JP2006267216A - フラッシュ定着装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 コンデンサー単体の容量を増大させることなく、そのフラッシュ定着時間を容易に、かつ、任意に拡張できるフラッシュ定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 フラッシュランプ21と、充電信号CHONに応じて所定の充電周期T0で放電コンデンサーCを充電して、フラッシュランプ21に電源を供給可能に配設された複数の電源供給手段FVCと、該複数の電源供給手段FVCの出力を切り換える切り替え手段PSW,TSWとを備え、複数の充電信号CHONは、所定の遅延間隔T1で順次遅延されており、かつ、各充電信号CHONに応じた各電源供給手段FVCの放電コンデンサーCが充電完了した時点で、切り替え手段PSW,TSWにより、フラッシュランプ21に所定の遅延間隔T1で順次電源が供給されると共に、遅延間隔T1は、所定の充電周期T0よりも短く設定されていることを特徴とする。
【選択図】 図3
【解決手段】 フラッシュランプ21と、充電信号CHONに応じて所定の充電周期T0で放電コンデンサーCを充電して、フラッシュランプ21に電源を供給可能に配設された複数の電源供給手段FVCと、該複数の電源供給手段FVCの出力を切り換える切り替え手段PSW,TSWとを備え、複数の充電信号CHONは、所定の遅延間隔T1で順次遅延されており、かつ、各充電信号CHONに応じた各電源供給手段FVCの放電コンデンサーCが充電完了した時点で、切り替え手段PSW,TSWにより、フラッシュランプ21に所定の遅延間隔T1で順次電源が供給されると共に、遅延間隔T1は、所定の充電周期T0よりも短く設定されていることを特徴とする。
【選択図】 図3
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式、静電転写方式により形成した画像をフラッシュランプの発光エネルギーにより定着するフラッシュ定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
従来、乾式電子写真方式等のトナー像を形成するプリンタにおいては、記録媒体上に粉体のトナーを転写させて画像を形成しており、記録媒体上のトナー像に定着エネルギーを与えて記録媒体上の粉体トナーを溶融し、トナー像を定着している。
特に、高速プリンタでは、このような定着エネルギーを与える手段として、記録媒体の搬送に影響を与えずに、高いエネルギーを付与できる非接触型のフラッシュランプによるフラッシュ発光を利用したフラッシュ定着装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1では、電力の無駄な供給を防止する等の観点から、用紙搬送方向の長さと搬送速度からフラッシュ回数を決定し、カット用紙の用紙間をフラッシュ発光しないように構成したフラッシュ定着装置が開示されている。
ところで、一般に、カラートナーの定着エネルギーはモノクロトナーに較べ、約2倍の定着エネルギーが必要となる。通常、このような定着エネルギーを確保するためには、フラッシュ電圧を高めるか放電コンデンサーの容量アップが考えられる。
しかしながら、例えば、特許文献1に開示されたようなフラッシュ定着装置において、フラッシュ電圧を高めて、フラッシュ時の定着エネルギーを増大させた場合には、ボイドの発生等により十分な定着性が得られないといった問題が生じていた。
一方、このような問題に対処して定着性を改善するためには、フラッシュ電圧を高めることなく、フラッシュ時間を長くすればよいが、このような手段として放電コンデンサーの容量を増大する場合には、装置が大型化し、コストも増大するといった問題が生じていた。
そこで、本発明は、上述のような従来技術の問題点に鑑みて、コンデンサー単体の容量を増大させることなく、そのフラッシュ定着時間を容易に、かつ、任意に拡張できるフラッシュ定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明のフラッシュ定着装置は、フラッシュランプ内の気体を放電発光させて、記録媒体上に形成されたトナー像に熱エネルギーを付与して、該トナー像を定着するフラッシュ定着装置において、少なくとも一のフラッシュランプと、充電信号に応じて所定の充電周期で放電コンデンサーを充電して、前記一のフラッシュランプに電源を供給可能に配設された複数の電源供給手段と、該複数の電源供給手段と、前記一のフラッシュランプとの間に介在し、該複数の電源供給手段の出力を切り換える切り替え手段とを備え、前記複数の電源供給手段のそれぞれに対応した複数の充電信号は、所定の遅延間隔で順次遅延されており、かつ、各充電信号に応じた各電源供給手段の放電コンデンサーが充電完了した時点で、前記切り替え手段により、前記少なくとも一のフラッシュランプに前記所定の遅延間隔で順次電源が供給されると共に、前記遅延間隔は、前記所定の充電周期よりも短く設定されていることを特徴とするものである。
