JP4600243B2 - 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

Description

この発明は、乾式電子写真方式等を採用したプリンタ等の画像形成装置及びこれに用いるフラッシュ定着装置に関し、特に、フラッシュランプを発光させ、当該フラッシュランプから照射される光エネルギーによって記録媒体上に未定着トナー像を定着するフラッシュ定着装置を備えた高速プリンタ等の画像形成装置及びこれに用いるフラッシュ定着装置に関するものである。

特開２００４−１９１５０７号公報 特許第２９４４７７１号公報

従来、この種の乾式電子写真方式等を採用したプリンタ等の画像形成装置では、記録媒体上に粉体のトナーで画像が形成されるため、記録媒体上に形成された粉体トナーを溶融して、トナー像を定着することにより、永久画像を得るように構成されている。上記の如く記録媒体上にトナー像を定着するには、記録媒体に熱エネルギー等の定着エネルギーを与える必要がある。

高速プリンタでは、この定着エネルギーを与える方法として、図１７に示すように、非接触型のフラッシュランプ１００によるフラッシュ光を利用したフラッシュ定着装置が使用されている。この非接触型のフラッシュ定着装置は、記録媒体１０１の搬送に影響を与えずに、高エネルギーを付与することができるため、高速のプリンタに適している。なお、図１７中、１０２は反射板を、１０３はカバーガラスをそれぞれ示している。

このように、高エネルギーを付与することができるフラッシュ定着装置ではあるが、最近のニーズによれば、プリントコストの削減のため、複数アップ印刷、さらに幅の広い用紙へのプリントなどが期待されている。

しかしながら、上記フラッシュ定着装置では、定着すべき用紙の幅が広くなると、当然ながら、それに対応してフラッシュランプの長手方向の光エネルギーをも増加させなければ、良好な定着画像を得ることができない。

そこで、従来のフラッシュ定着装置では、例えば、プリント幅を１．２倍にするために、フラッシュランプの長さを１．２倍程度にして、トナー像を定着させるように構成していた。

しかしながら、上記従来のフラッシュ定着装置では、フラッシュランプの長さを長くすると、同じ電圧で発光させた場合、光量の低下、製造コストの高騰、歩止まりの低下といった種々の問題点が生じることがわかった。

また、上記従来のフラッシュ定着装置では、フラッシュランプの長さを長くすると、ランプの中央部と端部での光量ムラが大きく、画質を低下させる原因の一つとなるという問題点を有していた。

更に、上記後者の問題点について説明すると、上記フラッシュ定着装置において、フラッシュランプ１００の長さを長くすると、図１８に示すように、一端の電極１１０ａ側の領域から発せられたフラッシュ光線１１１が、近傍の反射板１０２ａ側で反射されて、フラッシュランプ１００の略中央部に照射されるとともに、他端の電極１１０ｂ側の領域から発せられたフラッシュ光線１１２も、近傍の反射板１０２ｂ側で反射されて、フラッシュランプ１００の略中央部に照射されるため、光エネルギーは、図１８に示すように、記録媒体１０２の中央部に集光されて、記録媒体の中央部の光エネルギーが高く、両端部の光エネルギーが低くなってしまい、フラッシュランプの中央部と端部での光量ムラが大きく、画質を低下させるという問題点を有していた。

また、上記フラッシュランプ１００では、一端の電極１１０ｂ側の領域から発せられたフラッシュ光線１１３が、反対側の反射板１０２ａで反射されると、当該反対側の反射板１０２ａで反射された光エネルギーは、記録媒体１２から大きく逸脱した領域に照射されてしまうとともに、他端の電極１１０ａ側の領域から発せられたフラッシュ光線も、反対側の反射板で反射されると、当該反対側の反射板で反射された光エネルギーは、記録媒体から大きく逸脱した領域に照射されてしまうため、フラッシュランプ１００から照射される光エネルギーを有効に利用することができないという問題点を有していた。

特に、一端の電極側の領域から発せられて反対側の反射板で反射される光エネルギーは、フラッシュランプ１００の長手方向に沿った広い領域から発せされる光エネルギーであるため、ガラス管の内部に封入された水銀等の個々の分子によって発せされる光エネルギーが集合した光線を、有効に利用することができないという問題点を有していた。

そこで、かかる問題点を改善するために、図１９に示すように、平板状の反射板１０２の幅方向端部に、一端の電極側の領域から発せられて反対側の反射板で反射される光線を、記録媒体へと反射する端部反射部材１０５ａ、１０５ｂを配設することも考えられている。

しかしながら、上記端部反射部材を配設したフラッシュ定着装置の場合には、図１９に示すように、一端の電極側の領域から発せられたフラッシュ光線１１４が、反対側の端部反射部材１０５ｂで反射されたものは、当該反対側の記録媒体の端部近傍に集光させることができ、記録媒体１０１の端部１０１ｂにおける光エネルギーを上昇させることができるものの、その量はわずかであり、しかも、一端の電極側の領域から発せられたフラッシュ光線が、近傍の反射板側１０２で反射されて、フラッシュランプ１００の略中央部に照射され、記録媒体１０１の中央部の光エネルギーが高くなる状態を改善することができないという問題点を依然として有していた。

