CN101271312A - 成像设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种成像设备及其控制方法，所述成像设备包括控制器以根据从图像输入单元接收的输入图像的打印图案设置参考定影温度。将输入图像转换为位图数据以识别打印图案。随着转换的位图数据的跃变率的增加将参考定影温度设置得更高。当打印其打印图案具有低跃变率的图像时，该设备缩短打印图像第一页所需的时间，从而相对于传统设备提高了打印速度。
Description
技术领域
本发明总体构思涉及一种成像设备及其控制方法，其中，根据输入图像的打印图案控制定影温度，以提高成像设备的打印速度。
背景技术
成像设备(例如常规打印机或多功能打印机)执行定影处理，以对具有转印到其上的调色剂图像的打印页施加热和压力，以将调色剂图像定影到打印页。定影处理在形成高品质图像中起重要作用。
当电力被提供到成像设备时，执行预加热处理以提供热直至达到预设的定影温度。定影温度直接影响成像设备的定影性能。
根据传统方法，在达到特定的定影温度后执行定影处理，这对提高打印速度施加了限制。例如，在传统方法中，在定影加热器预加热后打印第一页需要的打印时间是不变的。因此，延长了打印时间。
在解决该问题的努力中，进行了一些尝试来减少响应用户的打印命令而执行打印需要的打印时间。减少输入的图像的第一页的打印时间以提高打印速度的一种解决方案是利用涂覆陶瓷的加热辊的陶瓷加热以快速提高定影温度。尽管相比于传统方法，陶瓷加热可以减少预加热时间，但是由于使用陶瓷加热的昂贵部件，因此陶瓷加热增加了经济负担。
发明内容
本发明总体构思提供一种成像设备及其控制方法，其中，根据输入图像的打印图案设置不同的定影温度，从而提高打印速度。
本发明总体构思的附加的方面和/或优点将在随后的描述中部分地阐述，并且部分通过描述将是清楚的，或通过实践本发明总体构思而得知。
本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用可以通过提供一种成像设备来实现，该成像设备包括：定影器，包括定影加热器；图像输入单元，提供输入图像；控制器，根据输入图像的打印图案控制打印速度。
所述控制器可以根据打印图案设置不同的参考定影温度，以根据打印图案应用定影加热器的不同的预加热时间。
所述控制器可以根据定影加热器产生的用于熔化输入图像的调色剂颗粒的热能的量来识别打印图案。
所述控制器可以包括：数据处理器，用于将输入图像转换为二进制数据；跃变率计算器，计算二进制数据的跃变率；温度设置器，设置对应于根据跃变率识别的打印图案的参考定影温度；比较器，将随定影加热器操作变化的定影温度与参考定影温度进行比较以控制定影加热器。
所述跃变率计算器可以利用输入图像的点的数量和跃变的数量如下定义跃变率：
跃变率＝(跃变的数量)/(点的数量)。
所述温度设置器可以随着跃变率的增加将参考定影温度设置得更高。
成像设备还可以包括定影温度检测器以检测随着定影加热器操作变化的定影温度，其中，比较器从定影温度检测器接收检测到的定影温度。
数据处理器可以将输入图像转换为位图数据。
本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用也可以通过提供一种成像设备来实现，所述成像设备包括：定影加热器；图像输入单元，提供输入图像；数据处理器，将输入图像转换为位图数据；定影温度检测器，检测随着定影加热器操作变化的定影温度；控制器，根据位图数据的跃变率识别输入图像的打印图案，根据所识别的打印图案设置用于预加热定影加热器的参考定影温度，并且将检测到的定影温度与参考定影温度相比较以控制定影加热器。
所述定影温度控制器可以将黑色图案、字符图案和图形图案之一识别为打印图案。
