专利名称：图像形成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基于电子照相的图像形成装置，例如复印机、打印机、传真机和具有这些机器的功能的复合机器。具体地说，本发明涉及多个定影装置的布置及其控制的改进。
背景技术：
已知的基于电子照相的图像形成装置(例如，诸如彩色复印机或彩色打印机之类的彩色图像形成装置)具有以下结构。图像形成装置配备有仅一个感光鼓。黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(BK)等彩色调色剂图像依次形成在感光鼓上。在感光鼓上依次形成的黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(BK)等彩色调色剂图像以叠加方式被转印到一个记录纸张上。这些调色剂图像被加热并熔融到记录纸张上，从而形成一个彩色图像。在另一种已知的彩色图像形成装置中，在感光鼓上依次形成的黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(BK)等彩色调色剂图像以叠加方式被初级转印到中间转印体上。这些已经被转印到中间转印体上的彩色调色剂图像被同时次级转印到一个记录纸张上。这些调色剂图像被加热并熔融在记录纸张上，从而形成一个彩色图像。
还有一种已知的彩色图像形成装置配备有黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(BK)等多个图像形成单元。在这些图像形成单元的感光鼓上依次形成的黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(BK)等彩色调色剂图像以叠加方式被转印到一个记录纸张上，或者被初级转印到中间转印体上。已经被转印到中间转印体上的彩色调色剂图像被同时次级转印到记录纸张上。这些调色剂图像被加热并熔融在记录纸张上，从而形成一个彩色图像。
被转印并熔融在记录纸张上的彩色调色剂通常被形成为，使得由颜料或染料制成的着色剂被分散或熔化并混合到粘合剂树脂(binder resin)中。颗粒直径被选择为几个μm到几十μm。这些彩色调色剂以多个彩色调色剂层叠加的状态被转印到一个普通纸或涂料纸(例如普通打印纸)上，然后在被加热和熔化的同时被定影到一个普通纸或涂料纸(例如普通打印纸)上。此时，调色剂层的起伏不平使得彩色图像的表面高度的不均匀性为10到100μm，因此，其表面光泽变得不均匀。结果，在普通纸或涂料纸(例如普通打印纸)上形成的彩色图像会漫射地反射入射的照射光。当用肉眼观察时，彩色图像的光泽度不好。
以下用于产生具有良好光泽度的图像的技术是已知的。
JP-A-5-127413公开了一种彩色图像形成方法，其中把一个透明树脂层设置在一个转印体的表面上，并把彩色调色剂定影在透明树脂层上以形成一个彩色图像。所得的图像色调丰富，颜色再现性好，分辨率高，并且光泽度好。由JP-A-5-127413公开的彩色图像形成方法把彩色调色剂熔化并固着到转印体上以形成彩色图像。在该图像形成方法中，至少由20到200μm厚的热塑树脂形成的透明树脂层被设置在转印体的表面上。以0.2到4.0mg/cm2的量把体积平均粒度为3到9μm的彩色调色剂粘附到透明树脂层上，然后加热、熔化并固着，从而形成一个彩色图像。
JP-B-4-31389和JP-B-4-31393公开了图像质量改进方法和图像质量改进处理装置的技术。在这些公开中，把一个纸张施加到一个已经从图像形成装置排出的定影调色剂图像上，并在加压的情况下加热。然后，该纸张被冷却并从调色剂图像剥离。因此，复制了纸张表面的形状，以提供一个光泽图像。
一种制造能够形成具有良好光泽度的彩色图像的彩色图像形成装置的可能方法是，由图像形成单元(例如已知的彩色复印机或彩色打印机)在记录纸张上形成的尚未定影的调色剂图像被定影装置定影，并且一个另外提供的第二定影单元进一步定影在记录纸张上的图像，从而提高调色剂图像的光泽度。
但是，在具有第一和第二定影单元的图像形成装置中存在以下的功耗问题。
通常，商用AC电源频繁地被使用到其可容许的上限功率，1.5kVA(100V，15A)，以便保证较高的普通纸复印生产率。
在检查其功耗的各个项目时，发现通过热能来熔融和定影调色剂图像的定影单元所消耗的功率较大，一般是600到1000W。定影装置以外的图像处理和图像形成部分的功耗大约是800W。
用于光泽提高处理的第二定影单元由它的加热源进一步消耗了700到1300W的电功率。此外，用于高质量图像的图像处理器所消耗的电功率是250W，并且驱动第二定影单元及其冷却风扇所需的电功率是50W。当同时驱动第一和第二定影单元时，由整个装置消耗的最大功率远远超过1.5kVA，达到接近3.0kVA的值。
即使提供两个商用电源输出口，在普通办公室和家庭的使用环境中图像形成装置的功耗必须不能大于2.0kVA，因为主电源使用了一个20A断路器。为了使用2.0kVA或更高的电功率，使用环境中需要进行大量的电源改造工作，而这在可能的情况下是应该避免的。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种图像形成装置，能够产生高光泽图像而无需提高电源容量。
根据本发明的第一方面，提供一种图像形成装置，具有图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于选择第一定影模式和第二定影模式中的一种，在第一定影模式中，仅使用第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像，在第二定影模式中，使用第一和第二定影单元进行定影。第二定影单元可以定影的记录纸张宽度比第一定影单元可以定影的记录纸张宽度窄。例如，第二定影单元可以定影的记录纸张宽度(例如，A4的长边)比第一定影单元可以定影的记录纸张宽度的一半(例如明信片宽度和L尺寸的相片的宽度)窄。
