JP4604744B2 - 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

本発明は、記録媒体上に転写されたトナー像を、フラッシュランプから発せられたフラッシュ光を照射することで定着させ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。

電子写真方式で画像を形成する画像形成装置は、粉体のトナーにより形成したトナー像を記録媒体上に転写した後に、トナー像を転写した記録媒体（記録媒体上の粉体トナー）に熱エネルギーを加え、粉体トナーを溶融させることで記録媒体上にトナー像を定着させる構成となっている。トナー像定着のための熱エネルギーの供給にはヒートローラが用いられることが多いが、大量の画像を高速で形成可能な高能力の画像形成装置（例えばＡ４換算で１秒当り500枚程度の面積の記録媒体に画像を形成可能な画像形成装置）では、フラッシュランプを間欠点灯させ、点灯時にフラッシュランプから発せられるフラッシュ光を照射することで、粉体トナーを溶融させてトナー像を定着させるエネルギーを供給するフラッシュ定着方式が用いられている。フラッシュ定着方式は記録媒体に接触することなく高いエネルギーを供給できるため、記録媒体の搬送に影響を与えることがなく高速な画像形成に適している。

高能力の画像形成装置は帳票類の印刷が主な用途でモノクロが殆どであったが、帳票類の印刷であっても、例えば帳票類にヘッダー又はフッターとして付加する企業ロゴをカラーで印刷したい等、高能力の画像形成装置に対してもカラー化のニーズは徐々に高まってきている。電子写真方式でのカラー画像の形成はＣ，Ｍ，Ｙ（及びＫ）各色のトナー像を重ね合わせることで実現できるが、これに伴って記録媒体に転写されるトナーの量（定着対象のトナーの量）が増大することになり、トナー像定着のためにより大きなエネルギーを供給する必要が生ずる。

フラッシュ定着方式において、供給エネルギーを増大させることは、記録媒体の搬送速度を低下させる（例えば搬送速度を１／２にすれば供給エネルギーは２倍になる）か、フラッシュランプの発光周期を短くする（例えば発光周期を１／２（発光周波数を２倍）にすれば供給エネルギーは２倍になる）ことで実現できる。しかしながら、記録媒体の搬送速度を低下させることは画像形成装置の処理能力の低下に繋がるので望ましくなく、フラッシュランプの発光周期を短くすることもフラッシュランプの短寿命化を招き、ランプ温度の上昇も大きくなってしまうという問題がある。また、フラッシュランプの数を増やせば、搬送速度を低下させたり発光周期を短くしたりすることなく供給エネルギーを増大させることができるが、大きなエネルギーをトナー像へ一気に供給すると、トナー組成分（例えばトナーに含有されている水分）が昇華することで、記録媒体上に形成される画像にドット抜け（白点）等の画質劣化が生ずることになる。

上記に関連して特許文献１には、フラッシュランプの発光期間中、フラッシュランプに流れる放電電流がほぼ平坦となるように給電するフラッシュ電源部を備えたフラッシュ定着装置が開示されている。
特開２００１−１４２３４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、フラッシュランプに流れる放電電流がほぼ平坦となるように給電するために、フラッシュランプの発光に必要なエネルギーを静電エネルギーとして蓄積しておくためのメインバンクコンデンサを、２つの電解コンデンサを直列に接続して成る合成容量Ｃの大きなコンデンサとし、フラッシュランプの１回の発光中に必要なエネルギーより十分に大きな（例えば４倍程度）静電エネルギーを蓄積するようにしている。このため、上記のメインバンクコンデンサを含む電源部の回路構成が複雑となり、フラッシュ定着装置のコストが嵩むという問題がある。

本発明は上記事実を考慮して成されたもので、記録媒体に転写されたトナー像を画質の劣化を生じさせることなく定着させることを、簡易な構成で実現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得ることが目的である。

上記目的を達成するために本発明に係るフラッシュ定着装置は、記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるためのフラッシュ光を発する第１及び第２のフラッシュランプと、定着対象のトナー像が転写された記録媒体上の各部に対し、前記第１のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光と前記第２のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光が異なるタイミングで各々照射されるように、前記第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御する発光制御手段と、を含んで構成されている。

