激光定影设备及设置有激光定影设备的图像形成设备的制作方法

文档序号:2794323阅读:230来源:国知局

专利名称::激光定影设备及设置有激光定影设备的图像形成设备的制作方法
技术领域
:本发明涉及诸如复印机、打印机、或传真装置的电子照相系统的图像形成设备,尤其涉及通过激光束照射单元对形成在纸张上的非定影的图像进行定影的激光定影设备,以及设置有该激光定影设备的图像形成设备。
背景技术
:诸如打印机的电子照相系统的图像形成设备具有通过热定影将形成到纸张状打印介质(在下文中仅被称为纸张,其中代表性的实施例是打印纸张)上的墨粉图像定影到纸张上的定影设备。包括定影辊和压力辊的辊对系统的定影设备已经被认为是上述定影设备的一个示例(例如,参见日本未审查专利公布第11-38802号)。定影辊是具有形成在中空核心的表面上的弹性层的辊部件,其中该中空核心由诸如铝的金属构成。一般,将卤素灯布置在核心中作为热源。温度控制装置基于从设置在定影辊的表面上的温度传感器输出的信号来接通或切断卤素灯,从而将定影辊的表面上的温度控制为目标温度。压力辊是具有由硅橡胶构成的耐热弹性层的辊部件,其中将硅橡胶形成在核心的外围表面上作为覆盖层。压力辊与定影辊的外围表面加压接触,由此由于耐热弹性层的弹性变形而在定影辊与压力辊之间形成辊隙区域。在上述配置中,定影设备在定影辊与压力辊之间的辊隙区域处夹住其上形成有非定影的墨粉图像的纸张。由于这些辊的旋转,纸张被传送,以及通过来自定影辊的外围表面的热对纸张上的图像进行定影以将其定影到纸张上。但是,在传统的辊对系统的定影设备中,早晨紧接在接通电源之后,定影辊和压力辊处于室温。为了执行定影操作,定影辊的表面温度必须增加到预定温度。所以,需要加热时间。在未执行复印操作的待机状态中,必须将辊的表面保持为预定温度。因此,即使当未执行复印操作时,也必须始终对辊进行加热,其消耗用于热保持的能量。考虑到这个,已经提出了采用激光能的定影设备,将其作为有效地仅对墨粉进行定影而不会消耗不必要的能量的系统(例如,参见日本未审查专利公布第7-191560号)。日本未审查专利公布第7-191560号中描述的设备为了加热墨粉而使用多个激光器,由此提高了仅通过单个微弱的激光器是不足的定影性能。该公布描述由于该配置,可使用具有低输出的、便宜的激光器,从而可简化整个设备。另一方面,已经提出了包括这样的单元的设备该单元为了减少用于定影的热量,通过采用来自定影操作期间被加热的纸张的废热,来预先加热未加热的记录介质(例如,参见日本未审查专利公布第2004-208M号)。该设备还包括冷却单元,其从已经通过了定影部的记录介质中得到热。该设备还包括热传导单元,其通过热管和带子将由冷却单元得到的热传导给布置在定影部之前的记录介质传送带。记录介质传送带预先加热尚未经受定影操作、并且其上转印有墨粉图像的记录介质。热管用于以小的温差来传导大量的热(例如,参见TakahiroTanakaΛHiroshiMonura、禾口YasushigeUjiie的“OperatingCharacteristicsoftheSelf-Exciting-Mode-Oscillating-Flow-Heat-Pipe,,,2004年10月29日,在NihonUniversity,collegeofIndustrialTechnology,ResearchInstituteofIndustrialTechnology的"37thAcademicLectureofCollegeofIndustrialTechnology,,上)。但是,在日本未审查专利公布第7-191560号描述的技术中,激光装置的光能转换效率低,即可被光学地输出为激光的电能相对于施加到激光装置的电能的比率低。一般使用的激光装置具有50%或更少的光转换效率。具体地,相对于所施加的电能,50%或更多的电能是转换损失。上述转换损失变成从激光光源生成的热。所以,需要用于冷却所生成的热的冷却单元。例如,需要利用诸如风扇的用于吹风的单元来冷却散热片的单元,其中该散热片设置在光源的热生成部分。可替选地,需要用于利用水循环设备来冷却散热片的单元,例如水冷却机构。由于为了操作冷却单元而独自地需要电能,导致总的能量转换效率变得低于单个激光装置的光能转换率。总的能量转换效率是可执行光照射的能量相对于为操作激光器所需的总的施加的电能的比率,其中总的施加的电能包括施加到激光装置的电能和为冷却而施加的电能。在日本未审查专利公布第2004-208号描述的技术中,仅在纸张的传送期间可传导热。