本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用也可以通过提供一种控制包括定影加热器的成像设备的方法来实现，该方法包括以下步骤：接收输入图像；根据输入图像的打印图案设置参考定影温度；启动定影加热器以预加热定影加热器；控制定影加热器的操作以使得随着定影加热器操作变化的定影温度达到所设置的参考定影温度。
设置参考定影温度的步骤可以包括：将输入图像转换为位图数据；计算位图数据的跃变率；随着计算的跃变率的增加将参考定影温度设置得更高。
控制定影加热器的操作的步骤可以包括：当定影温度达到参考定影温度时，关闭定影加热器；将打印页引入定影器以执行打印页的定影处理。
本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用也可以通过提供一种控制包括定影加热器的成像设备的方法来实现，该方法包括以下步骤：将输入图像转换为位图数据；计算位图数据的跃变率；根据跃变率识别输入图像的打印图案并根据所识别的打印图案设置参考定影温度；检测随着定影加热器操作而变化的定影温度，将检测到的定影温度与所设置的参考定影温度相比较并根据比较结果控制定影加热器。
所述跃变率可以利用位图数据的点的数量和跃变的数量来计算。
本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用也可以通过提供一种成像设备来实现，所述成像设备包括：定影器，将转印到打印介质上的图像进行定影；控制器，根据图像的打印图案控制定影器。
所述控制器可以根据图像的打印图案控制打印速度。
所述定影器可以包括加热器，所述控制器可以设置根据图像的打印图案可变的加热温度，并且可以根据所设置的加热温度控制加热器。
所述成像设备还可以包括成像单元以形成图像并且将图像转印到打印介质，打印速度可以与成像单元的成像时间段和定影器的图像定影时间段相对应，图像定影时间段可以根据图像的打印图案变化，可以根据可变化的图像定影时间段来控制打印速度。
所述成像设备还可以包括成像单元以形成图像并且将图像转印到打印介质，所述定影器可以在加热开始时间执行加热操作，所述成像单元可以在成像开始时间执行成像操作，并且加热开始时间和成像开始时间之间的时间间隔可以根据图像的打印图案而变化。
所述打印图案可以包括图像中的跃变的数量、图像中的点的数量、图像的预定区域的浓度、调色剂颗粒之间的距离和调色剂颗粒的长度中的至少一个。
本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用也可以通过提供一种成像设备来实现，所述成像设备包括：成像单元，形成图像并将所形成的图像转印到打印介质；定影器，具有将打印介质上的所转印的图像进行定影的加热器；控制器，根据图像的图案来控制加热器的加热时间。
所述控制器可以设置加热器的加热温度以缩短加热时间。
本发明总体构思的前述和/或其他方面和效用也可以通过提供一种成像设备来实现，所述成像设备包括：成像单元，在成像开始时间形成图像并将所形成的图像转印到打印介质；定影器，具有加热器以在预加热开始时间预加热所述加热器并将打印介质上的所转印的图像定影；控制器，根据图像的图案控制加热器的预加热开始时间和成像单元的成像开始时间之差。
所述控制器可以设置加热器的加热温度以减少所述差。
附图说明
通过下面结合附图对实施例的描述，本发明总体构思的这些和/或其他方面和功效将变得明显和更加容易理解，其中：
图1示出了在打印页的输送路径中提供了定影器的成像设备；
图2是示出了根据本发明总体构思的实施例的图1的成像设备的框图；
图3A示出被定影之前稀疏地附着到打印页的调色剂颗粒；
图3B示出被定影之后稀疏地附着到打印页的调色剂颗粒；
图4A示出被定影之前浓密地附着到打印页的调色剂颗粒；
图4B示出被定影之后浓密地附着到打印页的调色剂颗粒；
图5A示出了跃变率很高的打印图案的例子；
图5B示出了跃变率为零的打印图案的例子；