根据本发明的第二方面，提供一种图像形成装置，具有图像形成单元，用于在记录纸张上形成一个未定影的调色剂图像；第一定影单元，用于以预定温度定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于选择第一定影模式和第二定影模式中的一种，在第一定影模式中，仅使用第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像，在第二定影模式中，使用第一和第二定影单元进行定影。控制单元把在第二定影模式中第一定影单元的预定温度设置为比在第一定影模式中第一定影单元的预定温度低。
根据本发明的第三方面，提供一种图像形成装置，具有图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，包括第一加热源，第一定影单元用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，包括第二加热源，第二定影单元用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于控制提供给第一和第二加热源的电功率。控制单元执行控制，使得向第一加热源提供电功率的定时与向第二加热源提供电功率的定时不重合。
根据本发明的第四方面，提供一种图像形成装置，具有图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，包括第一加热源，第一定影单元用于以第一预定温度定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，包括第二加热源，第二定影单元用于进一步以第二预定温度定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于控制提供给第一和第二加热源的电功率。当第一定影单元的温度和第二定影单元的温度分别低于第一和第二预定温度时，控制单元把电功率提供给第一和第二加热源中热容量较小的那个加热源。第一定影单元的热容量可以小于第二定影单元的热容量。
根据本发明的第五方面，提供一种图像形成装置，具有图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，包括第一加热源，第一定影单元用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，包括第二加热源，第二定影单元用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于控制提供给第一和第二加热源的电功率。第二加热源包括多个加热源元件；并且其中控制单元把电功率提供给第二加热源，使得在把电功率提供给第一加热源的时间由第二加热源产生的热量小于在不把电功率提供给第一加热源的时间由第二加热源产生的热量。
当第二加热源包括多个加热源元件时，可以把电功率提供给第二加热源的加热源元件，使得在把电功率提供给第一加热源的时间由第二加热源产生的热量小于在不把电功率提供给第一加热源的时间由第二加热源产生的热量。在图像形成装置中，第二加热源包括两个产生热量不同的加热源元件，并且在把电功率提供给第一加热源的时间，控制单元把电功率提供给形成第二加热源的两个加热源元件中产生热量较小的那个加热源元件，并且在不把电功率提供给第一加热源的时间，控制单元把电功率提供给形成第二加热源的两个加热源元件中产生热量较大的那个加热源元件。
本发明提供一种图像形成装置，具有图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，包括第一加热源，用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，包括第二加热源，用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于控制提供给第一和第二加热源的电功率。第二加热源包括三个加热源元件。控制单元执行控制，使得把电功率提供给第一加热源的定时和把电功率提供给第二加热源的加热源元件之一的定时不重合，并且把电功率提供给第二加热源的剩余两个加热源元件的定时不重合。由第一加热源消耗的最大功率最好等于由第二加热源的加热源元件之一消耗的最大功率。优选地，由剩余两个加热源元件消耗的最大功率(基本上)彼此相等。由第二加热源的加热源元件之一消耗的最大功率大于由剩余两个加热源元件消耗的最大功率。
根据本发明的第六方面，提供一种图像形成装置，具有图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，包括第一加热源，第一定影单元用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，包括第二加热源，第二定影单元用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于控制提供给第一和第二加热源的电功率。当把电功率同时提供给第一加热源和第二加热源时，控制单元把切断功率(cut-off power)提供给第一和第二加热源，使得所提供的电功率的总和低于一个预定功率值。
1)在图像形成装置中，预设的功率值可以低于第一加热源和第二加热源的最大功耗值中较大的那个最大功耗值。