また、上記フラッシュランプでは、一端の電極側の領域から発せられたフラッシュが、反対側の反射板で反射されると、当該反対側の反射板で反射された光エネルギーは、記録媒体から大きく逸脱した領域に照射されてしまうとともに、他端の電極側の領域から発せられたフラッシュも、反対側の反射板で反射されると、当該反対側の反射板で反射された光エネルギーは、記録媒体から大きく逸脱した領域に照射されてしまうため、フラッシュランプから照射される光エネルギーを有効に利用することができないという問題点をも依然として有していた。

このように、上記端部反射部材を配設したフラッシュ定着装置であっても、フラッシュランプの発光エネルギーを十分有効に利用できているとは言い難く、又、フラッシュランプの中央部と端部での光量ムラを問題のないレベルまで低減することができないという問題点を有していた。

そこで、かかる問題点を解決し得る技術としては、例えば、特開昭６０−２５２３８３号公報や特開平６−３０８８５２号公報、あるいは特開２００４−２０８４０号公報等に開示されているものが、既に提案されている。

上記特開昭６０−２５２３８３号公報に係るフラッシュ定着装置は、記録材料の表面に対して略平行に配され、前記記録材料の表面に付着されたトナーを該記録材料に定着させる光を発する直管状のフラッシュランプと、前記フラッシュランプをその略全長に亘って前記記録材料と反対側から取り囲み、前記ランプから発生られた光を前記記録材料表面に向けて反射させるリフレクタとからなるフラッシュ定着装置において、前記リフレクタの両端部内面に、前記ランプから発せられた光を前記記録材料の、ランプ管端部に近い部分に向けて反射させる反射部材を取り付けるように構成したものである。

また、上記特開平６−３０８８５２号公報に係るフラッシュランプ定着器は、フラッシュランプと、一側の開口部を除いて前記フラッシュランプを取り囲むように設けられそのフラッシュランプが発する光の一部を前記開口部へ向けて反射させる反射板とを備えるフラッシュランプ定着器において、用紙の搬送速度をＶ、前記フラッシュランプのフラッシュ周期をＴ、前記反射板の開口部の半幅をＬ1 、前記フラッシュランプによる１回のフラッシュで定着可能な領域の長さをＬ2 とするとき、Ｖ／Ｔ≧Ｌ1 ≧Ｖ／Ｔ−Ｌ2 ／２が成り立つようにこれら各値を設定するように構成したものである。

さらに、上記特開２００４−２０８４０号公報に係るフラッシュ定着装置は、トナー像をフラッシュ光で定着させるためのフラッシュ定着装置であって、互いに平行に配列された複数本のフラッシュランプと、フラッシュランプに対して側方から対向する側部反射面を、それぞれのフラッシュランプに対応して含む反射板とを具備し、両端に配列された２本のフラッシュランプの２つの中心軸を含む面を基準面とした時、上記基準面に対して成す鋭角が、上記複数本のフラッシュランプの配列中心に近い側部反射面ほど小さく設定されるように構成したものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開昭６０−２５２３８３号公報に係るフラッシュ定着装置の場合には、図２０に示すように、リフレクタ１０２の両端部内面に、フラッシュランプ１００から発せられた光を記録材料の、ランプ管端部に近い部分に向けて反射させる反射部材１２０ａ、１２０ｂ、１３０ａ、１３０ｂを取り付けるように構成したものであるが、反射部材１２０ａ、１２０ｂ、１３０ａ、１３０ｂを取り付けることによって、確かに、フラッシュランプ１００の中央部１００ａから発せられ、ランプ管端部に近い部分に照射される光線１２１を増加させることができ、両端部側の光エネルギーを増加させることができるものの、前記反射部材１２０ａ、１２０ｂ、１３０ａ、１３０ｂは、ある程度ランプから離間して配設されているため、ランプの一端１００ｂから出射されて、当該ランプの表面近傍に沿って照射される光線１２２を、反射させて記録材料に照射して有効に利用することができないという問題点を有していた。

また、上記特開昭６０−２５２３８３号公報に係るフラッシュ定着装置の場合には、図２０に示すように、記録材料の両端部近傍の光エネルギーが急激に増加する部分の光量差が、約８％程度もあるため、色ムラ等の画質低下を招来するという問題点を有していた。

さらに、上記特開平６−３０８８５２号公報に係るフラッシュランプ定着器の場合には、基本的に、反射板がフラッシュランプの長手方向に平行に配置されており、上述したようなフラッシュランプの長手方向に沿った光エネルギーのムラを改善する効果は得難いというという問題点を有していた。

また、上記特開２００４−２０８４０号公報に係るフラッシュ定着装置の場合にも、基本的に、反射板をフラッシュランプの長手方向に平行に配置したものであって、上述したようなフラッシュランプの長手方向に沿った光エネルギーのムラを改善する効果は得難いというという問題点を有していた。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、フラッシュランプから発せられる光エネルギーを有効に利用することができ、記録媒体に照射される光エネルギーを、当該フラッシュランプの長手方向に沿って略均一化することができ、良好な画質の定着画像を得ることが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にある。

