DE60132406T2

DE60132406T2 - Bilderzeugungsverfahren und -apparat mit einem effektiv durchführbaren Fixierprozess

Info

Publication number: DE60132406T2
Application number: DE60132406T
Authority: DE
Inventors: Kunihiko Ohta-ku Tomita; Koji Ohta-ku Ozaki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2021-08-22
Also published as: DE60132406D1; EP1182518A3; EP1182518A2; EP1182518B1; US20020031363A1; JP2002229366A; US6778788B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bilderzeugung und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bilderzeugung, die in der Lage sind, einen effektiven Fixierprozess durchzuführen.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Wegen des zunehmenden Bedarfs an der Bewahrung von natürlichen Ressourcen und der Einsparung von Energie im Rahmen eines globalen Umweltschutzes werden beträchtliche Anstrengungen beim Verringern des Verbrauchs von elektrischer Leistung auf dem Gebiet von elektrophotographischen Bilderzeugungsvorrichtungen, wie z. B. Kopiergeräten, Faxgeräten, Druckern, Plottern und so weiter, unternommen. Unter verschiedenen Prozessen der Bilderzeugung verbraucht ein Fixierprozess insbesondere eine große Menge an elektrischer Leistung und ein Verfahren zur Niedertemperaturfixierung wird auf diesem Gebiet gefördert. Um bei der Niedertemperaturfixierung Erfolg zu haben, ist es notwendigerweise erforderlich, einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt von Toner zu senken. Ein thermoplastisches Harz, das in dem Toner enthalten ist, besitzt eine Eigenschaft, dass, je niedriger der Erweichungs- oder Schmelzpunkt ist, desto niedriger eine Schmelzviskosität ist. Diese Eigenschaft basiert auf einer Tatsache, dass der Erweichungs- oder Schmelzpunkt eines thermoplastischen Harzes durch verschiedene Faktoren wie z. B. Molekulargewicht, Verteilung des Molekulargewichts, das Kristallisationsniveau, das Brückenbildungsniveau, die Intermolekularkraft und so weiter bestimmt ist. Um den Erweichungs- oder Schmelzpunkt eines thermoplastischen Harzes zu senken, ohne seine Struktur zu ändern, ist es daher erforderlich, dass das Molekulargewicht oder das Brückenbildungsniveau verringert wird oder dass die Molekulargewichtsverteilung verschmälert wird. Da die Molekulargewichtsverteilung eine untere Grenze aufweist, die durch die Lagergrenze des Harzes bestimmt ist, wird sie verschmälert, wenn das Molekulargewicht verringert wird.
Wenn das Molekulargewicht verringert wird, werden im Allgemeinen Ketten von Molekülen verkürzt und die Verbindungen zwischen den Molekülen werden gelockert. Daher wird die Schmelzviskosität verringert. Wenn die Molekulargewichtsverteilung verschmälert wird, werden die Verbindungen zwischen den Molekülen auch gelockert und daher wird die Schmelzviskosität verringert. Wenn das Brückenbildungsniveau zwischen den Molekülen verringert wird, wird ferner jedes Molekül leicht zu bewegen und daher wird die Schmelzviskosität der Moleküle verringert.
Eine veröffentliche japanische geprüfte Patentanmeldung Nr. 51-29825 (1976) beschreibt beispielsweise ein Fixierverfahren, das einen Fixierprozess unter Verwendung von Toner durchführt, der eine verringerte Schmelzviskosität aufweist, wie vorstehend beschrieben, ohne einen Offset zu verursachen. Der Offset im Fixierprozess ist ein problematisches Phänomen, in dem Toner unerwünscht auf einem Teil einer Fixierwalze abgelagert wird, indem er seine Bindeeigenschaft verliert, wenn er geschmolzen wird. Die Fixierung von Toner wird durchgeführt, wenn sich der Toner in einem Gummizustand befindet. Das heißt, wenn die Temperatur ansteigt, beginnt das Tonerharz erweicht zu werden, und seine Viskosität wird verringert. Dann wird das Tonerharz in einen Gummizustand gebracht. Soweit es sich im Gummizustand befindet, hält das Tonerharz eine relativ hohe Bindekraft aufrecht und verursacht nicht das Offsetproblem.
Ein japanisches Patent Nr. 2516886 beschreibt eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Bildes unter Verwendung des vorstehend erwähnten Verfahrens. Diese Vorrichtung umfasst ein linienförmiges Heizelement auf der Basis eines Heizelements, das in der vorstehend erwähnten veröffentlichten japanischen geprüften Patentanmeldung Nr. 51-29825 (1976) beschrieben ist, und ist durch ein Merkmal gekennzeichnet, dass das linienförmige Heizelement mit einem Impulssignal gespeist wird. Dieses Merkmal versucht, eine Restwärme zu beseitigen, die zur Verringerung einer Bereitschaftszeit erforderlich ist, und die Emission einer zusätzlichen Menge an Wärme innerhalb der Vorrichtung zu verringern.
Die vorstehend erwähnten Hintergrundverfahren und -vorrichtungen können jedoch nur wirksam sein, wenn die Vorrichtung eine kleine Anzahl von Bildern verarbeitet oder wenn sich die Vorrichtung fast außerhalb eines beschäftigten Zustandes befindet. Wenn eine große Anzahl von Bildern verarbeitet werden, nehmen die Aufzeichnungsblätter eine große Menge an Wärme an. Dies verursacht einen Verlust einer großen Menge an Energie, ungeachtet dessen, ob ein walzenförmiges oder ein linienförmiges Heizelement verwendet wird.
In den meisten Fällen besitzt jedoch ein tatsächlich auf ein Aufzeichnungsblatt zu druckendes Bild eine beträchtliche Fläche im Bereich von zwischen 2% und 10% relativ zur Aufzeichnungsfläche in einem Aufzeichnungsblatt. Dies bedeutet, dass Wärme auch von einer Fläche von 90% bis 98% eines Aufzeichnungsblatts aufgenommen wird, ohne dass sie verwendet wird. Ein Textbild, das Zeilen von Zeichen aufweist, umfasst beispielsweise typischerweise Nicht-Bild-Räume zwischen den Zeilen und die auf diese Nicht-Bild-Räume aufgebrachte Wärme wird nicht genutzt.
Da die vorstehend erwähnten Hintergrundverfahren und -vorrichtungen den Toner mit einem relativ hohen Erweichungs- oder Schmelzpunkt verwenden, verursacht eine teilweise Anwendung von Wärme auf einen Bildbereich in einem Aufzeichnungsblatt, dass ein Fixiermechanismus und ein Aufzeichnungsblatt regional verformt werden. Folglich wird das Aufzeichnungsblatt nicht in einer korrekt geraden Weise überführt oder weist auf Grund von Verzerrung Falten auf.
JP-A-114184 , das US 5 151 719 entspricht, offenbart eine Tonerbild-Fixiervorrichtung mit einem Leistungsversorgungselement mit Teilungselektroden, die in der Breitenrichtung des Heizelements angeordnet sind. Eine Steuerschaltung steuert Impulsströme, die zu den Teilungselektroden durch das Leistungsversorgungselement geliefert werden sollen, gemäß einem Bildsignal, das zum Erzeugen des Bildes auf dem Bildträgerblatt verwendet wurde. Die getakteten Impulse werden gleichzeitig angelegt, was dem Aufzeichnungsblatt eine übermäßige Wärme verleiht, was Falten und dergleichen verursacht.
US 5 512 993 offenbart eine Bildheizvorrichtung, die in der Lage ist, die Aktivierung von mehreren Heizeinrichtungen zu steuern. Es ist eine Bildheizvorrichtung für eine Fixiervorrichtung in einer Bilderzeugungsvorrichtung offenbart. Die Bildheizvorrichtung ist mit Heizeinrichtungen und einer Bildfixierwalze versehen. Die Bildfixierwalze wird durch die zwei Heizeinrichtungen geheizt, wobei eine die Wärmeverteilung in der Mitte aufweist und die andere die Wärmeverteilung im Endabschnitt der Fixierwalze aufweist. Die Heizeinrichtungen werden abwechselnd gespeist, so dass die Leistungsanforderung begrenzt gehalten wird. Das Speisungszeitverhältnis der Heizeinrichtungen wird gemäß der Blattgröße geeignet verändert, um den Temperaturverlust in den Endabschnitten zu kompensieren, wenn das Heizen nur im zentralen Abschnitt durchgeführt wird, oder um den Temperaturanstieg in den Endabschnitten zu verringern, der angetroffen wird, wenn schmale Blätter nacheinander durchgeführt werden, wodurch verschiedene Nachteile verhindert werden, die sich aus einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung an der Fixierwalze ergeben.
US 5 151 719 offenbart eine Fixiervorrichtung mit mehreren Heizelementen, die abwechselnd gespeist werden.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bilderzeugungsvorrichtung zu schaffen, die gleichmäßigere Tonerbild-Fixierbedingungen ermöglicht. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung soll ein entsprechendes Fixierverfahren geschaffen werden.
