CN104423240B - 图像形成装置及其图像形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供可更减少定影装置中的耗电的图像形成装置及其图像形成方法。该装置具有：图像形成部(3)，在记录介质上形成色调剂像；加热部(91)及加压部(92)，是设于定影部的加热加压部件；第一加热器(95a)，设于加热部内部，加热该加热部的中央部；第二加热器(95b)，设于加热部内部，加热该加热部的周边部；及控制部(13)，使各加热器交替重复加热状态与非加热状态来加热加热部，控制部以所述第一、第二加热器中任一为加热状态的方式进行交替加热控制，并在规定条件成立时，控制为使至少一个加热器的加热时间比所述交替加热控制时短，使所述第一、第二加热器中任一处于加热状态、或第一、第二加热器均处于非加热状态。

Description

图像形成装置及其图像形成方法

技术领域

本发明涉及图像形成装置及其图像形成方法。

背景技术

图像形成装置(MFP：Multi-Functional peripheral：多功能外围设备)使用例如作为可视化材料的色调剂形成对应于图像数据的可视图像，并将其作为输出图像输出至记录介质上。定影装置通过加热加压形成有色调剂像的记录介质，从而将色调剂与记录介质一体化。

发明内容

发明拟解决的课题

可是，正如见诸于美国环境保护局(EPA)推进的省电化项目“能源之星”、德意志联邦环境厅运营的“蓝色天使”制度等那样，在图像形成装置中，也更加进一步要求省电节约。

另一方面，在图像形成装置的电力消耗中，定影装置的电力消耗占有很大的比例。因此，减少定影装置中的电力消耗的需求在增大。

本申请发明就是鉴于这样的情况而作出的，将提供能够进一步减少定影装置中的电力消耗的图像形成装置及其图像形成方法作为目的。

用于解决课题的手段

根据用于解决上述课题的实施方式，提供一种图像形成装置，其具有：图像形成部，用于在记录介质上形成色调剂像；加热部及加压部，是设于定影部的加热加压部件；第一加热器，设于所述加热部的内部，用于加热该加热部的中央部；第二加热器，设于所述加热部的内部，用于加热该加热部的周边部；以及控制部，使所述第一加热器和所述第二加热器交替地重复加热状态与非加热状态来加热所述加热部，其中，所述控制部以所述第一加热器和所述第二加热器中任一为所述加热状态的方式进行交替加热控制，并在规定条件成立时，控制为使所述第一加热器和所述第二加热器中至少一个加热器的加热时间比所述交替加热控制时短，使所述第一加热器和所述第二加热器中任一处于所述加热状态、或者所述第一加热器和所述第二加热器双方均处于所述非加热状态。

根据用于解决上述课题的实施方式，提供一种图像形成装置中的图像形成方法，其包括：在记录介质上形成色调剂像；以及通过由第一加热器和第二加热器加热的加热部使所述色调剂像定影，在所述图像形成方法中，以所述第一加热器和所述第二加热器中任一为加热状态的方式进行交替加热控制，并在规定条件成立时，控制为使所述第一加热器和所述第二加热器中至少一个加热器的加热时间比所述交替加热控制时短，使所述第一加热器和所述第二加热器中任一处于所述加热状态、或者所述第一加热器和所述第二加热器双方均处于非加热状态。

附图说明

图1是示出本实施方式的图像形成装置的构成的图。

图2是示出本实施方式的图像形成装置中的控制部的构成的图。

图3是示出本实施方式的图像形成装置中的定影部的构成的截面图。

图4是示出本实施方式的图像形成装置的定影部中的加热辊以及加压辊的横截面的图。

图5是示出定影部的加热/加压机构的其它构成的图。

图6是示出定影部的加热/加压机构的其它构成的图。

图7是表示由本实施方式的图像形成装置中的加热辊温度和加压辊温度规定的定影温度区域的图。

图8是用于说明本实施方式的图像形成装置中的温度控制开始时机(timing)的图。

图9是用于说明本实施方式的图像形成装置中的加热器灯亮灯控制方法的图。

图10是用于说明本实施方式的图像形成装置中的加热器灯亮灯控制流程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式进行说明。

图1是示出本实施方式的图像形成装置的构成的图。

图像形成装置101具备：带电部1、写入部2、图像形成部3、原稿读取部4、显影部5、转印部6、清洁部7、除电部8以及定影部9。

原稿读取部4包括例如600dpi(dot per inch：每英寸点数)/7500像素的CCD传感器，将作为照射至原稿的光的反射光信号而取得的图像信息转换为电信号。