すなわち、請求項１に記載された発明は、フラッシュランプを発光させ、当該フラッシュランプから照射される光エネルギーによって記録媒体上に未定着トナー像を定着するフラッシュ定着装置において、
前記フラッシュランプから照射される光線を、記録媒体に向けて反射する反射部材を備え、
前記反射部材を、前記フラッシュランプの一端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの一端部近傍の記録媒体へと反射する第１の反射面と、前記フラッシュランプの他端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの反対側近傍の記録媒体へと反射する第２の反射面とを具備するように構成されていることを特徴とするフラッシュ定着装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記フラッシュランプの一端部近傍及び反対側近傍とは、記録媒体の端部を中心にした両側３０ｍｍの領域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である。

なお、上記フラッシュランプの長手方向と記録媒体の搬送方向とが同一方向に配設される場合、当該記録用紙の端部とは、当該フラッシュランプの両端部近傍であり、当該記録用紙の印字領域における搬送方向に対する前後の領域を意味し、さらに、当該フラッシュランプの一端部近傍及び反対側近傍とは、印字領域（＝搬送速度÷フラッシュ周波数）における前後の端部を中心にした両側３０ｍｍの領域である。

さらに、請求項３に記載された発明は、前記反射部材の第１の反射面と第２の反射面の設置角度は、当該第１の反射面及び第２の反射面の中心位置で反射された光線が、記録媒体の端部に照射されるように設定され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である。

又、請求項４に記載された発明は、前記フラッシュランプの長手方向の両端部近傍に、前記フラッシュランプの一端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの反対側近傍の記録媒体へと反射する補助反射板を配設するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフラッシュ定着装置である。

更に、請求項５に記載された発明は、前記フラッシュランプは、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフラッシュ定着装置である。

また、請求項６に記載された発明は、前記フラッシュランプは、記録媒体の搬送方向に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフラッシュ定着装置である。

さらに、請求項７に記載された発明は、前記反射部材は、前記フラッシュランプの長手方向に沿った両側にそれぞれ複数個配設されており、前記すべての反射部材が、前記記録媒体の対応する端部の同じ部分に集光させるように光線を反射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフラッシュ定着装置である。

また、請求項８に記載された発明は、前記反射部材は、前記フラッシュランプの長手方向に沿った両側にそれぞれ複数個配設されており、前記フラッシュランプの長手方向に沿った内側に配設される反射部材ほど、前記記録媒体の端部よりも内側に光線を反射するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフラッシュ定着装置である。

又、請求項９に記載された発明は、前記反射部材は、その断面形状が三角形状、台形状、多角形状、湾曲形状のいずれかに形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のフラッシュ定着装置である。

更に、請求項１０に記載された発明は、前記請求項１乃至９のいずれかに記載のフラッシュ定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置である。

この発明によれば、フラッシュランプから発せられる光エネルギーを有効に利用することができ、記録媒体に照射される光エネルギーを、当該フラッシュランプの長手方向に沿って略均一化することができ、良好な画質の定着画像を得ることが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ができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係るフラッシュ定着装置を適用した画像形成装置としての高速プリンタを示すものである。

この高速プリンタ１は、図２に示すように、例えば、一連の連続した長尺な用紙であって、１ページ毎に折り目（ミシン目）で区切られた記録媒体としての連帳紙に、高速で画像をプリントすることが可能となっている。上記高速プリンタ１のプリンタ本体２は、右側の画像形成部３と、中央の定着部４と、左側の排紙部５とによって、相対的に右側の部分が大きな略門型に形成されており、当該プリンタ本体２の画像形成部３には、像担持体としての感光体ドラム６が、矢印方向に沿って高速で回転可能に配設されている。この感光体ドラム６は、直径約２４２ｍｍと大きく設定されており、ＯＰＣやアモルファス−Ｓｉ、あるいはＳｅ等の光導電性材料からなる感光体層を表面に被覆した導電性円筒体によって構成されている。上記感光体ドラム６の上部及び斜め右側には、当該感光体ドラム６の表面を所定の電位に一様に帯電するスコロトロン等からなる一次帯電器７、８が２つ並んで配設されている。また、上記感光体ドラム６の右側の側面には、上記２連の一次帯電器７、８によって所定の電位に一様に帯電された感光体ドラム６の表面に、画像情報に応じて画像露光を施す画像露光手段としてのＬＥＤアレイを備えたＬＥＤプリントヘッド９が配設されており、当該感光体ドラム６の表面には、ＬＥＤプリントヘッド９によって画像露光が施されて、画像情報に応じた静電潜像が形成されるようになっている。

上記感光体ドラム６の表面に形成された静電潜像は、当該感光体ドラム６の右斜め下方から下部に掛けて配設された現像装置１０により顕像化されて、粉体トナーからなるトナー像が形成される。この現像装置１０には、高速で回転する感光体ドラム６に対応して、当該感光体ドラム６上に形成された静電潜像を高速で現像可能なように、３連の現像ロール１１が配設されている。なお、上記現像装置１０は、一成分現像方式を採用するものであっても、二成分現像方式を採用するものであっても何れでも良い。

また、上記感光体ドラム６の斜め左下方には、当該感光体ドラム６上に形成されたトナー像を、記録媒体としての連帳紙１２に転写するための転写手段として、コロトロンからなる転写帯電器１３が配設されており、感光体ドラム６上に形成されたトナー像は、転写帯電器１３による帯電を受けて、連帳紙１２上に順次転写されるようになっている。