Die obigen Aufgaben werden durch eine Bilderzeugungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein Fixierverfahren gemäß Anspruch 14 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Vorteilhafterweise wird eine Fixiervorrichtung zum Fixieren eines nicht fixierten Tonerbildes, das auf einem Aufzeichnungsblatt getragen wird, geschaffen, welche eine Heizeinrichtung, einen Endlosriemen, eine Druckwalze und eine Heizeinrichtungs-Steuereinheit umfasst. Die Heizeinrichtung umfasst mindestens zwei Zeilenheizelemente, die derart angeordnet sind, dass eine Längsseite davon zu einer Richtung senkrecht ist, in der ein Aufzeichnungsblatt, das ein nicht fixiertes Tonerbild trägt, das mit Toner gemäß der Bilderzeugung erzeugt wurde, vorgeschoben oder transportiert wird. Der Endlosriemen ist so konfiguriert, dass er gedreht wird, wobei eine innere Oberfläche davon über eine Oberfläche der Heizeinrichtung gleitet. Die Druckwalze ist in einer Position gegenüber der Heizeinrichtung relativ zum Endlosriemen angeordnet und wird zur Drehung in Kontakt mit dem Endlosriemen unter Druck gehalten, um einen Spalt dazwischen zu bilden. Die Heizeinrichtungs-Steuereinheit ist dazu konfiguriert, die Heizeinrichtung gemäß der Verteilung der Bildinformationen auf dem Aufzeichnungsblatt zu speisen. Wenn das Aufzeichnungsblatt zum Spalt gebracht wird, wobei das nicht fixierte Tonerbild dem Endlosriemen zugewandt ist, bringt die Druckwalze einen Druck auf das Aufzeichnungsblatt gegen den Endlosriemen auf, so dass ein nicht fixiertes Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt mit Wärme durch die Heizeinrichtung fixiert wird, wenn das Aufzeichnungsblatt durch die Bewegung des Endlosriemens und der Druckwalze transportiert wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine vollständigere Einschätzung der vorliegenden Erfindung und viele von deren zugehörigen Vorteilen werden leicht erhalten, wenn dieselbe mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung besser verständlich wird, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in denen:
1 ein schematisches Diagramm einer Bilderzeugungsvorrichtung mit einer Fixiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 bis 7 die folgen, sowie die entsprechende Beschreibung sich auf erläuternde Beispiele beziehen, jedoch keine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
2 ein schematisches Diagramm der Fixiervorrichtung ist, die in der Bilderzeugungsvorrichtung von 1 enthalten ist;
3 ein schematisches Diagramm einer Leistungssteuereinheit ist, die in der Bilderzeugungsvorrichtung von 1 enthalten ist;
4 ein schematisches Diagramm einer modifizierten Fixiervorrichtung auf der Basis der Fixiervorrichtung von 2 ist;
5A–5C Zeitdiagramme zum Erläutern einer Beziehung zwischen einem Heizeinrichtungs-Antriebssignal und einer erforderlichen Antriebsleistung und einer Beziehung zwischen dem Heizeinrichtungs-Antriebssignal, das ein hohes Signal mit mehreren Impulsen bildet, und einem Impulsintegrationswellensignal als zweckmäßig ausgedrücktes Signal sind;
6 eine Darstellung zum Erläutern einer Weise, wie eine Energie von elektrischer Leistung durch einen Fixiervorgang der Fixiervorrichtung von 2 eingespart wird;
7 eine Darstellung zum Erläutern einer Modifikation des mit Bezug auf 6 erläuterten Fixiervorgangs ist;
8 ein schematisches Diagramm einer Bilderzeugungsvorrichtung mit einer weiteren Fixiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
9 ein schematisches Diagramm der Fixiervorrichtung ist, die in der Bilderzeugungsvorrichtung von 8 enthalten ist;
10 ein schematisches Diagramm einer Leistungssteuereinheit ist, die in der Bilderzeugungsvorrichtung von 8 enthalten ist;
11 und 12 schematische Diagramme zum Erläutern einer modifizierten Fixiervorrichtung auf der Basis der Fixiervorrichtung von 9 sind;
13A und 13B Darstellungen zum Erläutern einer Weise, wie eine Energie von elektrischer Leistung durch einen Fixiervorgang der Fixiervorrichtung von 9 eingespart wird, sind;
14A und 14B Darstellungen zum Erläutern einer Modifikation des mit Bezug auf 13A erläuterten Fixiervorgangs sind;
15 eine Darstellung zum Erläutern einer weiteren Modifikation des mit Bezug auf 13A erläuterten Fixiervorgangs ist;
16 ein schematisches Diagramm einer Bilderzeugungsvorrichtung mit einer weiteren Fixiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
17 ein schematisches Diagramm der Fixiervorrichtung ist, die in der Bilderzeugungsvorrichtung von 16 enthalten ist;
18 ein schematisches Diagramm einer Leistungssteuereinheit ist, die in der Bilderzeugungsvorrichtung von 16 enthalten ist;
19 ein schematisches Diagramm zum Erläutern einer modifizierten Fixiervorrichtung auf der Basis der Fixiervorrichtung von 17 ist;
20 eine Darstellung zum Erläutern einer Weise, wie eine Energie von elektrischer Leistung durch einen Fixiervorgang der Fixiervorrichtung von 17 eingespart wird, ist; und
21 eine Darstellung zum Erläutern einer Modifikation des mit Bezug auf 20 erläuterten Fixiervorgangs ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUND DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Beim Beschreiben von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, die in den Zeichnungen dargestellt sind, wird eine spezielle Terminologie der Deutlichkeit halber verwendet. Die vorliegende Erfindung soll jedoch nicht auf die so ausgewählte spezielle Terminologie begrenzt sein und es soll selbstverständlich sein, dass jedes spezielle Element alle technischen Äquivalente umfasst, die in einer ähnlichen Weise arbeiten.
Mit Bezug nun auf die Zeichnungen, in denen in den ganzen verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszeichen identische oder entsprechende Teile bezeichnen, und insbesondere auf 1 davon wird eine Bilderzeugungsvorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 zeigt einen Hauptabschnitt der Bilderzeugungsvorrichtung 100, die einen Bilderzeugungsvorgang gemäß einem elektrophotographischen Verfahren durchführt. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung 100 einen Photoleiter 1, eine Aufladungseinheit 2, eine optische Schreibeinheit 3, eine Entwicklungseinheit 4, eine Übertragungseinheit 5, eine Reinigungseinheit 6 und eine Entladungseinheit 7. Der Photoleiter 1 ist ein lichtempfindliches und photoleitendes Element mit einer trommelartigen Form und ist in der Mitte unter den vorstehend erwähnten verschiedenen Komponenten montiert Der Photoleiter 1 wird in einer Richtung gedreht, die durch einen Pfeil angegeben ist, und dient als Bildträgerelement. Die Aufladungseinheit 2 führt einen Aufladungsprozess durch, in dem die Oberfläche des Photoleiters 1 gleichmäßig aufgeladen wird. Die optische Schreibeinheit 3 emittiert einen Laserstrahl (LB) und steuert ihn, um ein elektrostatisches Bild auf die Oberfläche des Photoleiters 1 zu schreiben, wobei der Prozess als optischer Schreibprozess bezeichnet wird. Die Entwicklungseinheit 4 führt einen Entwicklungsprozess zum Entwickeln des elektrostatischen Bildes in ein visuelles Bild mit Toner durch. Die Übertragungseinheit 5 führt einen Übertragungsprozess zum Übertragen des auf der Oberfläche des Photoleiters 1 erzeugten Tonerbildes auf ein Aufzeichnungsblatt P durch. Die Reinigungseinheit 6 führt einen Reinigungsprozess zum Reinigen von restlichem Toner und Staub von der Oberfläche des Photoleiters 1 durch. Die Entladungseinheit 7 führt einen Entladungsprozess zum Entladen einer restlichen Ladung auf dem Photoleiter 1 durch.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 100 umfasst ferner eine Blattkassette 8, eine Blattvorschubwalze 9, ein Paar von Deckungswalzen 10 und eine Fixiereinheit 11. Die Blattkassette 8 speichert mehrere Aufzeichnungsblätter P. Die Blattvorschubwalze 9 nimmt ein Aufzeichnungsblatt P aus der Blattkassette 8 auf und transportiert es in Richtung der Deckungswalze 10, die das Aufzeichnungsblatt P in Richtung des Photoleiters 1 synchron mit einer Drehbewegung des Photoleiters transportiert. Die Fixiereinheit 11 führt einen Fixierprozess zum Fixieren des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsblatt P nach einer Vollendung des Übertragungsprozesses durch. Das Aufzeichnungsblatt P wird durch einen Blattweg transportiert, der entlang einer gestrichelten Linie mit einem Pfeil angeordnet ist, wie in 1 gezeigt.
Die Entwicklungseinheit 4 verwendet Toner, der Harz als Haupthaftelement umfasst und einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt in einem Bereich zwischen 50°C und 160°C und eine Viskosität in einem Bereich von 10 [cPoise] bis 10¹³ [cPoise] bei einer Temperatur über dem Erweichungs- oder Schmelzpunkt aufweist.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Fixiereinheit 11 eine Heizeinrichtung 12, Endlosriemen 13 und 14, eine Druckwalze 15 und Führungswalzen 16–18. Die Heiz einrichtung 12 umfasst ein Zeilenheizelement, d. h. einen Thermokopf oder eine Heizeinrichtung, und ist in einer Weise angeordnet, so dass deren Längsseite zu einer Blatttransportrichtung, in der das Aufzeichnungsblatt P vorgeschoben wird, senkrecht ist. Der Endlosriemen 13 ist unter Druck zwischen den Führungswalzen 17 und 18 ausgedehnt und berührt die Heizeinrichtung 12. Der Endlosriemen 13 wird in einer Richtung gedreht, die durch einen Pfeil angegeben ist. Die Druckwalze 15 ist in einer Position angeordnet, die der Heizeinrichtung 12 über die Endlosriemen 13 und 14 zugewandt ist. Wenn das Aufzeichnungsblatt P zwischen den Endlosriemen 13 und 14 vorhanden ist, bringt die Druckwalze 15 einen Druck auf das Aufzeichnungsblatt P gegen die Heizeinrichtung 12 über die Endlosriemen 13 und 14 auf. Der Endlosriemen 14 ist unter Druck zwischen der Druckwalze 15 und der Führungswalze 16 ausgedehnt.
In der vorstehend beschriebenen Fixiereinheit 11 wird ein Tonerbild T auf dem Aufzeichnungsblatt P durch die Heizeinrichtung 12 über den Endlosriemen 13 erwärmt, wenn das Aufzeichnungsblatt P in den Spalt zwischen den Endlosriemen 13 und 14 vorgeschoben wird. Danach wird das Aufzeichnungsblatt P einem Kühlprozess unterzogen, durch den das Tonerbild T fest am Aufzeichnungsblatt P fixiert wird, und wird dann vom Endlosriemen 14 getrennt. Mindestens eine der Führungswalzen 16 und 18, die stromabwärts von der Heizeinrichtung 12 in der Blatttransportrichtung angeordnet sind, ist aus Metall mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt und dient als Antriebswalze und als Kühlwalze. Nach einer Vollendung des Wärmefixierungsprozesses werden das Tonerbild T, das Aufzeichnungsblatt P und der Endlosriemen 13 durch die Führungswalzen 16 und 18 gekühlt. Das Aufzeichnungsblatt P wird mit den Endlosriemen 13 und 14 in engen Kontakt gebracht, während es durch diese Endlosriemen 13 und 14 gehalten wird. Das heißt, das Tonerbild T, das auf dem Aufzeichnungsblatt P abgeschieden ist, wird durch den Endlosriemen 13 während der Zeit, zu der das Aufzeichnungsblatt P durch die Fixiereinheit 11 verarbeitet wird, versiegelt. Das Tonerbild T wird daher nicht vom Aufzeichnungsblatt P entfernt, wenn es erhitzt wird. Und das Aufzeichnungsblatt P wird vom Endlosriemen 13 getrennt, nachdem das Tonerbild T ausreichend abgekühlt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert ist, so dass das Tonerbild T nicht auf dem Endlosriemen 13 abgeschieden gelassen wird. Folglich gibt die Fixiereinheit 11 ein Bild mit einer stabilen Qualität aus, ohne den Offset zu verursachen.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 100 umfasst ferner eine Leistungssteuereinheit 20, wie in 1 gezeigt. Die Leistungssteuereinheit 20 steuert ein Signal einer in die Heizeinrichtung 12 einzugebenden elektrischen Leistung. 3 zeigt ein Blockdiagramm der Leistungssteuereinheit 20. Die Leistungssteuereinheit 20 umfasst eine Leistungsquelle 21, eine Steuereinheit 22 und eine Fixierleistungs-Steuerschaltung 23. Die Steuereinheit 22 steuert die ganzen Operationen der Bilderzeugungsvorrichtung 100. Die Heizeinrichtung 12 ist mit der Fixierleistungs-Steuerschaltung 23 verbunden, zu der die elektrische Leistung von der Leistungsquelle 21 unter der Steuerung der Steuereinheit 22 geliefert wird. Insbesondere erzeugt die Fixierleistungs-Steuerschaltung 23 ein Heizeinrichtungs-Antriebssignal zum Antreiben der Heizeinrichtung 12 gemäß den entsprechenden Bildinformationen, die von der Steuereinheit 22 gesandt werden, so dass die Heizeinrichtung 12 aufgeheizt wird und den Fixierprozess zum Fixieren des auf dem Aufzeichnungsblatt abgeschiedenen Tonerbildes, das gegenwärtig von der Fixiereinheit 11 verarbeitet wird, durchführt.