带电部1向设于图像形成部3的像承载体(例如，后述的圆筒形状的感光体鼓31)的表面供给规定极性的电荷。并且，像承载体不限于圆筒形状，其既可以是环形带，也可以是在环形带的内侧配置有圆筒形状的部件。

写入部2通过向被带电部1带电的感光体鼓31的表面的感光体层照射激光束而使感光体层的电位变化。激光束的强度对应于作为图像形成的对象的图像信息而变化。感光体层的电位变化了的部分就成为潜像。感光体鼓31例如外径为100mm，在金属基体(中空铝)的表面具备感光体层。感光体层包括例如有机感光体(OPC)。

在图像形成部3上设有显影部5、转印部6、清洁部7、除电部8。感光体鼓31沿例如顺时针方向以规定的速度旋转。通过自身的旋转，感光体鼓31上的潜像被传送至显影部5、转印部6、清洁部7以及除电部8。

显影部5向感光体鼓31供给色调剂，使潜像变为可视化的色调剂像。在显影部5中包括磁辊(未图示)以及显影套筒(未图示)。磁辊一边利用磁力吸附通过显影套筒的旋转而移动的色调剂，一边有选择地提供至感光体鼓31的表面的潜像。并且，显影套筒与感光体鼓31的间隔由与感光体鼓表面接触的导引辊定位。另外，显影套筒由非磁性材料、例如不锈钢或铝形成。

在转印部6上设有纸张传送带和转印辊。纸张传送带是环形带，传送从后述的供纸部11供给的纸张(记录介质)。在转印辊上施加有规定的电压。通过转印辊的电场，色调剂像移动至由纸张传送带传送的纸张上。

清洁部7将除去机构(例如刷体)刮落的转印残留色调剂、纸张的纤维片、表面涂层剂等与纸张一起传送的异物容纳于废弃色调剂/异物收纳部。

除电部8除去感光体鼓31的表面的残余电荷，使感光体层的电位恢复至被带电部1带电前的初始状态。除电部8具备LED阵列，在该LED阵列中，将输出例如比770nm长的波长的红光的LED元件沿感光体鼓31的轴线方向排列。

图像形成装置101还具有：将纸张供给至图像形成部3的转印部6的供纸部11、将转印有色调剂像的纸张定影的定影部9、以及接收色调剂像由定影部9固定后的纸张的排纸部12。

并且，图像形成装置101不仅能够形成对应于由原稿读取部4读取的图像信息的色调剂像，而且还能形成对应于由未图示的外部装置、例如PC(个人电脑)或者FAX(传真)提供的图像信息的色调剂像。

图2是示出本实施方式的图像形成装置中的控制部的构成的图。

控制部13具备：接口131、存储器单元133、计数器单元135、计时器单元137以及中央处理装置(CPU)139。

接口131受理从外部的输入部17输入的输入数据。输入数据中包括对应于图像信息的输出图像的张数、输出图像倍率、记录介质的尺寸、打印开始操作输入等。存储器单元133保持输入的数值数据、图像信息等。计数器单元135计数图像输出张数。计时器单元137计测图像形成装置101的动作所需的时间。CPU139综合控制图像形成装置101的动作。

图3是示出本实施方式的图像形成装置中的定影部的构成的截面图。

定影部9具备通过至少一方弹性变形而贴紧的提供辊隙区域90的加热辊91和加压辊92。通过弹簧94对支撑加热辊91或加压辊92的辊支撑体93施加压力，一个辊的外周面接触于另一个辊的外周面。

加热辊91的直径为φ30mm。加热辊91由厚度为0.8mm的铝构成。在辊表面伴有氟树脂(聚四氟乙烯树脂)等脱模层。加压辊92的直径为φ30mm。加压辊92在心轴92a的周围伴有由硅橡胶或氟橡胶等构成的弹性层92b。

在加热辊91的内部设有加热装置95。加热装置95在加热源中包括加热器灯、例如卤素灯。

图4是示出本实施方式的图像形成装置的定影部中的加热辊91以及加压辊92的横截面的图。

在加热辊91中配有2个加热器灯95a、95b。即，加热辊91具有加热中央部的中心灯95a和加热周边部的侧灯95b两个分割的加热器灯。各个加热器灯95a、95b通过加热器灯驱动电路15而在规定时机(timing)亮灯。关于规定的时机，将在后面说明。此外，各个加热器灯95a、95b的电力消耗为600W。

在加热辊91的长度方向的中央部和周边部上分别设有检测加热辊表面的温度的温度传感器(热敏电阻)96、97。在加压辊92的长度方向的中央部上设有温度传感器(热敏电阻)98。