本発明では、第１のフラッシュランプと第２のフラッシュランプが設けられており（第１及び第２のフラッシュランプは各々複数のフラッシュランプで構成してもよい）、発光制御手段は、定着対象のトナー像が転写された記録媒体上の各部に対し、第１のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光と第２のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光が異なるタイミングで各々照射されるように、第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御する。これにより、記録媒体上のトナー像を形成している各トナーは、第１及び第２のフラッシュランプのうち、先に発光したフラッシュランプからのフラッシュ光が照射されることで供給されたエネルギーにより温度が上昇した後に、後に発光したフラッシュランプからのフラッシュ光が照射されることで供給されたエネルギーにより温度が更に上昇することで溶融し、記録媒体上にトナー像として定着されることになる。

このように本発明では、トナー像の定着（トナーの溶融）のためのエネルギーが、第１及び第２のフラッシュランプによって複数回に分けて供給されるため、前記エネルギーを一気に供給する場合と比較して、トナー組成分の昇華によるドット抜け等の画質劣化が生じないように１回当りの供給エネルギーの大きさを調整することで、上記の画質劣化を生じさせることなく、記録媒体に転写されたトナー像を定着（トナーを溶融）させることができる。また、本発明は第１のフラッシュランプと第２のフラッシュランプを異なるタイミングで発光させる、という簡単な制御で実現できるので、特許文献１に記載の技術のように、フラッシュランプに流れる放電電流をほぼ平坦とするために大容量のコンデンサを設けたりする必要はなく、本発明に係るフラッシュ定着装置を簡易な構成とすることができる。

以上説明したように本発明は、定着対象のトナー像が転写された記録媒体上の各部に対し、第１のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光と第２のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光が異なるタイミングで各々照射されるように、第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御するので、記録媒体に転写されたトナー像を画質の劣化を生じさせることなく定着させることを、簡易な構成で実現できる、という優れた効果を有する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１には本実施形態に係るカラー画像形成装置１０が示されている。カラー画像形成装置１０は、切断用のミシン目が予め穿設された連続用紙から成る記録媒体１２にカラー画像を形成する装置であり、カラー画像形成装置１０の機体内へ挿入された記録媒体１２は巻掛ローラ１４，１６に巻き掛けられ、機体内を横切るように形成された搬送路を一定速度で搬送される。記録媒体１２の搬送路の下方側には、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）各色のトナー像を形成する画像形成部１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄが前記搬送路に沿って略等間隔で配置されている。

画像形成部１８Ａ〜１８Ｄは形成するトナー像の色以外は同一の構成であり、軸線が記録媒体１２の搬送方向と直交するように配置された感光体ドラム２０を備え、感光体ドラム２０の周囲には、感光体ドラム２０を帯電させるための帯電器２２、帯電された感光体ドラム２０上にレーザビームを照射して静電潜像を形成する光ビーム走査装置２４、感光体ドラム２０上の静電潜像形成部位に所定色のトナーを供給して静電潜像を現像することで感光体ドラム２０上に所定色のトナー像を形成させる現像器２６、記録媒体１２の搬送路を挟んで感光体ドラム２０と対向配置された転写器２８、感光体ドラム２０を除電する除電器３０、感光体ドラム２０上の残留トナーを除去するためのクリーナブレード３２及びクリーナブラシ３４が各々配置されて構成されている。

画像形成部１８Ａ〜１８Ｄは、帯電器２２、光ビーム走査装置２４及び現像器２６により感光体ドラム２０の周面上に互いに異なる色のトナー像を形成した後に、形成したトナー像を転写器２８によって記録媒体１２に転写する。各画像形成部１８Ａ〜１８Ｄにおける帯電・露光（静電潜像形成）・現像（トナー像形成）・転写の一連のプロセスは、各画像形成部１８Ａ〜１８Ｄで形成したトナー像が記録媒体１２上で互いに重なり合うように実行タイミングが制御される。これにより、記録媒体１２上にフルカラーのトナー像が形成されることになる。