Die vorstehend erwähnte Steuereinheit 22 kann entweder von der Leistungssteuereinheit 20 getrennt oder mit dieser vereinheitlicht sein.
4 stellt eine alternative Struktur der Fixiereinheit 11 dar. In dieser Struktur berührt eine Druckwalze 135, die als Druckwalze und als Antriebswalze dient, einen Endlosriemen 133 unter Druck, um einen Spalt dazwischen zu bilden, und treibt den Endlosriemen 133 mit Reibung an, so dass sich der Endlosriemen 133 in einer Richtung dreht, die durch einen Pfeil angegeben ist. Wenn das Aufzeichnungsblatt P in den Spalt zwischen dem Endlosriemen 133 und der Druckwalze 135 vorgeschoben wird, drückt die Druckwalze 135 daher das Aufzeichnungsblatt P gegen eine Heizeinrichtung 132 über den Endlosriemen 133. Das Tonerbild T und das Aufzeichnungsblatt P werden, wie durch einen Pfeil C angegeben, nach einer Vollendung des Wärmefixierprozesses von selbst gekühlt.
Mit Bezug auf 5A–5C wird eine Beschreibung für das Heizeinrichtungs-Antriebssignal, das von der Fixierleistungs-Steuereinheit 23 der Leistungssteuereinheit 20 erzeugt wird, durchgeführt. 5A demonstriert eine Beziehung zwischen einem Rechteckwellensignal A1 zum Antreiben einer Heizeinrichtung (d. h. der Heizeinrichtung 12) und einer Temperaturkurve B1 der durch das Rechteckwellensignal A1 angetriebenen Heizeinrichtung. Dies weist darauf hin, dass, wenn die Heizeinrichtung durch das Rechteckwellensignal A1 angetrieben wird, die Heizeinrichtung ihre Temperatur B1 weit über eine Temperatur C erhöht, die für den Wärmefixierprozess erforderlich ist, und schließlich beschädigt wird. Um die in einer rechteckigen Form gebildete Temperaturkurve zum Ansteuersignal äquivalent zu machen, ist das Antreiben der Heizeinrichtung mit einem Signal mit mehreren Impulsen wirksam, wie in 5B gezeigt. In diesem Fall wird die Heizeinrichtung durch ein Signal A2 mit mehreren Impulsen angetrieben und eine resultierende Temperaturkurve B2 der Heizeinrichtung wird wie in einer rechteckigen Form fast äquivalent zu dem Signal A2 gebildet, dessen Spitzenpegel nahe der Temperatur C liegt, die für den Wärmefixierprozess erforderlich ist. Daher ist die Fixierleistungs-Steuereinheit 23 dazu konfiguriert, das Heizeinrichtungs-Antriebssignal zu erzeugen, das mehrere Impulse aufweist, wie in 5B gezeigt. Folglich besitzt das Heizeinrichtungs-Antriebssignal, das tatsächlich in der Bilderzeugungsvorrichtung 100 verwendet wird, mehrere Impulse. Der Einfachheit halber wird jedoch ein solches Signal mit mehreren Impulsen nachstehend als Impulsintegrationswellensignal ausgedrückt, das ein einfaches Rechteckwellensignal zu sein scheint, wie in 5C gezeigt, wobei das Signal mit mehreren Impulsen als A3 angegeben ist und das Signal mit einer Impulsintegrationswelle als A_int angegeben ist.
Die im von der Fixierleistungs-Steuereinheit 23 erzeugten Heizeinrichtungs-Antriebssignal enthaltenen vorstehend erwähnten Impulse können entweder einen konstanten oder veränderten Abstand voneinander aufweisen und können entweder eine konstante oder veränderte Länge aufweisen.
Mit Bezug auf 6 wird eine Weise, wie eine Energie von elektrischer Leistung durch den Fixiervorgang der vorstehend erwähnten Fixiereinheit 11 eingespart wird, erläutert. In der Bilderzeugungsvorrichtung 100 besitzt das Heizeinrichtungs-Antriebssignal zum Antreiben der Heizeinrichtung 12 oder der Heizeinrichtung 32 hohe und niedrige Pegel und, wenn es hoch ist, umfasst es mehrere Impulse. Dieses Signal mit hohem Pegel wird als Impulsintegrationswellensignal ausgedrückt, wie vorstehend beschrieben. Nachstehend werden die Heizeinrichtungen 12 und 32 durch die Heizeinrichtung 12 dargestellt. 6 stellt eine Beziehung zwischen Positionen der Heizeinrichtung 12, dem Aufzeichnungsblatt P und den Tonerbildern T1–T5 und eine Beziehung zwischen dem Heizeinrichtungs-Antriebssignal, das als Signal A_int ausgedrückt ist, und den Tonerbildern T1–T5 gleichzeitig dar. Die Heizeinrichtung 12 wird erhitzt, wenn das Heizeinrichtungs-Antriebssignal oder das Signal A_int aktiviert wird, wie in 6 gezeigt. Wenn das Signal A_int auf hoch aktiviert wird, wird die Heizeinrichtung 12 zum Heizen eingeschaltet, und wenn das Signal A_int auf niedrig deaktiviert wird, wird die Heizeinrichtung 12 ausgeschaltet.
6 versucht eine Weise auszudrücken, wie die Energie der elektrischen Leistung für den Fixierprozess eingespart wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P mit Tonerbildern T1–T5 beispielsweise durch die Fixiereinheit 11 verarbeitet wird. Wie in 6 gezeigt, weisen die Tonerbilder T1–T5 beispielsweise eine voneinander verschiedene Größe auf. Während der Zeit, in der das Aufzeichnungsblatt P durch die Fixiereinheit 11 läuft, wird das Signal A_int auf hoch angehoben, um die Heizeinrichtung 12 jedes Mal anzutreiben, wenn eines der Tonerbilder T1–T5 nahe die Heizeinrichtung 12 gebracht wird. Das Signal A_int wird auf niedrig gesenkt, um die Heizeinrichtung 12 auszuschalten, wenn jedes der Tonerbilder T1–T5 von der Heizeinrichtung 12 weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 11 transportiert wird. Während der Zeit, in der ein weißer Bereich ohne Tonerbild im Aufzeichnungsblatt P an der Heizeinrichtung 12 vorbeilaufen lassen wird, wird das Signal A_int nicht auf hoch angehoben und daher wird die Heizeinrichtung 12 nicht angetrieben.
In dieser Weise kann die Fixiereinheit 11 die Energie der elektrischen Leistung durch ihren Fixiervorgang erheblich einsparen, wie vorstehend beschrieben. Dies wäre durch Vergleichen desselben mit einem Fall, in dem die Heizeinrichtung 12 immer mit einem kontinuierlichen Antriebssignal angetrieben wird, leicht verständlich. Ein Textbild, das Zeilen von Zeichen aufweist, umfasst beispielsweise typischerweise Räume zwischen den Zeilen. Wenn ein solches Bild durch die Fixiereinheit 11 verarbeitet wird, wird das Signal A_int auf niedrig gehalten, wobei keine elektrische Energie während der Zeiträume, die diesen Räumen entsprechen, verbraucht wird. Folglich kann eine große Menge an elektrischer Leistung eingespart werden.
7 zeigt eine Modifikation der Fixierleistungssteuerung, die durch die Fixierleistungs-Steuereinheit 23 durchgeführt wird. Wie in 7 angegeben, besitzt das Signal A_int drei Pegel; einen Nullpegel, einen weißen Pegel und einen schwarzen Pegel. Das Signal A_int wird während der Zeit, zu der das Aufzeichnungsblatt P nicht in der Fixiereinheit 11 vorhanden ist, auf dem Nullpegel gehalten, um die Heizeinrichtung 12 nicht anzutreiben. Das Signal A_int wird auf den weißen Pegel angehoben, um die Heizeinrichtung 12 vorzuheizen, wenn der Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungsblatts P nahe die Heizeinrichtung 12 gebracht wird. Das Signal A_int wird vom weißen Pegel auf den schwarzen Pegel angehoben, um die Heizeinrichtung zu heizen, wenn das Tonerbild T1 nahe die Heizeinrichtung 12 gebracht wird, und wird wieder auf den weißen Pegel gesenkt, um die Heizeinrichtung 12 vorzuheizen, wenn das Tonerbild T1 von der Heizeinrichtung 12 weggebracht wird. Das Signal A_int wird wieder auf den schwarzen Pegel angehoben, um die Heizeinrichtung 12 zu heizen, wenn das nächste Tonerbild T2 nahe die Heizeinrichtung 12 gebracht wird, und wird wieder auf den weißen Pegel gesenkt, um die Heizeinrichtung 12 vorzuheizen, wenn dieses Tonerbild T2 von der Heizeinrichtung 12 weggebracht wird. Dieser Zyklus wird für jedes Tonerbild wiederholt. Das Signal A_int wird auf den Nullpegel abgesenkt, um die Heizeinrichtung 12 auszuschalten, wenn der Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungsblatts P von der Heizeinrichtung 12 weggebracht wird.
Der schwarze Pegel ist ein Pegel, mit dem die Heizeinrichtung 12 mit voller Leistung angetrieben wird. Der weiße Pegel ist ein Pegel, mit dem die Heizeinrichtung 12 mit einer elektrischen Leistung mit einer Verringerung um 5% oder mehr von der Leistung des schwarzen Pegels vorgeheizt wird.
Mit der obigen modifizierten Fixierleistungssteuerung wird die Heizeinrichtung 12 im Ansprechvermögen verbessert, während die Energieeinsparung erreicht wird.
Als nächstes wird eine weitere Bilderzeugungsvorrichtung 200 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 8–10 erläutert. Wie in 8 gezeigt, ist die Bilderzeugungsvorrichtung 200 zu jener von 1 abgesehen von einer Fixiereinheit 211 und einer Leistungssteuereinheit 220 ähnlich. Die Fixiereinheit 211 ist, wie in 9 gezeigt, zur Fixiereinheit 11 von 2 abgesehen von einer Heizeinrichtung 212, die ein Heizelement 212a und 212b zum Heizen des Tonerbildes T umfasst, ähnlich. Die Leistungssteuereinheit 220 ist in 10 gezeigt und ist zur Leistungssteuereinheit 20 von 3 abgesehen von einer Fixierleistungs-Steuerschaltung 223 ähnlich. Die Fixierleistungs-Steuerschaltung 223 besitzt separate Verbindungen mit den Heizelementen 212a und 212b der Heizeinrichtung 212, wie in 10 gezeigt, und erzeugt die Heizeinrichtungs-Antriebssignale zum Antreiben der Heizelemente 212a bzw. 212b gemäß den entsprechenden Bildinformationen, die von der Steuereinheit 22 gesandt werden. Dadurch werden die Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 aufgeheizt, um den Fixierprozess gemäß den entsprechenden Tonerbildern durchzuführen, die auf dem Aufzeichnungsblatt P abgeschieden sind, das gegenwärtig in der Fixiereinheit 211 verarbeitet wird. Die vorstehend erwähnten Heizeinrichtungs-Antriebssignale bestehen aus mehreren Impulsen und werden nachstehend als Impulsintegrationswellensignale A_int-a und A_int-b wie in dem mit Bezug auf 5A–5C erläuterten Fall ausgedrückt.
