JP2000047517A - フラッシュ定着装置および定着方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数本のフラッシュランプから発光すべきフ
ラッシュランプを適切に選択して発光を制御することに
より、発光のための充放電駆動回路の数を低減しコスト
ダウンと小型化を図ることが可能なフラッシュ定着装置
と定着方法並びに前記装置及び方法を用いた画像形成装
置と画像形成方法を提供する。 【解決手段】 記録紙上に形成されたトナー像を複数個
のフラッシュランプ１２ａ，１２ｂ（１２ｃ，１２ｄ）
から光エネルギーを照射して記録紙上に定着させる定着
手段と、複数個のフラッシュランプの発光量を制御する
充放電駆動回路１６とを有し、かつ、充放電駆動回路が
フラッシュランプの数よりも少なくとも１個少ないフラ
ッシュ定着装置と定着方法、画像形成装置Ａ（Ｂ）と画
像形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フラッシュ定着装
置と定着方法並びに前記装置及び方法を用いた画像形成
装置と画像形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】記録紙等の記録媒体上にトナー像を形成
する複写機，プリンタあるいはファクシミリ等の画像形
成装置においては、一般に電子写真法が使用されてい
る。

【０００３】電子写真法は、光導電現象を利用して感光
ドラム上に静電潜像を形成し、この静電潜像をトナーで
現像してトナー像（可視像）とした後、このトナー像を
記録紙上に転写・定着する方法である。このトナー像の
定着には、熱，圧力，光を利用する種々の定着装置が使
用されており、例えば、熱ロールを使用した定着装置が
最も一般的に用いられている。

【０００４】しかし、熱ロールを用いた定着装置は、熱
効率が高い反面、装置の初期加熱（立ち上がり）に数十
秒程度のロスタイムがあるうえ、熱ロール上に残ったト
ナーがオフセットによって記録紙を汚し易い。また、一
対の熱ロールで記録紙をニップするため、連続紙の場合
には、蛇行による皺や破れを生じやすい。

【０００５】一方、熱を利用した定着装置でも、ハロゲ
ンランプ等からの輻射による熱エネルギーを利用する装
置は、記録紙を非接触で加熱することができる。このた
め、この装置では、上記オフセットや蛇行に起因する記
録紙の皺や破れの問題が起こらない。しかしながら、輻
射熱エネルギーを利用した上記定着装置は、熱効率が悪
いため高速での定着には無理がある。

【０００６】また、圧力を利用した定着装置は、ウォー
ミングアップや熱源が不要である等の利点があるので注
目されている。しかし、このタイプの定着装置は、トナ
ー像の記録紙への強固な定着が困難であったり、一対の
ロール間に記録紙を通して加圧するため、蛇行による皺
や破れを発生し易い。また、最近多用されているラベル
作成用の糊付き紙を使用するときには、糊が下地からは
み出してくることもある。

【０００７】これに対して、キセンノンランプ等のフラ
ッシュ光のエネルギーを利用する定着装置は、トナーが
選択的に光エネルギーを吸収するので、トナー像の高速
での定着が可能である。また、定着を記録紙に非接触で
行えるので、前記したトナーのオフセットや記録紙の蛇
行による皺や破れの心配がなく、前記した糊付き紙への
トナー像の定着においても糊がはみ出さず、トナー像の
定着が容易であるという利点がある。

【０００８】しかしながら、光エネルギーを利用した定
着装置は、トナーが瞬間的に高温になる。このため、照
射する光エネルギーの量によっては、トナーが分解して
記録紙上ではじけたり、泡立ったりすることがある。ま
た、光エネルギーの量が多くなればなる程、トナーの分
解によるガスの発生が著しくなり、不快な悪臭を発生す
るようになる。

【０００９】このような問題点を解決するため、特開昭
６０−２３７４８１号公報には、発光エネルギーが異な
る複数のフラッシュランプを備え、未定着トナー像の画
像密度や記録紙の幅に関する情報検出信号により、発光
エネルギーが異なるフラッシュランプのうち１個又は複
数個の組み合わせを決定する手段を作動させ、決定され
たフラッシュランプを発光させて適切な発光エネルギー
を照射する発明が開示されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
開示された発明は、複数のフラッシュランプに対して発
光エネルギーを異ならせるため、各フラッシュランプご
とに充放電用コンデンサを備えている。このため、上記
発明の装置においては、充放電用コンデンサの数が多く
なり、駆動電源のコストアップのみならず大きなスペー
スが必要となり、プリンタ等、画像形成装置が大型化す
る。