このように構成した本発明のフラッシュ定着装置は、少なくとも一のフラッシュランプと、充電信号に応じて所定の充電周期で放電コンデンサーを充電して、一のフラッシュランプに電源を供給可能に配設された複数の電源供給手段と、該複数の電源供給手段と、一のフラッシュランプとの間に介在し、該複数の電源供給手段の出力を切り換える切り替え手段とを備え、複数の電源供給手段のそれぞれに対応した複数の充電信号は、所定の遅延間隔で順次遅延されており、かつ、各充電信号に応じた各電源供給手段の放電コンデンサーが充電完了した時点で、切り替え手段により、少なくとも一のフラッシュランプに所定の遅延間隔で順次電源が供給されると共に、遅延間隔は、所定の充電周期よりも短く設定されているので、コンデンサー個々の容量を増大させることなく、そのフラッシュ定着時間を容易に、かつ、任意に拡張できるフラッシュ定着装置を簡易な構成で安価に提供することができる。
また、前記複数の電源供給手段の内、前記一のフラッシュランプに対して電源供給を行う電源供給手段は、前記切り替え手段により選択可能であってもよい。
このように構成した場合には、複数の電源供給手段の内、一のフラッシュランプに対して電源供給を行う電源供給手段が、切り替え手段により選択可能であるので、所定の充電周期内におけるフラッシュランプの発光回数を任意に設定することが可能となる。これにより、印刷モードに応じた最適なフラッシュランプの発光回数を設定することができ、例えば、モノクロ/カラー印刷に応じた単独発光と連続発光との切り替えや、カラートナーの品種、記録媒体の種類、印刷濃度、印字密度等に応じた最適な定着条件を容易に実現することができる。
さらに、前記所定の遅延間隔は、前記電源供給手段ごとに設定可能であってもよい。
このように構成した場合には、所定の遅延間隔が、電源供給手段ごとに設定可能であるので、所定の充電周期内におけるフラッシュランプの発光回数を任意に設定することが可能となると共に、例えば、電源供給手段ごとに、その遅延時間を異ならせることにより、定着画像の部分的な領域密度や色合いに応じて、より好適な定着条件を実現することができる。
なお、本発明は、上述したフラッシュ定着装置に限られるものではなく、このようなフラッシュ定着装置と画像形成手段等を備える画像形成装置をも対象とするものである。
本発明によれば、コンデンサー単体の容量を増大させることなく、そのフラッシュ定着時間を容易に、かつ、任意に拡張できるフラッシュ定着装置及びこれを用いた画像形成装置を簡易な構成で安価に実現することができる。
<第一の実施形態>
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、本発明に係る現像装置を含む画像形成装置の概略構成について、図1を参照して説明する。図1は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図1において、用紙ホッパ11内に収容された記録媒体である連続用紙Pは、図示しない搬送機構により用紙ホッパ11内から連続送りされて、感光体ドラム4と、この感光体ドラム4と対向配置された転写器7とで形成される転写ニップ部に挿通されて、連続用紙P上にトナー像が形成され、その後、搬送方向下流側に配設されたフラッシュ定着装置20にて、該トナー像が定着されてスタッカ50に収容されるようになっている。
ここで、感光体ドラム4は、回転自在に形成されており、この感光体ドラム4の周囲には、帯電器3、露光器5、現像器6、転写器7、クリーニングブレード8、除電器9、クリーニングブラシ10等の電子写真機器が配設されている。
このように構成された本実施に形態に係る画像形成装置における画像形成動作について、以下に説明する。
例えば、時計方向に回転自在に形成された感光体ドラム4は、その表面が、帯電器3により一様帯電された後、光学系の露光器5により画像が露光される。これにより、感光体ドラム4上に画像に応じた静電潜像が形成される。この感光体ドラム4上の静電潜像は、現像器6により現像された後、感光体ドラム4上のトナー像が、転写器7により連続用紙Pに転写される。
転写後、感光体ドラム4は除電器9により除電され残留トナーはクリーニングブレード8、クリーニングブラシ10によりクリーニングされ、次の画像形成に備える。
トナー像が転写された連続用紙Pはフラッシュ定着装置20により、フラッシュ定着された後、スタッカ50に収容される。なお、フラッシュ定着装置20のフラッシュランプ21の発光(発光周波数)は、フラッシュ制御ユニット19により制御される。
