定影装置、 定影装置的温度控制方法及图像形成装置 相关申请的交叉参考
本申请基于并要求 2009 年 12 月 10 日提交的美国临时申请第 61/285,414 号的优 先权权益, 并将其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明主要涉及一种图像形成装置以及该图像形成装置中使用的定影单元。 背景技术 色调剂 ( 显影剂 (visualizing agent)) 根据图像信息转印到薄片 (sheet) 介质 上并与薄片介质结合。薄片介质 ( 与色调剂结合的 ) 是硬拷贝。
定影单元使色调剂与薄片介质结合。
发明内容 根据本发明的一个方面, 提供一种定影装置, 上述定影装置包括 : 加热部, 加热薄 片介质和固定到薄片介质上的色调剂 ; 温度检测部, 检测加热部的温度 ; 以及控制部, 按照 温度检测部检测到的加热部的温度和预先规定的达到定影完毕的条件, 停止向加热部供 电。
根据本发明的另一方面, 提供定影装置的温度控制方法, 是在薄片介质上定影显 影剂的方法, 包括 : 对薄片介质和固定到薄片介质上的显影剂进行加热 ; 以及按照检测到 的加热部的温度和预先规定的定影完毕条件, 停止用于加热的供电。
根据本发明的又一方面, 提供一种图像形成装置, 包括 : 色调剂图像形成部, 向输 出图像提供色调剂, 并形成色调剂图像 ; 色调剂图像移动部, 将形成的色调剂图像移动至薄 片介质上 ; 加热部, 加热薄片介质, 并使色调剂图像融化 ; 加压部, 对薄片介质和融化后的 色调剂图像施加压力 ; 温度检测部, 检测加热部或加压部的温度 ; 以及控制部, 按照温度检 测部检测到的加热部或加压部的温度以及向薄片介质移动色调剂图像的剩余次数, 停止向 加热部供电。
附图说明 图 1A 为实施方式涉及的 MFP( 多功能外围设备 ) 的一例的示意图 ;
图 1B 为实施方式涉及的 MFP 的一例的示意图 ;
图 2 为实施方式涉及的 MFP 中的定影装置的一例的示意图 ;
图 3 为实施方式涉及的 MFP 中的定影装置的一例的示意图 ;
图 4 为实施方式涉及的 MFP 中的定影装置的一例的示意图 ;
图 5(a)、 (b) 和 (c) 为实施方式涉及的定影温度条件 ( 灯驱动信号, 加热辊温度, 加压辊温度 ) 的示意图 ;
图 6 为实施方式涉及的该定影装置的温度控制的一例的示意图 ;
图 7 为实施方式涉及的该定影装置的温度控制的一例的示意图 ; 图 8 为实施方式涉及的该定影装置的温度控制的一例的示意图 ; 图 9 为实施方式涉及的该定影装置的温度控制的一例的示意图 ; 图 10 为实施方式涉及的该定影装置的温度控制的一例的示意图 ; 图 11 为实施方式涉及的该定影装置的温度控制的一例的示意图 ; 图 12 为实施方式涉及的 MFP 中的定影装置的一例的示意图 ; 以及 图 13 为实施方式涉及的 MFP 中的定影装置的一例的示意图。具体实施方式
现参照附图对实现本实施方式各种特征的主要结构进行说明。 附图及相关说明用 于解释实施方式, 但并不用于限制本发明的保护范围。
以下, 将参照附图对实施方式进行详细说明。
如图 1A 所示, 图像形成装置 (MFP : Multi-Functional Peripheral, 多功能外围设 备 )101 至少包括 : 充电单元 1、 写出 (writing)( 曝光 ) 单元 2、 图像形成 ( 潜像形成、 显影、 转印、 清洁 ) 单元 3、 带自动原稿输送单元 (ADF)4a 的读取单元 4、 显影单元 5、 转印单元 6、 清洁单元 7、 电荷去除单元 8 以及定影单元 9。
如图 1B 所示, 控制单元 13 包括 : 接口 (interface)131, 接受来自可以控制与通过 ADF 4a 和读取单元 4 获得的图像信息相对应的输出图像 (output) 的张数、 输出图像放大 率、 薄片介质的大小 ( 尺寸 )、 印刷开始信号等的输入 ; 存储单元 133, 保存 ( 保持 ) 已输入 的数值数据 ( 输入值 ) 及已获得的 ( 已输入的 ) 图像信息等 ; 计数器 135, 计算剩余图像输 出张数 ; 计时单元 137, 参照计数器 135 所保存的剩余图像输出张数求出到出图像输出完毕 的时间 ; 以及主控制装置 (CPU)139 等。
