CN1265252C

CN1265252C - 加热装置和加热方法

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Publication number: CN1265252C
Application number: CNB031427723A
Authority: CN
Inventors: 香川敏章; 横田昌吾
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2023-06-13
Also published as: US20050061792A1; US20030230561A1; JP2004020751A; US6949724B2; CN1470957A; US6835918B2

Abstract

设置具有外热源的上部加热滚筒和具有内热源的下部加热滚筒使得在它们之间有纸张传输通道，其设置形式是它们彼此压紧。充分加热下部加热滚筒，因此当传送纸张通过上部和下部加热滚筒之间的接触区域以实现加热纸张时可以供给纸张足够的热量。

Description

加热装置和加热方法

技术领域

本发明涉及加热装置和加热方法，应用于干电子照相设备中的定影装置、湿电子照相设备中的干燥装置、喷墨成像设备中的干燥装置和用于可重写介质的擦除装置等。

背景技术

尽管有几种类型的加热装置可应用于电子照相设备中的定影装置、喷墨成像设备中的干燥装置，但内加热型的成像设备得到广泛应用。一般来讲，内加热型的成像设备在加热件内部设有作为热源的供热器(如卤素加热器)，其中加热件的一个例子是加热滚筒，它由铝等制成的空心金属芯构成。利用供热器，加热件的表面被加热到预定温度，从而加热被加热件(如纸张)。

但是，内加热型的成像设备具有下面的缺点。在内加热型的成像设备中，从加热件开始被加热到加热件的表面达到预定温度之前需要较长的时间。也就是说预热时间较长。因此，为了从待机状态可以迅速恢复到正常工作状态，即使在待机期间也需要将加热件保持在某一温度。因此，加热装置具有较高的待机功率消耗。

作为能够实现较短的预热时间和较低的待机功率消耗的加热装置的例子，日本专利申请公报No.10-133505已经披露了一种外加热型的加热设备，其中用放置在加热件附近的供热滚筒加热加热件的表面，其设置形式为供热滚筒与加热件的表面接触。

由于加热件的表面与向其提供热量的热源接触，外加热型的加热装置具有较高的热效率，因此允许大幅度减小预热时间。

但是，与内加热型的加热装置相比，传统的外加热型加热装置具有以下两个缺点，这些缺点正是日本专利申请公报No.10-133505所公开的外加热型加热设备所具有的。

首先，外加热型的加热装置在给加热件供热时具有较低的供热特性。

图1示出了二维热传导分析的计算结果，分别给出了内加热型和外加热型用于加热作为加热件的加热滚筒的热能和供给作为热源的卤素加热器的电能之比。上面计算的主要条件是：内加热型和外加热型的加热滚筒直径：40mm，作为第一个供热器的供热滚筒的直径：15mm；供热滚筒的温度：200oC；额定视在功率(rated apparent power)：1200W。

在外加热型的加热装置中，由于作为供热器的供热滚筒放置在加热滚筒的外面，所以从供热滚筒散到周围大气中的热能就损失掉了。因此，从热源到加热滚筒的传热效率低于内加热型加热装置。

另外，在外加热型加热装置中，供热滚筒的表面温度有一个极限，这个极限取决于其本身的材料和加热滚筒的表面材料的耐热温度。如果碳氟树脂材料用作加热滚筒的表面材料，供热滚筒的最大允许表面温度大约为200oC。因此，这也就限制了供给供热滚筒(用来给加热滚筒供热)的电能，其结果使得传给加热滚筒的热能大约只有内加热型加热装置中所传递热能的四分之一。

其次，外加热型加热装置具有较高的待机功率消耗。更具体地说，尽管与内加热型加热装置相比具有较短预热时间，但外加热型的加热装置仍然需要大约30秒的预热时间，因此在待机状态时期内仍然需要预热。

因此，为了在待机期间预热加热滚筒，必须驱动供热滚筒和加热滚筒，使它们彼此互相压紧地转动。这不仅导致由每个滚筒的驱动系统所引起的较高的待机功率消耗，同时缩短了加热滚筒的寿命。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种加热设备和加热方法，具有以下特点：缩短了的预热时间、降低了的待机功率消耗和对加热件的高效供热。