2)预设的功率值可以等于第一加热源和第二加热源的最大功耗值中较大的那个最大功耗值。
3)第一加热源和第二加热源的最大功率值最好相等。
第一到第六图像形成装置的技术思想可以适当地组合为另一种图像形成装置。为此，可以组合第一和第二图像形成装置的技术思想。也可以组合第三和第四图像形成装置的技术思想。此外，可以为了同一目的组合第一图像形成装置和/或第二图像形成装置和第三图像形成装置和/或第四图像形成装置的技术思想。可以组合第一图像形成装置和/或第二图像形成装置和第五图像形成装置的技术思想。而且，如果需要，也可以组合第一图像形成装置和/或第二图像形成装置和第六图像形成装置。
第二定影单元可以包括多个辊，和一个围绕这些辊伸展的环带，并且把一个记录纸张与环带的表面紧密接触，冷却，并从环带上剥离。
图1是显示本发明一个实施例的图像形成装置的图；图2是显示根据本发明构造的彩色图像形成装置中使用的辊型第一定影装置的图；图3是显示根据本发明构造的彩色图像形成装置中使用的带型第二定影装置的图；图4是显示第二定影装置进行的光泽提高处理的图；图5是显示普通打印模式和高光泽模式中的一个样本的表面构造的横断面图；图6是显示本发明一个实施例的图像形成系统中的控制系统的方框图；图7是显示当第二定影装置处于备用状态时的功耗的图；图8是显示当第二定影装置进行定影操作时的功耗的图；图9是显示第一定影单元的预设温度和功耗之间关系的图；图10是显示常规电功率控制逻辑的图；图11是显示本发明的实施例1中的电功率控制逻辑的图；图12是显示当执行功率的切断控制时电功率的变化的图；图13是显示本发明的实施例2中的电功率控制逻辑的图。
具体实施例方式
下面参考附图对本发明的优选实施例进行说明。
图1是显示根据本发明一个实施例的图像形成系统的图，该图像形成系统包括彩色图像形成装置1和次级定影单元50。在本实施例中，次级定影单元50位于彩色图像形成装置1的侧部，但是它也可以位于彩色图像形成装置1的上面。
彩色图像形成装置1接收来自一个主计算机(例如一个个人计算机(未示出))的彩色图像信息，和/或由一个图像读取器(未示出)读取的彩色文件的彩色图像信息。在彩色图像形成装置1中，图像处理装置2根据需要对输入的颜色信息执行以下处理明暗校正，偏移校正，亮度/色空间转换，γ校正，帧消除，颜色/移动编辑，等等。
在图像处理装置2中经过给定的图像处理后的图像数据以黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(BK)(每个由8位组成)的色阶数据(colorant gradation data)的形式被发送到一个ROS(光栅输出扫描器)3。在ROS3中，通过使用激光，根据原始色阶数据进行图像曝光。
一个能够形成不同颜色调色剂图像的图像形成单元被设置在彩色图像形成装置1中。该图像形成单元主要包括感光鼓7，作为图像载体，在其上形成静电潜像；单电晕放电发生器(scorotron)8，作为充电装置，用于均匀地对感光鼓7的表面充电；ROS3，作为图像曝光单元，用于对感光鼓7的表面曝光；和显影单元9，把感光鼓7上的静电潜像显影成不同颜色的多个调色剂图像。
如图1所示，ROS3根据文件再现色阶数据来调制一个半导体激光器件(未示出)，该半导体激光器件依据该色阶数据发射激光束LB。从半导体激光器件发射的激光束LB被旋转光学多面体4反射，并经过一个f.β透镜5和一个反射镜6入射到作为图像载体的感光鼓7上，并扫描感光鼓的表面。
通过一个驱动装置(未示出)驱动由来自ROS3的激光束LB曝光和扫描的感光鼓7，使其以箭头方向的给定速度旋转。感光鼓7的表面由作为初级充电装置的显影装置9充电到一个预定极性(例如负极性)的电势，并由包含文件再现色阶数据的激光束LB曝光和扫描，从而在感光鼓表面上形成静电潜像。
包括黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(BK)四种颜色的显影装置9Y、9M、9C和9BK的旋转型显影单元9，通过利用被充电为负极性电势(与感光鼓7的极性相同)的调色剂(带电着色剂)，把感光鼓7上形成的静电潜像反向显影(inversion develop)为给定颜色的调色剂图像。把例如平均颗粒直径为5.5μm的球型调色剂用于显影单元9的显影装置9Y，9M，9C和9BK。在必要时，由转印前充电装置10把感光鼓7上形成的调色剂图像充电到负极性，并调节充电量。
由作为第一转印装置的初级转印辊(图像形成单元)12把在感光鼓7上形成的调色剂图像转印到位于感光鼓7下面的作为中间转印部件的中间转印带(图像形成单元)11。中间转印带11由驱动辊13、从动辊14a、张紧辊14b和支持辊15可旋转地支持，支持辊15形成了次级转印装置的一部分并用作一个对立辊。此时，中间转印带以等于感光鼓7在箭头方向的圆周速度的运动速度旋转。
利用初级转印辊12，根据要以叠加方式形成的图像的颜色，在感光鼓7上形成的四种颜色黄(Y)、品红(M)、青(C)、黑(BK)的调色剂图像中的全部或一些被转印到中间转印带11上。通过支持中间转印带11的支持辊15和形成要与支持辊15压挤接触的次级转印装置一部分的次级转印辊(图像形成单元)17的压挤力和静电吸引力，已经被转印到中间转印带11上的调色剂图像被转印到作为记录介质的记录纸张16上，其中以给定定时把记录纸张16输送到次级转印位置。
如图1所示，从作为转印纸张容纳体的纸张盒18提供给定尺寸的记录纸张16，纸张盒18位于彩色图像形成装置1内的下部。利用多个输送辊22和一个对准辊23，以给定定时把提供的记录纸张16输送到中间转印带11的次级转印位置。如上所述，利用支持辊15和作为次级转印装置的次级转印辊17，把给定颜色的调色剂图像同时从中间转印带11转印到记录纸张16上。
