本发明的实施方式涉及图像形成装置及图像形成方法。
背景技术：
使用结晶聚酯的低熔点色调剂具有对于定影装置等的热迅速融化的特征。因此，已知通过应用使用了结晶聚酯树脂的低熔点色调剂，实现向片材的低温定影的方法是有效的。
在定影装置中，为了进行定影装置的温度控制，大多使用接触式热敏电阻(以下称为“热敏电阻”)。热敏电阻与定影装置34的加热辊接触，并进行温度测定。因此，附着于定影处理后的加热辊的色调剂也附着于作为接触部件的热敏电阻。通常的热定影性色调剂即使附着于热敏电阻，也会通过自然放置而硬化并从热敏电阻脱离。或者，即使色调剂向热敏电阻一旦附着，在之后的定影时通过再次加热而软化，因此，不会损伤定影辊。但是，在通过使用了结晶聚酯的色调剂进行打印的情况下，会出现定影辊表面由于色调剂而受损的现象。
技术实现要素：
发明所要解决的技术问题
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够形成更少缺陷的图像的图像形成装置及图像形成方法。
解决技术问题的技术方案
实施方式的图像形成装置包括：打印部，使用在160℃下放置24小时前后粘度变为1.0的情况下的加热温度之差在30℃～60℃的范围内的色调剂进行图像形成，其中，所述粘度的单位为105pa.s；定影器，加热所述色调剂并使所述色调剂定影；温度传感器，测定所述定影器的表面温度；以及温度控制部，在控制所述定影器的所述表面温度的同时，并将所述定影器的待机温度控制在比所述打印部所形成的色调剂的定影温度低10℃～60℃的温度。
实施方式的图像形成方法，包括：打印步骤，使用在160℃下放置24小时前后粘度变为1.0的情况下的加热温度之差在30℃～60℃的范围内的色调剂进行图像形成，其中，所述粘度的单位为105pa.s；定影步骤，加热所述色调剂并使所述色调剂定影；温度测定步骤，由测定所述定影器的表面温度的温度传感器执行所述温度测定步骤；以及温度控制步骤，在控制所述定影器的所述表面温度的同时，并将所述定影器的待机温度控制在比所述打印部所形成的色调剂的定影温度低10℃～60℃的温度。
附图说明
图1是表示第一实施方式的图像形成装置100的整体构成例的外观图。
图2是表示第一实施方式的图像形成装置100所包括的定影装置130a的结构例的图。
图3是表示第一实施方式的图像形成装置100为了进行定影处理的功能结构的功能框图。
图4是表示第一实施方式的图像形成装置100进行定影处理的流程的流程图。
图5是表示测定伴随色调剂a、色调剂b以及色调剂c的温度变化的粘度变化的测定结果的图表。
图6是表示通过第一实施方式的图像形成装置100进行进纸测试的情况下的测试结果的图。
图7是表示第二实施方式的图像形成装置100为了进行定影处理的功能结构的功能框图。
图8是表示暖机时间和温度传感器131的测定温度的关系的图表。
图9是表示单位暖机时间差的加热辊校正温度的一具体例的图。
图10是表示第二实施方式的图像形成装置100进行定影处理的流程的流程图。
图11是表示通过第二实施方式的图像形成装置100进行进纸测试的情况下的测试结果的图。
附图标记说明
100…图像形成装置、110…显示器、120…控制面板、130…打印部、131…温度传感器、132…热源、133…加热辊、134…压辊、140…片材收容部、150…控制部、151…图像形成控制部、152…温度控制部、150a…控制部、153…温度校正部、200…图像读取部。
具体实施方式
以下参照附图说明实施方式的图像形成装置及图像形成方法。
(第一实施方式)
首先，对于在通过使用了结晶聚酯的色调剂进行打印时，在定影器上发生损伤的机制进行说明。本发明人发现，在使用了结晶聚酯的色调剂中，附着于热敏电阻的色调剂，由于定影器在定影温度附近被长时间加热，色调剂的热特性发生变化。在通常的打印动作(进行向记录纸的定影的状态)中，附着、堆积于热敏电阻的色调剂重复向热敏电阻的附着和从热敏电阻的脱离，在不进行打印动作而定影器在定影温度附近待机状态长的情况下，堆积于热敏电阻的色调剂被定影装置长时间加热。这种情况下，堆积于热敏电阻的色调剂的热特性相比通常的色调剂向粘度高的方向发生不可逆地硬化。由于该硬化现象，色调剂损伤加热辊，由于进入伤痕的色调剂而发生图像条纹等的图像损伤。
图1是表示第一实施方式的图像形成装置100的整体构成例的外观图。图像形成装置100例如为多功能一体机。图像形成装置100包括：显示器110、控制面板120、打印部130、片材收容部140以及图像读取部200。此外，图像形成装置100的打印部130既可以为使色调剂图像定影的装置，也可以为喷墨式的装置。