此外，定影部的加热/加压机构不限于图3、图4所示的构成。

例如，如图5所示，也可以是采用与加压辊92接触的带体99和在加压辊92与带体99之间形成辊隙的带辊191而加热辊91不直接与加压辊92接触的构成。此时，也可使加热装置95位于带体99的外周侧。

另外，如图6所示，也可以是采用与加热辊91接触的带体99和在加热辊91与带体99之间形成辊隙的带辊292而加压辊92不直接与加热辊91接触的构成。

图7是表示由本实施方式的图像形成装置中的加热辊温度和加压辊温度规定的定影温度区域的图。

在图7中，如果加热辊91以及加压辊92的温度在由符号A指示的定影良好区域内，则不会产生定影不良等缺陷图像。在图7中，由符号B指示的区域表示在特定条件下有时会产生定影不良的温度区域。例如，在对厚度比100g/m²厚的记录介质进行图像形成时、或进行色调剂层厚的全彩色图像输出时，加热辊91以及加压辊92的温度优选采用由符号A指示的温度区域的温度。

接着，说明本实施方式的图像形成装置中的加热器灯的亮灯控制方法。

在现有的图像形成装置中，印刷中的加热器灯的加热被设定为较高，以免产生定影不良。即，在现有的图像形成装置中，在印刷中，被设定为即使是对厚度(或每平米重量)、尺寸最大的记录介质定影时也不会产生由加热不足引起的定影不良的温度。

因此，在印刷中，根据记录介质的厚度(或每平米重量)、尺寸不同，可以将加热辊91的温度控制为比现有低的温度。但是，在如此地以低温控制时，由加热不足引起的定影不良产生的可能性就会提高，因此，需要不产生定影不良那样的温度控制方法。

[温度控制开始时机(timing)]

图8是用于说明本实施方式的图像形成装置中的温度控制开始时机的图。在图8所示的坐标中，纵轴表示加热辊91的温度，横轴表示时间。

现有技术中，在图像形成装置101的电源接通时、或从休眠模式恢复时等，图像形成装置101在开始图像形成动作之前执行将定影部9加热至规定的定影温度的预热动作。此时的定影温度是不管记录介质的厚度、尺寸如何都能够可靠地将图像定影的温度。

一旦预热开始，则加热器灯95a、95b亮灯，因而加热辊91的温度上升。如果加热辊91的温度达到就绪温度，则成为待机状态。如果用户进行操作而打印动作开始，则色调剂像被转印至记录介质，该记录介质被传送至定影部9。

在定影部9中，记录介质被加热辊91和加压辊92加热/加压而进行定影，但此时用于加热记录介质的热量被带走，因而加热辊91的温度下降。下降的温度因记录介质的厚度、尺寸等而不同。在图8中，由温度下降特性曲线A、B、C表示该情况。此时，如果温度为下限温度以下，则会发生定影不良。一旦温度传感器96、97检测到因放热而使加热辊91的温度低于设定温度，则控制部13经由加热器灯驱动电路15而使加热器灯95a、95b亮灯。由此，加热辊91的温度上升，在达到高于就绪温度的规定温度时，控制部13使加热器灯95a、95b灭灯。在此之后，控制部13执行通过使加热器灯95a、95b亮灯/灭灯来控制加热辊91的温度的开关(ON/OFF)控制，直到打印动作结束。

并且，由记录介质引起的加热辊91的温度下降在第一张的定影动作时最大，2张、3张这样地每次处理张数都会变小。这是由于包括加热辊91和加压辊92的定影部9的温度在定影开始时最低。

根据上述的研究结果，需要即使是以加热辊91的温度低于现有的温度值继续控制时由记录介质引起的加热辊91的温度下降也不会变为下限温度以下。

满足该条件的控制开始时机是指从由记录介质引起的加热辊91的温度下降恢复了的下面的时机。

(1)打印开始后、经过了规定时间(t)的时机

(2)打印开始后、经过规定时间(t)且加热辊91的温度为规定温度以上的时机

(3)打印开始后、定影了规定张数的记录介质的时机

(4)组合了上述(1)～(3)的时机

[加热器灯亮灯控制方法]

如上述那样，在打印动作开始之后，执行根据加热辊91的温度而控制加热器灯的亮灯/灭灯的开关(ON/OFF)控制。

图9是用于说明本实施方式的图像形成装置中的加热器灯亮灯控制方法的图。图9(1)表示现有的加热器灯亮灯控制方法，图9(2)表示本实施方式的加热器灯亮灯控制方法。

在图9(1)的现有的加热器灯亮灯控制方法中，中心灯95a和侧灯95b交替地每1秒都亮灯。因此，在加热器灯亮灯时，中心灯95a或侧灯95b任一始终亮灯。此时的电力消耗总是为600W。