图5C示出了跃变率低的打印图案的例子；
图6是示出了根据本发明的基于跃变率设定的参考定影温度和对应的预加热时间的曲线图；
图7是示出了根据本发明总体构思的控制成像设备的方法的流程图。
具体实施方式
现在，将对本发明总体构思的实施例进行详细地说明，其示例在附图中示出，其中，相同标号始终指示相同元件。下面参照附图描述实施例以解释本发明总体构思。
如图1所示，成像设备包括：拾取单元和对准辊2，安装在输送途径T的上游以一页一页地拾取、供给和传送打印介质(诸如打印页1)；成像单元6，执行显影和转印处理以将图像形成和/或转印在打印页1上。随后，转印到打印页1上的图像在通过定影器(fuser)3时被定影。
定影器3包括被安装为彼此相对的压力辊3a和加热辊3b，以向打印页1施加热和压力。加热辊3b包括一个或多个定影加热器LP1和LP2，这些定影加热器在沿加热辊3b的纵向方向上彼此平行地被安装在加热辊3b中。卤素灯可以被用作定影加热器LP1和LP2中的每一个。
图2是示出了根据本发明总体构思的实施例的成像设备的框图。
如图1和图2所示，根据本实施例的成像设备包括图像输入单元10、数据处理器20、定影温度控制器30、曝光单元40、定影加热器驱动器50、定影温度检测器60和用户接口70。
成像单元6、定影器3和曝光单元40可被称为在输送的打印页1上形成图像的成像单元。数据处理器20和定影温度控制器30可被称为根据定影加热器驱动器50和定影温度检测器60的操作来控制定影器3的控制器。
图像输入单元10将由扫描器产生的扫描图像或通过主机接收的图像提供到数据处理器20，数据处理器20包括数据转换器21和视频控制器22。
数据转换器21将从图像输入单元10提供的输入图像的颜色组分(colorcomponent)数据转换成打印数据，并将打印数据提供到视频控制器22。
视频控制器22将打印数据转换成用于形成打印图像的位图数据并将位图数据提供到曝光单元40。
曝光单元40根据位图数据通过光源发射光束以在感光鼓上形成静电图像。所述静电图像随后经过显影、转印和定影处理以形成打印图像。
由视频控制器22提供到曝光单元40的位图数据是数据序列，例如0和/或1。在序列中从0变到1或从1变到0被称为跃变(transition)。
如果在位图数据中出现很多次跃变，如图3A所示，形成图像的调色剂颗粒Ton 1稀疏地(sparsely)附着到打印页1。另一方面，如果位图数据中出现跃变的次数少，如图4A所示，形成图像的调色剂颗粒Ton 2浓密地(densely)附着到打印页1。
定影加热器驱动器50在稍后描述的定影温度控制器30的控制下驱动定影加热器LP1和LP2以将附着到打印页的调色剂颗粒定影。
当对打印页执行定影处理时，由定影加热器LP1和LP2产生的热能被施加到打印页上的调色剂颗粒。因此，图3A所示的调色剂颗粒Ton 1转变为如图3B所示的定影到打印页的调色剂颗粒Ton 11。同样地，图4A所示的调色剂颗粒Ton 2转变为如图4B所示的定影到打印页的调色剂颗粒Ton 21。
将稀疏地附着到打印页1的调色剂颗粒Ton 1定影可能需要高热能，而将浓密地附着到打印页1的调色剂颗粒Ton 2定影可能需要相对低的热能。
根据打印图案将输入的图像分类。打印图案的示例可以包括如图5A所示图形图像的灰色图案、如图5B所示的全黑图案和如图5C所示的字符图案。
尽管图5A至图5C示出了打印图案，但是打印图案不限于此。打印图案可以在打印页的预定区域或预定方向上具有不同的颜色和/或浓度(density)。
基于在组成输入图像的位图数据的0和1的数据序列中点的数量和/或跃变的数量定义，输入图像的跃变率TR可被如下定义：
跃变率TR＝(跃变的数量)/(点的数量)。
例如，图5A的灰色图案具有的TR为0.4-0.9以使得跃变出现很多次，图5B的全黑图案具有的TR为0-0.1以使得图像是全黑的，图5C的字符图案具有的TR为0.2-0.3以使得跃变出现的次数相对少。因此，跃变率TR可以作为鉴别输入图像的打印图案的因素。