上記記録媒体としての連帳紙１２は、プリンタ本体２の画像形成部３の下端部内側に配設された給紙部１４から給紙されるように構成されている。この連帳紙１２は、一連の連続した長尺な用紙であって、１ページ毎に折り目（ミシン目）で区切られたものであり、図示のように、折り畳まれた状態で連帳紙１２のセット１５が、給紙部１４に配設されている。

この連帳紙１２としては、ユーザーのニーズに応じて、種々の種類のものが用いられ、普通紙、当該通紙よりも薄い用紙、厚紙、あるいは、普通紙や厚紙などの表面にコーティングを施したコート紙、あるいは黄色など所定の色に着色された用紙など、７〜８種類、あるいはそれ以上の種類の用紙が用意されている。また、上記連帳紙１２としては、幅の広いものも使用可能となっている。

上記転写帯電器１３によって感光体ドラム６からトナー像が転写された連帳紙１２は、図２に示すように、図示しない搬送手段によって定着部４へと搬送され、当該定着部４に配設されたフラッシュ定着装置１６によって、未定着トナー像が連帳紙１２上に定着される。その際、上記連帳紙１２は、連続して搬送されるが、フラッシュ定着装置１６の上流側に連帳紙１２を一旦収容する収容部を設けることによって、当該連帳紙１２を間欠的に搬送する間に、フラッシュ定着装置１６により定着処理を施すように構成しても良い。

そして、上記フラッシュ定着装置１６によって未定着トナー像が定着された連帳紙１２は、搬送ロール１７によって排紙部５に設けられた排紙トレイ１８上に折り畳まれた状態で排出される。

なお、上記トナー像の転写工程が終了した後の感光体ドラム６の表面は、クリーニング装置１９のクリーニングブレード２０によって、残留トナー等が除去された後、コロトロンからなる除電器２１によって残留電荷が除電されるとともに、クリーニングブラシ２２によって紙粉やトナー粉等が除去されて、次の画像形成工程に備えるようになっている。

また、図２中、２３は、後述するフラッシュ定着装置１６のフラッシュランプ２４の発光（発光周波数）を制御するフラッシュ制御ユニットを示している。

ところで、この実施の形態では、フラッシュランプを発光させ、当該フラッシュランプから照射される光エネルギーによって記録媒体上に未定着トナー像を定着するフラッシュ定着装置において、前記フラッシュランプから照射される光線を、記録媒体に向けて反射する反射部材を備え、前記反射部材を、前記フラッシュランプの一端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの一端部近傍の記録媒体へと反射する第１の反射面と、前記フラッシュランプの他端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの反対側近傍の記録媒体へと反射する第２の反射面とを具備するように構成されている。

また、この実施の形態では、前記フラッシュランプの一端部近傍及び反対側近傍とは、記録媒体の端部を中心にした両側３０ｍｍの領域であるように構成されている。

さらに、この実施の形態では、前記反射部材の第１の反射面と第２の反射面の設置角度は、当該第１の反射面及び第２の反射面の中心位置で反射された光線が、記録媒体の端部に照射されるように設定されている。

すなわち、この実施の形態に係る高速プリンタでは、図３に示すように、定着装置１６として、複数本のフラッシュランプ２４を発光させ、当該フラッシュランプ２４から照射される光エネルギーによって記録媒体としての連帳紙１２上に未定着トナー像を定着するフラッシュ定着装置が用いられている。このフラッシュ定着装置１６は、連帳紙１２の搬送方向と直交する方向に配設された複数本（図示例では、４本）のフラッシュランプ２４を備えており、これら複数本のフラッシュランプ２４は、反射板２５の内部に、連帳紙１２の搬送方向に沿って一定の間隔で互いに平行に配設されている。上記フラッシュランプ２４の長さは、図３（ｂ）に示すように、記録媒体の幅である印字領域よりも長く設定されている。また、上記フラッシュランプ２４の下面は、カバーガラス２６によって覆われている。

上記フラッシュランプ２４は、図３（ｂ）に示すように、棒状に形成されたガラス管の内部に、水銀の蒸気、あるいはキセノン（Ｘｅ）ガス等の希ガスが封入されているとともに、当該ガラスの両端部には、フラッシュランプ２４をアーク放電させて発光させるための第１の電極２７ａ（例えば、正極性の電極）と第２の電極２７ｂ（例えば、負極性の電極）が取り付けられている。

また、上記フラッシュランプ２４の下側（記録媒体側）には、当該フラッシュランプ２４の励起を促すために、直径０．５〜１．０ｍｍ程度の金属線からなる図示しないトリガワイヤが直線状に配設されており、このトリガワイヤには、例えば、２０ｋＶ程度の高電圧が印加されるようになっている。