根据本发明，设置第一和第二加热件使得其间有一条纸张传输通道，两个加热件彼此压紧，纸张传输通道用来传输被加热的纸张。当纸张在第一和第二加热件之间传输时，即使从第一加热件到纸张的供热量减少了，纸张所需要的热量可通过给第二个加热件提供足够的热量以增加由第二个加热件传递给纸张的热量来实现。

例如，在第一个加热件使用外加热方法时，当第一加热件提供给纸张的热量减少时，通过用内加热方法充分加热第二个加热件使得第二加热件的温度高于第一加热件的温度，以此来增加第二加热件提供给纸张的热量。另外，通过控制装置控制第一和第二加热件的表面温度使得它们在功率消耗和褶皱性能方面具有最佳温度。

附图说明

图1是表示向分别设在内加热型和外加热型的加热装置中的加热件传热的传热效率的表；

图2是具有应用了本发明加热装置的成像设备的结构图；

图3是根据本发明一个实施例的定影装置的结构图；

图4是说明根据本发明一个实施例的定影装置的方框图；

图5是在不同工作状态下设定温度和驱动马达开/关状态的表；

图6是说明分配给不同卤素加热器的功率与功率消耗之间关系的表；

图7是说明传热量Q1、Q2和褶皱性能等相互关系的表；

图8是说明(a)纸张的基本重量、在纸张传送方向上的长度和定影速度，与(b)褶皱性能和纸张上墨粉偏移的发生之间关系的实验结果的表；

图9是说明实验结果的表，该实验评估了双面印刷时在纸张第二表面的褶皱性能和在同一纸张第一表面的高温墨粉偏移；和

图10是说明实验结果的表，该实验给出了在待机模式下将各个滚筒的温度设定为不同值时的平均功率消耗、恢复时间和各个滚筒的寿命。

具体实施方式

下面是参照图1到图10对本发明一个实施例的描述，其中本发明的加热装置和加热方法被应用于设在电子照相成像设备中的定影装置中。尽管下面的实施例描述了一个多色成像设备，本发明也适用于包括单一成像位置的成像设备。

图2示出了应用电子照相方法的成像设备100的结构，其中应用了本发明的加热装置和加热方法。如图2所示，根据外部提供的图像数据，成像设备100在纸张(包括纸状材料，如转印或记录材料)上形成多色或单色图像。

如图2所示，成像设备100设有从其中存放纸张的送纸盘10到将纸排出的排纸滚筒26的纸张传输通道S。纸张传输通道S设在成像设备100的中间部位。与纸张传输通道S相对，在其之间设置着四个根据不同颜色成分(黑色(K)，蓝色(C)，红色(M)和黄色(Y))执行成像操作的成像位置20(20a到20d)，和在纸张传输通道S下游的用来容纳并且传输纸张的转印带组件8，其中成像操作在纸张上进行。另外，作为本发明加热装置的定影装置30位于纸张传输通道S上相对于成像位置20的下游部分。

在每个成像位置20(20a到20d)中，设置着作为图像载体并纸张传输通道S接触的感光鼓3(3a到3d)。在感光鼓3周围设置着曝光组件1(1a到1d)、显影装置2(2a到2d)、充电装置5和清洁组件4(4a到4d)。

充电装置5是将静电荷均匀地充到感光鼓3表面的装置。用在本实施例中的充电装置5是图2所示的充电器类型。也可以用滚筒中的接触型或者刷式充电装置作为充电装置5。曝光组件1根据所提供的图像数据使感光鼓3的表面曝光形成静电潜像。用作曝光组件1的是激光扫描组件(LSU)，它设有激光发射部分和反射镜。也可以用设有发光元件阵列(如EL或LED阵列)的记录头作为曝光组件1。

显影装置2利用各种颜色组分(黑色(K)，蓝色(C)，红色(M)和黄色(Y))的墨粉将形成在感光鼓3上的静电潜像显影为可见图像。清洁组件4在完成转印过程后去除并得到残留在感光鼓3表面上的墨粉。

转印/传送带组件8对着各个成像位置20(20a到20d)的感光鼓3，纸张传输通道3就在它之间。转印/传送带组件8设有转印带7、转印带驱动滚筒71、转印带拉紧滚筒72、转印带驱动滚筒73、转印带支撑滚筒74、转印滚筒6(6a到6d)和转印带清洁组件9。