尽管图3A至图5C示出了打印图案和跃变率TR，但是本发明总体构思不限于此。跃变率TR可以表示可布置为彼此邻近的调色剂图像或调色剂颗粒间的距离。例如，跃变率TR可以通过在邻近的数据1之间的数据0的数量或邻近的数据0之间的数据1的数量来计算。数据0的数量可以表示图3A或4A的调色剂颗粒间的距离。数据1的数量可以表示在预定方向(例如，打印纸的横向方向)上调色剂颗粒的长度。数据0的数量和/或数据1的数量可以表示可用于计算跃变率TR的浓度。
根据本实施例的定影温度控制器30包括跃变率计算器31、参考定影温度设置器33和比较器35。
跃变率计算器31接收从视频控制器22输出的位图数据并利用位图数据的点的数量和跃变的数量计算输入图像的跃变率。
参考定影温度设置器33基于所计算的跃变率识别输入图像的打印图案，并根据打印图案设置不同的参考定影温度。这里，术语“参考定影温度”所指的是当定影加热器被加热时其获得期望的定影性能的温度。如图6所示，如果跃变率低，则由于需要相对低的热能，因此参考定影温度设置器33设置需要短的加热时间的第一定影温度Ta作为参考定影温度；如果跃变率高，则由于需要相对高的热能，因此参考定影温度设置器33设置需要长的加热时间的第二定影温度Tr作为参考定影温度。例如，参考定影温度设置器33设置第二定影温度Tr作为图5A的图形图案的参考定影温度，并设置第一定影温度Ta作为图5B的全黑图案和图5C的字符图案两者的参考定影温度。
响应通过用户接口70输入的打印命令，比较器35将用于控制定影加热器的加热器控制信号提供给定影加热器驱动器50。特别地，比较器35将定影温度检测器60检测的定影温度和参考定影温度设置器33设置的参考定影温度进行比较，并将加热器控制信号施加给定影加热器驱动器50，以根据比较结果开启或关闭定影加热器。定影加热器驱动器50根据加热器控制信号驱动定影加热器LP1和LP2。
当达到设置的参考定影温度时，定影加热器LP1和LP2关闭，并且随后将具有转印到其上的调色剂图像的打印页引入定影器3以执行定影处理。
根据本实施例，可以显著地减少在供电时打印输入图像的第一页所需的初始打印时间。这里，成像设备不需要执行图像转印处理或调色剂成像处理直到传统的加热处理完成为止的传统的时间段。由于加热时间根据跃变率Tr而变化，因此在打印页上形成和/或定影图像所需的打印时间可根据可变化的加热时间缩短。
例如，如图6所示，如果输入图像的跃变率比参考值(例如0.4)低，则当定影温度从初始温度Ti达到被设置得相对低的第一定影温度Ta时，可开始定影处理。这里，达到第一定影温度Ta所需要的预加热时间Sa比定影通常的图形图像所需的预加热时间Sr短，从而打印第一页所需的打印时间被缩短了预加热时间Sa和Sr之间的时间差。
在本实施例中，可以根据输入图像的打印图案设定不同的参考定影温度，以不仅在接通电源以预加热定影加热器的情况下，而且在驱动定影加热器以响应在待机模式(在供电后将成像设备切换到待机模式)下的打印指令的情况下执行定影操作。因此，同样在后一情况下，本实施例可以减少打印第一页所需的打印时间。
现在，将说明控制如上叙述构造的根据本发明总体构思的成像设备的方法。
参照图1至图7，当给成像设备供电时，该设备利用数据处理器20将通过图像输入单元10接收到的输入图像转换成位图数据(100)。
跃变率计算器31利用位图数据的点的数量和/或跃变的数量计算输入图像的跃变率(TR)(102)。
参考定影温度设置器33识别计算出的跃变率是否低于参考值0.4(104)。如果确定计算出的跃变率低于参考值0.4，则参考定影温度设置器33识别输入图像与如图5B所示的全黑图像或图5C所示的字符图案相对应，并根据该识别设置相对低的第一定影温度Ta作为参考定影温度(106)。