在日本未审查专利公布第2004-208M号描述的定影系统中,即在用两个辊加热纸张的系统中,加热具有墨粉的整个纸张。另一方面,在激光定影系统中,仅向打印部分(呈现墨粉的部分)照射激光以加热该部分。由于不直接加热纸张,纸张上生成的热非常少。所以,在日本未审查专利公布第2004-208M号的激光定影系统中,能够使用废热的效果小。在日本未审查专利公布第2004-208M号中描述的设备包括用作用于得到纸张的热的冷却单元的第一热管,以及接收得到的热的第二热管。通过诸如带子的热传导单元将第一热管的热传导到第二热管。而且,将第二热管的热传导到位于定影部的入口处的记录介质传送带。根据上述配置,该设备应该是复杂的。由于从已经经受了定影的记录介质生成废热开始直至将热传导到尚未经受定影的记录介质为止存在许多部件,因此热由于在该期间的辐射而损失,导致热传导效率会恶化。
发明内容已经考虑到上文中描述的问题而做出了本发明,以及本发明的目标是提供一种有效的激光定影设备,其可通过采用在激光光源处生成的废热来减少对墨粉图像进行定影所需要的光能量。为了实现以上目标,本发明提供了一种激光定影设备,包括激光光源,用于发射激光束;传送带,用于传送其上转印有墨粉图像的纸张,以及将该纸张导向到照射区域,在该照射区域中,利用来自激光光源的激光束照射墨粉图像;热管,包括接收由激光光源生成的热的热接收部分和将热供应给传送带的热释放部分;以及定影控制部分,用于控制激光光源,使得当墨粉图像通过照射区域时激光光源向墨粉图像照射激光束,从而将墨粉图像定影到纸张上,其中,热管将热从热接收部分传导到热释放部分,以及传送带利用从热释放部供应的热来对纸张和墨粉图像进行加热。本发明还提供了设置有激光定影设备的图像形成设备。图1是示意性图示根据本发明的图像形成设备中包括的图像形成部和定影部的主要部件的示例性视图;图2是图示根据本发明的定影设备的配置的示例的示例性视图;图3是图示根据本发明的热通道(heatlane)上的热传导的原理的示例性视图;图4是图示图2中所示的定影设备的第一变型的示例性视图;图5是图示图2中所示的定影设备的第二变型的示例性视图;图6是图示从上部观看的根据本发明的定影设备的示意性视图;图7是图示构成根据本发明的图像形成设备的各个操作部和定影控制部、以及各个部之间的控制信号的流向的框图;图8是图示根据本发明的图像形成设备中设定的定影控制部的复印操作的过程的流程图;图9是图示根据本发明的对传送带的预先加热时间与墨粉温度之间的关系执行一维分析的结果的第一图(在传送带的初始温度为30°C的情况下);图10是图示根据本发明的对传送带的预先加热时间与墨粉温度之间的关系执行一维分析的结果的第二图(在传送带的初始温度为40°C的情况下);图11是图示根据本发明的对传送带的预先加热时间与墨粉温度之间的关系执行一维分析的结果的第三图(在传送带的初始温度为50°C的情况下)。具体实施例方式根据本发明的定影设备包括热管,该热管具有接收激光光源处生成的热的热接收部分、和将热供应到传送带的热释放部分,其中,热管将在热接收部分处接收的热传导到热释放部分,同时传送带利用从热释放部分供应的热来对纸张和墨粉图像进行加热。因此,可通过采用当激光光源发射激光时生成的废热来对纸张和墨粉图像进行加热。因此,可实现有效的激光定影设备,其可减少定影操作所需要的光能量。由于进给和传送的纸张变成最终的冷却单元,不需要为激光光源提供另外的冷却单元。所以,可减少冷却所需要的电能。因为图像形成设备设置有上述激光定影设备,设置有上述激光定影设备的、根据本发明的图像形成设备可实现有效的定影。图像形成设备还可缩短图像形成设备的变热时间。本发明还可提供具有低功耗并且在待机状态期间不需要加热的图像形成设备。在本发明中,激光光源照射激光,该激光具有足以照射和加热墨粉图像和纸张以将墨粉图像定影的能量。其具体实施例例如是包括布置的多个激光装置的激光光源、和用于将从激光装置中的每个激光装置发射的激光指向预定方向的光学系统。可采用这样的配置在这样的配置中,提供至少一个激光装置和用于扫描从激光装置发射的激光的单元。但是,仅布置多个激光装置而不提供扫描单元的简单配置更优于上述配置。对于激光装置,小尺寸的便宜的半导体装置是非常优选的。在实施例中,将半导体激光器用作激光光源。但是,本发明不限于此,并且可将气体激光器或单独的激光器用作光源。在本发明中,墨粉图像是通过使用由微细的彩色粒子构成的墨粉而形成的图像。其具体实施例是在电子照相感光鼓上形成的、被转印到纸张上的墨粉图像。在本发明中,纸张是切割成预定大小的打印介质。