在图 2 中示出一例, 定影单元 9 包括提供夹持部 (nip)90 的第一辊 91( 例如, φ30mm) 和第二辊 92( 例如, φ30mm)。通过对支持第一辊 91 或第二辊 92 的辊支持体 93 施 加压力的弹簧 94 使一方的辊的外周面与另一方的辊的外周面相接触。并且, 以下, 将第一 辊 91 定义为加热辊, 将第二辊 92 定义为加压辊。
加热辊 91 的材料为例如铝, 厚度为例如 0.8mm。 在辊表面带有特氟隆 ( 注册商标, 四氟乙烯树脂 ) 等的脱模层。
加压辊 92 在芯金 92a 周围带有例如由硅橡胶或氟化橡胶等构成的弹性层 92b。
加热装置 95 位于加热辊 91 的内侧。加热装置 95 的热源包括加热灯例如卤素灯。 灯为两根, 分别为例如 600W。
在图 3 中示出一例, 各灯 95a、 95b 具有与各辊必须的加热位置相匹配的不同布光 分布。通过加热灯驱动 ( 开 / 关 ) 电路 15 在规定时机 (timing) 点亮各灯 95a、 95b( 电路 15 向灯 95a、 95b 供电 )。
在加热辊 91 中, 检测辊表面温度的热敏电阻 ( 温度传感器 )96、 97 位于长边方向 的大致中央以及端部的各个部。热敏电阻 ( 温度传感器 )98 位于加压辊 92 的长边方向的 大致中央。
并且, 如图 12 所示, 也可以构成为 : 使用与加压辊 92 接触的带体 99 以及用于在加 压辊 92 和带体 99 之间形成夹持 90 的带辊 191, 使加热辊 91 不直接与加压辊 92 接触。这种情况下, 可使加热装置 195 位于带体 99 的外周侧。
图 4 示出根据加热辊温度和加压辊温度规定的定影 OK( 良好 ) 温度范围。
根据图 4, 加热辊 91 以及加压辊 92 的温度以符号 A 表示, 如果在定影 OK( 良好 ) 范围内, 则不产生定影不良等的状况不佳图像。图 4 中, 符号 B 表示的范围是特定条件下可 能会发生定影不良的温度范围。例如, 对于厚度大于 100g/m2 的厚的薄片介质的图像形成、 色调剂层厚的彩色图像输出, 优选停止定影动作, 且加热辊 91 及加热辊 92 的温度采用符号 A 所示温度范围的温度。
然而, 连续的或仅 1 张的图像形成中、 也就是定影动作中, 在无继续的图像形成 ( 的指示或输入 ) 的情况下, 定影完毕 ( 薄片介质排出 ) 时的加热辊 91 以及加压辊 92 的温 度大概在假设存在下一薄片介质时可以定影色调剂图像的程度。 因此, 连续定影动作中, 在 剩余定影张数达到指定张数的时间点, 即使停止向灯供电, 也能够对最终的薄片介质进行 色调剂图像的定影。并且, 在无继续图像形成时, 在准备的后半段 ( 在无图像形成指示 ( 输 入 ) 的待机状态持续一段时间时从成为准备状态的时间点开始经过指定时间后 ), 为抑制 电力消耗, 设定为省电 ( 休眠 ) 模式。
因此, 在指示的下一图像形成的时间点, 如果加热辊 91 及加压辊 92 的温度在指定 时间内能够恢复到图 4 的范围 B 或范围 A 内, 则在进入休眠模式之前可以停止向加热辊 91 内的加热灯 99a、 99b 供电。 具体地, 准备后半中停止向灯供电的时间为从指示 ( 输入 ) 图像形成到保存色调 剂的薄片介质输送到定影单元的夹持部 90 为止的时间, 此期间的恢复界限温度 D 可由以下 (1) 式求出。
D = C-A×B = 150℃ (1)
A: 从灯关闭到定影 OK( 准备 ) 为止的恢复时间 <3sec>
B: 温度上升速度= 10℃ /sec
C: 灯关闭开始温度= 180℃
因此, 允许从 “C” 和 “D” 温度衰减 ( 降低 )30℃。温度降低 30℃的时间取决于 MFP 101 的图像处理速度 ( 每单位时间的定影张数 ), 例如从指示 ( 输入 ) 图像形成到保存色调 剂的薄片介质输送到定影单元的夹持部 90 为止的时间为 90sec 时, 准备状态中, 最多可停 止向灯 99a、 99b 供电 90sec 的时间 ( 电路 15 暂时停止向灯的供电 )。