Es wird angemerkt, dass die vorstehend beschriebene Steuereinheit 22 entweder von der Leistungssteuereinheit 220 getrennt oder mit dieser vereinigt sein kann.
Jedes der Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 ist beispielsweise ein Thermokopf oder eine Heizeinrichtung mit einer Zeilenform und erhitzt das Tonerbild T. Die Heizeinrichtung 212 ist in einer Position angeordnet, so dass die Heizelemente 212a und 212b zur Blatttransportrichtung senkrecht sind. Die Heizelemente 212a und 212b werden selektiv durch die Fixierleistungs-Steuerschaltung 223 der Leistungssteuereinheit 220 so angetrieben, dass die Heizelemente 212a und 212b nicht gleichzeitig angetrieben werden. Die Heizelemente 212a und 212b sind wünschenswerterweise mit einem Abstand voneinander angeordnet, der kleiner ist als 10 mm. Die Heizeinrichtung 212 ist überlegen, wenn der Abstand zwischen den Heizelementen 212a und 212b 6 mm oder weniger ist, ist überlegener, wenn der Abstand 4 mm oder weniger ist, ist weitaus überlegener, wenn der Abstand 2 mm oder weniger ist, und ist äußerst überlegen, wenn der Abstand 1 mm oder weniger ist. Die Breite von jedem Heizelement liegt wünschenswerterweise in einem Bereich von 0,01 mm bis 5 mm. Die Heizeinrichtung 212 ist überlegen, wenn die Breite von jedem Heizelement in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 4 mm liegt, ist überlegener, wenn die Breite in einem Bereich zwischen 0,2 mm und 2 mm liegt, und weitaus überlegener, wenn die Breite in einem Bereich zwischen 0,5 mm und 1 mm liegt.
In der vorstehend beschriebenen Fixiereinheit 211 wird das Tonerbild T auf dem Aufzeichnungsblatt P durch die Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 über den Endlosriemen 13 erhitzt, wenn das Aufzeichnungsblatt P in den Spalt zwischen den Endlosriemen 13 und 14 vorgeschoben wird. Danach wird das Aufzeichnungsblatt P einem Kühlprozess unterzogen, durch den das Tonerbild T fest am Aufzeichnungsblatt P fixiert wird, und wird dann vom Endlosriemen 14 getrennt. Mindestens eine der Führungswalzen 16 und 18, die stromabwärts von der Heizeinrichtung 212 in der Blatttransportrichtung angeordnet sind, ist aus Metall mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit hergestellt und dient als Antriebswalze und als Kühlwalze wie im Fall bei der Fixiereinheit 11 von 2. Nach einer Vollendung des Wärmefixierprozesses werden das Tonerbild T, das Aufzeichnungsblatt P und der Endlosriemen 13 durch die Führungswalzen 16 und 18 gekühlt. Das Aufzeichnungsblatt P wird mit den Endlosriemen 13 und 14 in engen Kontakt gebracht, während es durch diese Endlosriemen 13 und 14 gehalten wird. Das heißt, das auf dem Aufzeichnungsblatt P abgeschiedene Tonerbild T wird durch den Endlosriemen 13 während der Zeit, in der das Aufzeichnungsblatt P durch die Fixiereinheit 211 verarbeitet wird, versiegelt. Das Tonerbild T wird daher nicht vom Aufzeichnungsblatt P entfernt, wenn es erhitzt wird. Und das Aufzeichnungsblatt P wird vom Endlosriemen 13 getrennt, nachdem das Tonerbild T ausreichend abgekühlt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert ist, so dass das Tonerbild T nicht auf dem Endlosriemen 13 abgeschieden gelassen wird. Folglich gibt die Fixiereinheit 211 ein Bild mit einer stabilen Qualität aus, ohne den Offset zu verursachen.
In der Fixiereinheit 211 kann die Heizeinrichtung 212 ein oder mehrere zusätzliche Heizelemente zusätzlich zu den Heizelementen 212a und 212b umfassen.
11 stellt eine alternative Struktur der Fixiereinheit 211 dar. In dieser Struktur berührt eine Druckwalze 235, die als Druckwalze und als Antriebswalze dient, einen Endlosriemen 233 unter Druck, um einen Spalt dazwischen zu bilden, und treibt den Endlosriemen 233 mit Reibung an, so dass sich der Endlosriemen 233 in einer Richtung dreht, die durch einen Pfeil angegeben ist. Wenn das Aufzeichnungsblatt P in den Spalt zwischen dem Endlosriemen 233 und der Druckwalze 235 vorgeschoben wird, presst daher die Druckwalze 235 das Aufzeichnungsblatt P über den Endlosriemen 233 gegen eine Heizeinrichtung 232. Das Tonerbild T und das Aufzeichnungsblatt P werden nach einer Vollendung des Wärmefixierprozesses von selbst gekühlt, wie durch einen Pfeil C angegeben.
12 demonstriert, dass in der vorstehend beschriebenen alternativen Struktur von 11 die Heizeinrichtung 232 Heizelemente 232a und 232b, die senkrecht zur Blatttransportrichtung angeordnet sind, und einen Kühlabschnitt C, der stromabwärts von den Heizelementen 232a und 232b in der Blatttransportrichtung angeordnet ist, umfasst. Ferner ist der zwischen dem Endlosriemen 233 und der Druckwalze 235 gebildete Spalt vom Heizbereich der Heizelemente 232a und 232b zum Kühlabschnitt C ausgedehnt, wie durch einen Buchstaben N angegeben. Dadurch wird das Tonerbild T auf dem Aufzeichnungsblatt P durch den Endlosriemen 233 während der Zeit, in der das Aufzeichnungsblatt P durch den Fixierprozess verarbeitet wird, versiegelt. Dies schützt vor der Entfernung des Tonerbildes T vom Aufzeichnungsblatt P. Dann wird das Aufzeichnungsblatt P dem Kühlprozess unterzogen, wenn es am Kühlabschnitt C vorbeiläuft. Nachdem es gekühlt und fixiert ist, wird das Aufzeichnungsblatt P vom Endlosriemen 233 getrennt. Folglich wird das Tonerbild durch diesen Wärmefixierprozess nicht auf dem Endlosriemen 13 abgeschieden gelassen. Somit wird ein Bild mit sehr stabiler Qualität ausgegeben, ohne den Offset zu verursachen.
In der obigen Struktur von 11 und 12 kann der Kühlabschnitt C irgendeine der Kühlung von selbst, der Kühlung mit Luft, der Kühlung mit Wasser, des Kühlmittels mit Fluorkohlenstoff, eines Peltier-Elements und dergleichen verwenden.
Ferner kann in der obigen Struktur von 11 und 12 die Heizeinrichtung 232 ein oder mehrere zusätzliche Heizelemente zusätzlich zu den Heizelementen 232a und 232b umfassen.
Wenn der Bilderzeugungsprozess mit einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt wird, wirkt er sich auf den Fixierprozess durch die Fixiereinheit derart aus, dass eine zunehmende Menge an Wärme durch den Endlosriemen absorbiert wird und daher die Temperatur der Heizeinrichtung erhöht werden muss. Die Bilderzeugungsvorrichtung 200 verwendet jedoch die Heizelemente 212a und 212b in der Heizeinrichtung 212, um eine Gesamtmenge an Wärme unverändert zu halten, ohne die Temperatur der Heizeinrichtung zu erhöhen. Folglich werden die Heizelemente der Heizeinrichtung vor einer Beschädigung geschützt, die durch eine hohe Temperatur verursacht wird. In der nachstehenden Beschreibung werden zwei Heizeinrichtungs-Antriebssignale zum Antreiben der Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 als Impulsintegrationswellensignale A_int-a bzw. A_int-b ausgedrückt.
13A drückt eine Weise aus, wie die Energie der elektrischen Leistung für den Fixierprozess eingespart wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P mit Tonerbildern T1– T4 beispielsweise durch die Fixiereinheit 211 verarbeitet wird. In diesem Fall weisen die Tonerbilder T1–T4 dieselbe Breite und Länge auf, wie in 13A gezeigt. Während der Zeit, zu der das Aufzeichnungsblatt P durch die Fixiereinheit 211 verarbeitet wird, werden die Signale A_int-a und A_int-b zwischen dem weißen und dem schwarzen Pegel umgeschaltet, um die Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 jedes Mal anzutreiben, wenn eines der Tonerbilder T1–T4 nahe die jeweiligen Heizelemente der Heizeinrichtung 212 gebracht wird. Dadurch wird das Tonerbild T1 erhitzt und folglich auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Die Signale A_int-a und A_int-b werden nicht erhöht und daher werden die Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 während der Zeit, in der ein weißer Bereich ohne Tonerbild im Aufzeichnungsblatt P an der Heizeinrichtung 212 vorbeilaufen lassen wird, nicht angetrieben.
Insbesondere wird eine Weise zum Antreiben der Heizelemente 212a und 212b mit Bezug auf 13B erläutert, die einen vergrößerten Teil von 13A zeigt. Das heißt, 13A zeigt einen mit einer gestrichelten Linie eingekreisten Bereich, der durch einen Buchstaben D angegeben ist, und dieser Bereich ist in 13B in einer in der Blatttransportrichtung vergrößerten Weise gezeigt. Wenn das Tonerbild T1 nahe das Heizelement 212a gebracht wird, wurde das Antreiben des Heizelements 212a mit mindestens einem vorangehenden Impuls des Signals A_int-a gestartet. Wenn das Tonerbild T1 nahe das Heizelement 212b gebracht wird, wurde ebenso das Antreiben des Heizelements 212b mit mindestens einem vorangehenden Impuls des Signals A_int-b gestartet.
Wie auch in 13B gezeigt, werden die in den Signalen A_int-a und A_int-b enthaltenen Impulse abwechselnd auf hoch angehoben, aber nicht gleichzeitig. Dies führt zu einer großen Menge an Verringerung des Leistungsverbrauchs. Das heißt, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Signale A_int-a und A_int-b gleichzeitig auf hoch angehoben werden, wird der Leistungsverbrauch pro Einheitszeit in einem Ausmaß von ungefähr der Hälfte dessen eingespart. Es wird angemerkt, dass das Experiment durchgeführt wurde, wobei die Menge des Leistungsverbrauchs 1200 Watt war, wenn die Signale A_int-a und A_int-b gleichzeitig auf hoch angehoben werden, aber auf 600 Watt verringert wurde, wenn die Signale A_int-a und A_int-b abwechselnd auf hoch angehoben werden.