この実施の形態では、上記反射板２５の内面（内側の面）に、図１に示すように、フラッシュランプ２４の長手方向に沿った両端部寄りの位置に、断面三角形状をした凸形状の反射部材３０ａ、３０ｂがそれぞれ配設されている。上記反射部材３０ａ、３０ｂは、金属や合成樹脂等によって形成されており、その表面が必要に応じて鏡面処理されている。これら２つの反射部材３０ａ、３０ｂは、記録媒体１２の幅方向の中心線３１を対称軸として、左右対称に形成されており、図３（ｃ）に示すように、記録媒体１２の幅方向と直交する記録媒体１２の搬送方向に沿って配設されている。

上記各反射部材３０ａ、３０ｂは、図１に示すように、フラッシュランプ２４の一端部（電極２７ａ側）から照射される光線３２を、当該フラッシュランプ２４の一端部近傍の記録媒体１２の領域１２ａへと反射する第１の反射面３００ａと、フラッシュランプ２４の他端部（電極２７ｂ側）から照射される光線３４を、当該フラッシュランプ２４の反対側近傍の記録媒体１２の領域１２ａへと反射する第２の反射面３００ｂとを具備するように、下向きの断面略三角形状に突出するように形成されている。

次に、上記各反射部材の第１の反射面及び第２の反射面の角度の決定方法について説明する。

図４は図１の左側に具備されている反射部材の近辺を拡大して図示したものである。まず、上記フラッシュランプ２４の一端側の電極２７ａ近傍から発せられるフラッシュ光線３２が、反射部材３０ａの第１の反射面３００ａの中央で反射され、反射先が記録媒体１２の当該電極２７ａ側の端部領域１２ａとなるように、当該第１の反射面３００ａの角度αが決定される。なお、ここで、上記記録媒体１２の端部領域１２ａとは、当該記録媒体１２の端部を中心にして、両側に３０ｍｍの領域を言う。その理由は、第１及び第２の反射面３００ａ、３００ｂは、ある程度の大きさ（面積）を有しているため、記録媒体１２の端部を中心にして、両側に３０ｍｍ程度に照射された光線は、当該記録媒体１２の定着に寄与するからである。

次に、上記角度αを維持しつつ、反射板２５に対する第１の反射面３００ａの高さが、所定の値ｈ１となるように第１の反射面３００ａを形成する。このとき、上記所定の値ｈ１は、できるだけフラッシュランプ２４に近い値に設定する方が、当該第１の反射面３００ａで反射されずに、記録媒体１２に到達しない迷光が減少するため望ましい。また、上記反射部材３０ａは、フラッシュランプ２４と交差するように配設しても良い。つまり、この反射部材３０ａは、フラッシュランプ２４の部分を切り欠いて、当該フラッシュランプ２４の表面よりも下方まで延設するように構成しても良い。

このように、上記反射部材３０ａの第１の反射面３００ａの角度α及び高さｈ１を設定することによって、フラッシュランプ２４の一端部の電極近傍から照射される光線３２が、当該フラッシュランプ２４の一端部近傍１２ａの記録媒体１２へと反射するように構成することができる。

さらに、上記反射部材の第１の反射面における角度αの設定方法について詳細に説明する。

図５に示すように、反射板の任意の位置に点Ｃを設定し、当該点Ｃの座標を（Ｘｃ，ｈ２）とする。ここで、座標は、記録媒体１２の表面を含む直線上であって、電極先端の直下に対応した位置が原点Ｏとなるように決定した。

次に、上記反射板２５上の点Ｃを基点として、高さｈ１なる第１の反射面３００ａを角度αで設ける。このとき、上記第１の反射面３００ａの中心を点Ｄ（Ｘｄ，ｈ２−ｈ１／２）、フラッシュランプ２４の電極２７ａの中央を点Ａ（０，ｈ３）、印字領域の最端部を点Ｂ（［Ｌ−Ｗ］／２，０）とする。なお、上記反射部材３０ａと記録媒体１２の位置関係によって、θ２＞９０°、θ２＜９０°の場合の両方が考えられる。ここで、Ｌはフラッシュランプ２４のアーク放電が発生する電極２７ａ、２７ｂ間の長さ、Ｗは印字領域つまり記録媒体１２の幅、ｈ２は反射板２５の高さ、ｈ３はフラッシュランプ２４の電極２７ａの原点Ｏからの高さをそれぞれ示している。

そして、上述した幾何学的な位置関係を満たすように、下記の式１のα、θ１、θ２の関係が成り立つべく、点Ｄの位置が決定され、角度αが決まる。

一方、上記フラッシュランプ２４の他端側の電極２７ｂ近傍から発せられるフラッシュ光線３４が、反射部材３０ｂの第２の反射面３００ｂの中央で反射され、反射先が記録媒体１２の反対側の端部領域１２ｂとなるように、当該第２の反射面３００ｂの角度βが決定される。そして、上記第２の反射面３００ｂは、角度βを維持しつつ、第１の反射面３００ａと交差する位置、つまり第１の反射面３００ａと等しい高さ値ｈ１となるように第２の反射面を形成する。なお、ここでは、反射部材３０ａ、３０ｂは、中心線３０を対称軸にして対称に構成されて配置されているため、いずれも第１及び第２の反射面、並びに光線３２、３４を区別することなく、第１の反射面を３００ａ、第２の反射面を３００ｂ、照射位置の近傍に反射される光線を光線３２、照射位置の反対側に照射されて反射される光線を光線３４としている。