比较器35输出用于驱动定影加热器LP1和LP2的加热器控制信号以预加热定影加热器LP1和LP2(108)，并且定影温度检测器60检测被定影加热器LP1和LP2加热的加热辊3b的表面温度并将检测到的表面温度提供到比较器35(110)。
比较器35确定检测到的定影温度是否达到第一定影温度Ta(112)，如果确定检测到的定影温度没有达到第一定影温度Ta，则进行操作108以继续加热操作。
如果在操作104确定计算的跃变率不低于参考值0.4，则参考定影温度设置器33识别输入图像与如图5A所示的图形图案相对应，并根据该识别设定相对高的第二定影温度Tr作为参考定影温度(105)。
比较器35输出用于驱动定影加热器LP1和LP2的加热器控制信号以预加热定影加热器LP1和LP2(107)，并且定影温度检测器60检测被定影加热器LP1和LP2加热的加热辊3b的表面温度并向比较器35提供检测到的表面温度(109)。
比较器35确定检测到的定影温度是否达到第二定影温度(111)，如果确定检测到的定影温度未达到第二定影温度Tr，则进行操作107以继续加热操作。
如果在操作111确定检测到的定影温度达到第二定影温度Tr或如果在操作112确定检测到的定影温度达到第一定影温度Ta，则比较器35向定影加热器驱动器50提供停止定影加热器LP1和LP2的预加热操作的加热器控制信号，随后定影加热器驱动器50根据加热器控制信号使定影加热器LP1和LP2停止加热(114)。
当以这样的方式通过定影加热器的预加热操作达到参考定影温度时，打印页被引入定影器以执行第一页的定影处理，对应于第一页的打印页经定影处理后从设备中排出(115)。
由以上描述清楚的是，本发明总体构思能够根据输入图像的打印图案设置不同的温度，以使得当打印具有低跃变率的图像时，可以通过设置相对低的定影温度减少达到定影温度所需要的时间，从而通过减少达到定影温度所需的时间来减少打印第一页所需要的打印时间，从而相对于传统方法提高了打印速度。
尽管示出并描述了本发明总体构思的一些实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明总体构思的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改，本发明总体构思的范围在权利要求书及其等同物中限定。
Claims (25)
1、一种成像设备，包括：
定影器，将转印到打印介质的图像进行定影；
控制器，根据图像的打印图案控制定影器。
2、如权利要求1所述的成像设备，其中：
所述定影器包括定影加热器；
所述控制器根据打印图案设置不同的参考定影温度，以根据打印图案应用定影加热器的不同的预加热时间。
3、如权利要求1所述的成像设备，其中：
所述定影器包括定影加热器；
所述控制器根据定影加热器产生的用于熔化所述图像的调色剂颗粒的热能的量来识别打印图案。
4、如权利要求3所述的成像设备，还包括：
图像输入单元，提供对应于所述图像的输入图像；
其中，所述控制器包括：数据处理器，将输入图像转换为二进制数据；跃变率计算器，计算二进制数据的跃变率；温度设置器，设置对应于根据跃变率识别的打印图案的参考定影温度；比较器，将随定影加热器操作变化的定影温度与参考定影温度进行比较以控制定影加热器。
5、如权利要求4所述的成像设备，其中，跃变率计算器利用输入图像的点的数量和跃变的数量按如下公式定义跃变率：
跃变率＝(跃变的数量)/(点的数量)。
6、如权利要求4所述的成像设备，其中，温度设置器随着跃变率的增加将参考定影温度设置得更高。
7、如权利要求4所述的成像设备，还包括：
定影温度检测器，检测随着定影加热器操作变化的定影温度，
其中，比较器从定影温度检测器接收检测到的定影温度。
8、如权利要求4所述的成像设备，其中，数据处理器将输入图像转换为位图数据。
9、如权利要求1所述的成像设备，其中，控制器根据图像的打印图案控制打印速度。