已经从中间转印带11转印了给定颜色的调色剂图像的记录纸张16被从中间转印带11分离，然后由输送带24传送到一个第一定影装置(第一定影单元)25。然后，由第一定影装置25在热和压力下把调色剂图像定影在记录纸张16上。
如图2所示，第一定影装置25是一个压力带型定影装置，具有一个小热容量的熔融辊(fuser roll)25a，一个压力带25b和一个压力垫25c。熔融辊25a被构造为，在1.5mm厚、25mm外径、380mm长的铝芯表面上涂覆具有33°橡胶硬度(JIS-A)的硅橡胶弹性层。在弹性层的表面上形成由30μm厚的PFA管形成的离型层(release layer)。把作为加热源的卤素灯25d设置在熔融辊25a内。熔融辊25a被内部加热，使得其表面具有预设温度TS1。温度传感器25e连接到熔融辊25a的表面，以感测其上的温度。
压力带25b被构造为，在75μm厚、30mm外径、330mm长的聚酰亚胺带的表面上形成由30μm厚的PFA管形成的离型层。把一个固定压力垫25c设置在压力带25b内。压力垫25c把压力带25b压靠熔融辊25a以形成一个咬合部位。压力垫25c的压力是33kg，其咬合部位宽度是6.5mm。在压力带25b和压力垫25c内不含热源。
在本实施例中，如图1所示，次级定影单元50中的定影带型第二定影装置(第二定影单元)58要对已经转印了全色调色剂图像的记录纸张16再进行一个定影处理，即次级定影处理。
在本实施例中，第二定影装置58具有以下结构。一个定影带由包括一个加热辊在内的多个辊可旋转地支持。在该定影带的帮助下，使一个压力辊与加热辊压挤接触。使记录纸张经过定影带和压力辊之间的压挤部分，从而把调色剂图像定位在定影带一侧。在压力下对调色剂图像加热并定影，把记录纸张粘附到定影带上，并且在定影带稍微冷却的状态下，把记录纸张从定影带上分离。
次级定影单元50包括一个引入端口51，通过该引入端口把已经从彩色图像形成装置1中的第一定影装置排出的记录纸张16引入。在引入端口51的内侧提供一个选择门52，用于选择记录纸张16的输送路径。当从彩色图像形成装置1排出的记录纸张16不要进行第二定影处理并直接排出到一个外部的、第一出纸盘时，选择门52选择位于上部的第一输送路径53，并且记录纸张被排出到第一出纸盘55中。当从彩色图像形成装置1排出的记录纸张16要进行第二定影处理时，选择门52选择下部的第二输送路径56。记录纸张由多个输送辊57输送到第二定影装置58，并由第二定影装置58进行光泽提高处理，然后由排出辊59排出到第二出纸盘60中。
如图3所示，第二定影装置58的结构包括一个熔融辊61，一个由多个辊62、63和熔融辊61可旋转地支持的定影带64，和一个用于把定影带64压靠熔融辊61的压力辊65。
熔融辊61被构造为，在4mm厚、50mm外径、180mm长的钢金属芯的表面上涂覆由30μm厚的PFA管形成的离型层。把作为加热源的卤素灯69设置在熔融辊61内，并进行内部加热，使得熔融辊61的表面具有预设温度TS2。压力辊65被构造为，在2mm厚、46mm外径、180mm长的钢芯的表面上涂覆2mm厚、40°橡胶硬度(JIS-A)的硅橡胶弹性层，并且在弹性层的表面上形成由30μm厚的PFA管形成的离型层。
一个压力单元(未示出)把压力辊65压靠熔融辊61，定影带64例如介于二者之间。在此情况下，压力部分(咬合部分)宽度是6.5cm，其上的负载是10kg/cm2。
定影带64由熔融辊61、引离辊62和游动控制辊(walk control roll)63可旋转地支持。由一个驱动源(未示出)驱动的熔融辊61驱动定影带以给定运动速度(50mm/sec)旋转。使用的定影带64是，在80μm厚、528mm周长、130mm宽的热固性聚酰亚胺制成的环状胶带上涂覆35μm厚的硅橡胶层。从功耗考虑，该定影带最好较薄，但是，从强度考虑，聚酰亚胺基层最好是75μm或更厚，并且从图像质量考虑，硅橡胶层是30μm或更厚。
在定影带64的内侧，在熔融辊61和引离辊62之间提供一个用于强制冷却定影带64的热沉70。热沉70形成了用于冷却和输送记录纸张16的冷却/纸张输送部分。在热沉70和熔融辊61之间提供用于把固定张紧力施加到定影带64的小直径的张紧辊71。
因此，本实施例的图像形成系统包括彩色图像形成装置1(例如彩色复印机或打印机)，该彩色图像形成装置1在记录纸张上形成调色剂图像，由第一定影装置25定影记录纸张上的调色剂图像，并把具有定影的调色剂图像的记录纸张排出装置1；和在该装置外部的次级定影单元50，包括用于处理排出的调色剂图像以提高其光泽的第二定影装置58。
采用这种结构的第一个原因是，所提供的能够产生具有优良光泽的彩色图像的图像形成系统不会过多增加显影成本，而且无需对常规彩色图像形成装置1(例如彩色复印机或彩色打印机)进行设计修改。第二个原因是，如果使用专用纸，第二定影装置28能够产生优良光泽的彩色图像，但是不能适用于普通纸。
诸如PFA、PTFE和FEP之类的氟塑料和诸如硅橡胶或氟橡胶之类的橡胶材料可以用于第二定影装置28的带表面的离型材料。在使用诸如PFA的氟塑料时，由于它很软，当仅有几十张纸通过定影装置时，普通纸的纸边沿会划伤PFA表面，并且该划痕被复制到调色剂图像的表面上。当使用诸如硅橡胶或氟橡胶之类的橡胶材料用于离型层时，由于它由弹性，不会造成划伤。当使用普通纸作为记录纸张时，纸灰尘在橡胶上聚积，使得其离型性能变差，并且光泽度减小。当在具有透明树脂层的专用光泽纸上形成调色剂图像时，纸灰尘不会与离型层接触，因此不会发生离型性能变差和光泽度减小的问题。如果在系统中记录纸张的剥离在加热/熔化过程之后进行，那么上述两种材料都不会发生剥离问题。