其具体实施例是以标准尺寸切割的打印纸张。打印介质不限于纸张。其可为通明树脂或不透明树脂。在稍后描述的实施例中,纸张对应于记录纸张。在本发明中,照射区域是通过从激光光源发射的激光来照射纸张和墨粉图像的区域。例如,照射区域是从激光光源发射的激光照射传送带的区域,其中如此设置激光光源以使其与传送带相对。在稍后描述的实施例中,照射区域对应于传送带上直接在激光光源下方通过的预定区域。在本发明中,传送带是传送纸张、以及将热从热释放部分传导到纸张的环形带。其具体实施例是通过将诸如碳的传导材料分散到诸如聚碳酸酯的树脂中而形成的环形带。在本发明中,热管是用于以小的温差传导大量的热的唯一的杆或管。其具体实施例例如是其内密封有诸如纯水的热介质的金属窄管。在稍后描述的实施例中,热管对应于窄管。热管通过热接收部分从周围环境中得到热,以及通过热释放部分将热供应给周围环境。在本发明中,热管从激光光源得到热以冷却,以及将热供应给传送带、由传送带传送的纸张、和转印到纸张上的墨粉。在稍后描述的实施例中,为了有效地将热传导到周围环境,将具有形成在作为高导热部件的铝的表面上的PFAberfluoroakoxyalkane,全氟烷氧基树脂)层的管用于热接收部分和热释放部分。以下将描述本发明的优选实施例。在本发明中,热管可为自激振动型。根据该配置,即使在通过一般的热管热传导效率差的方向上,例如在从顶部到底部的方向上,通过使用具有高热传导效率的自激模式振荡流热(self-exciting-mode-oscillating-flow-heat)管也可有效地实现热传导。可将热管的热释放部分放置在传送带的内表面处。根据该配置,不需要用于布置热释放部分的多余空间。而且,可将热传导到传送带而不阻碍传送带的外部周围上传送的纸张,并且不干扰转印到纸张上的墨粉图像。可将热管的热释放部分布置成与传送带接触。根据该配置,热释放部分与传送带相接触,由此可将热有效地传导到传送带,因此可有效地加热纸张和墨粉。可将热释放部分布置在纸张到达照射区域之前的位置处。根据该配置,通过来自热释放部分的热来预先加热纸张,直至纸张到达照射区域为止。本发明的激光定影设备还可包括用于检测传送带的温度的温度传感器,其中,定影控制部根据由温度传感器检测到的传送带的温度来控制激光束的照射量。根据该配置,为了能够提供足够用于定影的光能量而不照射不需要的光能量,可控制照射量,由此可实现具有低功耗的定影设备。这是因为由于纸张的温度取决于传送带的温度,所以定影所需要的光能量不同。本发明的激光定影设备还可包括用于向传送带施加电压使得传送带静电地吸附纸张的电压施加部。根据该配置,纸张被静电地吸附到传送带以防止纸张的飘移,由此可均勻地和有效地加热整个纸张。由于提高了传送带到纸张的附着属性,激光的光能量可被均勻地照射到未定影的墨粉图像。激光光源可包括布置在纸张的横向方向上的多个激光装置,横向方向垂直于纸张被传送的方向。根据该配置,多个激光装置被布置在纸张的横向方向上,由此可确保定影所需的光能量的强度。不需要用于扫描在纸张的横向方向上的激光的机构,其简化了结构。另一方面,例如当以单个激光光源的光来照射纸张的整个表面时,需要扫描在纸张的横向方面上的激光。所以,设备易于复杂,并且成本易于增加。与通过用单个激光器来增加输出的结构相比,通过用多个激光器来增加输出的结构可获得激光器的宽的热生成区域,由此可增加热释放区域,并且可在宽的区域内实现冷却。可将热释放部分布置成沿长度L与传送带相接触,长度L满足下面的公式L>VX0.3,其中,L是热释放部分在沿纸张被传送的方向上的以毫米计量的长度,V是传送纸张的以毫米/秒计量的速度。根据该配置,可确保足够用于将热从热释放部分经由传送带传导到纸张和墨粉的时间,即加热时间。定影控制部可控制激光光源,使得当纸张通过照射区域时激光光源发射激光束,而当纸张不在照射区域中时激光光源不发射激光束。根据该配置,仅在需要对墨粉图像进行定影的定时照射激光,从而可消除不需要的激光的照射,其可抑制功耗。由于在传送带上不存在纸张的情况下不对传送带照射激光,可防止传送带的热退化。上述各种优选实施例可彼此组合。以下将参考附图详细描述本发明。注意,以下描述的实施例仅说明本发明,并且其不应当被解释为本发明限于这些实施例。在本发明的整个说明书和附图中,具有实质上相同功能和相同结构的部件用相同的标记来表示,并且跳过详细描述。以下将参考图1来描述本发明的一个实施例。图1是示意性图示本发明的图像形成设备中包括的图像形成部和定影部的主要部件的示例性视图。