在正常操作时，在逆时针方向驱动图2中的转印带驱动滚筒71、转印带拉紧滚筒72、转印滚筒6、转印带驱动滚筒73和转印带支撑滚筒74，使得安装在滚筒上的转印带7在箭头B的方向旋转。可旋转地安装在转印/传送带组件8内部支架(未示出)上的转印滚筒6将形成在感光鼓3上的墨粉图像转印在转印带7上的纸张上。

转印带7与各个成像位置20(20a到20d)的感光鼓3接触。转印带7用厚度为100μm的薄膜制成环形。

转印滚筒6紧靠转印带7的背面，以实现将感光鼓3上的墨粉图像转印在纸张上。为了转印墨粉图像，在转印滚筒6上施加高电压。在本发明的实施例中，由于墨粉被充以负电，所以与墨粉的电荷相反，所施加的高电压是正电。每个转印滚筒6在它的中心具有直径为8到10mm的金属(如不锈钢)芯，芯的表面被导电弹性材料(如EPDM或聚氨酯泡沫)覆盖。导电弹性材料使得高电压能够均匀地施加给纸张。尽管在本实施例中转印滚筒6用作转印电极，但也可以使用转印刷等。

由于和感光鼓3接触而粘附在转印带7上的墨粉可能会污染纸张的背面，所以需要用转印带清洁组件9将之去除并收集。转印带清洁组件9设有与转印带7接触的清洁刮片。转印带支撑滚筒74与清洁刮片相向设置，转印带7在它们之间。

送纸盘10用来存放将在其上实施成像操作的纸张，它设在成像设备100的成像部分下面。排纸盘15设在成像设备100的顶部，它用来将印刷好的纸张正面朝下放置。另外，排纸盘42设在成像设备100的侧表面，它用来将其上印有图像的纸张正面朝上放置。

沿着示于图2的呈字母S形的纸张传输通道S，按照纸张传输的行进顺序依次设有捡拾滚筒16、登记滚筒14、定影装置30和传送方向开关门41。多个用来传送纸张的传送滚筒25沿着纸张传输通道S设置在特定位置上。

传送滚筒25是一些沿着纸张传输通道S设置在一些点上的用来帮助纸张传输的小滚筒。捡拾滚筒16设在送纸盘10的一个端部，它只捡拾存放于送纸盘10中最上面的一张纸，并且将纸张送给纸张传输通道S。

可旋转地安装在成像设备100侧盖43处的传送方向开关门41按需要在分别用虚线和实线示出的状态之间移动。当传送方向开关门41在图2虚线示出的状态时，纸张脱离纸张传输通道S而被排进排纸盘42。当传送方向开关门41在图2实线示出的状态时，纸张沿着纸张传输通道S被排进位于成像设备100顶部的排纸盘15，纸张传输通道S由以下部件围绕：定影装置30、侧盖43和传送方向开关门41。

登记滚筒14具有临时保存要被传送到纸张传输通道S上的纸张的功能，以调整将纸张传送到纸张传输通道S上的时间，并且根据感光鼓3的旋转及时传送纸张，使得感光鼓3上的墨粉图像可以以多层形式恰当地转印到纸张上。

图3示出了作为本发明加热装置的定影装置30的结构。如图所示，定影装置30设有：作为第一加热件的上部加热滚筒31；作为第二加热件的下部加热滚筒32；作为第一供热器的供热滚筒33；作为热源分别向供热滚筒33和下部加热滚筒32供热的卤素加热器34和35；作为探测装置分别探测上部加热滚筒31、下部加热滚筒32和供热滚筒33温度的温度探测器36到38；以及后面将描述的控制装置。

上部加热滚筒31的直径是40mm。如图3所示，在上部加热滚筒31中，由耐热弹性材料制成的绝热层31b形成在芯31a上，绝热层31b的外面被覆有一层由耐热防粘材料(releasing material)制成的被覆层31c。在本实施例中，上部加热滚筒31内部不具有热源。