因为上述原因，本实施例的图像形成系统使用两个定影装置，即第一和第二定影装置25和58。当选择普通纸16a作为记录纸张16时，仅由第一定影装置25执行定影处理。当选择专用光泽纸16b作为记录纸张16时，在调色剂图像经过第一定影装置25后，由第二定影装置58再次进行定影，从而对图像进行光泽提高处理。
下面参考图4和5对把专用光泽纸16b应用于图像形成系统的结构以及第二定影装置58如何对专用光泽纸16b上的调色剂图像再次定影进行说明。
如图4和5所示，在专用光泽纸16b中，使用一个涂料纸衬底42作为基底。在涂料纸衬底中，在一个支持件的正反面形成涂层。在涂料纸衬底42的主要表面中的一个表面上形成透明图像接收层(透明树脂层43)。图像接收层由主要由热塑树脂构成的材料制成，并且具有5到20μm之间的厚度(例如10μm)。
而且，如图4所示，在第二定影装置58中，在彩色调色剂图像T(1)更靠近熔融辊61的状态下，已经在其表面上转印和定影了彩色调色剂图像T(1)的专用光泽纸16b被引入熔融辊61和压力辊65之间的压挤接触部分(咬合部分)72。在压挤接触部分，压力辊65被压靠到熔融辊61，定影带64夹在二者之间。图5(a)中显示了当专用光泽纸16b从第一定影装置25排出和在把它引入压挤接触部分72之前的状态。彩色调色剂图像T(1)被临时掩埋在图像接收层43中，然后彩色调色剂图像T(1)逐渐地和稍微地出现在专用光泽纸16b的表面上。
当专用光泽纸16b经过第二定影装置58的熔融辊61和压力辊65之间的压挤接触部分72时，彩色调色剂图像T被加热和熔化，并定影在记录纸张16上。此时，在记录纸张16的表面上形成的图像接收层43也被加热和软化，使得它与定影带64的表面紧密接触。
在熔融辊61和压力辊65之间的压挤接触部分72，调色剂在大约130到150℃被加热和熔化。在图像接收层43与定影带64的表面紧密接触的状态下，把具有定影到图像接收层43上的彩色调色剂图像T的专用光泽纸16b与定影带64一起输送。在输送期间，定影带64被冷却张紧辊71强制冷却，并且调色剂图像T和图像接收层43被冷却到一个低于熔化温度的温度，并固化。然后，由引离辊62和记录纸张16自身的刚性而剥离。
图5(b)显示在专用光泽纸16b从第二定影装置58排出后的状态。彩色调色剂图像T(2)被掩埋在图像接收层43中，并且被充分冷却和固化。专用光泽纸16b的表面具有高光洁度，并且表现出优良的光泽度。
图6是显示图像形成系统中的控制系统的方框图。首先对控制系统的结构进行说明。该控制系统围绕控制部分80构造。控制部分80要测量的对象的例子是模式信息，温度信息T1，和温度信息T2。模式信息表示一个普通打印模式(第一定影模式)或一个高光泽打印模式(第二定影模式)，该模式信息来自一个位于图像形成系统外部的个人计算机PC。温度信息T1从一个连接到第一定影装置25的熔融辊25a的表面上的温度传感器25e导出。温度信息T2从连接到第二定影装置58的定影带64的表面上的温度传感器61a导出。控制部分80所控制的对象的例子是用于选择从第一定影装置25排出的记录纸张16的输送路径的路径选择部件52的操作，提供到作为第一定影装置25的加热源的卤素灯25d的电功率W1，提供到作为第二定影装置58的加热源的卤素灯69的电功率W2。
个人计算机PC、控制部分80和路径选择部件52形成记录纸张16的路径控制系统。温度传感器25e，控制部分80和卤素灯25d形成第一定影装置25的温度控制系统。温度传感器61a，控制部分80和卤素灯69形成第二定影装置58的温度控制系统。
下面对控制系统的操作进行说明。当把模式信息从个人计算机PC发送到控制部分80时，根据模式信息的内容执行以下控制。
当接收的模式信息表示普通打印模式时，控制部分80把一个控制命令输出到记录纸张输送单元(未示出)，并且一个普通纸16a被从纸张盒18送出。基于电子照相过程，一个彩色调色剂图像T被次级转印到普通纸16a上。普通纸16a上的调色剂图像被第一定影装置25定影。此时，在第一定影装置25的温度控制系统的控制下，把电功率W1(1)提供到卤素灯25d，使得第一定影装置25的熔融辊25a的表面温度达到一个在控制部分80中预设的预设温度TS1(1)。把从第一定影装置25排出的普通纸16a经过路径选择部件52输送并排出到第一出纸盘55中。
当接收的模式信息表示高光泽打印模式时，控制部分80把一个控制命令输出到记录纸张输送单元(未示出)，并且一个专用光泽纸16b被从手动盒34送出。专用光泽纸16b上的调色剂图像由第一定影装置25(见图5(a))定影。基于电子照相过程，把彩色调色剂图像T次级转印到专用光泽纸16b上。此时，在第一定影装置25的温度控制系统的控制下，把电功率W1(2)提供到卤素灯25d，使得第一定影装置25的熔融辊25a的表面温度达到在控制部分80中预设的一个预设温度TS1(2)。
从第一定影装置25排出的专用光泽纸16b经过路径选择部件52被输送到第二定影装置58，并且专用光泽纸16b上的调色剂图像由第二定影装置(见图5(b))再次定影。此时，在第二定影装置58的温度控制系统的控制下，把电功率W2提供给卤素灯69，使得第二定影装置58的定影带64的表面温度达到控制部分80中预设的预设温度TS2。
因此，在普通打印模式中，通过使普通纸16a或涂料纸仅经过第一定影装置25来产生低和中光泽等级的图像。当选择高光泽打印模式时，使用具有透明图像接收层43的专用光泽纸16b，并且其上的调色剂图像由第一定影装置25临时定影，并经过第二定影装置58。从第二定影装置输出的纸上的图像是在整个图像表面上基本上均匀的高光泽图像。