例如,图1中图示的图像形成设备1基于从网络上的各个终端装置发送的图像数据在预定的记录纸张上形成多色图像或单色图像。图像形成设备包括可视图像形成单元50(50Y、50M、50C和50B)、记录纸张传送部30、定影设备40和进给盘20。图像形成设备包括对应于黄色⑴、深红色(M)、青色(C)和黑色⑶中的每个的四个可视图像形成单元50Y、50M、50C和50B。可视图像形成单元50Y通过使用黄色(Y)的墨粉来进行图像形成。可视图像形成单元50M通过使用深红色(M)的墨粉来进行图像形成。可视图像形成单元50C通过使用青色(C)的墨粉来进行图像形成。可视图像形成单元50B通过使用黑色(B)的墨粉来进行图像形成。具体地,图像形成设备采用所谓的串联式(tandemtype)结构,在该串联式结构中,沿记录纸张的传送路径布置四个可视图像形成单元50,该记录纸张的传送路径使记录纸张P的进给盘20与定影设备40彼此相通。各个可视图像形成单元50具有实质上相同的结构。具体地,可视图像形成单元50中的每个包括感光鼓51、充电器52、激光照射单元53、显影设备M、传送辊55和清洁单元56。激光照射单元53指的是用于将潜在图像写到感光鼓上的激光照射单元。转印各个颜色的墨粉以将其叠加到传送的记录纸张P上。感光鼓51承载要在其上形成的图像。充电器52以预定的电势均勻地对感光鼓51的表面进行充电。激光照射单元53根据输入到图像形成设备的图像数据,使被充电器52充电的感光鼓51的表面曝光,从而将静电潜在图像形成到感光鼓51的表面上。显影设备M用各个颜色的墨粉使感光鼓51的表面上形成的静电潜在图像可视。传送辊55已经向其施加了具有极性与墨粉的极性相反的偏压,并且将形成的墨粉图像转印到由稍后描述的记录纸张传送单元30传送的记录纸张P上。鼓清洁单元56移除和收集在显影设备M的显影处理之后残留在感光鼓51的表面上的墨粉、以及形成在感光鼓51上的图像的转印。针对四种颜色Y、M、C和B中的每个,重复如上所述的墨粉图像到记录纸张P上的转印。记录纸张传送单元30包括驱动辊31、空转辊32和传送带33。为了由可视图像形成单元50将墨粉图像形成到记录纸张P上,记录纸张传送单元30传送记录纸张P。驱动辊31和空转辊32将环形传送带33绷紧。控制驱动辊31以预定的圆周速度旋转,由此旋转环形传送带33。在传送带33的外部表面上生成静电电荷,其中,传送带33在静电吸附记录纸张P时传送记录纸张P。通过传送带33传送记录纸张P,并且墨粉图像被转印到记录纸张P上,然后通过驱动辊31的弯曲将记录纸张P与传送带33分离以将记录纸张P传送到定影设备40。定影设备40向记录介质P施加适当的热,由此将墨粉定影到记录纸张上。因此,形成坚固的图像。以下将参考图2详细描述定影设备40。图2是图示根据本发明的定影设备的配置的示例的示例性视图。图2中图示的定影设备40包括激光光源104、由自激模式振荡流热管构成并用作冷却单元的热通道106、和用于传送记录纸张P的记录纸张传送设备107。记录纸张传送设备107包括两个张力辊101和102、充电辊120和具有耐热环形带的传送带103。将其上具有未定影墨粉图像(墨粉110)的记录纸张P传送到传送带103上。未示出的驱动单元连接到张力辊101,其中通过驱动单元来旋转张力辊101。在热通道106中,将其内封装有热介质的单个窄管113布置为在激光光源104的热生成部分与传送带103之间以彼此相对的方式弯曲。图3图示了热管的操作原理的图像。其内封装有热介质(例如纯水)以及具有Imm内径和0.5mm厚度的金属管用作布置在热接收部分与热释放部分之间的窄管113。该金属管以彼此相对的方式在热生成部分与热释放部分之间弯曲多次。具有大导热性的材料,例如铝、银、或铜被用作窄管113的材料。窄管113中封装的热介质具有交替呈现的气相部分和液相部分。在热接收部分,液相的热介质的温度由于所吸收的热而增加,由此热介质达到沸腾以间歇地发射蒸汽泡,同时其压力增加。另一方面,在热释放部分,由于蒸汽泡在冷却作用下收缩或冷凝,蒸汽压力下降,并且热介质的温度下降。通过由热接收部分与热释放部分之间的压力差所自激地导致的压力振荡,窄管中封装的具有气相和液相的热介质从具有高压的热接收部分向具有低压的热释放部分移动。由于热介质的移动,同时实现了潜在的热的传导和可感觉到的热的传导。与传统的热管相比,由于通过振荡力使管中的热介质循环,热通道106不受重力的影响,由此减少了热传导能力根据安装位置的改变。还期望的是,为了使流体以固定方向在热管中流动,在窄管113中设置止回阀。激光光源104是半导体激光器。