图像形成装置100使用色调剂等的显像剂将图像形成在片材上。片材例如为纸张或标签用纸张。片材只要为图像形成装置100能够在其表面形成图像的物品，可以为任意的物品。色调剂为通过暴露于预定的环境而粘度硬化的低熔点色调剂。预定的环境是指例如为加热辊的附近等的、长时间、高温放置的环境等。长时间例如为24小时。高温例如为定影温度的160℃。低熔点色调剂例如为使用了结晶性pes的色调剂。
显示器110为液晶显示器、有机el(电致发光，electro-luminescence)显示器等的图像形成装置。显示器110显示关于图像形成装置100的各种信息。
控制面板120具有多个按钮。控制面板120接收用户的操作。控制面板120将对应于用户所进行的操作的信号向图像形成装置100的控制部输出。此外，显示器110和控制面板120也可以构成为一体的触摸面板。
打印部130基于由图像读取部200生成的图像信息或者经由通信路径接收的图像信息，将图像形成于片材上。打印部130例如通过以下的处理形成图像。打印部130的图像形成部基于图像信息将静电潜像形成于感光鼓上。打印部130的图像形成部通过使显像剂附着于静电潜像而形成可视图像。作为显像剂的具体例有色调剂。打印部130的转印部将可视图像转印于片材上。打印部130的定影部通过对于片材进行加热及加压而使可视图像定影于片材上。此外，形成有图像的片材既可以为收容于片材收容部140的片材，可以为手动送入的片材。
片材收容部140收容用于打印部130中的图像形成的片材。
图像读取部200将读取对象的图像信息作为光的明暗读取。图像读取部200记录读取的图像信息。被记录的图像信息可以经由网络发送至其它信息处理装置。被记录的图像信息也可以通过打印部130在片材上形成图像。
图2是表示第一实施方式的图像形成装置100所包括的定影装置130a的结构例的图。打印部130a包括定影装置130a。定影装置130a包括：温度控制部152、温度传感器131、热源132、加热辊133以及压辊134。定影装置130a熔解附着于片材的色调剂。定影装置130a通过向熔解的色调剂施加压力而使其附着于片材。控制部150(参照图3)包括温度控制部152。
温度控制部152将加热辊133的温度控制为预定的温度范围。温度控制部152根据从温度传感器131接收的温度信息，进行使向热源132的电力供给量上升或者下降的判定。温度控制部152根据判定结果决定来自热源132的供给电力。预定的温度范围是指在定影时为目标定影温度范围内，在打印部130不进行图像形成的待机时，控制为待机温度范围。在本实施方式中，将目标定影温度设为160℃。
温度传感器131测定加热辊133的温度。温度传感器131例如为接触式热敏电阻。温度传感器131测定与加热辊133接触的接触面的表面温度。温度传感器131将测定的温度向温度控制部152输出。
热源132通过发热而加热加热辊133。热源132例如为卤素灯。热源132基于温度控制部152决定的温度而使发热量变化。热源132配置于加热辊133的内部。
加热辊133通过表面温度熔解附着于通过加热辊133和压辊134之间的片材的色调剂。加热辊133被热源132加热。在图像形成中的情况下，加热辊133的表面温度被维持为定影温度。在待机状态的情况下，加热辊133的表面温度被维持为定影温度以下的温度。加热辊133通过旋转而使片材通过。
压辊134向通过加热辊133和压辊134之间的片材施加压力。压辊134通过施加压力，使通过加热辊133熔解的色调剂定影于片材。压辊134通过旋转而使片材通过。
图3是表示第一实施方式的图像形成装置100为了进行定影处理的功能结构的功能框图。图像形成装置100包括：显示器110、控制面板120、定影装置130a以及控制部150。定影装置130a包括：温度传感器131、热源132、加热辊133以及压辊134。以下对于在图1、图2中已经说明的功能省略其说明。
控制部150控制图像形成装置100的各部的动作。控制部150例如通过包括cpu(中央处理单元，centralprocessingunit)及ram(随机存储器，randomaccessmemory)的装置执行。控制部150通过执行图像形成程序，作为图像形成控制部151及温度控制部152而发挥作用。图像形成控制部151根据从控制面板120接收的指示使打印部130执行图像形成处理。
图4是表示第一实施方式的图像形成装置100进行定影处理的流程的流程图。图像形成装置100以待机状态待机(act101)。图像形成装置100的控制面板120从用户接收图像形成的指示(act102)。温度控制部152通过使热源132发热而加热加热辊133(act103)。温度传感器131获取加热辊133的表面温度(act104)。温度控制部152判定获取的表面温度和定影温度是否相等或者是否在能够容许的温度范围内(act105)。在表面温度和定影温度不相等或者不在能够容许的温度范围内的情况下(act105：否)，处理向act103跳转。在表面温度和定影温度相等或者在能够容许的温度范围内的情况下(act105：是)，打印部130进行图像形成处理(act106)。当图像形成处理结束时，图像形成装置100跳转至待机状态(act107)。