また、記録媒体１２の搬送路は、画像形成部１８Ａ〜１８Ｄの配設位置の下流側で巻掛ローラ３８、４０によって搬送方向が反転され、巻掛ローラ４０と後段の巻掛ローラ４２の間の区間では、記録媒体１２は水平に近い角度で斜め下方へ搬送される。巻掛ローラ４０，４２の間の区間の搬送路の上方にはフラッシュ定着ユニット４６が配設されている。

図２（Ａ）にも示すように、フラッシュ定着ユニット４６は、記録媒体１２に転写されたトナー像を定着させる（トナーを溶融させる）エネルギーを供給するためのフラッシュ光を発する８本のフラッシュランプ４８Ａ〜４８Ｈを備えている。各フラッシュランプ４８は、長手方向が記録媒体１２の幅方向（記録媒体１２の搬送方向に直交する方向）に沿うように向けられ、記録媒体１２の搬送方向に沿って一定間隔で配置されている。また、記録媒体１２の搬送路側から見てフラッシュランプ４８の背面側には、８本のフラッシュランプ４８の背面側を包囲すると共に前面側（搬送路側）に開口が形成された形状とされ、フラッシュランプ４８から背面側へ射出されたフラッシュ光を搬送路側へ反射する反射板５０が設けられている。

本実施形態では、８本のフラッシュランプ４８Ａ〜４８Ｈのうち、記録媒体１２の搬送方向に沿って１つおきに配置されたフラッシュランプ４８Ａ，４８Ｃ，４８Ｅ，４８Ｇを１つのグループと見なすと共に、同じく１つおきに配置されたフラッシュランプ４８Ｂ，４８Ｄ，４８Ｆ，４８Ｈを１つのグループと見なし（以下、フラッシュランプ４８Ａ，４８Ｃ，４８Ｅ，４８Ｇを「第１のフラッシュランプ群」、フラッシュランプ４８Ｂ，４８Ｄ，４８Ｆ，４８Ｈを「第２のフラッシュランプ群」と称する）、各グループ毎にフラッシュランプを点灯させるが（詳細は後述）、反射板５０は、第１のフラッシュランプ群の各フラッシュランプ４８が点灯されたときにも、第２のフラッシュランプ群の各フラッシュランプ４８が点灯されたときにも、記録媒体１２に照射されるフラッシュ光が照射範囲の略全面に亘って略均一な光量（＝エネルギー）になるように形状等が調整されている。

また、フラッシュランプ４８の前面側（搬送路側）にはカバーガラス５２が配置されている。カバーガラス５２は反射板５０の開口を閉止するように設けられており、このカバーガラス５２によってフラッシュ定着ユニット４６内部への塵埃等の侵入が阻止される。

フラッシュ定着ユニット４６の個々のフラッシュランプ４８は、図３に示すように両端が電源回路５８に接続されている。すなわち、フラッシュランプ４８の一端は電源端子６４Ｂに接続され、ランプ４８の他端はチョークコイル６０の一端に接続されている。チョークコイル６０の他端は電源端子６４Ａとコンデンサ６２の一端に各々接続されており、コンデンサ６２の他端は電源端子６４Ｂに接続されている。電源端子６４Ａ，６４Ｂには例えば商用交流電圧が整流されて昇圧されることで生成された直流電圧Ｖsが供給され、コンデンサ６２は直流電圧Ｖsによって充電され、フラッシュランプ４８の発光時に蓄積している静電エネルギーをフラッシュランプ４８に供給する。

また、フラッシュランプ４８のトリガ電極はトリガ回路６６に接続されている。トリガ回路６６はトランス６８を備えており、フラッシュランプ４８のトリガ電極は一端が接地されたトランス６８の２次側コイル６８Ｂの他端に接続されている。また、トランス６８の１次側コイル６８Ａの一端は、抵抗７０の一端及びコンデンサ７２の一端に接続されており、抵抗７０の他端は電源端子７４Ａに接続されている。１次側コイル６８Ａの他端はサイリスタ７６の一端に接続されており、サイリスタ７６の他端はコンデンサ７２の他端及び電源端子７４Ｂに接続されている。コンデンサ７２は電源端子７４Ａ，７４Ｂを介して供給される直流電圧Ｅgによって充電され、サイリスタ７６が導通状態になると、蓄積している静電エネルギーをトランス６８を介してフラッシュランプ４８のトリガ電極に供給することで、フラッシュランプ４８を発光させる。