与包括二氧化碳激光器的其它激光器相比,半导体激光器具有便宜、以及小型化的优点。根据半导体的组合或材料的组成,半导体激光器还可发射具有在400nm至IOOOnm区域的宽范围内的可选波长的激光。近年来,市场中可获得具有若干瓦特(watt)的高输出的半导体激光器,或者具有数十瓦特的高输出的半导体激光器阵列,而且其输出在未来趋向于增加。激光光源104在记录纸张传送设备107的方向上(在向下的方向上)照射激光,并且通过热通道的接收部分的相反表面上的高导热部件108与热通道的热接收部分相接触。热通道的热释放部分112通过另一高导热部件105与传送带103相接触。具有大导热性的材料,例如铝、银或铜被用作高导热部件105和108。在本实施例中,具有0.5mm厚度的铝板被用作高导热部件105和108。高导热部件108与激光光源之间的接触表面稍微涂覆(大约ΙΟμπι)有未示出的PFA(perfluoroalkoxyfuorineresin,全氟烷氧基树脂),PFA是非传导材料。PFA具有在接触表面上保持绝缘属性的功能。除了PFA以外,还可使用PTFE(polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯)材料、或FEP(fIuorinatedethylenepropylene,聚全氟乙丙烯)材料。材料不限于此,只要其具有绝缘属性即可。另一高导热部件105与传送带103之间的接触表面稍微涂覆(大约ΙΟμπι)有具有低摩擦系数的未示出的PFA。PFA具有减小接触表面上的摩擦阻力的功能。除了PFA以外,还可使用诸如PTFE(polytetrafluoroethylene,聚四氟乙烯)、或FEP(fluorinatedethylenepropylene,聚全氟乙丙烯)的氟树脂。材料不限于此,只要其减小摩擦阻力即可。高导热部件105与纸张传送带103之间的接触面通过热通道将激光光源104处生成的热传导到传送带103。热管的热释放部分与传送带相接触的区域与在纸张传送方向上、从激光照射纸张传送带的位置开始的上流侧相接触。利用该结构,紧挨在用激光照射未定影的墨粉图像之前,预先加热未定影的墨粉图像,因此高效。在图2中,经由高导热部件108将从激光光源104生成的热传导到热通道的热接收部分。但是,与该结构不同,激光光源104可与热通道的热接收部分111直接接触,从而传导热。类似地,传送带103可与热通道的热释放部分112直接接触,从而传导热。当激光光源104紧凑时,无法在热通道的热接收部分111处充分地确保接触面积,导致来自激光光源104的热的释放可能是不充分的。类似地,会存在无法在热通道的热释放部分112处充分地确保接触面积的情况。因此,优选的是,利用高导热部件105和108来增加与热通道的接触面积。为了提高附着属性,可适当地使用高导热油脂。图4是图示定影设备40的变型的示例性视图。如图4所示,可将热释放部分布置在传送带103的外部,从而加热传送带103的表面(外部周围表面)。利用该结构,可直接加热带的表面。图5图示了定影设备40的变型的示例性视图。如图5所示,可使热通道的热释放部分非常接近于其上具有未定影墨粉图像的记录纸张的表面,但是不与其接触,从而将热传导给记录纸张P。图2至图5仅图示了本实施例的一个示例。可采用其它结构,只要将热通道的热释放部分布置在利用从激光光源104生成的热来预先加热传送带和记录纸张P的位置处即可。利用该结构,激光光源104由于能量转换损失而由激光光源104自身生成热,但是由于热通道的热传导而通过传送带103将热释放给记录纸张(通过记录纸张而被冷却)。所以,可抑制激光光源104的温度上升。如图2所示,传送带103由通过将诸如碳的传导材料分散到诸如聚碳酸酯(polycarbonate)、亚乙烯基氟化物(vinylidenefluoride)、聚酰胺酰亚胺(polymideimide)或聚酰亚胺(polyimide,PI)的树脂中而形成的材料所构成。充电辊120与传送带103的表面相接触。充电辊120连接到电源,并且将电压施加到传送带103的表面。当从充电辊120施加电压时,传送带103的表面(外部周围表面)静电地吸附记录纸CN102375390A说明书8/11页张P。静电吸附使传送带103与记录纸张P彼此亲密接触,由此可将传送带上的热有效地传导到记录纸张P。图6是图示直接从纸张传送方向上的上方观看的图2中的激光照射设备的示例性视图。如图6所示,将多个激光光源104布置在与纸张传送方向垂直的方向上。