在此，对于色调剂进行说明。通过以下的方法准备色调剂a、色调剂b以及色调剂c。此外，由于色调剂b为将色调剂a在160℃下放置了24小时后得到的，因此，省略说明。
色调剂a；
通过亨舍尔搅拌机将上述材料混合之后，通过双螺杆挤压机进行熔融混炼。将得到的熔融混炼物冷却后，通过锤片式粉碎机进行粗粉碎，接着，通过喷射式粉碎机进行微粉碎、分级，得到体积平均直径为7μm的粉体。对于该粉体100重量份，通过亨舍尔搅拌机添加混合下述添加剂而制造色调剂。
平均一次粒径为30nm的疏水性二氧化硅1重量份
平均一次粒径为20nm的疏水性氧化钛0.5重量份
色调剂c；
色调剂c除了将色调剂a所含有的聚酯树脂变为75重量份以及将结晶聚酯树脂变为15重量份之外，与色调剂a同样地制造，并且，在160度的环境下放置24小时而得到。
图5是表示测定伴随色调剂a、色调剂b以及色调剂c的温度变化的粘度变化的测定结果的图表。图表的横轴表示色调剂的加热温度。图表的纵轴表示色调剂的粘度。色调剂由于热史而硬化的特性，能够通过观察在接受热史的前后，各色调剂的粘度怎样地不同而确定。在本实施方式中，从将色调剂在160度的环境下放置24小时前和放置后的粘度测定结果，以色调剂的粘度变为1.0(105pa.s)的温度差表示。粘度1.0(105pa.s)是通过不会由于色调剂而损伤加热辊133的表面的大小这样的观点来选定的。色调剂的粘度使用岛津制作所所制造的流量测试仪(flowtester)cft500d通过以下的条件测定。
升温速度：2.5度/分、测试荷重：10kg、预热时间：300秒、模孔径：1.0mm、模孔长度：1.0mm。
色调剂a为在160度的环境下放置24小时前的低熔点色调剂。箭头301表示色调剂a变为粘度1.0(105pa.s)的温度。如箭头301所示，在温度变为90度时，色调剂a的粘度变为1.0(105pa.s)。将色调剂b在160度的环境下放置24小时后的色调剂a。箭头302表示色调剂b变为粘度1.0(105pa.s)的温度。如箭头302所示，在温度变为150度时，色调剂b的粘度变为1.0(105pa.s)。因此，低熔点色调剂在放置前后，粘度变为1.0(105pa.s)的温度差为150度-90度＝60度。色调剂c为与色调剂b不同的色调剂。箭头303表示色调剂c变为粘度1.0(105pa.s)的温度。如箭头303所示，在温度变为200度时，色调剂c的粘度变为1.0(105pa.s)。因此，与低熔点色调剂相比较，粘度变为1.0(105pa.s)的温度差为200度-90度＝110度。
图6是表示通过第一实施方式的图像形成装置100进行进纸测试的情况下的测试结果的图。进纸测试以右边的条件进行。在进纸测试中，使用在160度的环境下放置24小时前后的粘度变化为60度的色调剂a(实施例1～实施例3、比较例1～比较例4)。在进纸测试中，作为图像形成装置100，使用东芝制mfpe-studio5008a。在进纸测试中，以打印率8％进行图像形成。
在进纸测试中，以右边的基准判定加热辊133的温度从待机状态达到定影温度为止的恢复时间。恢复时间为10秒以下的情况下，判定为◎。恢复时间为20秒以下的情况下，判定为○。恢复时间为21秒以下的情况下，判定为×。
在进纸测试中，通过以下基准判定在加热辊133上发生损伤，在图像上发生损害的水平。进纸张数在30万张以上的情况下，判定为◎。进纸张数在15万张以上且不足30万张的情况下，判定为○。进纸张数在不足15万张的情况下，判定为×。
在进纸测试中，根据恢复时间和进纸张数的判定结果进行最终判定。最终判定是在恢复时间和进纸张数中的任一个判定为×的情况下，最终判定判定为×。在恢复时间和进纸张数中的任一个均不判定为×的情况下，最终判定判定为○。
图6的实施例1为相对于图像形成时的定影温度160度，使待机状态时的温度为降低30度的130度时进行进纸测试的结果。从待机状态时的温度向定影温度的恢复时间为15秒。因此，恢复时间为○。并且，一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在29万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为○。根据恢复时间和加热辊损伤的结果，最终判定为○。
图6的实施例2为相对于图像形成时的定影温度160度，使待机状态时的温度为降低60度的100度时进行进纸测试的结果。从待机状态时的温度向定影温度的恢复时间为18秒。因此，恢复时间为○。并且，一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在35万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为◎。根据恢复时间和加热辊损伤的结果，最终判定为○。