Folglich kann die Fixiereinheit 211 die Energie der elektrischen Leistung durch ihren Fixiervorgang erheblich einsparen, wie vorstehend beschrieben. Dies wäre durch Vergleichen dessen mit einem Fall, in dem die Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 mit kontinuierlichen Antriebssignalen immer angetrieben werden, leicht verständlich. Ein Textbild, das Zeilen von Zeichen aufweist, umfasst beispielsweise typischerweise Räume zwischen den Zeilen. Wenn ein solches Bild durch die Fixiereinheit 211 verarbeitet wird, werden die Signale A_int-a und A_int-b während der diesen Räumen entsprechenden Zeiträume auf niedrig gehalten, wobei keine elektrische Energie verbraucht wird. Folglich kann eine große Menge an elektrischer Leistung eingespart werden.
14A zeigt eine Modifikation der Fixierleistungssteuerung, die von der Fixierleistungs-Steuereinheit 223 durchgeführt wird. Wie im Fall der Fixierleistungs-Steuereinheit 23 von 3 besitzt jedes der Signale A_int-a und A_int-b drei Pegel; einen Nullpegel, einen weißen Pegel und einen schwarzen Pegel. Die Signale A_int-a und A_int-b werden auf dem Nullpegel gehalten, um die Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 zu deaktivieren, wenn das Aufzeichnungsblatt P nicht in der Fixiereinheit 211 vorhanden ist. Die Signale A_int-a und A_int-b werden auf den weißen Pegel angehoben, um die Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 vorzuheizen, wenn der Bildbereich des Aufzeichnungsblatts P nahe die Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 gebracht wird, nachdem das Aufzeichnungsblatt P in die Fixiereinheit 211 vorgeschoben ist. Die Signale A_int-a und A_int-b werden weiter auf den schwarzen Pegel angehoben, um die Heizelemente 212a bzw. 212b aufzuheizen, wenn das Tonerbild T1 nahe die Heizelemente 212a und 212b gebracht wird. Dann werden die Signale A_int-a und A_int-b wieder auf den weißen Pegel gesenkt, um die Heizelemente 212a bzw. 212b vorzuheizen, wenn das Tonerbild T1 von den Heizelementen 212a und 212b weggebracht wird. Die Signale A_int-a und A_int-b werden wieder auf den schwarzen Pegel erhöht, um die Heizelemente 212a bzw. 212b zu heizen, wenn das nächste Tonerbild T2 nahe die Heizelemente 212a und 212b gebracht wird. Dann werden die Signale A_int-a und A_int-b wieder auf den weißen Pegel gesenkt, um die Heizelemente 212a bzw. 212b vorzuheizen, wenn dieses Tonerbild T2 von den Heizelementen 212a und 212b weggebracht wird. Dieser Zyklus wird wiederholt, bis das Tonerbild T4 von den Heizelementen 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 weggebracht wird. Nach dem Tonerbild T4 werden die Signale A_int-a und A_int-b auf den Nullpegel abgesenkt, um die Heizelemente 212a bzw. 212b zu deaktivieren, wenn der Bildbereich des Aufzeichnungsblatts P von den Heizelementen 212a und 212b weggebracht wird.
Der schwarze Pegel ist ein Pegel, mit dem die Heizeinrichtung 212 mit voller Leistung angetrieben wird. Der weiße Pegel ist ein Pegel, mit dem die Heizeinrichtung 212 hauptsächlich mit einer elektrischen Leistung mit einer Verringerung von 5% oder mehr von der Leistung des schwarzen Pegels erhitzt wird.
14B erläutert eine Weise zum Antreiben der Heizelemente 212a und 212b genauer. 14B zeigt einen vergrößerten Teil von 14A. Das heißt, ein mit einer gestrichelten Linie eingekreister Bereich, der durch einen Buchstaben D angegeben ist, der in 14A gezeigt ist, ist in 14B in einer in der Blatttransportrichtung vergrößerten Weise gezeigt. Wenn das Tonerbild T1 nahe das Heizelement 212a gebracht wird, wurde das Antreiben des Heizelements 212a mit mindestens einem vorangehenden Impuls des Signals A_int-a gestartet, das vom weißen Pegel auf den schwarzen Pegel angehoben wird. Wenn das Tonerbild T1 nahe das Heizelement 212b gebracht wird, wurde ebenso das Antreiben des Heizelements 212b mit mindestens einem vorangehenden Impuls des Signals A_int-a gestartet, das vom weißen Pegel auf den schwarzen Pegel angehoben wird.
Wie auch in 14B gezeigt, werden die in den Signalen A_int-a und A_int-b enthaltenen Impulse abwechselnd auf hoch angehoben, aber nicht gleichzeitig. Dies führt zu einer großen Menge an Verringerung des Leistungsverbrauchs. Das heißt, im Vergleich zu einem Fall, in dem die Signale A_int-a und A_int-b gleichzeitig auf hoch angehoben werden, wird der Leistungsverbrauch pro Einheitszeit in einem Ausmaß von ungefähr der Hälfte dessen eingespart. Es wird angemerkt, dass das Experiment durchgeführt wurde, wobei der weiße Pegel eine Leistungsverringerung von 5% von der vollen Leistung des schwarzen Pegels hatte. In diesem Experiment wurde die Menge des Leistungsverbrauchs als 1200 Watt aufgezeichnet, wenn die Signale A_int-a und A_int-b gleichzeitig auf hoch angehoben werden. Die Menge des Leistungsverbrauchs wurde jedoch auf 570 Watt verringert, wenn die Signale A_int-a und A_int-b abwechselnd erhöht werden. Dies liegt daran, dass die Leistungsverringerung von 5% zu einer weiteren Verringerung von 30 Watt beitrug.
Folglich kann die Fixiereinheit 211 die Energie von elektrischer Leistung durch ihren Fixiervorgang erheblich einsparen, wie vorstehend beschrieben. Dies wäre durch Vergleichen dessen mit einem Fall, in dem die Heizelemente 212a und 212b der Heizeinrichtung 212 mit kontinuierlichen Antriebssignalen immer angetrieben werden, leicht verständlich. Ein Textbild, das Zeilen von Zeichen aufweist, umfasst beispielsweise typischerweise Räume zwischen den Zeilen. Wenn ein solches Bild durch die Fixiereinheit 211 verarbeitet wird, werden die Signale A_int-a und A_int-b auf dem weißen Pegel gehalten, wobei eine elektrische Leistung während der Zeiträume, die den vorstehend erwähnten Räumen entsprechen, um 5% oder mehr verringert werden kann. Folglich kann eine große Menge an elektrischer Leistung eingespart werden.
Mit der obigen modifizierten Fixierleistungssteuerung wird die Heizeinrichtung 212 im Ansprechvermögen verbessert, während die Energieeinsparung erreicht wird.
15 zeigt eine weitere Modifikation der von der Fixierleistungs-Steuereinheit 223 durchgeführten Fixierleistungssteuerung. Diese Modifikation ist ähnlich zu jener von 14A abgesehen von der Steuerung des Nullpegels vor dem Tonerbild T1 und nach dem Tonerbild T4. Insbesondere werden in dieser Modifikation von 15 während der Zeit, in der der Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungsblatts P zwischen der Vorderkante des Aufzeichnungsblatts und dem ersten Tonerbild T1 nahe die Heizelemente gebracht wird, die Signale A_int-a und A_int-b auf dem Nullpegel gehalten, um die Heizelemente 212a und 212b zu deaktivieren. Die Signale A_int-a und A_int-b werden auch während der Zeit, in der der Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungsblatts P zwischen dem letzten Tonerbild T3 und der Hinterkante des Aufzeichnungsblatts nahe die Heizelemente gebracht wird, auf dem Nullpegel gehalten, um die Heizelemente 212a und 212b zu deaktivieren.
Mit der in 15 gezeigten vorstehend beschriebenen Modifikation können effizientere Energieeinsparungen erreicht werden.
Als nächstes wird eine weitere Bilderzeugungsvorrichtung 300 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 16–18 erläutert. Wie in 16 gezeigt, ist die Bilderzeugungsvorrichtung 300 zu jener von 1 abgesehen von einer Fixiereinheit 311 und einer Leistungssteuereinheit 320 ähnlich. Die Fixiereinheit 311 ist, wie in 17 gezeigt, abgesehen von einer Heizeinrichtung 312, die ein Heizelement 312a–312d zum Erhitzen des Tonerbildes T umfasst, ähnlich zur Fixiereinheit 11 von 11. Die Leistungssteuereinheit 320 ist in 18 gezeigt und ist abgesehen von einer Fixierleistungs-Steuerschaltung 323 ähnlich zur Leistungssteuereinheit 20 von 3. Die Fixierleistungs-Steuerschaltung 323 besitzt separate Verbindungen mit den Heizelementen 312a–312d, wie in 18 gezeigt, und erzeugt die Heizeinrichtungs-Antriebssignale zum jeweiligen Antreiben der Heizelemente 312a–312d gemäß den entsprechenden Bildinformationen, die von der Steuereinheit 22 gesandt werden. Dadurch werden die Heizelemente 312a–312d der Heizeinrichtung 312 aufgeheizt und führen den Fixierprozess gemäß den entsprechenden Tonerbildern durch, die auf dem Aufzeichnungsblatt P abgeschieden sind. Die vorstehend erwähnten Heizeinrichtungs-Antriebssignale bestehen aus mehreren Impulsen und werden nachstehend als Impulsintegrationswellensignale A_int-a–A_int-a wie in dem mit Bezug auf 5A–5C erläuterten Fall ausgedrückt.
Es wird angemerkt, dass die vorstehend beschriebene Steuereinheit 22 entweder von der Leistungssteuereinheit 320 getrennt oder mit dieser vereinigt sein kann.
Jedes Heizelement 312a–312d der Heizeinrichtung 312 ist ein Thermokopf oder eine Heizeinrichtung beispielsweise mit einer Zeilenform und erhitzt das Tonerbild T.
Die Heizelemente 312a–312d sind in einer Linie in der Heizeinrichtung 312 angeordnet. Die Heizeinrichtung 312 ist in einer Position angeordnet, so dass die Heizelemente 312a–312d relativ zur Blatttransportrichtung senkrecht sind. Die Heizelemente 312a–312d werden selektiv durch die Fixierleistungs-Steuerschaltung 323 der Leistungssteuereinheit 320 derart angetrieben, dass die Heizelemente 312a–312d nicht gleichzeitig angetrieben werden.
In der vorstehend beschriebenen Fixiereinheit 311 wird das Tonerbild T auf dem Aufzeichnungsblatt P durch die Heizelemente 312a–312d der Heizeinrichtung 312 über den Endlosriemen 13 erhitzt, wenn das Aufzeichnungsblatt P in den Spalt zwischen den Endlosriemen 13 und 14 vorgeschoben wird. Danach wird das Aufzeichnungsblatt P einem Kühlprozess unterzogen, durch den das Tonerbild T fest am Aufzeichnungsblatt P fixiert wird, und wird dann vom Endlosriemen 14 getrennt. Mindestens eine der Führungswalzen 16 und 18, die stromabwärts von der Heizeinrichtung 312 in der Blatttransportrichtung angeordnet sind, besteht aus Metall mit einer relativ hohen Wärmeleitfähigkeit und dient als Antriebswalze und als Kühlwalze wie im Fall bei der Fixiereinheit 11 von 2. Nach einer Vollendung des Wärmefixierprozesses werden das Tonerbild T, das Aufzeichnungsblatt P und der Endlosriemen 13 durch die Führungswalzen 16 und 18 gekühlt. Das Aufzeichnungsblatt P wird mit den Endlosriemen 13 und 14 in engen Kontakt gebracht, während es durch diese Endlosriemen 13 und 14 gehalten wird. Das heißt, das auf dem Aufzeichnungsblatt P abgeschiedene Tonerbild T wird durch den Endlosriemen 13 während der Zeit, in der das Aufzeichnungsblatt P durch die Fixiereinheit 311 verarbeitet wird, versiegelt. Das Tonerbild T wird daher nicht vom Aufzeichnungsblatt P entfernt, wenn es erhitzt wird. Und das Aufzeichnungsblatt P wird vom Endlosriemen 13 getrennt, nachdem das Tonerbild T ausreichend abgekühlt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert ist, so dass das Tonerbild T nicht auf dem Endlosriemen 13 abgeschieden gelassen wird. Folglich gibt die Fixiereinheit 311 ein Bild in einer stabilen Qualität aus, ohne den Offset zu verursachen.