为了保证上部加热滚筒31的强度，由铝或不锈钢等制成圆柱体或空心圆柱体的芯31a。在本实施例中，芯31a是由铝制成的、直径28mm、厚度3mm的空心圆柱轴。

绝热层31b防止被覆层31c的热量逸入上部加热滚筒31的内部，其中涂层31a由供热滚筒33和下部加热滚筒32加热。绝热层31b由耐热弹性材料制成。例如，橡胶材料如氟橡胶或硅橡胶适用于绝热层31b。考虑到其热绝缘性，特别优选泡沫材料用于绝热层31b，在本实施例中应用了泡沫硅橡胶。

形成被覆层31c是为了能够将墨粉图像正确地定影在纸张上并且防止上部加热滚筒31的表面被附着墨粉弄脏。被覆层31c在加热咬合(nip)区域Z接收来自供热滚筒33的热，并且当没有纸张传送时，在定影咬合区域Y接收来自下部加热滚筒32的热量。当传送纸张时，被覆层31c在定影咬合区域Y向纸张和形成在其上的墨粉图像传递热量。

碳氟树脂(如PFA和PTFE)是适于制作被覆层31c的耐热防粘材料。在本实施例中，厚度为50μm的PFA管用作被覆层31c。

当泡沫硅橡胶用于绝热层31b时，被覆层31c还能减少由于空气泡引起的不规则定影。

供热滚筒33具有下面的结构。供热滚筒33具有由铝或含铁材料制成的芯33a，它呈空心圆柱形。芯33a覆有由具有较好耐热和防粘性质的合成树脂(例如硅橡胶或氟橡胶等弹性聚合体、PFA或PTFE等碳氟树脂)制成的耐热防粘层33b。在本实施例中，由铝制成的、直径15mm、厚度0.5mm的圆柱轴用作芯33a。耐热防粘层33b通过将20μm的PTFE被覆在芯33a上然后退火形成。

供热滚筒33具有设在其中的卤素加热器34。在本实施例中，将卤素加热器34的额定输出功率设定为500W。在纸张传输通道S上，相对定影咬合区域Y，供热滚筒33设在上游侧，它以预定压力压紧上部加热滚筒31。

尽管在本实施例中加热咬合区域Z的咬合宽度大约为3mm，但咬合宽度随着供热滚筒33和上部加热滚筒31的压紧力增加或减小。另外，由于被上部加热滚筒31压紧，供热滚筒33随着上部加热滚筒31的转动而转动。

下部加热滚筒32具有芯32a，在它的上面形成了防止墨粉附着的耐热防粘层32b。芯32a由诸如铝或含铁材料形成为空心圆柱体形状。在本实施例中，由铝制成的、直径30mm、厚度1mm的圆柱轴用作芯32a。

耐热防粘层32b由具有较好耐热和防粘性质的合成树脂(例如硅橡胶或氟橡胶等弹性聚合体、PFA或PTFE等碳氟树脂)制成。在本实施例中，耐热防粘层32b通过将厚度为20μm的PTFE被覆在芯32a上然后退火形成。在下部加热滚筒32中设有作为热源的卤素加热器35。在本实施例中，卤素加热器35的额定输出功率是650W。

图4是定影装置30的方框图。如图4所示，在定影装置30中，CPU50、ROM51、RAM52、温度探测器36到38、驱动器53到56、上部加热滚筒31、下部加热滚筒32和卤素加热器34与35相互之间电连接。在上面的组件中，CPU50、ROM51、RAM52组成了本发明的控制装置。

在控制装置的组件中，ROM51存储定影装置30操作所需要的程序。RAM52存储一些诸如定影装置30运行实验结果的有用信息。CPU50综合控制各个组件的工作。

如下面描述的，CPU50对各个组件工作的控制可分为四种不同的工作模式。下面参考图5到图10描述在各个模式下定影装置30的驱动控制顺序。

图5是表示分别在预热、复印、待机和节能模式下供热滚筒33、上部加热滚筒31和下部加热滚筒32的设定温度以及用于驱动滚筒的驱动马达的开关状态的表。

首先描述预热模式。在本发明中所说的预热模式是指从打开成像设备100开始给定影装置30分配电功率后直到定影装置30转换到正常工作模式的这一期间的状态。在预热模式，CPU50开动驱动马达以驱动供热滚筒33、上部加热滚筒31和下部加热滚筒32使它们转动。同时，CPU50将电功率分配给卤素加热器34、35，以加热供热滚筒33、上部加热滚筒31和下部加热滚筒32，直到每个滚筒都到达预定设定温度。在这个实施例中，供热滚筒33、上部加热滚筒31和下部加热滚筒32的设定温度分别是190oC、130oC和150oC。