在图9(2)的本实施方式的加热器灯亮灯控制方法中，中心灯95a和侧灯95b分别亮灯1秒，灭灯1.5秒。而且，在中心灯95a灭灯时，侧灯95b亮灯。因此，在该亮灯控制方法中，在2.5秒的期间内存在哪一个灯都不亮灯的0.5秒的时间带。其结果，本实施方式的电力消耗就变为现有的电力消耗的80％(＝(2.5－0.5)/2.5)。

此外，本申请发明不限于图9(2)所示的方式。即，侧灯95b的亮灯不必是中心灯95a的灭灯时机。只要在中心灯95a和侧灯95b不同时亮灯的条件之下能够实现设置哪一个灯都不亮灯的时间带即可。

根据上述的设置哪一个灯都不亮灯的时间带的控制方法，只变更各灯的灭灯时间即可容易地控制电力消耗的削减率。因此，能够灵活对应图像形成装置101的规格而达到恰当的电力削减。

图10是用于说明本实施方式的图像形成装置中的加热器灯亮灯控制流程的流程图。

在动作01中，在图像形成装置101的电源接通时、或从休眠模式恢复时，控制部13执行将定影部9加热至规定的定影温度的预热动作。在动作02中，在预热结束时，控制部13在图像形成装置101的控制面板(未图示)上显示“就绪”，等待用户的操作。

在动作03中，如果用户从控制面板设定用于打印的条件并操作开始按钮，则控制部13开始打印动作。

在动作04中，控制部13检查打印的记录介质是否是普通纸。在图像形成装置101中，记录介质根据厚度(或每平米重量)而被区分为普通纸和厚纸。于是，控制部13根据用户的设定或通过设于供纸部11的传感器检查是否是普通纸。

在记录介质不是普通纸时(动作04中否)，即、记录介质为厚纸时，可能因降低加热器灯的电力而产生定影温度不良。因此，在动作10中，控制部13实施通常的灯亮灯控制。

在记录介质为普通纸时(动作04中是)，在动作05中，检查记录介质的尺寸(面积)是否为A4以下或LT(Letter Size：信纸尺寸)以下。根据图像形成装置101不同，采用A4以下或LT以下的哪一个是不同的。

在记录介质不是规定尺寸以下时(动作05中否)，由于放热量增大，因而可能由于降低加热器灯的电力而产生定影温度不良。因此，在动作10中，控制部13在打印动作中实施通常的灯亮灯控制。

在记录介质为规定尺寸以下时(动作05中是)，在动作06中，控制部13检查打印的状态是否符合规定的条件。即，检查(1)打印开始后经过了规定时间(X秒)的时机、(2)打印开始后经过规定时间(X秒)且加热辊91温度为规定温度(Y℃)以上的时机、(3)打印开始后已将规定张数(Z张)以上的记录介质定影的时机、及(4)上述(1)～(3)中的至少两个成立的时机中的任一时机(timing)是否成立。并且，上述的各常数例如可设定为X＝15秒、Y＝160℃、Z＝10张。

在打印的状态不符合规定的条件时(动作06中否)，由于执行本实施方式的控制可能产生定影温度不良。因此，在动作10中，控制部13实施通常的灯亮灯控制。

在打印的状态符合规定的条件时(动作06中是)，在动作07中，控制部13在打印动作中，执行本实施方式的灯亮灯间隔(間引き)控制。

并且，也可以在图10所示的流程中进一步增加处理，检查是否是有关色调剂层厚的全彩色图像的图像形成处理，在为全彩色图像时，实施通常的灯亮灯控制，如果不是全彩色图像，则也可以执行本实施方式的灯亮灯间隔控制。

另外，在记录介质的尺寸、种类混在一起时，也可以对所打印的每1张记录介质反复执行动作04～动作10的处理。

根据以上说明的本实施方式的图像形成装置，能够在不产生定影温度不良的情况下减少定影装置的使用电力。另外，在本实施方式的灯亮灯控制中，能够容易地控制电力消耗的下降率。因此，能够灵活地对应图像形成装置101的规格而达到恰当的电力削减。

并且，在上述实施方式中说明的各功能既可以使用硬件来构成，也可以使用软件使计算机读取记载了各功能的程序来实现。另外，各功能也可以适当选择软件、硬件中任一来构成。

进而，各功能也可以通过使计算机读取存储于未图示的记录介质中的程序来实现。在此，本实施方式中的记录介质只要是能够记录程序并且是计算机可以读取的记录介质，则其记录形式为哪一种形式都可以。