当用单个激光器照射纸张的整个表面时,必须不仅在纸张传送方向上扫描激光器,而且在与纸张传送方向垂直的方向上扫描激光器。该处理花费许多时间用于定影处理,从而在高速定影中存在限制。为了扫描激光器,设备会复杂,或者成本会增加。另一方面,将激光光源104布置在与纸张传送方向垂直的方向上的线上。利用该结构,变得不需要扫描在与纸张传送方向垂直的方向上的激光器。所以,可使用具有最小结构的设备,而且该设备可以以高速进行定影处理。在图6中,经由高导热部件108在激光光源104上形成热通道106的热接收部分111,热接收部分111用作冷却单元。热通道的热释放部分112到达在记录纸张传送设备107内部的纸张传送带103的内侧。图6图示了采用多个窄管的热通道,多个窄管中的每个在热通道中以彼此相对的方式弯曲一次。但是,本发明不限于此。如图3所示,可采用以彼此相对的方式将单个窄管113弯曲许多次的结构。如图2所示,在传送带103的内部周围表面上设置热敏电阻,其用作温度检测单元(温度传感器)以检测传送带103的温度。基于由热敏电阻109检测到的温度,通过图7中所示的定影控制部602来控制激光光源104的光照射量。布置热敏电阻109的位置不限于上述位置,只要热敏电阻109可适当地检测传送带103的温度或记录纸张P的温度即可。可使用除热敏电阻109以外的温度检测单元。当通过从激光光源104生成的热来预先加热其上形成有未定影墨粉图像的记录纸张P时,在照射激光之前使记录纸张P和墨粉110变热。因此,当通过激光对墨粉110进行加热和定影时,可抑制激光照射量。例如,当在室温(20°C)下紧接定影设备的变热之后执行定影操作时,很少存在来自激光光源104的热生成,从而未加热记录纸张P的后表面。所以,呈现在记录纸张P的前表面上的墨粉110实质上具有室温,以及对墨粉110进行定影所需要的能量是0.000795J/mm2的理论值。例如,将具体描述使用普通聚酯墨粉的情况。当在110°C(对墨粉进行定影所需要的墨粉温度)对具有1.42J/g·°C的特定热、0.000817g/mm3的特定重力、0.016mm的厚度、0.476的装填速率(每单位体积存在墨粉的体积)、和室温的墨粉110进行定影时,定影所需要的光照射能量是0.000795J/mm2(=特定热X特定重力X装填速率X(IlO0C-200C))。另一方面,当连续进给记录纸张P时,经由热通道将由于能量转换损失而从激光光源104生成的热传导到传送带103。当由热敏电阻检测到的温度是40°C时,即当将未定影墨粉图像预先加热到40°C时,对墨粉110进行定影所需要的光照射能量是0.000618J/mm2(=特定热X特定重力X装填速率X(IlO0C-40°C))。相对于墨粉图像具有室温的情况,这指示78%的光照射量(=0.000593/0.000795)是足够的。可根据在以下描述的条件下的一维热分析的结果,来预先预测由热敏电阻检测到的温度与未定影墨粉图像的温度(此处,在最低的墨粉层与纸张之间的界面处的温度)之间的关系。热分析的配置和初始条件是如下所描述的。首先将描述用于热分析的高导热部件、传送带、和记录纸张的结构。高导热部件105由具有0.5mm厚度的铝构成,而在高导热部件105的表面形成由PFA构成并具有0.Olmm厚度的层作为高导热表面层。传送带103由具有0.05mm厚度的PI树脂构成。传送带103上传送的纸张具有0.Imm的厚度,而在纸张上形成的墨粉层的厚度为0.016mm。接下来将描述初始条件。墨粉和记录纸张的初始温度是20°C,而记录纸张的传送速度是200mm/sec。将高导热部件和传送带的初始温度设定成三个等级,其为30°C、40°C和50°C。对于各种情况,预先加热时间是0.4秒。预先加热时间是从当其上形成有未定影图像的记录纸张开始与传送带103接触时到当记录纸张到达定影设备40的激光光源104的激光照射区域时的时间段。图9至图11是图示对传送带的预先加热时间与墨粉温度之间的关系的一维分析的结果的图。图9、图12和图13分别对应于由用于检测传送带103的温度的热敏电阻109所检测到的温度,即传送带103的初始温度是30°C、40°C和50°C的情况。关于传送带103的温度与记录纸张上的墨粉的温度之间的关系,至少达0.3秒或更多的预先加热时间,墨粉的温度变得基本上等于传送带的初始温度。所以,在预先加热时间是0.4秒的条件下,由热敏电阻109检测到的温度可被认为是墨粉温度。具体地,期望的是,热通道106的热释放部分112与传送带103之间的接触时间被设定成0.3秒或更多。利用这个,充分地预先加热墨粉。