也就是, 在图 5(a)、 (b)、 (c) 中, 在 D 所表示的范围 ( 正要完毕定影时 ) 以及 E 所 表示的范围 ( 上述准备后半 ) 的各范围中, 与虚线表示的一般的控制比较, 能够降低灯 95a、 95b 所消耗电力。并且, 图 5(b)、 (c) 表示辊 91、 92 的温度, 所消耗电力大致与以时间积分 各自示出曲线所得的值相等。
图 6 表示图 5(b)、 (c) 所示的加热灯的温度控制的一例。在图 6 中, 利用加热辊 91 的温度 ( 中央 ) 即热敏电阻 96 的输出和加压辊 92 的温度即热敏电阻 98 的输出, 可以控制 转入准备状态前的灯点亮时间 / 任务 (duty)。
具体地, 紧随印刷开始信号之后的指定张数的图像形成中、 即向薄片介质定影色 调剂图像的过程中, 印刷完毕 10sec 前测定加压辊 92 的温度
, 印刷完毕 10sec 前测定 加热辊 91 的温度 ( 中央 )
。并且, 所谓印刷完毕 10sec 前的判定条件可通过计时单元 137 及 CPU 139 根据剩余定影张数 ( 可以根据输入到输入部 17 的输出张数求得 ) 或剩余定
影张数及尺寸来任意设定。
如果测定的加压辊 92 的温度为 80℃以上 [03-Y], ( 且 ) 加热辊 91 的温度 ( 中央 ) 为 170℃以上 [04-Y], 则加热灯 95a、 95b 按照图 7 的类型 (pattern)A 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 A))
。
如果测定的加压辊 92 的温度为 80℃以上 [03-Y], 加热辊 91 的温度 ( 中央 ) 不足 170℃ [04-N], 按照图 7 的类型 B, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 B))
。
如果测定的加压辊 92 的温度不足 80℃ [03-N], 加热辊 91 的温度 ( 中央 ) 为 170℃ 以上 [07-Y], 按照图 7 的类型 C, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 C))
。
如果测定的加压辊 92 的温度不足 80 ℃ [03-N], 加热辊 91 的温度 ( 中央 ) 不足 170℃ [07-N], 按照图 7 的类型 D, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 D))
。
由图 7 明确可知, 图 6 中所显示的类型 A-D 中, 灯 95a, 95b 的灭灯 ( 关闭 ) 时的时 机不同。
图 8 表示图 5(b)、 (c) 已示出的加热灯的温度控制的一例。在图 8 中, 利用加热辊 91 的温度 ( 中央 ) 即温敏电阻 96 的输出和加热辊 91 的温度 ( 端部 ) 即温敏电阻 97 的输 出, 可以控制转入准备状态前的灯的点亮时间 / 任务。 具体地, 紧随印刷开始信号后的指定张数的图像形成即向薄片介质定影色调剂图 像过程中, 印刷完毕 Tp sec 前测定加热辊 91 的温度 ( 侧面 )[11], 印刷完毕 Tp sec 前测定 加热辊 91 的温度 ( 中心 )[12]。并且, 所谓印刷完毕 Tp sec 前的判定条件可根据剩余定影 张数或剩余定影张数及尺寸来任意设定。
如果测定的加热辊 91 的温度 ( 侧面 ) 为 180℃以上 [13-Y], ( 且 ) 加热辊 91 的 温度 ( 中心 ) 为 170℃以上 [14-Y], 则加热灯 95a、 95b 按照图 9 的类型 a, 关闭电路 15 的输 出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 a))[15]。
如果测定的加热辊 91 的温度 ( 侧面 ) 为 180℃以上 [13-Y], 加热辊 91 的温度 ( 中 心 ) 不足 170℃ [14-N], 则按照图 9 的类型 b, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 b)) [16]。