In der Fixiereinheit 311 kann die Heizeinrichtung 312 irgendeine Anzahl der Heizelemente anstelle der Heizelemente 312a–312d umfassen.
19 stellt eine alternative Struktur der Fixiereinheit 311 dar. In dieser Struktur berührt eine Druckwalze 335, die als Druckwalze und als Antriebswalze dient, einen Endlosriemen 333 unter Druck, um einen Spalt dazwischen zu bilden, und treibt den Endlosriemen 333 mit Reibung so an, dass sich der Endlosriemen 333 in einer durch einen Pfeil angegebenen Richtung dreht. Wenn das Aufzeichnungsblatt P in den Spalt zwischen dem Endlosriemen 333 und der Druckwalze 335 vorgeschoben wird, presst daher die Druckwalze 335 das Aufzeichnungsblatt P gegen eine Heizeinrichtung 332 über den Endlosriemen 333, wobei die Heizeinrichtung 332 mehrere Heizelemente wie in dem in 18 gezeigten Fall aufweist. In dieser Struktur werden das Tonerbild T und das Aufzeichnungsblatt P nach einer Vollendung des Wärmefixierprozesses von selbst gekühlt, wie durch einen Pfeil C angegeben.
20 drückt eine Weise aus, wie die Energie der elektrischen Leistung für den Fixierprozess eingespart wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P mit Tonerbildern T1–T5 beispielsweise durch die Fixiereinheit 311 verarbeitet wird. In diesem Fall sind die Tonerbilder T1–T5 in der Größe voneinander verschieden, wie in 20 gezeigt. Während der Zeit, in der das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 311 vorhanden ist und verarbeitet wird, werden die Signale A_int-a–A_int-d auf niedrig gehalten, um die Heizelemente 312a–312d unbeheizt zu halten, wenn kein Tonerbild nahe die Heizelemente 312a–312d gebracht wird. Wenn ein Tonerbild T1 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, wird das Signal A_int-d auf hoch angehoben, um das entsprechende Heizelement 312d anzutreiben. Dadurch wird das Tonerbild T1 erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert. Das Signal A_int-d wird dann auf niedrig gesenkt, um das Heizelement 312d zu deaktivieren, wenn das Tonerbild T1 vom Heizelement 312d weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 311 transportiert wird. Während dieses Vorgangs werden die Signale A_int-a–A_int-c nicht aktiviert. Daher wird der Fixierprozess für das Tonerbild T1 mit einem Viertel des Leistungsverbrauchs eines Falls, in dem ein Heizelement mit einer Breite, die die ganze Blattbreite abdeckt, aktiviert wird, ausgeführt.
Wenn das Tonerbild T2 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, werden die Signale A_int-c und A_int-d auf hoch angehoben, um die entsprechenden Heizelemente 312c und 312d anzutreiben. Dadurch wird das Tonerbild T2 erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Die Signale A_int-c und A_int-d werden dann auf niedrig gesenkt, um die Heizelemente 312c und 312d zu deaktivieren, wenn das Tonerbild T3 von den Heizelementen 312c und 312d weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 311 transportiert wird. Die restlichen Signale A_int-aund A_int-b werden während des vorstehend beschriebenen Vorgangs nicht aktiviert. Daher wird der Fixierprozess für das Tonerbild T2 mit einer Hälfte des Leistungsverbrauchs eines Falls ausgeführt, in dem ein Heizelement mit einer Breite, die die ganze Blattbreite abdeckt, aktiviert wird.
Wenn das Tonerbild T3 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, werden die Signale A_int-b und A_int-c auf hoch angehoben, um die entsprechenden Heizelemente 312b und 312c anzutreiben. Dadurch wird das Tonerbild T3 erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Die Signale A_int-b und A_int-c werden dann auf niedrig gesenkt, um die Heizelemente 312b und 312c zu deaktivieren, wenn das Tonerbild T3 von den Heizelementen 312b und 312c weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 311 transportiert wird. Die restlichen Signale A_int-a und A_int-d werden während des obigen Vorgangs nicht aktiviert. Daher wird der Fixierprozess für das Tonerbild T3 mit einer Hälfte des Leistungsverbrauchs eines Falls ausgeführt, in dem ein Heizelement mit einer Breite, die die ganze Blattbreite abdeckt, aktiviert wird.
Wenn das Tonerbild T4 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, werden die Signale A_int-b, A_int-c und A_int-d auf hoch angehoben, um die entsprechenden Heizelemente 312b, 312c und 312d anzutreiben, und dadurch wird das Tonerbild T4 erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Die Signale A_int-b, und A_int-d werden dann auf niedrig gesenkt, um die Heizelemente 312b, 312c und 312d zu deaktivieren, wenn das Tonerbild T3 von den Heizelementen 312b, 312c und 312d weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P durch die Fixiereinheit 311 transportiert wird. Während dieses Vorgangs wird das restliche Signal A_int-a nicht aktiviert. Daher wird der Fixierprozess für das Tonerbild T4 mit drei Viertel des Leistungsverbrauchs eines Falls ausgeführt, in dem ein Heizelement mit einer Breite, die die ganze Blattbreite abdeckt, aktiviert wird.
Wenn das Tonerbild T5 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, werden die Signale A_int-a, A_int-b, A_int-c und A_int-d auf hoch angehoben, um die entsprechenden Heizelemente 312a, 312b, 312c und 312d anzutreiben. Dadurch wird das Tonerbild T5 erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Die Signale A_int-a, A_int-b, A_int-c und A_int-d werden dann auf niedrig gesenkt, um die Heizelemente 312a, 312b, 312c und 312d zu deaktivieren, wenn das Tonerbild T4 von den Heizelementen 312a, 312b, 312c und 312d weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 311 transportiert wird. Während dieses Vorgangs werden alle Signale A_int-a–A_int-d aktiviert. Daher wird der Fixierprozess für das Tonerbild T5 mit dem vollen Leistungsverbrauch eines Falls ausgeführt, in dem ein Heizelement mit einer Breite, die die ganze Blattbreite abdeckt, aktiviert wird.
Während der vorstehend beschriebenen Vorgänge werden die Signale A_int-a bis A_int-d nicht aktiviert und die Heizelemente 312a bis 312d der Heizeinrichtung 312 werden nicht geheizt, wenn ein Aufzeichnungsbereich ohne Tonerbild im Aufzeichnungsblatt P an der Heizeinrichtung 312 vorbeilaufen lassen wird.
Folglich kann die Fixiereinheit 311 die Energie von elektrischer Leistung durch ihren Fixiervorgang erheblich einsparen, wie vorstehend beschrieben. Dies wäre durch Vergleichen dessen mit einem Fall, in dem die Heizelemente 312a–212d der Heizeinrichtung 312 immer mit kontinuierlichen Antriebssignalen angetrieben werden, leicht verständlich. Ein Textbild, das Zeilen von Zeichen aufweist, umfasst beispielsweise typischerweise Räume zwischen den Zeilen. Wenn ein solches Bild durch die Fixiereinheit 311 verarbeitet wird, werden die Signale A_int-a–A_int-d auf niedrig gehalten, wobei keine Energie während der Zeiträume, die diesen Räumen entsprechen, verbraucht wird. Folglich kann eine große Menge an elektrischer Leistung eingespart werden.
21 zeigt eine Modifikation der Fixierleistungssteuerung, die durch die Fixierleistungs-Steuereinheit 323 durchgeführt wird. Wie im Fall der Fixierleistungs-Steuereinheit 23 von 3 weist jedes der Signale A_int-a bis A_int-d drei Pegel auf; einen Nullpegel, einen weißen Pegel und einen schwarzen Pegel. Der schwarze Pegel ist ein Pegel, in dem ein Heizelement der Heizeinrichtung 312 mit voller Leistung angetrieben wird. Der weiße Pegel ist ein Pegel, mit dem ein Heizelement der Heizeinrichtung 312 hauptsächlich mit einer elektrischen Leistung mit einer Verringerung von 5% oder mehr von der Leistung des schwarzen Pegels geheizt wird.
In diesem Fall sind die Tonerbilder T1–T5 in der Größe voneinander verschieden, wie in 21 gezeigt, wie im Fall von 20. Während der Zeit, in der das Aufzeichnungsblatt P nicht in der Fixiereinheit 311 vorhanden ist, werden die Signale A_int-a–A_int-d auf dem Nullpegel gehalten. Während der Zeit, in der ein Nicht-Aufzeichnungs-Bereich des Aufzeichnungsblatts P an der Heizeinrichtung 312 vorbeilaufen lassen wird, werden die Signale A_int-a–A_int-d auch auf dem Nullpegel gehalten. Wenn das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 311 vorhanden ist und ein Aufzeichnungsbereich des Aufzeichnungsblatts P an der Heizeinrichtung 312 vorbeilaufen lassen wird, werden die Signale A_int-a–A_int-d auf dem weißen Pegel gehalten.