このように、上記反射部材３０ａの第２の反射面３００ｂの角度β及び高さｈ１を設定することによって、フラッシュランプ２４の他端部から照射される光線３４が、当該フラッシュランプ２４の反対側近傍の記録媒体１２の端部領域１２ｂへと反射するように構成することができる。

また、上記反射部材の第２の反射面における角度βの設定方法について詳細に説明する。

図６に示すように、同じく、反射板２５の任意の位置に点Ｃを設定し、当該点Ｃの座標を（Ｘｃ，ｈ２）とする。ここで、座標は、記録媒体１２の表面を含む直線上であって、電極２７ａ先端の直下に対応した位置が原点Ｏとなるように決定した。

次に、上記反射板２５上の点Ｃを基点として、高さｈ１なる第１の反射面３００ａを角度αで設ける。このとき、上記第１の反射面３００ａの中心を点Ｄ（Ｘｄ，ｈ２−ｈ１／２）、フラッシュランプ２４の電極２７ａの中央を点Ａ（０，ｈ３）、印字領域の反対側の最端部を点Ｂ（Ｘｂ，０）とする。なお、上記反射部材３０ａと記録媒体１２の位置関係によって、θ２＞９０°、θ２＜９０°の場合の両方が考えられる。ここで、Ｘｂ＝ （Ｌ−Ｗ）／２＋Ｗである。

そして、上述した幾何学的な位置関係を満たすように、下記の式２のα、θ１、θ２の関係が成り立つべく、点Ｄの位置が決定され、角度αが決まる。

以上の構成において、この実施の形態に係るフラッシュ定着装置を適用した高速プリンタでは、次のようにして、フラッシュランプから発せられる光エネルギーを有効に利用することができ、記録媒体に照射される光エネルギーを、当該フラッシュランプの長手方向に沿って略均一化することができ、良好な画質の定着画像を得ることが可能となっている。

すなわち、上記の如く構成される高速プリンタでは、図２に示すように、感光体ドラム６上に形成されるトナー像を、記録媒体としての連帳紙１２上に順次転写していき、当該トナー像が転写された連帳紙１２は、フラッシュ定着装置１６へと搬送されて、当該フラッシュ定着装置１６によって光エネルギーが照射され、未定着トナー像が光エネルギーによって連帳紙１２上に定着されるようになっている。

上記高速プリンタでは、ユーザー等のニーズに伴って、記録媒体として幅の広い連帳紙１２が要求される場合があり、フラッシュ定着装置１６では、幅の広い連帳紙１２に対して、その全幅にわたって略均一な光エネルギーを照射して、未定着トナー像を光エネルギーによって連帳紙１２上に定着する必要がある。

ところで、上記実施の形態に係るフラッシュ定着装置１６では、図１に示すように、反射板２５の内面に反射部材３００ａ、３００ｂが取り付けられており、当該反射部材３００ａ、３００ｂは、フラッシュランプ２４の一端部から照射される光線３２を、当該フラッシュランプ２４の一端部近傍の記録媒体１２へと反射する第１の反射面３００ａと、前記フラッシュランプ２４の他端部から照射される光線３４を、当該フラッシュランプ２４の反対側近傍の記録媒体１２へと反射する第２の反射面３００ｂとを具備するように構成されている。

そのため、上記フラッシュ定着装置１６では、図１に示すように、フラッシュランプ２４の一端部における電極２７ａの近傍から照射されたフラッシュ光線３２が、当該フラッシュランプ２４の一端部寄りに配設された反射部材３０ａの第１の反射面３００ａによって反射され、当該フラッシュランプ３０ａの一端部近傍の連帳紙１２へと照射されるようになっている。また、上記フラッシュランプ２４の他端部における電極２７ｂの近傍から照射され、当該フラッシュランプ２４の長手方向に沿って反対側へ照射されたフラッシュ光線３４は、当該フラッシュランプ２４の一端部寄りに配設された反射部材３０ａの第２の反射面３００ｂによって反射され、このフラッシュランプ２４の一端部近傍１２ａの連帳紙１２へと照射されるようになっている。

また、上記フラッシュランプ２４の中央部及びその近傍から照射されたフラッシュ光線は、反射板２５そのものによって反射され、当該フラッシュランプ２４の中央部及びその近傍の下方に位置する連帳紙１２上に照射される。

その結果、上記実施の形態によれば、フラッシュランプから発せられる光エネルギーを有効に利用することができ、記録媒体に照射される光エネルギーを、当該フラッシュランプの長手方向に沿って略均一化することができ、良好な画質の定着画像を得ることが可能となっている。

図７は上記実施の形態１に係るフラッシュ定着装置を用いた場合の記録媒体に照射される光エネルギーを数値計算によって演算して求めた結果を示すグラフである。

この図７から明らかなように、フラッシュランプの両端部よりに第１及び第２の反射面を有する反射部材を配設することによって、フラッシュランプの長手方向に沿った両端部の光エネルギーを増加させて、フラッシュランプの長手方向に沿って略均一化することができることがわかる。