图6的实施例3为相对于图像形成时的定影温度160度，使待机状态时的温度为降低10度的150度时进行进纸测试的结果。从待机状态时的温度向定影温度的恢复时间为10秒。因此，恢复时间为◎。并且，一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在16万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为○。根据恢复时间和加热辊损伤的结果，最终判定为○。
图6的比较例1为相对于图像形成时的定影温度160度，使待机状态时的温度也为160度时进行进纸测试的结果。从待机状态时的温度向定影温度的恢复时间为0秒。因此，恢复时间为◎。并且，一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在12万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为×。根据恢复时间和加热辊损伤的结果，最终判定为×。
图6的比较例2为相对于图像形成时的定影温度160度，使待机状态时的温度为降低8度的152度时进行进纸测试的结果。从待机状态时的温度向定影温度的恢复时间为6秒。因此，恢复时间为◎。并且，一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在14万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为×。根据恢复时间和加热辊损伤的结果，最终判定为×。
图6的比较例3为相对于图像形成时的定影温度160度，使待机状态时的温度为降低62度的98度时进行进纸测试的结果。从待机状态时的温度向定影温度的恢复时间为22秒。因此，恢复时间为×。并且，一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在36万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为◎。根据恢复时间和加热辊损伤的结果，最终判定为×。
图6的比较例4为相对于图像形成时的定影温度160度，使待机状态时的温度为降低80度的80度时进行进纸测试的结果。从待机状态时的温度向定影温度的恢复时间为25秒。因此，恢复时间为×。并且，一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在39万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为◎。根据恢复时间和加热辊损伤的结果，最终判定为×。
图6的比较例5为使用色调剂c的160℃、放置24小时前的色调剂作为色调剂，相对于图像形成时的定影温度160度，使待机状态时的温度为降低30度的130度时进行进纸测试的结果。从待机状态时的温度向定影温度的恢复时间为15秒。因此，恢复时间为〇。并且，一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在10万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为×。根据恢复时间和加热辊损伤的结果，最终判定为×。
根据进纸测试，通过将待机状态的加热辊的温度维持为相比定影温度的-10度至-60度的范围，能够减轻堆积于温度传感器131的低熔点色调剂从加热辊133受到的热影响。其中，优选的是，将待机状态的加热辊133的表面温度维持为相比定影温度的-20度至-40度的范围。
通过采用该结构，温度控制部152能够将待机状态的加热辊的温度维持为相比定影温度的-10度至-60度的范围。从而，能够减轻堆积于温度传感器131的低熔点色调剂从加热辊133受到的热影响。因此，能够减轻低熔点色调剂的粘度硬化而损伤加热辊133，能够形成缺陷更少的图像。进一步，温度控制部152，通过将待机状态的加热辊的温度维持为相比定影温度的-20度至-40度的范围，能够进一步减轻低熔点色调剂从加热辊133受到的热影响。
(第二实施方式)
接着，说明第二实施方式中的图像形成装置100。在该实施方式中使用的色调剂为上述的色调剂a。使待机温度相比定影温度下降这一点与第一实施方式相同。图7是表示第二实施方式的图像形成装置100为了进行定影处理的功能结构的功能框图。图像形成装置100，在包括控制部150a代替控制部150这点上与第一实施方式不同，其它的结构与第一实施方式相同。以下基于附图说明不同于第一实施方式的点。