表1中显示当本实施例的图像形成系统在普通打印模式和高光泽打印模式工作时输出图像的光泽等级。
表1
对于高光泽图像，20°入射角的光泽等级最好是80或更高(对于75°入射角的光泽等级是100或更高)。对于普通纸上的图像，75°入射角的光泽等级最好是35到45。当本实施例的图像形成系统在普通打印模式和高光泽打印模式工作时的输出图像的光泽等级满足这些条件。
如此构造的图像形成系统使用两个定影装置25和58。因此，该图像形成系统的功耗可能过多。下面将以实施例1到3的形式对用于以较小功耗产生高光泽彩色图像的技术进行说明。
实施例1在本实施例中采用的用于减小功耗的第一种措施是减小第二定影装置58的尺寸，特别是定影带64的带宽度。
本实施例中的第二定影装置58重复地进行把记录纸张16(包括专用光泽纸16b)与定影带64一起加热和冷却的循环。因此，第二定影装置的功耗通常是相当大的。
图7是解释当第二定影装置58空闲时(8ppm)其功耗与定影带64之间关系的图。测量了四种具有不同宽度的定影带64(这些定影带的宽度是130，180，240和330mm)的第二定影装置58在空闲时的功耗。为这些定影带宽度测量的功耗在图中画出，画出的点用直线连接。从图中可以看出，功耗与带宽度成比例，定影带64的功率损失较大。
图8是解释当第二定影装置58对记录纸张16定影时(在8ppm)其功耗与定影带64之间关系的图。测量了四种具有不同宽度的定影带64(这些定影带的宽度是130，180，240和330mm)的第二定影装置58的功耗。条形图代表每个定影带宽度的功耗，其是记录纸张的加热功耗与定影带64的加热和冷却循环的功耗的总和。从图中可以看出，在此情况下，功耗与带宽度和记录纸张宽度成比例，并且第二定影装置58的功率损失较大。
例如，当第二定影装置58的最大纸张尺寸在A4横向送纸模式中被送纸时，仅第二定影装置58就消耗大约1000W的电功率。未定影的调色剂图像形成部分和第一定影装置25需要1500W的电功率。因此，对于整个图像形成系统需要总共2.5kW或更大。
为了对付此问题，在本实施例中，第二定影装置58可以定影的记录纸张16的宽度比第一定影装置25可以定影的记录纸张宽度窄。具体地说，第二定影装置58被设计为，独占地用于打印明信片和L尺寸(89mm×127mm)的相片，明信片和相片在高光泽图像打印领域有很强的市场需求。因此，第二定影装置58的功耗可以减小到380W。应该注意，第一定影装置25可以处理达到A3尺寸的记录纸张。
本实施例中采用的第二种措施是把第一定影装置25的设置温度TS1设置得较低，以便减小功耗。
只需把第一定影装置25设计为在不发生彩色调色剂图像偏移(offset)的程度上临时定影彩色调色剂图像，就足以实现减小功耗的目的。不需要把图像完全定影。因此，由于第一定影装置25的预设温度被设置得较低，功耗相应地减小。
表2列出在第一定影装置25的预设温度TS1被设置为170℃(TS1(1))和140℃(TS1(2))时，当该系统在普通打印模式和高光泽打印模式工作时输出图像的光泽等级。
表2
从表2可以看出，在普通打印模式中，当第一定影装置25的预设温度被设置得(相对)较低时，输出图像的光泽等级减小。但是，在高光泽打印模式中，即使第一定影装置25的预设温度被设置得(相对)较低，经过第二定影处理的输出图像的光泽等级不受影响。为此原因，在本实施例中，第一定影装置25在高光泽打印模式中的预设温度TS1(2)被设置为低于第一定影装置25在普通打印模式中的预设温度TS1(1)。具体地说，TS1(1)＝170℃，TS1(2)＝140℃。
图9是解释第一定影装置25的预设温度TS1与第一定影装置25的功耗之间关系的图。在第一定影装置25的预设温度TS1被逐渐改变为130℃，140℃，150℃，160℃和170℃时，测量第一定影装置25的功耗。从图9可以看出，当第一定影装置25的预设温度从普通模式的TS1(1)＝170℃改变为TS1(1)＝140℃，使得能够进行用于高光泽打印模式的临时定影处理时，第一定影装置25在高光泽模式中的功耗从274W减小到210W。
本实施例中采用的第三种措施是，高光泽打印模式中的生产率低于普通打印模式中的生产率(例如是后者的一半)。具体地说，普通打印模式中的生产率是22ppm，高光泽打印模式中是8ppm。
表3列出当被设计为包括第一到第三种措施的图像形成系统在普通打印模式和高光泽打印模式工作时，第一和第二定影装置25和58的功耗。
表3
在普通打印模式中，表3表示出当以22ppm在一个J纸(普通纸16a)(由Fuji Xerox Co.Ltd.制造)上形成一个图像时，第一定影装置25所需的功耗。在高光泽打印模式中，表3表示出当以8ppm馈送专用光泽纸16b时，第一定影装置25和第二定影装置58所需的功耗。从表3可以看出，在高光泽打印模式比在普通打印模式更多地抑制了总(平均)功耗。
本实施例中采用的第四种减小功耗的措施是，向第一定影装置25(卤素灯25d)提供功率的定时与向第二定影装置58(卤素灯69)提供功率的定时不重合。图10是显示在向第一和第二定影装置25和58提供功率的定时彼此重合的情况的图，图11是显示在向第一和第二定影装置25和58提供功率的定时不重合的情况的图。在图10和11中，按顺序从上到下显示第一定影装置25的最大功耗的时间转变，第二定影装置58的最大功耗的时间转变，和第一和第二定影装置25和58的总功耗的时间转变。
第一定影装置25包括650W的卤素灯25d，以便满足在普通打印模式中在22ppm时普通纸打印所需的功耗。在高光泽打印模式中，第二定影装置58的功耗是380W。因此，使用大约400W的卤素灯69作为加热源足以满足常规功率控制系统。第一定影装置25的卤素灯25d在高光泽打印模式的平均功耗是大约210W。但是，在此情况下，650W卤素灯的功率控制是ON/OFF控制。