また、図８は上記実施の形態１に係るフラッシュ定着装置１６と図 に示す補助反射板３８ａ、３８ｂを備えた技術とを組み合わせた場合の記録媒体１２に照射される光エネルギーを数値計算によって演算して求めた結果を示すグラフである。なお、上記図８に示すフラッシュ定着装置１６においても、反射部材３０ａ、３０ｂは、図９に示す如く、上記実施の形態１に示すように構成されている。

この図８から明らかなように、フラッシュランプ２４の両端部よりに第１及び第２の反射面３００ａ、３００ｂを有する反射部材３０ａ、３０ｂを配設するとともに、フラッシュランプ２４の両端部に端部反射板３８ａ、３８ｂを追加することによって、フラッシュランプ２４の長手方向に沿った両端部の光エネルギーを増加させるとともに、当該両端部の内側の落ち込みを抑制することができ、フラッシュランプ２４の長手方向に沿ってより一層均一化することができることがわかる。

実施の形態２
図１０はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、フラッシュランプから照射される光線を、記録媒体に向けて反射する反射部材を複数備えるように構成されており、前記各反射部材には、前記フラッシュランプの一端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの一端部近傍の記録媒体へと反射する第１の反射面と、前記フラッシュランプの他端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの反対側近傍の記録媒体へと反射する第２の反射面とを設けるように構成したものである。

また、上記複数の反射部材は、そのすべての反射部材が、前記記録媒体の対応する端部の同じ部分に集光させるように光線を反射するように構成されている。
なお、上記複数の反射部材は、記録媒体に沿って内側に配設されるもの程、当該反射部材の第１及び２の反射面が反射する光線が、記録媒体に沿って内側に照射されるように構成しても良い。

すなわち、この実施の形態２では、図１０に示すように、反射板の内面に、フラッシュランプの長手方向に沿った両端部側に、第１、第２、第３の反射部材３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂがそれぞれ配設されており、これらの第１、第２、第３の反射部材３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂには、フラッシュランプ２４の一端部から照射される光線３２を、当該フラッシュランプ２４の一端部近傍の記録媒体１２へと反射する第１の反射面３００ａ、４００ａ、５００ａと、前記フラッシュランプ２４の他端部から照射される光線３４を、当該フラッシュランプ３４の反対側近傍の記録媒体２１へと反射する第２の反射面３００ｂ、４００ｂ、５００ｂとを設けるように構成したものである。

また、上記第１、第２、第３の反射部材３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂは、そのすべての反射部材３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂの第１の反射面３００ａ、４００ａ、５００ａ及び２の反射面３００ｂ、４００ｂ、５００ｂによって反射される光線が、記録媒体１２の対応する端部の同じ部分に集光されるように構成されている。

こうすることによって、記録媒体１２の対応する端部の光量をより一層増加させることが可能となる。

なお、上記各反射部材の第１及び第２の反射面は、上述した実施の形態１と同様に設定されている。

この実施の形態２によれば、図１０に示すように、フラッシュランプ２４の長手方向の両端部近傍における光エネルギーをより一層均一にすることができ、フラッシュランプの全長にわたって略均一の光エネルギーを照射することができることがわかる。

これに対して、従来例や特開昭６０−２５２３８３号公報に係る技術の場合に、図１０に示すように、フラッシュランプの長手方向の両端部近傍が低下してしまったり、逆に、フラッシュランプの長手方向の両端部近傍が極端に高くなりすぎてしまい、いずれにしても、フラッシュランプの全長にわたって略均一の光エネルギーを照射することができるないことがわかる。

なお、上記反射部材としては、図１１に示すように、三角形状に限定されるものではなく、台形状や多角形状、あるいは滑らかな湾曲形状など任意であり、又、反射部材の第１の反射面及び第２の反射面の設定角度α、βを異なる値に設定せずに、両者を等しい値θ１＝θ２に設定してもある程度効果を得ることができ、更に、上述したように、反射部材を複数配置しても良い。その際、上記複数の反射部材を必ずしも連続して設ける必要はなく、間隔をおいて配置しても良い。

ただし、上述した本発明の実施の形態から理解されるように、反射部材を単に設ければ良い訳ではなく、当該反射部材の配置や第１及び第２の反射面の設定角度を適宜設定する必要があることは勿論である。

更に説明すると、図１２乃至図１４はこの実施の形態の代表的な例と、本発明に反する反例を３つ図示するとともに、その光エネルギー分布及び配光分布をそれぞれ示したものである。

これらの図１２乃至図１４から明らかなように、反射部材の位置や反射面の角度が、本発明に合致しない場合には、中央部の光エネルギーが極端に高くなってしまうとともに、両端部の内側が極端に低くなってしまったり、両端部が低下してしまったり、両端部の内側が高くなってしまうなど、いずれにしても、反射部材を設けることによって、逆に光エネルギー分布が不均一となってしまっている。

これに対して、本発明の実施の形態の場合には、両端部の内側が若干低下するものの、光エネルギーの分布を略均一にすることができることがわかる。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

実施の形態３
図１５はこの発明の実施の形態３を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態３では、フラッシュランプが記録媒体の搬送方向と直交する方向に配設されていのではなく、フラッシュランプが記録媒体の搬送方向に沿って配設するように構成されている。