具体地,当处理速度被定义为S(mm/s)时,在纸张传送方向上的热通道的热释放部分处的最佳宽度L(参见图2)被设定为至少L=O.3XS或更多。当纸张开始以该宽度与热释放部分接触时,由热通道生成的热可被有效地传导给墨粉部分。当由于设计原因热通道的热释放部分与传送带103之间的接触时间短时,可能无法充分地将热通道的热传导给传送带103。在这种情况下,由热敏电阻109检测到的温度与墨粉110的温度彼此不同。所以,可根据上述计算的结果(图9、图12和图13)来创建考虑了温度差的适当的温度转换表。基于上述理论值来建立温度转换表,在该温度转换表中计算激光照射量与由热敏电阻109检测到的温度的关系。基于由热敏电阻109检测到的温度来读取温度转换表,以便确定光照射量,由此可以以最小的光照射量将墨粉图像定影。上述温度转换表存储在图7所示的稍后描述的存储部609中。根据计算来获得温度转换表中的值的技术仅是说明性的,而且可根据其它技术来创建温度转换表。图7是图示组成图像形成设备的各个操作部和控制部、以及各个部之间的控制信号的流向的框图。例如,由作为整体的图7中的框图所图示的图像形成设备是包括扫描仪、打印机和外围装置的复合机器,并且对应于图1中的图像形成设备1。图7中的图像形成设备包括图像读取部605、图像处理部606、图像形成部607、定影控制部602、存储部609、外围装置控制部608、输入部603和显示部604。图像读取部605读取文档的图像。图像处理部606将读取的文档图像转换成适当的电子信号,以便生成图像数据。图像形成部607打印并输出生成的图像数据。定影控制部602控制定影部(图7中未示出)的激光照射。存储部609基于处理速度和来自检测纸张传送开始信号的致动器的信号,来存储在接收到打印开始信号之后直至记录材料到达定影设备中的激光照射区域为止所花费的时间。外围装置控制部608控制作为后处理设备的诸如出纸槽(finisher)或分页器(sorter)的外围装置。输入部603和显示部604是图像形成设备的操作部。控制部601至少执行以下描述的控制。首先,控制部601基于从图像处理部606接收的图像信息的打印位置信息,来检查存储部609中预先存储的数据。打印位置信息指示针对打印任务而对每一页中的哪个位置执行打印的命令。然后,控制部601将激光输出值发送给定影控制部602,其中,基于打印位置信息和热敏电阻检测温度信息、根据温度转换表来计算该激光输出值。定影控制部602基于接收到的打印位置信息和计算出的激光输出值,来驱动传送带103以及对照射激光进行控制。定影控制部602还监控未示出的致动器的信号,该致动器检测记录纸张P的传送。定影控制部602基于以上提及的信号对向传送带103施加电压进行控制。图8是图示图像形成设备中设置的控制部的复印操作的过程的流程图。即使当用户从图像形成设备1的未示出的打印机驱动器的屏幕做出打印指令时,基于用户的打印指令信号也执行与该流程中的控制相同的控制。当用户在将意图要进行复印的原始文档放置到扫描仪或文档工作台(documenttable)上之后压下输入部603上的未示出的复印按钮时,控制部601通过用户的压下来接收信号(打印指令信号)。例如,控制部601控制扫描仪的图像读取部605以响应该信号读取文档图像。然后,控制部601使图像处理部606对由图像读取部605读取的信号进行图像处理。然后,控制部601从图像处理部606接收打印位置信息。在从图像处理部606接收信息后,控制部601确定接收到的信息是否包括打印位置信息(步骤Sll)。如果不包括打印位置信息,则控制部601确定其不是执行打印作业,从而控制部601什么也不执行(步骤Sll中的否)。另一方面,接收到的信息包括打印位置信息(步骤Sll中的是),控制部601通过参考存储部609来判定打印开始定时(步骤S13)。控制部601还接收由热敏电阻109检测到的温度(步骤S15)。控制部601通过使用由热敏电阻109检测到的温度来参考预先创建的温度转换表(步骤S17),以便判定与检测到的温度对应的激光照射量的输出值(步骤S19)。然后,控制部601将判定的输出值和输出信号发送给定影控制部602,以便对从激光光源104照射激光进行控制(步骤S21)。定影控制部602还对向传送带103施加偏置电压进行控制(步骤S2!3)。定影控制部602在打印作业的执行期间控制来自激光光源104的激光的照射(步骤S25)。在完成打印作业后(步骤S27),定影控制部602停止激光光源104的激光的输出(步骤S29)。