次に、本発明に係るフラッシュ定着装置の概要について、図2を参照して説明する。図2は、フラッシュ定着装置の概略構成を模式的に示した図であり、(a)は平面図、(b)は装置手前側がら見た側面図、(c)は用紙搬送方向上流側から見た側面図である。
図2(a),(b)に示されるように、フラッシュ定着装置20は、連続用紙Pの画像形成面と平行に対向配置されたカバーガラス23と、このカバーガラス23の上方に、用紙搬送方向と略直交する方向に延在するように配設されたフラッシュランプ21a〜21d(本例では、4本配設しているが、必要な定着エネルギーが満足されれば何本でも良い)と、このフラッシュランプ21a〜21dを覆うように配設された反射板25とを備えている。
そして、複数のフラッシュランプ21a〜21dのそれぞれは、図2(c)に示されるように、その内部にキセノン(Xe)ガス等の希ガスが封入されたランプ管21Ta〜21Tdと、このランプ管の用紙P側(カバーガラス23側)の外表面に沿って延在するよう、直線状に配設したトリガワイヤ21Wa〜21Wdとを備えている。ここで、このトリガワイヤ21Wa〜21Wdは、所定の高電圧を印加することにより、対応するフラッシュランプ21a〜21dの励起を促すものであり、その直径が0.5〜1.0mm程度の金属線(例えば、ステンレス)で形成されている。
なお、本実施の形態においては、フラッシュランプ21a〜21dを用紙搬送方向と略直交する方向に配設しているが、配設方向はこのような方向に限定されるものではなく、用紙Pと非接触に、該用紙Pの画像形成面と略平行に配設されていればよく、例えば、用紙搬送方向と同方向に配設してもよいし、斜めに配設してもよい。
また、本実施の形態における画像形成装置は、モノクロ/カラー等の印刷モードや、記録媒体の種類、印刷濃度、印字密度等のそれぞれが、不図示の操作パネルにより設定可能になっている。
次に、本発明に係る電源供給手段及び切り替え手段を備える電源回路の構成について、図3を参照して説明する。
図3に示されるように、本発明に係る電源回路は、単一のフラッシュランプ21と、電源供給手段を構成する3組の充電ユニットFVC1〜FVC3及び放電コンデンサーC1〜C3と、切り替え手段を構成する電源切り替えSW及びトリガ切り替えSW等を備え、フラッシュランプ21に対して電源を供給するこれらの電源供給手段が、切り替え手段により、所定の時間差(遅延間隔)で、順次、フラッシュランプ21に対して放電エネルギーを供給するようになっている。
ここで、フラッシュランプ21と3個の充電ユニットFVC1〜FVC3及び放電コンデンサーC1〜C3のそれぞれとは、電源切り替えスイッチPSW及びコイルLを介して接続されており、各充電ユニットFVC1〜FVC3より充電され、フラッシュランプ21に印加される放電コンデンサーC1〜C3の充電電圧FV1〜FV3は、所定の遅延間隔(以下、ディレイ時間とも称する)で、電源切り替えスイッチPSWにより、切り替えられるようになっている。なお、コイルLは、フラッシュランプ21が放電発光する際の、放電電流を抑制するチョークコイルである。
また、3個の充電ユニットFVC1〜FVC3は、併せて、フラッシュランプ21の放電発光を励起するトリガワイヤ21Wに印加するトリガパルス電圧TRGV1〜TRGV3をも生成するものであり、このトリガパルス電圧TRGV1〜TRGV3は、トリガ切り替えスイッチTSW及びトリガトランスTを介してトリガワイヤ21Wに接続されており、トリガ切り替えスイッチTSWにより、各充電ユニットFVC1〜FVC3より生成されるトリガパルス電圧TRGV1〜TRGV3が切り替えられるようになっている。
このように構成した本発明の電源回路においては、例えば、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等により設定されたモノクロ/カラー等の印刷モードなどに対応する所定のディレイ時間T1が、フラッシュ制御ユニット19に転送され、このフラッシュ制御ユニット19により、各電源供給手段(充電ユニットFVC1〜FVC3及びこれに対応する放電コンデンサーC1〜C3)に対するコンデンサー充電信号CHON1〜CHON3が、所定のディレイ時間T1に従って、順次出力されるようになっている。
次に、このように構成した本発明に係る電源回路の動作概要について、図4のタイムチャートを参照して説明する。
図4に示されるように、まず、操作パネルの設定等による所定のディレイ時間T1に基づき、フラッシュ制御ユニット19から、充電ユニットFVC1〜FVC3に対して、放電コンデンサーC1〜C3の充電信号であるコンデンサー充電信号CHON1〜CHON3が順次出力される。なお、本実施の形態において、所定のディレイ時間T1は、後述する放電コンデンサーC1〜C3単体の充電周期よりも短い、任意の値に設定されている。