并且，本发明并非固定不变地限于上述实施方式，在实施阶段，能够在不脱离其宗旨的范围内使构成要素变形而具体化。

能够由上述实施方式中公开的多个构成要素的适当组合来形成各种发明。例如，也可以从实施方式中示出的所有构成要素中删除一些构成要素。并且，也可以适当组合涉及到不同实施方式的构成要素。

附图标记说明

1…带电部、2…写入部、3…图像形成部、4…原稿读取部、5…显影部、6…转印部、7…清洁部、8…除电部、9…定影部、11…供纸部、12…排纸部、13…控制部、15…加热器灯驱动电路、17…输入部、31…感光体鼓、91…加热辊、92…加压辊、95…加热装置、95a…中心灯、95b…侧灯、101…画像形成装置。

Claims (10)

1.一种图像形成装置，具有：

图像形成部，用于在记录介质上形成色调剂像；

加热部及加压部，是设于定影部的加热加压部件；

第一加热器，设于所述加热部的内部，用于加热该加热部的中央部；

第二加热器，设于所述加热部的内部，用于加热该加热部的周边部；以及

控制部，使所述第一加热器和所述第二加热器交替地重复加热状态与非加热状态来加热所述加热部，

其中，所述控制部以所述第一加热器和所述第二加热器中任一为所述加热状态的方式进行交替加热控制，并在打印开始后规定条件成立时，控制为使所述第一加热器和所述第二加热器的非加热时间比所述交替加热控制时长，使所述第一加热器和所述第二加热器中任一处于所述加热状态、或者所述第一加热器和所述第二加热器双方均处于所述非加热状态。

2.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中，所述规定条件满足下述条件(1)～(3)中的全部：

条件(1)：所述记录介质的厚度或每平米重量为第一规定值以下；

条件(2)：所述记录介质的面积为第二规定值以下；

条件(3)：所述图像形成装置在打印动作中且处于规定状态。

3.根据权利要求2所述的图像形成装置，其中，处于所述规定状态是指处于下述状态(1)～(4)中任一状态：

状态(1)：打印开始后经过规定时间；

状态(2)：打印开始后经过规定时间且所述加热部的温度为规定温度以上；

状态(3)：打印开始后已定影规定张数以上的所述记录介质；

状态(4)：上述状态(1)～(3)中的至少两个成立。

4.根据权利要求2或3所述的图像形成装置，其中，所述规定条件还满足下述条件(4)：

条件(4)：形成于所述记录介质的所述色调剂像不是全彩色图像。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的图像形成装置，其中，在所述规定条件不成立时，所述控制部使所述第一加热器和所述第二加热器的所述加热状态的时间与所述非加热状态的时间相等。

6.一种图像形成装置中的图像形成方法，包括：

在记录介质上形成色调剂像；以及

通过由第一加热器和第二加热器加热的加热部使所述色调剂像定影，

在所述图像形成方法中，以所述第一加热器和所述第二加热器中任一为加热状态的方式进行交替加热控制，并在打印开始后规定条件成立时，控制为使所述第一加热器和所述第二加热器的非加热时间比所述交替加热控制时长，使所述第一加热器和所述第二加热器中任一处于所述加热状态、或者所述第一加热器和所述第二加热器双方均处于非加热状态。

7.根据权利要求6所述的图像形成装置中的图像形成方法，其中，所述规定条件满足下述条件(1)～(3)中的全部：

条件(1)：所述记录介质的厚度或每平米重量为第一规定值以下；

条件(2)：所述记录介质的面积为第二规定值以下；

条件(3)：所述图像形成装置在打印动作中且处于规定状态。

8.根据权利要求7所述的图像形成装置中的图像形成方法，其中，处于所述规定状态是指处于下述状态(1)～(4)中任一状态：

状态(1)：打印开始后经过规定时间；

状态(2)：打印开始后经过规定时间且所述加热部的温度为规定温度以上；

状态(3)：打印开始后已定影规定张数以上的所述记录介质；

状态(4)：上述状态(1)～(3)中的至少两个成立。

9.根据权利要求7或8所述的图像形成装置中的图像形成方法，其中，所述规定条件还满足下述条件(4)：

条件(4)：形成于所述记录介质的所述色调剂像不是全彩色图像。

10.根据权利要求6至8中任一项所述的图像形成装置中的图像形成方法，其中，在所述规定条件不成立时，使所述第一加热器和所述第二加热器的所述加热状态的时间与所述非加热状态的时间相等。