如图10所示，当向第一和第二定影装置25和58提供功率的定时重合时，如果灯25d和69在一个时间同时接通，最大需要1050W(650W+400W)。此外，由于除了定影装置以外的未定影图像形成部分消耗大约800W，整个图像形成装置需要最大1.5kW或更高(尽管平均功耗低于1.5kW)。
在本实施例中，如图11所示，向第一和第二定影装置25和58提供功率的定时不重合。因此，第一和第二定影装置25和58的总功耗不会超过650W。因此，即使把未定影调色剂图像形成部分消耗的800W功率加到上述功耗上，总功率也不会超过1.5kW。此外，在本实施例中，一个等同于第一定影装置25的加热源的650W卤素灯被用作第二定影装置58的加热源。
表4显示常规图像形成系统、包括第一到第三种措施的图像形成系统、和包括第一到第四种措施的图像形成系统的所有子单元的功耗。
表4
*电功率与第一定影装置分时从表4可以看出，从常规图像形成系统、到包括第一到第三种措施的图像形成系统、和包括第一到第四种措施的图像形成系统，功耗逐级减小。
此外，在本实施例中，当使用第四种措施并且第一定影装置25的熔融辊25a和第二定影装置58的熔融辊61的温度(T1和T2)在高光泽打印模式中低于预定的预设温度(TS1(2)和TS2)时，把电功率仅提供给具有较小热容量的熔融辊的加热源。具体地说，第一定影装置25的熔融辊25a被设计为其热容量较小(大约28cal/℃)，并且具有优良的热响应。第二定影装置58的熔融辊61被设计为其热容量较大(230cal/℃)，并且温度变化较小。因此，当第一定影装置25的熔融辊25a和第二定影装置58的熔融辊61的温度都低于预定的预设温度时，把电功率提供给较小热容量的熔融辊，即本例中第一定影装置25的卤素灯25d。
表5显示实施例1中的定影装置25和58的温度和在设置该温度时的温度控制逻辑。
表5
可以看出，通过优选地控制第一定影装置25的熔融辊25a的温度，把一个等于普通打印模式中的温度变化范围用于第一定影装置25的温度控制，同时故意把第二定影装置58的热响应设置得较低。通过这样作，即使卤素灯被禁止接通20秒，温度下降也将非常小，在10℃或更小。以此方式，如表5所示，成功地构造了可以以2.0kVA或更低电功率工作的系统。
实施例2下面对本发明的实施例2进行说明。
在本实施例中，除了实施例1中的1750W的总功率，还消耗以下电功率添加到第二定影装置58的熔融辊61的卤素灯69a(除了650W的卤素灯69)的200W，和添加到压力辊65的卤素灯69b的200W。第一定影装置25的熔融辊25a(650W)和第二定影装置58的卤素灯69(650W)被控制为不同时接通。熔融辊61的卤素灯69a(200W)和压力辊65的卤素灯69b(200W)也被控制为不同时接通。
表6列出在此情况下的温度控制逻辑。表7列出实施例1和2的总功耗。
表6
表7
*电功率与第一定影装置分时
**电功率与第二定影装置的熔融辊和压力辊分时如表7所示，由于第一定影装置25的卤素灯25a(650W)和熔融辊61的卤素灯69(650W)这一对卤素灯以及第二定影装置58的熔融辊61和压力辊65的另一对卤素灯69a和69b(都是200W)是互斥地被控制的，最大功率被控制为低于1950W和2.0kVA。如表5所示，用于第一定影装置25的卤素灯25a(650W)和熔融辊61的卤素灯69(650W)这一对的控制方法是相同的。第二定影装置58的熔融辊61和压力辊65的一对灯69a和69b(都是200W)被控制为接通以便对此补偿。
如表6所示，当第一定影装置25的熔融辊25a的650W灯被禁止关闭时，优选控制第二定影装置58的熔融辊61的200W的灯69a。如此，由于带加热而消耗大功率的第二定影装置58的熔融辊61的温度变化较小。当第二定影装置58的熔融辊61的650W的灯69被允许接通时，优选控制第二定影装置58的压力辊65的200W的灯69b被接通。以此方式，如表7所示，成功地构造出在2.0kVA或更低功率稳定控制温度的图像形成系统。
实施例3下面对本发明的实施例3进行说明。
本实施例的图像形成系统包括实施例1中说明的用于功耗减小的第一到第三种措施，并且还包括第五种措施。第五种措施是，当电功率被同时提供给第一定影装置25的卤素灯25d和第二定影装置58的卤素灯69时，把切断功率提供给卤素灯25d和69，使得所提供的总功率小于预设功率。
图12是显示在650VA的电源电压的一个周期是200msec的条件下，切断时间从10变化到190msec时对输出电功率的测量结果的图。该图指示出，可以通过调节切断时间来提供希望的电功率。
图13显示第一定影装置25的最大功耗、第二定影装置58的最大功耗以及第一和第二定影装置25和58的总最大功耗的时间转变。当第一定影装置25和第二定影装置58的加热源25d和69被同时接通时，在200msec中的120msec切断电功率以把功率从650VA减小到308W(见图12)，从而把加热源25d和69的总电功率减小到650W或更小。
在本实施例中，与实施例1不同，即使第一定影装置25和第二定影装置58的熔融辊25a和61的温度值都低于预设温度(TS1(2)和TS2)，两个卤素灯25d和69也同时接通。因此，与实施例1的图像形成系统相比，熔融辊61的温度下降较小。
从上述说明可以看出，本发明成功地提供了一种彩色图像形成装置，其可以通过使用第一和第二定影单元产生高光泽图像，而不会极大提高装置的最大功耗。
权利要求