在这里，尽管在预热模式中给卤素加热器34和35的总输入功率是1150W，但CPU50设定分配给卤素加热器34和35的功率使得供热滚筒33和下部加热滚筒32大约同时达到各自的设定温度。

图6是表示分配给卤素加热器34和35的功率关系以及功率消耗等。更具体地说，图6给出了在三种条件下与预热期间的预热时间长度以及功率消耗有关的实验结果，在上述三种条件下，分配给卤素加热器34、35的功率被设定为不同值。图6示出了如果供热滚筒33和下部加热滚筒32几乎同时到达各自的预定温度，则在预热周期内功率损耗最小并且预热周期的时间最短。尽管在示例中当供热滚筒33和下部加热滚筒32达到它们各自的设定温度时有一秒的时间差异，在本发明中三秒以内的时间差异都近似认为是同一时间。

下面描述复印模式。在复印模式中，CPU50控制分配给卤素加热器34、35的功率，使得上部加热滚筒31和下部加热滚筒32的温度分别保持在130oC和150oC。CPU50还控制分配给设在供热滚筒33内的卤素加热器34的功率，使得上部加热滚筒31的温度保持在130oC。另外，CPU50可以控制供热滚筒33的温度，使之保持在190oC，从而上部加热滚筒31的温度保持在130oC。

如上所述，本实施例的定影装置30可以通过将下部加热滚筒32的温度设定得比上部加热滚筒31的温度高来消除供热过程中的缺陷，这个缺陷是外加热方法的缺点，其中下部加热滚筒32由设在其中的卤素加热器35加热，上部加热滚筒31由供热滚筒33加热。因此，即使使用外加热方法，也可以提供给纸张和上部加热滚筒31足够的热量。

这里，参考图7描述上部加热滚筒31和下部加热滚筒32在复印模式中的最佳温度。

图7给出了在上部加热滚筒31和下部加热滚筒32具有不同设定温度的五个条件下，针对预热时间长度、褶皱性能(用标准样本评估)、分别从上部加热滚筒31和下部加热滚筒32传递给纸张的热量Q1和Q2的五个实验结果。另外，由于不能直接测量传热量Q1和Q2，它们的结果通过二维传热模拟计算出来。

如图7实验结果1所示，当对较厚的纸张实施定影处理时，如果上部加热滚筒31的温度比下部加热滚筒32的温度低很多，例如，如果传热量Q1和Q2满足关系(Q2-Q1)/(Q2+Q1)≥0.6，则较厚纸张具有较大的热阻，使得来自下部加热滚筒32的热量不能充分穿过它传导给墨粉层。因此，在较厚纸张(128g/m²纸)上发生不规则定影。

另外，如果与下部加热滚筒32的温度相比，上部加热滚筒31的温度太低，会发生纸张的卷曲或褶皱。在双面印刷的定影处理过程中，在纸张的第一表面(墨粉图像首先在它上面形成并且被定影)上还会发生高温墨粉偏移(offset)。上面描述的问题经常发生，特别是在使用较薄的纸张时。

另一方面，如图7的实验结果5所示，如果上部加热滚筒31的温度比下部加热滚筒32的温度高，例如，如果传热量Q1和Q2满足关系(Q2-Q1)/(Q2+Q1)≤0，会发生预热周期过长的问题。这是由于上部加热滚筒31的温度设定得越高，就有更多部分的热量从上部加热滚筒31的表面逸入内部绝热层31b，从而导致更低的加热效率。