【００１１】本発明は上記の点に鑑みてなされたもの
で、複数本のフラッシュランプから発光すべきフラッシ
ュランプを適切に選択して発光を制御することにより、
発光のための充放電駆動回路の数を低減しコストダウン
と小型化を図ることが可能なフラッシュ定着装置と定着
方法並びに前記装置及び方法を用いた画像形成装置と画
像形成方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のフラッシュ定着装置においては、記録紙上に形
成されたトナー像を複数個のフラッシュランプから光エ
ネルギーを照射して前記記録紙上に定着させる定着手段
と、前記複数個のフラッシュランプの発光量を制御する
制御手段とを有し、かつ、前記制御手段が前記フラッシ
ュランプの数よりも少なくとも１個少ない構成としたの
である。

【００１３】好ましくは、前記制御手段は、充放電用の
コンデンサを含み、前記充放電用のコンデンサおよび前
記複数個のフラッシュランプに対して、発光すべきフラ
ッシュランプにのみトリガ電圧を供給する選択制御手段
を備えている構成とする。

【００１４】また、上記目的を達成するため本発明のフ
ラッシュ定着方法においては、請求項１または２のフラ
ッシュ定着装置を用いる構成としたのである。

【００１５】更に、上記目的を達成するため本発明の画
像形成装置においては、静電潜像形成手段と、前記静電
潜像形成手段により形成された静電潜像をトナー像に現
像する手段と、現像されたトナー像を請求項１または２
に記載のフラッシュ定着装置を用いて記録媒体上に定着
する手段とを備えている構成としたのである。

【００１６】また、上記目的を達成するため本発明の画
像形成方法においては、静電潜像をトナー像に現像し、
そのトナー像を請求項１または２に記載のフラッシュ定
着装置を用いて記録媒体上に定着する構成としたのであ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
乃至図３に基づいて詳細に説明する。

【００１８】プリント装置は、図１に示すように、上下
に配置された第１のプリンタＡと第２のプリンタＢとを
有している。これら２個のプリンタＡ，Ｂは、記録紙
（記録媒体）の搬送路Ｃを介して接続されている。

【００１９】２個のプリンタＡ，Ｂは、同一構成の電子
写真プリンタとして構成されている。即ち、プリンタＡ
（Ｂ）は、プリント手段１Ａ（１Ｂ）と、給紙手段２Ａ
（２Ｂ）とを有し、プリント手段１Ａ（１Ｂ）は矢印方
向に回転する感光ドラム１ａ（１ｂ）を有し、感光ドラ
ム１ａ（１ｂ）の周りに、回転方向に順に、一次帯電器
２ａ（２ｂ）と、露光用光源３ａ（３ｂ）と、現像器４
ａ（４ｂ）と、転写帯電器５ａ（５ｂ）と、クリーナー
６ａ（６ｂ）と、除電用光源７ａ（７ｂ）とが配置され
ている。ここで、プリンタＡ，Ｂには、後述する制御手
段（ＣＰＵ）１５が設けられている。

【００２０】給紙手段２Ａ（２Ｂ）は、記録紙の給紙カ
セット８ａ（８ｂ）と、ピックアップローラ９ａ（９
ｂ）と、レジストローラ１０ａ（１０ｂ）と、その他ガ
イド等で構成されている。レジストローラ１０ａ（１０
ｂ）は、給紙カセット８ａ（８ｂ）から繰り出される記
録紙のスキュー（曲がり）を補正するが、レジストロー
ラ１０ｂは、プリンタＡから搬送路Ｃ上を搬送されてく
る記録紙のスキューを補正する手段を兼ねている。

【００２１】また、転写帯電器５ａ（５ｂ）に関して給
紙手段２Ａ（２Ｂ）の反対側には、記録紙の搬送ベルト
１１ａ（１１ｂ）とフラッシュランプ１２ａ，１２ｂ
（１２ｃ，１２ｄ）とが設けられている。フラッシュラ
ンプ１２ａ，１２ｂ（１２ｃ，１２ｄ）は、直径１０〜
２０ｍｍで、発光部の長さは記録紙の幅によって異なる
が、幅よりも約５０ｍｍ長いものを使用する。例えば、
キセノンランプの場合、直径１５ｍｍ、発光部長さが約
４２５ｍｍ、定格印加電圧１８５０Ｖ、定格ランプエネ
ルギー３４３Ｊのものを使用する。更に、フラッシュラ
ンプ１２ａ，１２ｂ（１２ｃ，１２ｄ）は、記録紙搬送
方向上流側のフラッシュランプ１２ａ，１２ｃをハロゲ
ンランプとしてトナー像を記録紙から脱落しない程度に
仮定着し、下流側のフラッシュランプ１２ｂ，１２ｄを
キセノンランプとしてトナー像を記録紙へ定着するのに
使用してもよい。