如果测定的加热辊 91 的温度 ( 侧面 ) 不足 180℃ [13-N], 加热辊 91 的温度 ( 中 心 ) 为 170℃以上 [17-Y], 则按照图 9 的类型 c, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 c))[18]。
如果测定的加热辊 91 的温度 ( 侧面 ) 不足 180℃ [13-N], 加热辊 91 的温度 ( 中 心 ) 不足 170℃ [17-N], 则按照图 9 的类型 d, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 d)) [19]。
由图 9 明确可知, 图 8 中所表示的类型 a-d 中, 灯 95a、 95b 灭灯 ( 关闭 ) 时的时机 不同。
图 10 表示图 5(b)、 (c) 已示出的加热灯的温度控制的一例, 在图 10 中, 利用加热 辊 91 的温度 ( 中心 ) 即温敏电阻 96 的输出和加热辊 91 的温度 ( 端部 ) 即温敏电阻 97 的 输出, 可以控制转入准备状态前的灯的点亮时间 / 任务。
具体地, 紧随印刷开始信号后的指定张数的图像形成中、 即向薄片介质定影色调 剂图像的过程中, 准备完毕 90sec 前测定加热辊 91 的温度 ( 侧面 )[101], 准备完毕 90sec 前测定加热辊 91 的温度 ( 中心 )[102]。
如果测定的加热辊 91 的温度 ( 侧面 ) 为 180℃以上 [103-Y], ( 且 ) 加热辊 91 的 温度 ( 中心 ) 为 180℃以上 [104-Y], 则加热灯 95a、 95b 按照图 11 的类型 <1>, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 <1>))[105]。
如果测定的加热辊 91 的温度 ( 侧面 ) 为 180 ℃以上 [103-Y], 加热辊 91 的温度 ( 中心 ) 不足 180℃ [104-N], 则按照图 11 的类型 <2>, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯 类型 <2>))[106]。
如果测定的加热辊 91 的温度 ( 侧面 ) 不足 180℃ [103-N], 加热辊 91 的温度 ( 中 心 ) 为 180℃以上 [107-Y], 则按照图 11 的类型 <3>, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类 型 <3>))[108]。
如果测定的加热辊 91 的温度 ( 侧面 ) 不足 180℃ [103-N], 加热辊 91 的温度 ( 中 心 ) 不足 180℃ [107-N], 则按照图 11 的类型 <4>, 关闭电路 15 的输出 ( 灯关闭 ( 灭灯类型 <4>))[109]。
由图 11 明确可知, 图 10 已示出的类型 <1>-<4> 中, 灯 95a、 95b 灭灯 ( 关闭 ) 时的 时机不同。
因此, 准备状态 ( 灯关闭时 )[110] 中, 在指示了印刷开始 ( 输入印刷信号 ) 的情 况下 [111-Y], 印刷开始 [112] 后图像形成, 并能够在保存作为可视图像输出的色调剂像的 薄片介质达到定影单元 9 的夹持部 90 为止的时间里恢复到通常准备状态的温度。 基于这样的结构, 在将色调剂图像固定到薄片介质的定影过程中, 在即使停止向 加热装置供电也能够确保充分定影率的情况下, 可以通过在指定条件下关闭加热装置来减 少消耗电力。
并且, 在没有继续图像形成指示 ( 输入 ) 的情况下, 一边维持在一定时间内能够恢 复到可定影温度的条件, 一边可以在转入待机 ( 准备 ) 状态或紧随待机状态后的省电 ( 休 眠 ) 模式之前关闭向加热装置的供电。因此, 可以在二个阶段中减少电力消耗。
尽管在说明书中描述了某些实施方式, 但这些实施方式仅用于示例性地说明, 并 不用于限制发明的保护范围。 事实上, 这里所说明的新系统和方法可以多种其他形式体现, 而且, 在不违背本发明的精神的情况下, 本发明的系统的形式可以做出各种省略、 替代与改 变。所附的权利要求及其等价物意在含盖那些在本发明的保护范围和精神内的形式或改 变。