从上面的结果可以得到传热量Q1和Q2之间的最佳关系是0＜(Q2-Q1)/(Q2+Q1)＜0.6。

另外，即使设定上部加热滚筒31和下部加热滚筒32的温度，使得传热量Q1和Q2满足前面的关系，对基本重量更加重的较厚纸张(如基本重量为280g/m²)或诸如A3纸的那种较长纸张来讲仍然可能发生不规则定影。因此，在本实施例的定影装置30中，CPU50用一种驱动控制方法，根据所用纸张的基本重量或者在纸张传送方向上纸张的长度呈比例地减小纸张传输速度来减小定影速度V(mm/s)。

图8示出了在14个不同条件下评估褶皱性能和发生墨粉偏移的实验结果，每个不同的条件通过W、L和V的组合确定，其中W(g/m²)是纸张的基本重量，L(mm)是纸张在纸张传送方向上的长度，Vr(mm/s)是对标准纸张(具有基本重量Wr(g/m²)并且在传输方向上的长度是Lr(mm))的定影速度。本实施例中的标准纸张具有基本重量Wr＝64g/m²和A4尺寸(Lr＝210mm)，其中标准定影速度Vr＝117mm/s。

这里的标准纸张是指在电子照相设备中标准使用的纸张，它的基本重量是60到80g/m²(日本国内的型号为64g/m²，外国的型号为75g/m²到80g/m²)，在纸张传送方向上的长度Lr为：在A4机器中为297mm(在纸张传送方向上为A4R长度)，在A3机器中为210mm(在纸张传送方向上为A4长度)。

本实施例的成像设备100是一种日本国内的型号，其中最大可用纸张尺寸是A3；因此Wr＝64g/m²并且Lr＝210mm。

如图8所示，如果1.4＜(W/Wr)*(L/Lr)*(V/Vr)，那么供给纸张的热量不足以完成正确的定影。另一方面，如果(W/Wr)*(L/Lr)*(V/Vr)＜0.6，那么过多的热量供给了纸张，引起高温墨粉偏移。

从实验结果来看，当0.6≤(W/Wr)*(L/Lr)*(V/Vr)≤1.3时，可以同时获得正确的定影和防止墨粉偏移。在本实施例中，如图8实验结果6到12所示，CPU50根据纸张的基本重量和尺寸实施控制，以在四个定影速度(24/39/56.5/117(mm/s))水平之间转换。

图9表示对于基本重量为64g/m²的纸张，对当进行双面印刷时在第二表面的褶皱性能和纸张第一表面的高温墨粉偏移所进行评估的实验结果。在本实施例中，今后将首先施行成像操作的表面称为第一表面，与第一表面相反的表面称为第二纸张表面，当纸张经过之字形传送路线后在第二表面实施成像操作。

在本实施例的定影装置30中，将下部加热滚筒32的温度(150oC)设定得比上部加热滚筒31的温度(130oC)高。因此在双面印刷时，形成在纸张第一表面上的墨粉图像与下部加热滚筒32接触时可能再次熔化，这就导致了高温墨粉偏移的发生。

因此，在本实施例中，在双面印刷时，CPU50将下部加热滚筒32的温度设定得比单面印刷时低，因此防止了高温墨粉偏移的发生。更具体地说，在纸张第一表面上的定影操作完成后，当纸张再次向定影装置30传送时，关掉分配给卤素加热器35的功率，使得下部加热滚筒32的温度从150oC下降到130oC，然后在纸张的第二表面实施定影操作。

在上面的例子中，还考虑了降低纸张第二表面上褶皱性能。如图9所示，实验结果已经证明向上面那样降低下部加热滚筒32的温度不会导致在纸张第二表面上褶皱性能的降低，这是由于在双面印刷中，在纸张第一表面实施定影操作的过程中纸张已经在一定程度上被予热了。另外，下部加热滚筒32的温度不限定在130oC，只要它的温度低于墨粉偏移可能发生的温度并且该温度足以进行正确的定影就行了。

图10示出了在三种情况下，当各个滚筒在待机模式下其设定温度设定在不同值时，与平均功率消耗、恢复到复印模式的时间以及各个滚筒的寿命相关的实验结果。当处于待机模式时，CPU关掉驱动马达，以停止各个滚筒的旋转，同时将供热滚筒33的温度设定在150oC。