なお、反射部材は、例えば、記録媒体の搬送方向に沿った上流側と下流側とに、フラッシュランプの長手方向と直交する方向に沿って配設されている。

すなわち、この実施の形態３では、図１５に示すように、フラッシュランプ２４が記録媒体１２の搬送方向に沿って複数本（図示例では、８本）配設されており、当該フラッシュランプ２４の長手方向に沿った両端部側に、つまり、記録媒体１２の搬送方向に沿った上流側と下流側とに、反射部材３０ａ、３０ｂが配設されている。

また、図１６に示す実施の形態３では、反射部材が前記実施の形態２と同様に、第１、第２、第３の反射部材３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂ、５０ａ、５０ｂと複数個設けられており、印字領域［ｍ］（搬送速度［ｍ／ｓ］÷フラッシュ周期［ｓ］）に渡って、光エネルギーの分布が略均一になっていることがわかる。

その他の構成及び作用は、前記実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

図１はこの発明の実施の形態１に係るフラッシュ定着装置の要部を示す構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係るフラッシュ定着装置を適用した画像形成装置としての高速プリンタを示す構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係るフラッシュ定着装置を示す斜視構成図、媒体方向から見た構成図及び媒体方向と直交する方向から見た構成図である。 図４はこの発明の実施の形態１に係るフラッシュ定着装置の作用を示す説明図である。 図５はこの発明の実施の形態１に係るフラッシュ定着装置の作用を示す説明図である。 図６はこの発明の実施の形態１に係るフラッシュ定着装置の作用を示す説明図である。 図７はこの発明の実施の形態１に係るフラッシュ定着装置の要部を作用のグラフとともに示す構成図である。 図８はこの発明の実施の形態１に係るフラッシュ定着装置の作用をグラフとともに示す説明図である。 図９は反射部材を示す構成図である。 図１０はこの発明の実施の形態２に係るフラッシュ定着装置の要部を作用のグラフとともに示す構成図である。 図１１は反射部材の変形例をそれぞれ示す構成図である。 図１２はこの発明の実施の形態２に係るフラッシュ定着装置と反例をそれぞれ示す構成図である。 図１３はこの発明の実施の形態２に係るフラッシュ定着装置と反例の作用を示すグラフである。 図１４はこの発明の実施の形態２に係るフラッシュ定着装置と反例の配光分布結果を示す図表である。 図１５はこの発明の実施の形態３に係るフラッシュ定着装置を示す斜視構成図、媒体方向から見た構成図及び媒体方向と直交する方向から見た構成図である。 図１６はこの発明の実施の形態３に係るフラッシュ定着装置の作用を示すグラフである。 図１７は従来のフラッシュ定着装置を示す構成図である。 図１８は従来のフラッシュ定着装置の要部を作用のグラフとともに示す構成図である。 図１９は従来のフラッシュ定着装置の要部を作用のグラフとともに示す構成図である。 図２０は従来のフラッシュ定着装置の要部を作用のグラフとともに示す構成図である。

符号の説明

１２：連帳紙（記録媒体）、１６：フラッシュ定着装置、２４：フラッシュランプ、３０ａ、３０ｂ：反射部材、３００ａ：第１の反射面、３００ｂ：第２の反射面。

Claims (10)

1. フラッシュランプを発光させ、当該フラッシュランプから照射される光エネルギーによって記録媒体上に未定着トナー像を定着するフラッシュ定着装置において、
   前記フラッシュランプから照射される光線を、記録媒体に向けて反射する反射部材を備え、
   前記反射部材を、前記フラッシュランプの一端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの一端部近傍の記録媒体へと反射する第１の反射面と、前記フラッシュランプの他端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの反対側近傍の記録媒体へと反射する第２の反射面とを具備するように構成されていることを特徴とするフラッシュ定着装置。
2. 前記フラッシュランプの一端部近傍及び反対側近傍とは、記録媒体の端部を中心にした両側３０ｍｍの領域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。
3. 前記反射部材の第１の反射面と第２の反射面の設置角度は、当該第１の反射面及び第２の反射面の中心位置で反射された光線が、記録媒体の端部に照射されるように設定され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。
4. 前記フラッシュランプの長手方向の両端部近傍に、前記フラッシュランプの一端部から照射される光線を、当該フラッシュランプの反対側近傍の記録媒体へと反射する補助反射板を配設するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフラッシュ定着装置。
5. 前記フラッシュランプは、記録媒体の搬送方向と直交する方向に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフラッシュ定着装置。
6. 前記フラッシュランプは、記録媒体の搬送方向に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のフラッシュ定着装置。
7. 前記反射部材は、前記フラッシュランプの長手方向に沿った両側にそれぞれ複数個配設されており、前記すべての反射部材が、前記記録媒体の対応する端部の同じ部分に集光させるように光線を反射することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフラッシュ定着装置。
8. 前記反射部材は、前記フラッシュランプの長手方向に沿った両側にそれぞれ複数個配設されており、前記フラッシュランプの長手方向に沿った内側に配設される反射部材ほど、前記記録媒体の端部よりも内側に光線を反射するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のフラッシュ定着装置。
9. 前記反射部材は、その断面形状が三角形状、台形状、多角形状、湾曲形状のいずれかに形成されていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のフラッシュ定着装置。
10. 前記請求項１乃至９のいずれかに記載のフラッシュ定着装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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