このコンデンサー充電信号CHON1〜CHON3に基づいて、放電コンデンサーC1〜C3は、充電ユニットFVC1〜FVC3により充電され、それぞれ充電時間T01経過後、所定の放電電圧まで上昇して飽和し、フラッシュランプ21が放電発光するための放電エネルギーを蓄積して各放電コンデンサーC1〜C3の充電が完了する。
ここで、放電コンデンサーC1〜C3のそれぞれは、充電時間T01経過後、次の充電が可能となるまでに絶縁回復時間(フラッシュランプ21のインピーダンスが回復安定するまでの時間)T02を要するので、各放電コンデンサーC1〜C3の充電は、所定の充電周期T0=T01+T02の経過後、再び充電可能となる。
なお、この所定の充電周期T0は、フラッシュランプ21のフラッシュ発光による記録媒体搬送方向の定着領域が連続するよう(連続して記録媒体Pを定着できるよう)に設定されることが好ましい。
また、この時、充電ユニットFVC1〜FVC3は、放電コンデンサーC1〜C3の充電動作を行うと同時に、不図示のトリガ用コンデンサーも充電する。
フラッシュ制御ユニット19は、コンデンサー充電信号CHON1〜CHON3の出力後、電源切り替えスイッチPSW及びトリガ切り替えスイッチTSWの所定の切り替えタイミングを生成する。
具体的には、例えば、電源切り替えスイッチPSWが放電コンデンサーC1側に切り替えられると同時に、トリガ切り替えスイッチTSWが充電ユニットFVC1側に切り替えられ、その動作が確定した時点で、充電電圧FV1及びトリガパルス電圧TRGV1が有効となり、トリガワイヤ21Wにトリガパルス電圧TRGV1(例えば、20kV程度のパルス電圧)が印加されると共に、フラッシュランプ21の軸方向両端部の電極に所定の放電電圧FV1(例えば、2kV程度)が印加される。そして、このトリガパルス電圧TRGV1により励起されて、フラッシュランプ21にフラッシュ電流If1が流れると共に、フラッシュランプ21が放電発光する。なお、フラッシュランプ21が発光すると、コンデンサー充電電圧FV1の電圧はゼロとなる。
次に、所定のディレイ時間T1経過後、電源切り替えスイッチPSW及びトリガ切り替えスイッチTSWが、それぞれ放電コンデンサーC2,C3及びフラッシュ電源ユニットFVC2,FVC3に順次切り換わり、上述と同様な動作を行うことにより、フラッシュランプ21は、所定のディレイ時間T1の間隔でフラッシュ発光を行う。
なお、このディレイ時間T1は、例えば、操作パネル等から直接設定してもよいし、予め、モノクロ/カラー等の設定モードとディレイ時間T1との関係を装置内に記憶させておき、操作パネル等の設定に基づいて、対応する好適なディレイ時間T1をフラッシュ制御ユニット19に取り込むようにしてもよい。
このように構成した本発明に係るフラッシュ定着装置20においては、放電コンデンサーC1〜C3単体の充電周期T0よりも短く設定されたディレイ時間T1により、各放電コンデンサーC1〜C3が、ディレイ時間T1経過ごとに、順次、フラッシュランプ21に放電エネルギーを供給するので、放電コンデンサーC1〜C3単体の静電容量を増大させることなく、フラッシュ定着時間を容易に、かつ、任意に設定することが可能となる。
すなわち、所定の充電周期T0内におけるフラッシュランプ21の発光回数を任意に設定することが可能となり、これにより、定着対象物や目的・用途に応じた定着時間をフレキシブルに実現し、必要十分な定着エネルギーを供給することができると共に、装置の小型化・コストダウン化に寄与するフラッシュ定着装置を簡易な構成で安価に実現することができる。
なお、本実施の形態においては、複数の電源供給手段(充電ユニットFVC1〜FVC3及び放電コンデンサーC1〜C3)の全てを用いて、順次、所定の時間差T1を設けて、フラッシュランプ21に電源供給するように構成したが、目的に応じて複数の電源供給手段の内、実際にフラッシュランプ21に電源供給する電源供給手段を切り替え手段により選択できるように構成してもよい。例えば、操作パネル上にディレイの有無モードを設け、ディレイ無が選択設定された場合には、単一の電源供給手段(例えば、充電ユニットFVC1及び放電コンデンサーC1)のみが切り替え手段により選択され、フラッシュランプ21に対して単独で電源供給を行うように構成してもよい。