Wenn das Tonerbild T1 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, wird das Signal A_int-d vom weißen Pegel auf den schwarzen Pegel angehoben, um das entsprechende Heizelement 312d anzutreiben. Das Tonerbild T1 wird dadurch erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Das Signal A_int-d wird dann auf den weißen Pegel gesenkt, um das Heizelement 312d vorzuheizen, wenn das Tonerbild T1 vom Heizelement 312d weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P durch die Fixiereinheit 311 transportiert wird. Die restlichen Signale A_int-a–A_int-c werden während des obigen Vorgangs auf dem weißen Pegel gehalten. Im Vergleich zum Leistungsverbrauch eines Falls, in dem ein Heizelement mit einer Breite, die die ganze Blattbreite abdeckt, aktiviert wird, wird daher der Fixierprozess für das Tonerbild T1 mit dem folgenden verringerten Leistungsverbrauch P1 ausgeführt; P1 = (1/4) × 1 + (3/4) × 0,95
Wenn das Tonerbild T2 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, werden die Signale und A_int-c und A_int-d auf den schwarzen Pegel angehoben, um die entsprechenden Heizelemente 312c und 312d anzutreiben. Das Tonerbild T2 wird dadurch erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Die Signale A_int-c und A_int-d werden dann auf den weißen Pegel gesenkt, um die Heizelemente 312c und 312d vorzuheizen, wenn das Tonerbild T2 von den Heizelementen 312c und 312d weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 311 transportiert wird. Während dieses Vorgangs werden die restlichen Signale A_int-a und A_int-b nicht aktiviert. Daher wird der Fixierprozess für das Tonerbild T2 mit dem folgenden verringerten Leistungsverbrauch P2 ausgeführt; P2 = (1/2) × 1 + (1/2) × 0,95
Wenn das Tonerbild T3 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, werden die Signale A_int-b und A_int-c auf den schwarzen Pegel erhöht, um die entsprechenden Heizelemente 312b und 312c anzutreiben. Das Tonerbild T3 wird dadurch erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Die Signale A_int-b und A_int-c werden dann auf den weißen Pegel gesenkt, um die Heizelemente 312b und 312c vorzuheizen, wenn das Tonerbild T3 von den Heizelementen 312b und 312c weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 311 transportiert wird. Während dieses Vorgangs werden die restlichen Signale A_int-a und A_int-d nicht aktiviert. Daher wird der Fixierprozess für das Tonerbild T3 mit dem folgenden verringerten Leistungsverbrauch P3 ausgeführt; P3 = (1/2) × 1 + (1/2) × 0,95
Wenn das Tonerbild T4 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, werden die Signale A_int-b, A_int-c und A_int-d auf den schwarzen Pegel angehoben, um die entsprechenden Heizelemente 312b, 312c und 312d anzutreiben. Dadurch wird das Tonerbild T4 erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Die Signale A_int-b, A_int-c und A_int-d werden dann auf den weißen Pegel gesenkt, um das Heizelement 312b, 312c und 312d vorzuheizen, wenn das Tonerbild T4 von den Heizelementen 312b, 312c und 312d weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P in der Fixiereinheit 311 transportiert wird. Das restliche Signal A_int-a wird während des vorstehend beschriebenen Vorgangs nicht aktiviert. Daher wird der Fixierprozess für das Tonerbild T4 mit dem folgenden verringerten Leistungsverbrauch P4 ausgeführt; P4 = (3/4) × 1 + (1/4) + 0,95
Wenn das Tonerbild T5 nahe die Heizeinrichtung 312 gebracht wird, werden die Signale A_int-a, A_int-b, A_int-c und A_int-d auf den schwarzen Pegel angehoben, um die entsprechenden Heizelemente 312a, 312b, 312c und 312d anzutreiben. Dadurch wird das Tonerbild T5 erhitzt und auf dem Aufzeichnungsblatt P fixiert. Die Signale A_int-a, A_int-b, A_int-c und A_int-d werden dann auf den weißen Pegel gesenkt, um das Heizelement 312a, 312b, 312c und 312d vorzuheizen, wenn das Tonerbild T4 von der Heizeinrichtung 312 weggebracht wird, wenn das Aufzeichnungsblatt P durch die Fixiereinheit 311 transportiert wird. Während dieses Vorgangs werden alle Signale A_int-a–A_int-d aktiviert und in diesem Fall wird der Fixierprozess für das Tonerbild T5 mit demselben Leistungsverbrauch wie jenem eines Falls, ausgeführt, in dem ein Heizelement mit einer Breite, die die ganze Blattbreite abdeckt, aktiviert wird.
Während der vorstehend beschriebenen Vorgänge werden die Signale A_int-a bis A_int-d nicht aktiviert und die Heizelemente 312a bis 312d der Heizeinrichtung 312 werden nicht geheizt, wenn ein Aufzeichnungsbereich ohne Tonerbild im Aufzeichnungsblatt P an der Heizeinrichtung 312 vorbeilaufen lassen wird.
Folglich kann die Fixiereinheit 311 die Energie von elektrischer Leistung durch ihren Fixiervorgang mit der vorstehend beschriebenen modifizierten Fixierleistungssteuerung, die von der Fixierleistungs-Steuereinheit 323 durchgeführt wird, erheblich einsparen. Dies wäre durch Vergleichen dessen mit einem Fall, in dem die Heizelemente 312a–212d der Heizeinrichtung 312 immer mit kontinuierlichen Antriebssignalen angetrieben werden, leicht verständlich. Ein Textbild, das Zeilen von Zeichen aufweist, umfasst beispielsweise typischerweise Räume zwischen den Zeilen. Wenn ein solches Bild durch die Fixiereinheit 311 verarbeitet wird, werden die Signale A_int-a–A_int-d auf dem weißen Pegel gehalten, wobei eine Verringerung der elektrischen Leistung von 5% oder mehr während der diesen Räumen entsprechenden Zeiträume durchgeführt werden kann. Folglich kann eine große Menge an elektrischer Leistung eingespart werden.
Offensichtlich sind zahlreiche zusätzliche Modifikationen und Veränderungen der vorliegenden Erfindung angesichts der obigen Lehren möglich. Es soll daher selbstverständlich sein, dass die vorliegende Erfindung innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche anders als speziell hierin beschrieben ausgeführt werden kann.
Vorzugsweise wird die vorstehend erwähnte Kühlung durch Kühlen des Fixierriemens stromabwärts der Fixierposition durch eine beliebige Art von Wärmeableiter oder Kühlvorrichtung (z. B. Gebläse) durchgeführt.
Die Heizeinrichtung umfasst vorzugsweise eine Anzahl oder eine Mehrzahl von Heizelementen. Die Heizelemente können gemäß einer beliebigen Art von Muster angeordnet sein. Vorzugsweise sind die Heizelemente parallel und/oder senkrecht zur Heizrichtung des Tonerbildes angeordnet.
Vorzugsweise werden die Heizelemente derart gespeist, dass eine maximale Heizenergie auf das Papier dort aufgebracht wird, wo Toner vorhanden ist. Wenn ein Tonerabschnitt an einem Heizelement vorhanden ist oder an einem Heizelement vorbeiläuft, wird das Heizelement vorzugsweise durch mehrere Impulse oder einen Impulsstoß geheizt. Die Zeitsteuerung, der Tastgrad und/oder die Impulsbreite der Impulse der mehreren Impulse sind derart gebildet, dass die resultierende Temperatur am Heizelement während der mehreren Impulse oder des Impulsstoßes ungefähr konstant ist. Vorzugsweise ist die Temperaturschwankung geringer als 30%, bevorzugter geringer als 10%.
Wenn eine Anzahl oder Mehrzahl von Heizelementen vorhanden ist, werden die Heizelemente vorzugsweise zu verschiedenen Zeitpunkten gespeist. Vorzugsweise werden mindestens zwei Heizelemente gleichzeitig nicht gespeist. Vorzugsweise wird unter einer Gruppe von Heizelementen nur ein Heizelement auf einmal gespeist.
Vorzugsweise nimmt die Anzahl von Heizelementen, die zur Fixierung gespeist werden, mit zunehmendem Durchsatz von Papier und/oder zunehmender Menge an Toner auf den durchlaufenden Papieren und/oder zunehmender Transportgeschwindigkeit des Papiers zu.
Vorzugsweise wird die Leistung, die z. B. von einer Leistungsquelle zum Heizen der Heizelemente geliefert wird, zwischen mindestens zwei der Heizelemente gemäß dem vorbestimmten Muster umgeschaltet. Folglich wird die Leistung von derselben Leistungsquelle vorzugsweise verwendet, um mindestens zwei verschiedene Heizelemente zu verschiedenen Zeiten zu speisen.
Das Speisen von Heizelementen zu verschiedenen Zeiten (z. B. von derselben Leistungsquelle), wie vorstehend erörtert, bezieht sich vorzugsweise auf das Speisen innerhalb mehrerer Impulse oder eines Impulsstoßes. Mit anderen Worten, innerhalb der Zeit für mehrere Impulse oder einen Impulsstoß werden mindestens zwei der Impulse nicht gleichzeitig erregt.
Der Abstand zwischen den Heizelementen und/oder ihre geometrische Ausdehnung in der Transportrichtung des Papiers wird in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden gewählt: dem Tastgrad von Impulsen innerhalb einer Mehrzahl eines Stoßes von Impulsen, der Impulsbreite der Impulse innerhalb mehrerer Impulse oder der Geschwindigkeit des Papiers usw. Vorzugsweise wird der Abstand der Heizelemente und ihre geometrische Ausdehnung in der Transportrichtung des Papiers (Breite) derart gewählt, dass jeder Unterabschnitt eines Tonerabschnitts dieselbe Menge an Wärme empfängt. Unter der Annahme, dass der Unterabschnitt eines Tonerabschnitts an einem ersten Heizelement vorbeiläuft und das Heizelement zu diesem Zeitpunkt durch einen Impuls von mehreren Impulsen gespeist wird, wird eine maximale Wärmemenge zu diesem Unterabschnitt geliefert, während eine minimale Wärmemenge zum anschließenden Abschnitt geliefert wird, der an dem Heizelement vorbeiläuft, wenn kein Impuls der mehreren Impulse aktiv ist. Vorzugsweise wird die Zeitsteuerung der Impulse, der Abstand der Heizelemente und/oder die Breite der Heizelemente derart gewählt, dass der erste Unterabschnitt eine minimale Menge an Wärmeenergie an einem zweiten (anschließenden) Heizelement empfängt und der zweite (anschließende) Unterabschnitt eine maximale Menge an Wärmeenergie am zweiten Heizelement empfängt, um dieselbe Wärmeenergie integriert über alle Heizelemente auf die vorbeilaufenden Unterabschnitte aufzubringen.
Um Energie zu sparen, ist es auch möglich, Heizelemente, die senkrecht zur Transportrichtung angeordnet sind, wie in 21 gezeigt, zu speisen, so dass während eines Impulsstoßes, der an die Heizelemente für den Tonerabschnitt T5 angelegt wird, mindestens zwei der Heizelemente 312a bis 312d nicht gleichzeitig gespeist werden, um den Leistungsverbrauch zu verringern.
Vorzugsweise werden die Heizelemente gemäß einer Zeitsteuerung geometrisch angeordnet und gespeist, so dass ein Tonerabschnitt, der eine Zeilenform aufweist und zur Transportrichtung des Tonerbildes senkrecht ist, durch die Heizelemente geheizt wird. Für diesen Zweck werden die Heizeinrichtung und die Heizelemente der Heizeinrichtung vorzugsweise in einer Zeilenform senkrecht zur Transportrichtung des Bildes angeordnet. Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird beispielsweise das Heizelement 312a von 21 nach rechts verschoben. In diesem Fall wird der Stoß von Impulsen A_int-a geringfügig früher als der andere Stoß von Impulsen angelegt, um den Tonerabschnitt T5 zu heizen.