然后,定影控制部602停止偏置电压到传送带103的施加(步骤S31)。定影控制部602可监控来自未示出的致动器的信号,以及可基于该信号识别纸张的传送以便控制激光光源104和偏置电压,其中,该致动器检测记录纸张P的传送。例如,定影控制部602可在通过未示出的进给辊从进给盘20进给记录纸张P之后对记录纸张P的移动时间进行计数,以便计算直至记录纸张P到达激光照射区域为止的时间。基于所计算的时间,定影控制部602可控制激光光源104、传送带103、以及偏置电压的施加与停止。如上所述,记录纸张P与传送带103紧密接触,以及基于打印位置信息照射激光,其中,通过传送带103传送记录纸张P以及记录纸张P具有形成在其上的未定影墨粉图像。在纸张进给操作期间,基于从图像信息中获得的打印位置信息来照射激光。所以,除了在纸张进给操作期间的时间段以外,不需要电能,即当变热时或在待机状态下不需要电能。因此,可实现具有减少的功耗的定影设备和图像形成设备。图8中的流程示了定影控制部602进行控制以停止激光光源104的照射的情况。但是,该控制不限于由定影控制部602来执行。可仅基于来自控制部601的、指示从激光光源104进行照射的信号来控制激光光源104的照射。除了以上提及的实施例以外,对于本申请各种变型也是可能的。不应该被解释成这些变型不属于本申请的范围。本发明应当包括与权利要求书的范围等同的含义以及在该范围内的所有变型。权利要求1.一种激光定影设备,包括激光光源,其用于发射激光束;传送带,其用于传送其上转印有墨粉图像的纸张,以及将所述纸张导向到照射区域,在所述照射区域中,利用来自所述激光光源的所述激光束来照射所述墨粉图像;热管,其包括接收由所述激光光源生成的热的热接收部分,以及将所述热供应给所述传送带的热释放部分;以及定影控制部,其用于控制所述激光光源,使得当所述墨粉图像通过所述照射区域时所述激光光源向所述墨粉图像照射所述激光束,由此将所述墨粉图像定影到所述纸张上,其中,所述热管将热从所述热接收部分传导到所述热释放部分,以及所述传送带利用从所述热释放部供应的所述热来加热所述纸张和所述墨粉图像。2.根据权利要求1所述的激光定影设备,其中,所述热管是自激振动型。3.根据权利要求1所述的激光定影设备,其中,所述热管的所述热释放部分位于所述传送带的内表面。4.根据权利要求1所述的激光定影设备,其中,将所述热管的所述热释放部分布置成与所述传送带相接触。5.根据权利要求1所述的激光定影设备,其中,将所述热释放部分布置在所述纸张到达所述照射区域之前的位置处。6.根据权利要求1所述的激光定影设备,还包括温度传感器,其用于检测所述传送带的温度,其中,所述定影控制部根据由所述温度传感器检测到的所述传送带的所述温度,来控制所述激光束的照射量。7.根据权利要求1所述的激光定影设备,还包括电压施加部,其用于向所述传送带施加电压,使得所述传送带静电地吸附所述纸张。8.根据权利要求1所述的激光定影设备,其中,所述激光光源包括布置在所述纸张的横向方向上的多个激光装置,所述横向方向垂直于所述纸张被传送的方向。9.根据权利要求1所述的激光定影设备,其中,将所述热释放部分布置成沿长度L与所述传送带相接触,所述长度L满足下面的公式其中,L是所述热释放部分在所述纸张被传送的方向上的以毫米计量的长度,以及V是传送所述纸张的以毫米/秒计量的速度。10.根据权利要求1所述的激光定影设备,其中,所述定影控制部控制所述激光光源,使得当所述纸张通过所述照射区域时所述激光光源发射所述激光束,以及当所述纸张不在所述照射区域中时所述激光光源不发射所述激光束O11.一种图像形成设备,包括根据权利要求1所述的激光定影设备。全文摘要提供了一种激光定影设备和图像形成设备。该激光定影设备包括激光光源,其用于发射激光束;传送带,其用于传送其上转印有墨粉图像的纸张,以及将纸张导向到照射区域,在照射区域中,利用激光光源照射墨粉图像;热管,其包括接收由激光光源生成的热的热接收部分,以及将接收到的热供应给传送带的热释放部分;以及定影控制部,其用于控制激光光源,使得当墨粉图像通过照射区域时激光光源向墨粉图像照射激光束,由此将墨粉图像定影到纸张上,其中,传送带利用从热释放部供应的热来加热纸张和墨粉图像。文档编号G03G15/20GK102375390SQ20111024280公开日2012年3月14日申请日期2011年8月19日优先权日2010年8月19日发明者前田智弘申请人:夏普株式会社
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