【００２２】そして、フラッシュランプ１２ａ，１２ｂ
（１２ｃ，１２ｄ）は、プリンタＡ（Ｂ）に設けた制御
手段（ＣＰＵ）１５によって発光順序，発光間隔，発光
周波数，供給される電圧等が制御される。フラッシュラ
ンプ１２ａ，１２ｂ（１２ｃ，１２ｄ）は、制御手段１
５と共にトナー像を記録紙に定着するフラッシュ定着装
置を構成している。

【００２３】例えば、制御手段１５がフラッシュランプ
１２ａ，１２ｂの発光順序を制御する場合について説明
すると、制御手段１５は、予め設定された制御プロセス
に従い図２に示す充放電駆動回路１６によりフラッシュ
ランプ１２ａ，１２ｂの発光順序を制御する。充放電駆
動回路１６は、トリガコイル１７，１８、充放電用のコ
ンデンサ１９、トリガ制御部２０及び４つのスイッチＳ
Ｗ1〜ＳＷ4を有している。

【００２４】このとき、制御手段１５は、スイッチＳＷ
1に指令信号を出力してスイッチＳＷ1を閉じて充電回路
を構成し、設定電圧に達するまでコンデンサ１９に高電
圧の整流波を供給し、充電する。その後、制御手段１５
は、スイッチＳＷ1に指令信号を出力してスイッチＳＷ1
を開いて充電回路を切り離し、放電回路を構成する。こ
れにより、コンデンサ１９には、図３（ａ）に示すよう
に、電気エネルギーが充電される。

【００２５】次に、制御手段１５から所定の発光信号が
トリガ制御部２０に出力されると、スイッチＳＷ2が閉
じると共に、この発光信号に対応した発光すべきフラッ
シュランプのスイッチＳＷ3又はスイッチＳＷ4が閉じ
る。

【００２６】このとき、例えば、スイッチＳＷ3が閉じ
ると、トリガコイル１７で昇圧された約１０ＫＶのパル
ス状の図３（ｂ）に示すトリガ電圧がフラッシュランプ
１２ａに印加され、フラッシュランプ１２ａは電極間で
放電を発生させる。これにより、コンデンサ１９に充電
された電気エネルギーが一瞬に放出され、フラッシュラ
ンプ１２ａが発光する。

【００２７】一方、スイッチＳＷ4が閉じると、トリガ
コイル１８で昇圧された約１０ＫＶの図３（ｃ）に示す
トリガ電圧がフラッシュランプ１２ｂに印加され、同様
にして、フラッシュランプ１２ｂが発光する。

【００２８】このようにして、フラッシュランプ１２ａ
やフラッシュランプ１２ｂの発光が終了したら、制御手
段１５は、スイッチＳＷ1，ＳＷ2に指令信号を出力し、
スイッチＳＷ1を閉じると共にスイッチＳＷ2を開き、放
電回路を切り離し、充電回路を構成する。これにより、
コンデンサ１９には、図３（ａ）に示すように、電気エ
ネルギーが充電される。

【００２９】制御手段１５は、このような充放電を予め
設定された前記制御プロセスに従って所定の時間間隔で
繰り返し、フラッシュランプ１２ａ，１２ｂの発光順序
を制御する。従って、制御手段１５は、構成が簡単で、
安価にフラッシュランプ１２ａ，１２ｂの発光順序を制
御することができる。ここで、上記制御は、フラッシュ
ランプ１２ｃ，１２ｄにおいても同じである。

【００３０】但し、フラッシュランプ１２ａ，１２ｂの
上記発光順序の制御は、制御手段１５によるフラッシュ
ランプ１２ａ，１２ｂ（１２ｃ，１２ｄ）の発光に関す
る制御の一例であり、上記のように発光間隔や発光周波
数等、他の種々の制御が可能である。

【００３１】また、フラッシュランプ１２ａとフラッシ
ュランプ１２ｂ並びにフラッシュランプ１２ｃとフラッ
シュランプ１２ｄとの配置間隔は、放射エネルギー量が
同一の場合には、少なくとも前記した充電回路における
充電時間に相当する分の距離だけランプの周波数を増す
か、配置間隔をあける必要がある。このとき、フラッシ
ュランプでは周波数を上げることは難しいので、配置間
隔を広げることによって対応する。