10、如权利要求1所述的成像设备，其中，所述定影器包括加热器，所述控制器设置根据图像的打印图案可变的加热温度，并且根据所设置的加热温度控制加热器。
11、如权利要求1所述的成像设备，还包括：
成像单元，形成图像并将图像转印到打印介质，其中：
打印速度对应于成像单元的成像时间段和定影器的图像定影时间段，
图像定影时间段根据图像的打印图案而变化，
根据可变的图像定影时间段来控制打印速度。
12、如权利要求1所述的成像设备，还包括：
成像单元，形成图像并将图像转印到打印介质，其中：
定影器在加热开始时间执行加热操作，
成像单元在成像开始时间执行成像操作，
加热开始时间和成像开始时间之间的时间间隔根据图像的打印图案而变化。
13、如权利要求1所述的成像设备，其中，打印图案包括图像中的跃变的数量、图像中的点的数量、图像的预定区域的浓度、调色剂颗粒之间的距离和调色剂颗粒的长度中的至少一个。
14、如权利要求1所述的成像设备，还包括：
图像输入单元，提供对应于所述图像的输入图像；
数据处理器，将输入图像转换为位图数据；
定影温度检测器，检测随着定影加热器操作变化的定影温度，
其中，所述定影器包括定影加热器，并且控制器根据位图数据的跃变率识别输入图像的打印图案，根据所识别的打印图案设置用于预加热定影加热器的参考定影温度，并将检测到的定影温度与参考定影温度相比较以控制定影加热器。
15、如权利要求14所述的成像设备，其中，控制器将黑色图案、字符图案和图形图案之一识别为打印图案。
16、一种控制包括定影加热器的成像设备的方法，所述方法包括以下步骤：
利用定影器将转印到打印介质的图像进行定影；
根据图像的打印图案控制定影器。
17、如权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：
接收对应于所述图像的输入图像；
根据输入图像的打印图案设置参考定影温度；
启动定影器的定影加热器以预加热定影加热器；
控制定影加热器的操作以使得随着定影加热器操作变化的定影温度达到所设置的参考定影温度。
18、如权利要求17所述的方法，其中，设置参考定影温度的步骤包括：将输入图像转换为位图数据；计算位图数据的跃变率；随计算的跃变率的增加将参考定影温度设置得更高。
19、如权利要求17所述的方法，其中，控制定影加热器的操作的步骤包括：当定影温度达到参考定影温度时，关闭定影加热器；将打印页引入定影器以执行打印页的定影处理。
20、如权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：
将对应于所述图像的输入图像转换为位图数据；
计算位图数据的跃变率；
根据跃变率识别输入图像的打印图案，并根据所识别的打印图案设置参考定影温度；
检测随着定影加热器操作变化的定影温度；
将检测到的定影温度与所设置的参考定影温度相比较；
根据比较结果控制定影加热器。
21、如权利要求20所述的方法，其中，利用位图数据的点的数量和跃变的数量来计算所述跃变率。
22、一种成像设备，包括：
成像单元，形成图像并将所形成的图像转印到打印介质；
定影器，具有将打印介质上的转印的图像进行定影的加热器；
控制器，根据图像的图案控制加热器的加热时间。
23、如权利要求22所述的成像设备，其中，控制器设置加热器的加热温度以缩短加热时间。
24、一种成像设备，包括：
成像单元，在成像开始时间形成图像并将所形成的图像转印到打印介质；
定影器，具有加热器以在预加热开始时间预加热所述加热器并将打印介质上的转印的图像进行定影；
控制器，根据图像的图案控制加热器的预加热开始时间和成像单元的成像开始时间之差。
25、如权利要求24所述的成像设备，其中，控制器设置加热器的加热温度以减少所述差。
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