控制部150a控制图像形成装置100的各部的动作。控制部150a例如通过包括cpu以及ram的装置执行。控制部150a通过执行图像形成程序，作为图像形成控制部151、温度控制部152及温度校正部153而发挥作用。
温度校正部153根据由温度传感器131测定的温度和暖机时间差决定校正温度。当色调剂附着于温度传感器131时，与色调剂未附着于温度传感器131状态下的标准测定温度相比，测定温度的精度下降。因此，温度传感器131测定定影温度为止的时间，与色调剂未附着状态相比变长。暖机时间差表示色调剂未附着状态下达到定影温度为止的时间和色调剂附着状态下达到定影温度为止的时间之差。校正温度为，在温度传感器131的检测灵敏度下降的情况下，对于测定的温度进行校正而决定的温度。温度控制部152根据校正温度决定来自热源132的温度。
图8是表示暖机时间和温度传感器131的测定温度的关系的图表。图表的横轴表示暖机时间。暖机时间表示从加热辊133的加热开始的经过时间。图表的纵轴表示温度传感器131的测定温度。测定温度d表示温度传感器131上没有色调剂附着的基准状态下的测定温度。测定温度e表示温度传感器131上存在色调剂附着的状态下的测定温度。设定温度表示图像形成时的定影温度。根据图8的设定温度为160度。测定温度d以(t-d)表示达到设定温度即160度为止的时间。测定温度e以(t-e)表示达到设定温度即160度为止的时间。
根据图8的设定温度为160度。根据图8，测定温度d达到设定温度即160度为止的时间(t-d)为16秒。根据图8，测定温度e达到设定温度即160度为止的时间(t-e)为19秒。可知，在温度传感器131上存在色调剂附着的状态下，至温度传感器131测定160度为止，产生3秒的延迟。因此，可知暖机时间差为3秒。
图9是表示单位暖机时间差的加热辊校正温度的一具体例的图。温度校正部153根据暖机时间差决定校正温度。例如，在暖机时间差为3秒的情况下，加热辊校正温度为-30度。因此，温度校正部153，在温度传感器131上存在色调剂附着的状态下，将温度传感器131的测定温度加上30度的温度作为测定温度。图9的暖机时间差和加热辊校正温度可以使用不同的数值。例如，在暖机时间差为2的情况下，作为加热辊校正温度可以使用-5度。
图10是表示第二实施方式的图像形成装置100进行定影处理的流程的流程图。图像形成装置100以待机状态待机(act101)。图像形成装置100的控制面板120从用户接收图像形成的指示(act102)。温度控制部152通过使热源132发热而加热加热辊133(act103)。温度传感器131获取加热辊133的表面温度(act104)。温度校正部153根据获取的表面温度决定校正温度(act201)。温度控制部152判定校正温度和定影温度是否相等(act202)。在校正温度和定影温度不相等的情况下(act202：否)，处理向act103跳转。在校正温度和定影温度相等的情况下(act202：是)，打印部130进行图像形成处理(act203)。当图像形成处理结束时，图像形成装置100变为待机状态(act204)。
图11是表示通过第二实施方式的图像形成装置100进行进纸测试的情况下的测试结果的图。以与在第一实施方式中进行时的条件相同的条件进行进纸测试。
图11的实施例4表示，在暖机时间差为1的情况下，使加热辊校正温度为-10度进行进纸测试的结果。一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在26万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为○。最终判定为○。
图11的实施例5表示，在暖机时间差为2的情况下，使加热辊校正温度为-20度进行进纸测试的结果。一边进行向图2所示的定影装置130a的加热辊133的损伤的确认一边进纸，其结果是，在28万张时，向加热辊133发生了损伤。因此，加热辊损伤为○。最终判定为○。
通过采用这种结构，温度校正部153通过在测定温度中加入校正，能够测定适当的加热辊的表面温度。从而，能够减轻堆积于温度传感器131的低熔点色调剂从加热辊133受到的热影响。进一步，图像形成装置100能够缩短从待机状态的恢复时间。因此，能够减轻低熔点色调剂的粘度硬化而损伤加热辊133，能够形成缺陷更少的图像。进一步，能够减少伴随着图像形成处理的用户的等待时间。
根据以上说明的至少一个实施方式，通过具有温度控制部152，能够形成缺陷更少的图像。
已经说明了本发明的几个实施方式，但上述实施方式仅为例示，并无意限定发明的范围。上述的实施方式，能够以其它各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更。上述的实施方式或其变形，与包含于发明的范围或主旨同样地，包含于权利要求所记载的发明和其均等的范围内。