あるいは、選択設定された印刷モードに対応して、予め規定された好適な定着条件に基づいて、フラッシュランプ21に電源供給する電源供給手段を選択できるように構成してもよい。具体的には、例えば、モノクロ印刷モードが選択設定された場合には、単一の電源供給手段(例えば、充電ユニットFVC1及び放電コンデンサーC1)のみが切り替え手段により選択され、フラッシュランプ21に対して単独で電源供給を行い、一方、カラー印刷モードが選択設定された場合には、充電周期T0内で所定の発光回数を実現するような複数の電源供給手段が切り替え手段により選択され、この選択された電源供給手段によりフラッシュランプ21が所定の回数の連続発光を行い、単独発光と所定の回数の連続発光との切り替えを可能としてもよい。
このように構成した場合には、所定の充電周期T0内におけるフラッシュランプの発光回数を任意に設定することが可能となり、印刷モード等に応じた、より好適な定着条件を実現することができる。また、カラートナーの品種、記録媒体の種類、印刷濃度、印字密度等に応じて、より最適な定着条件を実現するフラッシュランプ21の発光条件を柔軟に設定することが可能となる。
また、本実施の形態においては、複数の電源供給手段(充電ユニットFVC1〜FVC3及び放電コンデンサーC1〜C3)による電源供給間隔(フラッシュランプ21に対する電圧印加間隔)を任意に設定可能な共通のディレイ時間T1としたが、このディレイ時間を電源供給手段ごとに可変とするように構成してもよい。例えば、充電信号CHON1と充電信号CHON2との間隔をT2とし、充電信号CHON2と充電信号CHON3との間隔をT3(T3≠T2)とし、充電信号間の間隔、すなわち、フラッシュランプ21に対する電源供給間隔を、電源供給手段ごとに可変に設定可能に構成してもよい。
このように構成した場合には、所定の充電周期T0内におけるフラッシュランプ21の発光回数を任意に設定することが可能となると共に、電源供給手段ごとに、そのディレイ時間T1を異ならせることで、例えば、定着するトナー画像の部分的な領域密度や色合いに応じて定着エネルギーを増減し、定着する画像領域に応じた最適な定着条件を実現することが可能となり、定着画像の一層の品質向上を図ることができる。
さらに、本実施の形態においては、3組の電源供給手段(充電ユニットFVC1〜FVC3及び放電コンデンサーC1〜C3)により、単一のフラッシュランプ21に対して、順次、電源を供給するように構成したが、電源供給手段は、このような数に限定されるものではなく、当然に、同様な構成要素を増減することにより、任意の数の電源供給手段を設けることができる。
3:帯電器、4:感光体ドラム、5:露光器、6:現像器、7:転写器、8:クリーニングブレード、9:除電器、10:クリーニングブラシ、11:用紙ホッパ、19:フラッシュ制御ユニット、20:フラッシュ定着装置、21:フラッシュランプ、21W:トリガワイヤ、21T:ランプ管、21W:トリガワイヤ、23:カバーガラス、25:反射板、50:スタッカ、C1-C3:放電コンデンサー、FV1-FV3:コンデンサー充電電圧、FVC1-FVC3:充電ユニット、If1‐If3:フラッシュ電流、L:コイル、P:用紙、T:トリガトランス、PSW:電源切り替えスイッチ、TSW:トリガ切り替えスイッチ、T0:充電周期、T1:ディレイ時間、CHON1-CHON3:コンデンサー充電信号、TRGV1-TRGV3:トリガパルス電圧
Claims (4)
- フラッシュランプ内の気体を放電発光させて、記録媒体上に形成されたトナー像に熱エネルギーを付与して、該トナー像を定着するフラッシュ定着装置において、
少なくとも一のフラッシュランプと、
充電信号に応じて所定の充電周期で放電コンデンサーを充電して、前記一のフラッシュランプに電源を供給可能に配設された複数の電源供給手段と、
該複数の電源供給手段と、前記一のフラッシュランプとの間に介在し、該複数の電源供給手段の出力を切り換える切り替え手段と
を備え、
前記複数の電源供給手段のそれぞれに対応した複数の充電信号は、所定の遅延間隔で順次遅延されており、かつ、各充電信号に応じた各電源供給手段の放電コンデンサーが充電完了した時点で、前記切り替え手段により、前記少なくとも一のフラッシュランプに前記所定の遅延間隔で順次電源が供給されると共に、前記遅延間隔は、前記所定の充電周期よりも短く設定されていることを特徴とするフラッシュ定着装置。 - 前記複数の電源供給手段の内、前記一のフラッシュランプに対して電源供給を行う電源供給手段は、前記切り替え手段により選択可能であることを特徴とする請求項1に記載のフラッシュ定着装置。
- 前記所定の遅延間隔は、前記電源供給手段ごとに設定可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載のフラッシュ定着装置。
- 請求項1ないし3のいずれかに記載のフラッシュ定着装置と、記録媒体にトナー像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
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