【００３２】更に、フラッシュランプ１２ａとフラッシ
ュランプ１２ｂ並びにフラッシュランプ１２ｃとフラッ
シュランプ１２ｄは、放射エネルギー量を必ずしも同一
にする必要はない。このような場合には、例えば、ラン
プの点灯電圧を個々に変更したり、点灯周波数を変更す
る。または、ランプ直下部にＮＤフィルタ，格子等を配
置することにより、ランプ直下部のエネルギー密度の高
い部分をおさえ平均放射エネルギー量を下げ、フラッシ
ュランプがトナー像を記録紙に定着する際の放射エネル
ギーの量に差をつけてもよい。

【００３３】一方、プリント手段１Ａ，１Ｂを結ぶ搬送
路Ｃは、送りローラやガイド等で構成されているが、搬
送ベルト１１ａの延長上には、ゲート１３が設けられて
いる。ゲート１３は、ピン１４を軸として先端側が回動
し、実線で示す上位置にあるときには、搬送路Ｃを開放
するとともに記録紙の表裏を反転させ、一点鎖線で示す
下位置にあるときには、搬送路Ｃを閉塞する。

【００３４】上記のように構成されるプリント装置は、
感光ドラム１ａ（１ｂ）を矢印方向に一定速度で回転さ
せながら、表面を一次帯電器２ａ（２ｂ）によって一様
に帯電する。しかる後、感光ドラム１ａ（１ｂ）の表面
に露光用３ａ（３ｂ）によってプリント画像に応じた静
電潜像を形成し、次いで現像器４ａ（４ｂ）で静電潜像
をトナー現像してトナー像とする。

【００３５】このトナー像が転写帯電器５ａ（５ｂ）に
よって記録紙に転写され、搬送ベルト１１ａ（１１ｂ）
で搬送されている間にフラッシュランプ１２ａ，１２ｂ
（１２ｃ，１２ｄ）で定着される。このように、プリン
タＡにおいては、フラッシュランプ１２ａ，１２ｂの数
よりも１つ少ない１つの充放電駆動回路１６によって点
灯が制御される。

【００３６】一方、記録紙への転写が終了した後の感光
ドラム１ａ（１ｂ）は、クリーナー６ａ（６ｂ）によっ
て残留トナーを除去、回収した後、除電用光源７ａ（７
ｂ）からの除電光によって除電し、次の使用に供する。

【００３７】さて、プリント手段１Ａにおいては、記録
紙は、給紙カセット８ａからピックアップローラ９ａに
よって１枚ずつ繰り出され、レジストローラ１０ａによ
ってスキューを補正して所定のタイミングで感光ドラム
１ａと転写帯電器５ａ間に送り込まれる。すると、感光
ドラム１ａ上のトナー像が記録紙の表面に転写され、さ
らに搬送ベルト１１ａでフラッシュランプ１２ａ，１２
ｂの位置に運ばれ、定着される。これで記録紙の表面へ
のプリント、即ち、片面プリントが終了したことにな
る。

【００３８】いま、ゲート１３が一点鎖線示す下位置に
あると、搬送路Ｃが閉塞されているため、プリンタＡに
よって片面プリントが行われた記録紙は、そのままプリ
ンタＡ外に排出される。即ち、プリンタＡは、片面プリ
ンタとして作用するが、このとき、プリンタＢをプリン
タＡとは独立に、かつ、プリンタＡと全く同様に用いる
ことにより、給紙カセット８ｂから供給される別の記録
紙に別の画像をプリントすることができる。全く独立の
２台のプリンタを用いているのと同じである。

【００３９】一方、両面プリントを行いたい場合には、
ゲート１３を実線で示す上位置に切り替え、搬送路Ｃを
開放する。このとき、給紙カセット８ｂからの記録紙の
供給は行わない。

【００４０】すると、プリンタＡで片面プリントされた
記録紙は、ゲート１３に導かれて搬送路Ｃに入る。この
記録紙は、搬送路Ｃで表裏が反転し、レジストローラ１
０ｂによってスキューを補正されて所定のタイミングで
プリンタＢの感光ドラム１ｂと転写帯電器５ｂとの間に
送り込まれ、上述したプリンタＡによる場合と全く同様
にして裏面へのプリントが行われ、フラッシュランプ１
２ｃ，１２ｄによってトナー像が定着された後、排出さ
れる。即ち、この場合、プリント装置は両面プリンタと
して作用する。従って、プリンタＢにおいても、フラッ
シュランプ１２ｃ，１２ｄの数よりも１つ少ない１つの
充放電駆動回路１６によって点灯が制御される。