对内加热型的定影装置而言，通常控制待机模式下的设定温度，使其与复印模式下的设定温度一样。如果用同样的方法控制本实施例的这种外加热型定影装置，如图10中的比较例1所示，就需要使得各个滚筒一直旋转，这增加了平均功率消耗；同时，由于各个滚筒表面涂层材料的磨损和消耗，这还会缩短滚筒的寿命，即缩短了滚筒的使用寿命。

因此，在图10示出的比较例子中，CPU50在待机模式下停止各个滚筒的旋转，同时将供热滚筒33和下部加热滚筒32的温度设定得与在复印模式下一样，即分别为190oC和150oC。在这个例子中，可以将平均功率消耗减少到111W，同时延长了滚筒的寿命。

尽管在上面的例子中需要大约五秒才能恢复到复印模式，但考虑到纸张从送纸盘10输送到定影设备30所需要的时间长度，这段时间几乎不成为问题。

另外，优选在待机模式下供热滚筒33的设定温度设定得比在复印模式下的温度(190oC)低。这是因为，这样的设定可以防止用作上部加热滚筒31表面层的PFA管发生热损坏，并且可以进一步减少功率消耗。在这个例子中，恢复到复印模式所需要的6.6秒时间在实际应用中也几乎不是一个问题。

最后，在节能模式下，CPU50保持驱动马达处于停止状态，同时停止向卤素加热器34和35分配功率。

根据本发明，可以得到以下效果。

即使不能供给位于纸张传输通道一侧的上部加热滚筒足够的热量，并且因此不能供给被加热纸张足够的热量，控制装置也能操作给下部加热滚筒供热的卤素加热器，使得下部加热滚筒保持在较高的温度。因此，即使上部加热滚筒不能达到足够高的温度并且因此不能向纸张提供足够的热量，上部加热滚筒供热的不足可以得到补偿并且可以实现正确的加热处理。

当上部加热滚筒被置于它外面的供热器加热时，供热器所能提供给上部加热滚筒的热量通常小于供热器放在上部加热滚筒内部时所提供的热量。根据本发明，控制装置控制设在下部加热滚筒内部的卤素加热器，使得卤素加热器可以供给下部加热滚筒足够的热量，从而可以保证下部加热滚筒提供给被加热纸张足够的热量。因此，上部加热滚筒供热的不足可以得到补偿并且可以减少预热时间，而不破坏将要进行的加热过程。

根据本发明，通过使上部加热滚筒紧靠作为热源的供热滚筒，可以快速加热上部加热滚筒的表面，即上部加热滚筒与被加热纸张之间的接触区域。另外，由于驱动上部加热滚筒和供热滚筒使它们旋转，可以在周向表面上均匀地加热上部加热滚筒，从而可以探测靠近滚筒之间压紧区域的温度来代替压紧区域的温度，这样就很容易探测到上部加热滚筒的温度。因此，可以方便地控制上部加热滚筒的温度。

根据本发明，当为了补偿上部加热滚筒供热的不足而将下部加热滚筒加热到较高温度时，利用控制装置控制分别从上部和下部加热滚筒传递给纸张的热量Q1和Q2，使它们之间满足预定的关系，从而保证热量Q2不会比热量Q1大得太多。因此，能防止由于只对纸张一面过度加热所引起的纸张背面卷曲或者纸张上褶皱的产生。另外，能避免加热较厚纸张时加热效率的降低。更进一步，可以防止当成像设备进行双面印刷时，在印刷另一面的过程中在纸张的一面发生高温墨粉偏移。

根据本发明，控制装置控制分配给供热滚筒和下部加热滚筒的功率，从而可以限制供热滚筒和下部加热滚筒到达它们各自设定温度的时间滞后的发生，例如，将其限制在两秒之内。因此就可能减少从给加热装置供电到完成预热实现了正确的温度控制这一段时间内的能量消耗，同时减少了完成预热所需要的时间。

根据本发明，控制装置根据纸张的基本重量和在传送方向上的长度等因素调整加热装置中的纸张传送速度，上述的因素对下部供热滚筒有效给纸张供热和整个纸张的均匀加热过程有影响。因此，能消除下述一些缺点，如下部供热滚筒不能有效地向较厚的纸张供热，或者如果在纸张传送方向上纸张较长，供热滚筒供给纸张末尾部分的热量急剧减少，从而导致供热不足等。