Claims

Bilderzeugungsvorrichtung, die umfasst: eine Steuereinheit (22) zum Steuern einer Bilderzeugung; einen Bilderzeugungsmechanismus (100) zum Erzeugen eines nicht fixierten Tonerbildes, das Tonerabschnitte (T1–T5) mit unterschiedlichen Größen mit Toner auf einem Aufzeichnungsblatt in Übereinstimmung mit einer Verteilung von Bildinformationen enthält; eine Fixiervorrichtung (11), um das nicht fixierte Tonerbild, das auf dem Aufzeichnungsblatt getragen wird, zu fixieren, wobei die Fixiervorrichtung umfasst: eine Heizeinrichtung (12; 132; 212; 232; 312), die mehrere Zeilenheizelemente (212, 312) enthält, die so angeordnet sind, dass eine Iongitudinale Seite hiervon zu einer Richtung, in der das Aufzeichnungsblatt vorgeschoben wird, senkrecht ist; einen Endlosriemen (13, 133; 233; 333), der konfiguriert ist, um in der Weise umzulaufen, dass seine innere Oberfläche über eine Oberfläche der Heizeinrichtung gleitet; eine Druckwalze (15; 135, 235; 335), die an einer Position gegenüber der Heizeinrichtung in Bezug auf den Endlosriemen angeordnet ist, wobei die Druckwalze für eine Drehung in Kontakt mit dem Endlosriemen unter Druck gehalten wird, um einen Spalt dazwischen zu erzeugen und um Druck auf das Aufzeichnungsblatt gegen den Endlosriemen auszuüben, so dass das nicht fixierte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt durch die Wärme der Heizeinrichtung fixiert wird, wenn das Aufzeichnungsblatt dem Spalt so zugeführt wird, dass das nicht fixierte Tonerbild dem Endlosriemen zugewandt ist, und durch den Spalt in einer Transportrichtung transportiert wird; und eine Heizeinrichtungs-Steuereinheit (23; 220; 320), die konfiguriert ist, um wahlweise in Übereinstimmung mit der Verteilung von Bildinformationen auf dem Aufzeichnungsblatt die mehreren Zeilenheizelemente mit Impulsstößen anzusteuern, um das nicht fixierte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt zu fixieren, so dass die Heizeinrichtung während einer Zeit, in der sich ein weißer Bereich ohne Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt an der Heizeinrichtung vorbei bewegt, nicht angesteuert wird, wobei die Bildinformationen von der Steuereinheit (22) empfangen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungs-Steuereinheit so beschaffen ist, dass im Fall eines Tonerabschnitts, der eine Linienform hat und zu der Vorschubrichtung des Blattes senkrecht ist, dieser Tonerabschnitt durch Ansteuern der Zeilenheizelemente mit den Impulsstößen erhitzt wird, so dass Impulse für zwei der angesteuerten Zeilenheizelemente nicht gleichzeitig sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fixiervorrichtung so ausgebildet ist, dass Toner fixiert wird, der ein Harz als ein Haupthaftmittel enthält, das Eigenschaften eines Erweichungs- oder Schmelzpunkts im Bereich von 50°C bis 160°C besitzt.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Heizeinrichtung wenigstens zwei parallele Zeilenheizelemente (212a, 212b) enthält, die in der Weise angeordnet sind, dass eine longitudinale Seite hiervon zu der Richtung, in der das Aufzeichnungsblatt vorgeschoben wird, senkrecht ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Heizeinrichtungs-Steuereinheit so ausgebildet ist, dass sie abwechselnd zwei der wenigstens zwei parallelen Heizelemente mit abwechselnden Impulsen mit Energie versorgt.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die wenigstens zwei parallelen Zeilenheizelemente (212a, 212b) um 10 mm oder weniger voneinander beabstandet sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei jedes der wenigstens zwei parallelen Zeilenheizelemente (212a, 212b) eine Breite im Bereich von 0,01 mm bis 5 mm hat.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Heizeinrichtung mehrere Zeilenheizelemente (312a–312d) enthält, die in einer Linie in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der das Aufzeichnungsblatt vorgeschoben wird, angeordnet sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei jedes der mehreren Zeilenheizelemente (312a–312d) ein Wärmegefälle aufweist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die ferner einen Kühlungsmechanismus (C) umfasst, der konfiguriert ist, um das Tonerbild zu kühlen, nachdem das Tonerbild durch die Heizeinrichtung mit Wärme auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert worden ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die ferner eine Führungswalze (18) umfasst, die an einer Position stromabseitig von der Heizeinrichtung (12; 212; 312) in der Richtung, in der das Aufzeichnungsblatt befördert wird, angeordnet ist, wobei die Führungswalze konfiguriert ist, um den Endlosriemen zu unterstützen und um als ein Kühlungsmechanismus zu dienen, der konfiguriert ist, um das Tonerbild zu kühlen, nachdem das Tonerbild durch die Heizeinrichtung mit Wärme auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert worden ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die ferner einen Mechanismus umfasst, der konfiguriert ist, um den Endlosriemen dazu zu veranlassen, dass er das Tonerbild und das Aufzeichnungsblatt zusammenhält, bis das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert ist, nachdem das Tonerbild der Wärme der Heizeinrichtung ausgesetzt worden ist.
Bilderzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Heizeinrichtungs-Steuereinheit so ausgebildet ist, dass sie die Versorgung der Heizeinrichtung mit Energie während einer Zeit, in der ein bildloser Bereich zwischen zwei benachbarten Tonerbild-Zeilen auf dem Aufzeichnungsblatt der Heizeinrichtung zugeführt wird, anhält.
Bilderzeugungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Heizeinrichtungs-Steuereinheit so ausgebildet ist, dass sie die Heizeinrichtung während einer Zeit, in der ein Bereich des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsblatt der Heizeinrichtung zugeführt wird, mit Energie versorgt.
Bilderzeugungsverfahren, das die Schritte des Steuerns einer Bilderzeugung durch eine Steuereinheit (22), des Erzeugens eines nicht fixierten Tonerbildes, das Tonerabschnitte (T1–T5) mit unterschiedlichen Größen mit Toner auf einem Aufzeichnungsblatt in Übereinstimmung mit einer Verteilung von Bildinformationen enthält; und ein Fixierverfahren umfasst, um das nicht fixierte Tonerbild, das auf dem Aufzeichnungsblatt getragen wird, zu fixieren, wobei das Fixierverfahren die folgenden Schritte umfasst: Bilden eines Spalts zwischen einem Endlosriemen (13; 133; 233; 333) und einer Druckwalze (15; 135; 235; 335) die so gehalten werden, dass sie sich in gegenseitigem Kontakt unter Druck drehen; Vorsehen einer Heizeinrichtung (12; 132; 212; 232; 312) an einer Position innerhalb des Endlosriemens in Kontakt mit dem Endlosriemen und gegenüber der Druckwalze in Bezug auf den Endlosriemen, wobei die Heizeinrichtung mehrere Zeilenheizelemente (212, 312) enthält, die in der Weise angeordnet sind, dass eine longitudinale Seite hiervon zu einer Richtung, in der das Aufzeichnungsblatt vorgeschoben wird, senkrecht ist; Drehen des Endlosriemens und der Druckwalze, wobei der Endlosriemen aufgrund seines Umlaufens über eine Oberfläche der Heizeinrichtung gleitet; Vorschieben des Aufzeichnungsblatts zu dem Spalt und Transportieren des Aufzeichnungsblatts durch den Spalt in einer Transportrichtung, wobei das Aufzeichnungsblatt eine Orientierung hat, in der das Tonerbild dem Endlosriemen zugewandt ist; und Versorgen der Heizeinrichtung mit Energie in Übereinstimmung mit der Verteilung von Bildinformationen auf dem Aufzeichnungsblatt, wenn das Tonerbild zu der Heizeinrichtung gebracht wird, wobei die Bildinformationen von der Steuereinheit empfangen werden und wobei die Versorgung mit Energie derart erfolgt, dass die Heizeinrichtung während einer Zeit, in der ein weißer Bereich ohne Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt an der Heizeinrichtung vorbei bewegt wird, nicht angesteuert wird, wobei die mehreren Zeilenheizelemente in Übereinstimmung mit der Verteilung von Bildinformationen auf dem Aufzeichnungsblatt wahlweise mit Impulsstößen angesteuert werden, um das nicht fixierte Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt zu fixieren, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, in dem ein Tonerabschnitt, der eine Linienform hat und zu der Transportrichtung senkrecht ist, dieser Tonerabschnitt durch Ansteuern der Zeilenheizelemente mit den Impulsstößen erhitzt wird, derart, dass Impulse für zwei der angesteuerten Zeilenheizelemente nicht gleichzeitig sind.
Bilderzeugungsvorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Toner ein Harz als ein Haupthaftmittel enthält, das Eigenschaften eines Erweichungs- oder Schmelzpunkts in einem Bereich von 50°C bis 160°C besitzt.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 15, wobei die Heizeinrichtung wenigstens zwei Zeilenheizelemente (212a, 212b) besitzt, die in der Weise angeordnet sind, dass eine longitudinale Seite hiervon zu der Richtung, in der das Aufzeichnungsblatt befördert wird, senkrecht ist.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt des Versorgens mit Energie abwechselnd zwei der wenigstens zwei Zeilenheizelemente (212a, 212b) mittels abwechselnder Impulse mit Energie versorgt.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei die wenigstens zwei Zeilenheizelemente (212a, 212b) um 10 mm oder weniger voneinander beabstandet sind.
Bilderzeugungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei jedes der wenigstens zwei Zeilenheizelemente (212a, 212b) eine Breite in einem Bereich von 0,01 mm bis 5 mm hat.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 14, wobei die Heizeinrichtung mehrere Zeilenheizelemente (312a–312d) enthält, die in einer Linie in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der das Aufzeichnungsblatt vorgeschoben wird, angeordnet sind.
Bilderzeugungsverfahren nach Anspruch 20, wobei jedes der mehreren Zeilenheizelemente (312a–312d) ein Wärmegefälle aufweist.
Bilderzeugungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 21, das ferner einen Kühlungsschritt umfasst, um das Tonerbild zu kühlen, nachdem das Tonerbild mit Wärme durch den Heizschritt auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert worden ist.
Bilderzeugungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 22, das ferner einen Bereitstellungsschritt umfasst, um eine Führungswalze (18) bereitzustellen, um den Endlosriemen zu unterstützen und um als ein Kühlungsorgan zum Kühlen des Tonerbildes zu dienen, nachdem das Tonerbild mit Wärme durch den Heizschritt auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert worden ist, wobei die Führungswalze an einer Position stromabseitig von der Heizeinrichtung in der Richtung, in der das Aufzeichnungsblatt vorgeschoben wird, angeordnet ist.
Bilderzeugungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 23, das ferner einen Bereitstellungsschritt umfasst, um ein Organ bereitzustellen, um den Endlosriemen dazu zu veranlassen, das Tonerbild und das Aufzeichnungsblatt zusammenzuhalten, bis das Tonerbild auf dem Aufzeichnungsblatt fixiert ist, nachdem das Tonerbild der Wärme des Heizschrittes unterworfen worden ist.
Bilderzeugungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei der Schritt des Versorgens mit Energie die Versorgung mit Energie der Heizeinrichtung während einer Zeit anhält, in der ein bildloser Bereich zwischen zwei benachbarten Tonerbildzeilen auf dem Aufzeichnungsblatt der Heizeinrichtung zugeführt wird.
Bilderzeugungsverfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei der Schritt des Versorgens mit Energie die Heizeinrichtung während einer Zeit mit Energie versorgt, in der ein Bereich des Tonerbildes auf dem Aufzeichnungsblatt der Heizeinrichtung zugeführt wird.