【００４１】ところで、両面プリントの場合、プリンタ
Ａでトナー像を定着するときに定着が強過ぎると、記録
紙に皺がより、プリンタＢで裏面をプリントするときに
皺の部分で部分的な白抜けが発生することがある。この
ため、両面プリントの場合には、プリンタＡとプリンタ
Ｂとにおいて、トナー像の定着をコントロールするた
め、フラッシュランプ１２ａ，１２ｂとフラッシュラン
プ１２ｃ，１２ｄの発光に伴う放射エネルギー量を適宜
調整する。

【００４２】ここで、プリンタＡ，Ｂを用いて連続的に
両面プリントを行っている間に、任意のページ間で、片
面プリントのみを行うことも可能である。

【００４３】

【発明の効果】請求項１，３，４，５の発明によれば、
複数本のフラッシュランプから発光すべきフラッシュラ
ンプを適切に選択して発光を制御することにより、発光
のための充放電駆動回路の数を低減しコストダウンと小
型化を図ることが可能なフラッシュ定着装置と定着方法
並びに前記装置及び方法を用いた画像形成装置と画像形
成方法を提供することができる。

【００４４】請求項２の発明によれば、構成が簡単で、
安価な制御手段を有するフラッシュ定着装置と画像形成
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフラッシュ定着装置と定着方法並びに
前記装置及び方法を用いた画像形成装置と画像形成方法
に関する一実施形態を示すもので、プリント装置の概略
構成を示す断面図である。

【図２】本発明のフラッシュ定着装置の一実施形態を示
すもので、複数のフラッシュランプの発光をこれらより
も１つ少ない数で制御する充放電駆動回路を有する回路
構成図である。

【図３】図２の充放電駆動回路における充放電用コンデ
ンサの充放電特性図（ａ）、図２の充放電駆動回路にお
いて一方のフラッシュランプに印加されるトリガ電圧の
発生特性図（ｂ）、図２の充放電駆動回路において他方
のフラッシュランプに印加されるトリガ電圧の発生特性
図（ｃ）である。

【符号の説明】

Ａ，Ｂ プリンタ １Ａ，１Ｂ プリント手段 ２Ａ，２Ｂ 給紙手段 Ｃ 搬送路 １ａ，１ｂ 感光ドラム ２ａ，２ｂ 一次帯電器 ３ａ，３ｂ 露光用光源 ４ａ，４ｂ 現像器 ５ａ，５ｂ 転写帯電器 ６ａ，６ｂ クリーナー ７ａ，７ｂ 除電用光源 ８ａ，８ｂ 給紙カセット ９ａ，９ｂ ピックアップローラ １０ａ，１０ｂ レジストローラ １１ａ，１１ｂ 搬送ベルト １２ａ，１２ｂ フラッシュランプ １２ｃ，１２ｄ フラッシュランプ １３ ゲート １４ ピン １５ 制御手段（ＣＰＵ） １６ 充放電駆動回路 １７，１８ トリガコイル １９ コンデンサ（充放電用） ２０ トリガ制御部 ＳＷ1〜ＳＷ4 スイッチ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録紙上に形成されたトナー像を複数個
   のフラッシュランプから光エネルギーを照射して前記記
   録紙上に定着させる定着手段と、前記複数個のフラッシ
   ュランプの発光量を制御する制御手段とを有し、かつ、
   前記制御手段が前記フラッシュランプの数よりも少なく
   とも１個少ないことを特徴とするフラッシュ定着装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、充放電用のコンデンサ
   を含み、前記充放電用のコンデンサおよび前記複数個の
   フラッシュランプに対して、発光すべきフラッシュラン
   プにのみトリガ電圧を供給する選択制御手段を備えてい
   る、請求項１のフラッシュ定着装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２のフラッシュ定着装置
   を用いることを特徴とするフラッシュ定着方法。
4. 【請求項４】 静電潜像形成手段と、前記静電潜像形成
   手段により形成された静電潜像をトナー像に現像する手
   段と、現像されたトナー像を請求項１または２に記載の
   フラッシュ定着装置を用いて記録媒体上に定着する手段
   とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 静電潜像をトナー像に現像し、そのトナ
   ー像を請求項１または２に記載のフラッシュ定着装置を
   用いて記録媒体上に定着することを特徴とする画像形成
   方法。