数装置的输出来反复地移动所述磁通量限制装置。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述磁通量限制装置在位于所述隐退位置时将磁通量限制到所述加热可旋转部件的期望区域。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述磁通量限制装置被布置在所述加热可旋转部件中，并且可在旋转方向上移动。
6.一种图像加热设备，包括加热可旋转部件，用于在加热压区中加热记录材料上的图像；磁通量生成装置，用于生成在所述加热可旋转部件中进行感应产热的磁通量；磁通量限制装置，用于限制从所述磁通量生成装置发向所述加热可旋转部件的磁通量，其中所述磁通量限制装置具有第一磁通量限制部分和第二磁通量限制部分，其中第一磁通量限制部分用于在第一位置限制发向所述加热可旋转部件的第一区域的磁通量，并且第二磁通量限制部分用于在第二位置限制发向所述加热可旋转部件的第二区域的磁通量，其中第二区域具有大于所述加热可旋转部件的第一区域的宽度，并且包括第一区域；以及移动装置，用于当具有与位于所述第二区域之内和所述第一区域之外的区域发生部分重叠的预定宽度的记录材料由所述设备反复加热时，在加热操作期间将所述磁通量限制装置至少在所述第一位置和所述第二位置之间移动。
7.根据权利要求6所述的设备，还包括温度检测装置，其用于检测所述加热可旋转部件的所述第一区域的温度，其中所述移动装置根据所述温度检测装置的输出来改变所述磁通量限制装置的位置。
8.根据权利要求6所述的设备，还包括计数装置，其用于对具有预定宽度的记录材料的连续加热操作的次数进行计数，其中所述移动装置根据所述计数装置的输出来改变所述磁通量限制装置的位置。
9.根据权利要求6所述的设备，其中所述磁通量限制装置被布置在所述加热可旋转部件中，并且可在旋转方向上移动。
10.根据权利要求6所述的设备，其中当加热具有第一宽度的记录材料时，将所述磁通量限制装置移动到所述第一位置；当加热具有小于第一宽度的第二宽度的记录材料时，将所述磁通量限制装置移动到所述第二位置；并且当加热具有小于所述第一宽度且大于所述第二宽度的预定宽度的记录材料时，在所述第一位置和所述第二位置之间反复地移动所述磁通量限制装置。
11.一种图像加热设备，包括加热可旋转部件，用于在加热压区中加热记录材料上的图像；磁通量生成装置，用于生成在所述加热可旋转部件中进行感应产热的磁通量；磁通量限制装置，用于限制从所述磁通量生成装置发向所述加热可旋转部件的磁通量，其中所述磁通量限制装置具有第一磁通量限制部分和第二磁通量限制部分，其中第一磁通量限制部分用于在第一位置限制发向所述加热可旋转部件的第一区域的磁通量，并且第二磁通量限制部分用于在第二位置限制发向所述加热可旋转部件的第二区域的磁通量，其中第二区域具有大于所述加热可旋转部件的第一区域的宽度，并且包括第一区域；以及移动装置，用于当连续加热具有不与所述第二区域相重叠的尺寸的记录材料时，逐级地将所述磁通量限制装置移动到所述第一位置，然后到所述第二位置。
全文摘要
本发明公开一种图像加热设备，包括加热可旋转部件，用于在加热压区中加热记录材料上的图像；磁通量生成装置，用于生成在该加热可旋转部件中进行感应产热的磁通量；磁通量限制装置，用于限制从该磁通量生成装置发向该加热可旋转部件的预定区域的磁通量；以及移动装置，用于当具有与该预定区域的一部分相重叠的预定宽度的记录材料由该设备连续加热时，在加热操作期间将该磁通量限制装置在操作位置和从操作位置隐退的隐退位置之间反复地移动。
文档编号H05B6/06GK1763650SQ20051011637
公开日2006年4月26日 申请日期2005年10月21日 优先权日2004年10月22日
发明者近藤敏晴, 吉村康弘, 浪泰夫, 山本直之, 中濑贵大, 铃木仁 申请人:佳能株式会社