当本发明的加热装置用作配备了双面印刷功能的成像设备的定影装置时，设定下部加热滚筒(在印刷纸张的第二表面时，下部加热滚筒接触显影图像已经在其上定影的纸张第一表面)的温度，使之低于墨粉偏移温度(在这个温度已经定影了的显影图像会熔化)。这样的设置保证不会发生墨粉偏移。在双面印刷中，由于在纸张第一表面上定影的过程中已经充分加热了纸张并且因此已经将纸张预热到一定程度，通过将下部加热滚筒的温度设定得较低，可以进一步防止褶皱性能的下降。

根据本发明，当加热装置处于待机模式时，只保持下部加热滚筒(其内部具有热源，因此不需要为了保温而使其旋转驱动)的温度与其在正常工作模式下的温度相同，同时停止对上部和下部加热滚筒中驱动系统的供电。当加热装置从待机状态恢复到正常工作状态时，由于下部加热滚筒已经在预定设定温度，所以缩短了恢复时间。另外，由于在待机模式下不向上部和下部加热滚筒的驱动系统供电，所以减小了功率消耗并且防止了上部和下部加热滚筒的热损坏或磨损。

如上所述，根据本发明，可以提供一种加热装置和加热方法，其能够缩短预热时间、减小在待机状态下的功率消耗并且保证对加热件供热的高效率。

Claims

1.一种加热装置，包括：

第一和第二加热件，传输通道设置在它们之间，两个加热件彼此压紧，行进在传输通道中的纸张材料被加热；

第一供热器，设置在第一加热件的外部，用来给第一加热件供热；

探测器，用来探测第一和第二加热件的温度；

第二供热器，设置在第二加热件的内部，用来给第二加热件供热；和

控制装置，用来根据探测器的探测结果控制第一和第二供热器的工作，使得第二加热件的温度高于第一加热件的温度。

2.根据权利要求1所述的加热装置，第一和第二加热件是用于加热保持在它们之间的纸张材料的加热滚筒，并且第一供热器是紧靠在第一加热件上的供热滚筒。

3.根据权利要求1所述的加热装置，在满足以下关系的范围内，控制装置控制第一和第二供热器的工作：

0＜(Q2-Q1)/(Q2+Q1)＜0.6

其中Q1是第一加热件传递给在纸张材料传输通道中传送的纸张材料的热量，Q2是第二加热件传递给纸张材料的热量。

4.根据权利要求1所述的加热装置，当开始供电时，控制装置控制第一和第二加热件的工作，使得第一供热器和第二加热件的温度在大约同样的时间内达到各自的设定温度。

5.根据权利要求1所述的加热装置，控制装置根据纸张材料的基本重量或在传输方向上长度的增加，减小纸张材料在加热装置中的传输速度。

6.根据权利要求1所述的加热装置，第一和第二加热件压紧并加热被传送的纸张材料，在纸张材料上具有未定影的显影图像，未定影的显影图像是从电子照相成像组件中的图像载体转印到纸张材料上的；并且控制装置控制第二供热器的工作，使得在成像组件中进行双面印刷时，第二加热件的温度比发生墨粉偏移的最低温度低。

7.根据权利要求1所述的加热装置，当加热装置处于待机状态时，控制装置控制第二供热器的工作，使得第二加热件的温度保持在与处于正常工作模式时的温度一样，同时停止对驱动系统的供电，其中驱动系统驱动第一和第二加热件，使它们在传送纸张材料的方向上旋转。

8.一种应用于加热装置中的加热方法，该加热装置设有具有外热源的第一加热件和具有内热源的第二加热件，在第一和第二加热件之间以两个加热件彼此压紧的方式设置纸张材料传输通道，该方法包括：

设定第一和第二加热件的热源温度的过程，使得第二加热件传递给纸张材料的热量Q2大于第一加热件传递给纸张材料的热量Q1；和

传输纸张材料的过程，使得纸张材料通过第一和第二加热件之间的接触区域，从而加热纸张材料。

9.根据权利要求8所述的加热方法，热量Q1和Q2满足下面的关系：

0＜(Q2-Q1)/(Q2+Q1)＜0.6。