1.一种图像形成装置，包括图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于选择第一定影模式和第二定影模式中的一种，在第一定影模式中，仅使用第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像，在第二定影模式中，使用第一和第二定影单元进行定影，其中第二定影单元可以定影的记录纸张宽度比第一定影单元可以定影的记录纸张宽度窄。
2.一种图像形成装置，包括图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，用于以预定温度定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于选择第一定影模式和第二定影模式中的一种，在第一定影模式中，仅使用第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像，在第二定影模式中，使用第一和第二定影单元进行定影，其中控制单元把在第二定影模式中第一定影单元的预定温度设置为比在第一定影模式中第一定影单元的预定温度低。
3.一种图像形成装置，包括图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，包括第一加热源，第一定影单元用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，包括第二加热源，第二定影单元用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于控制提供给第一和第二加热源的电功率，其中控制单元执行控制，使得向第一加热源提供电功率的定时与向第二加热源提供电功率的定时不重合。
4.一种图像形成装置，包括图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，包括第一加热源，第一定影单元用于以第一预定温度定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，包括第二加热源，第二定影单元用于进一步以第二预定温度定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于控制提供给第一和第二加热源的电功率，其中当第一定影单元的温度和第二定影单元的温度分别低于第一和第二预定温度时，控制单元把电功率提供给第一和第二加热源中热容量较小的那个加热源。
5.根据权利要求4所述的图像形成装置，其中第一定影单元的热容量小于第二定影单元的热容量。
6.一种图像形成装置，包括图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，包括第一加热源，第一定影单元用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，包括第二加热源，第二定影单元用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于控制提供给第一和第二加热源的电功率，其中第二加热源包括多个加热源元件；并且其中控制单元把电功率提供给第二加热源，使得在把电功率提供给第一加热源的时间由第二加热源产生的热量小于在不把电功率提供给第一加热源的时间由第二加热源产生的热量。
7.根据权利要求6所述的图像形成装置，其中第二加热源包括两个产生热量不同的加热源元件；其中在把电功率提供给第一加热源的时间，控制单元把电功率提供给形成第二加热源的两个加热源元件中产生热量较小的那个加热源元件；并且其中在不把电功率提供给第一加热源的时间，控制单元把电功率提供给形成第二加热源的两个加热源元件中产生热量较大的那个加热源元件。
8.一种图像形成装置，包括图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，包括第一加热源，第一定影单元用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，包括第二加热源，第二定影单元用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于控制提供给第一和第二加热源的电功率，其中当把电功率同时提供给第一加热源和第二加热源时，控制单元把切断功率提供给第一和第二加热源，使得所提供的电功率的总和低于一个预定功率值。
9.根据权利要求8所述的图像形成装置，其中预定的功率值低于第一加热源和第二加热源的最大功耗值中较大的那个最大功耗值。
10.根据权利要求1所述的图像形成装置，其中第二定影单元包括多个辊；其中一个环带围绕这些辊伸展；并且其中把一个记录纸张与环带的表面紧密接触，冷却，并从环带上剥离。
全文摘要
一种图像形成装置包括图像形成单元，用于在记录纸张上形成未定影的调色剂图像；第一定影单元，用于定影在记录纸张上的未定影的调色剂图像；第二定影单元，用于进一步定影由第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像；和控制单元，用于选择第一定影模式和第二定影模式中的一种，在第一定影模式中，仅使用第一定影单元定影在记录纸张上的调色剂图像，在第二定影模式中，使用第一和第二定影单元进行定影。第二定影单元可以定影的记录纸张宽度比第一定影单元可以定影的记录纸张宽度窄。
文档编号G03G15/20GK1445617SQ0213206
公开日2003年10月1日 申请日期2002年9月10日 优先权日2002年3月19日
发明者金泽祥雄, 野上丰 申请人:富士施乐株式会社