また、サイリスタ７６のゲートはトランジスタ７８のコレクタに接続されている。トランジスタ７８のコレクタは抵抗８０を介して給電線に接続されており、エミッタは接地されている。また、トランジスタ７８のベースは、一端が接地された抵抗８２の他端に接続されていると共に、抵抗８４を介して制御信号入力端８６に接続されている。そして、制御信号入力端８６は、マイクロコンピュータ等を含んで構成された点灯制御回路８８に接続されている。点灯制御回路８８は制御信号入力端８６を介し、フラッシュランプ４８を消灯させている期間はハイレベル、フラッシュランプ４８を点灯させる際はローレベルに切り替わる制御信号をトリガ回路６６に供給する。制御信号がローレベルとなっている間は、トランジスタ７８がオフすることでサイリスタ７６が導通し、コンデンサ７２に蓄積されていた静電エネルギーがトランス６８を介してフラッシュランプ４８のトリガ電極に供給されることで、フラッシュランプ４８が発光される。

なお、フラッシュ定着ユニット４６の８本のフラッシュランプ４８には、上記の電源回路５８及びトリガ回路６６が各々接続されており、個々のフラッシュランプ４８に接続されたトリガ回路６６は点灯制御回路８８に各々接続されている。点灯制御回路８８は８本のフラッシュランプ４８の点消灯を各々制御する。なお、フラッシュ定着ユニット４６、個々のフラッシュランプ４８に接続された電源回路５８及びトリガ回路６６、点灯制御回路８８は本発明に係るフラッシュ定着装置に対応しており、電源回路５８、トリガ回路６６及び点灯制御回路８８は本発明に係る発光制御手段に対応している。また、第１のフラッシュランプ群を構成する各フラッシュランプ４８は本発明に係る第１のフラッシュランプに、第２のフラッシュランプ群を構成する各フラッシュランプ４８は本発明に係る第２のフラッシュランプに各々対応している。

一方、巻掛ローラ４２の後段には巻掛ローラ５６，５８が順に配置されており、フラッシュ定着ユニット４６からのフラッシュ光が照射されることでトナー像が定着された記録媒体１２は、巻掛ローラ５６，５８に案内されてカラー画像形成装置１０の機体外へ排出される。なお、本実施形態に係るカラー画像形成装置１０は記録媒体１２の片面にのみカラー画像を記録する構成であるが、本実施形態に係るカラー画像形成装置１０を２台用意すると共に、記録媒体１２の表裏を反転する反転器を用意し、１台目のカラー画像形成装置１０によって一方の面にのみカラー画像が記録されて排出された記録媒体１２が、反転器によって表裏反転された後に２台目のカラー画像形成装置１０の機体内に送り込まれるように、２台のカラー画像形成装置１０及び反転器を配置すれば、記録媒体１２の両面にカラー画像を記録することも可能である。

次に本第１実施形態の作用を説明する。カラー画像形成装置１０で記録媒体１２への画像の記録が開始されると、点灯制御回路８８は、例として図２（Ｂ）に示すように、第１のフラッシュランプ群が所定の発光周期で所定時間発光すると共に、第２のフラッシュランプ群が、第１のフラッシュランプ群の発光タイミングに対して図２（Ｂ）に示す発光ディレイだけ遅れたタイミングかつ所定の発光周期で所定時間発光するように、各フラッシュランプ４８に接続されたトリガ回路６６へ制御信号を出力する。

なお、本第１実施形態において、フラッシュランプ群の発光周期は、単一のフラッシュランプ群を発光させた場合の記録媒体１２上でのフラッシュ光の照射範囲の記録媒体１２の搬送方向に沿った長さに対し、１／２弱に相当する距離を記録媒体１２が搬送されるのに要する時間に対応している。また発光ディレイは、フラッシュランプ群の発光周期の１／２よりも小さい時間であり（請求項３記載の発明に相当）、詳しくは、第１のフラッシュランプ群の発光が開始されてから、記録媒体１２のうち該第１のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が照射される部分へのフラッシュ光の照射光量がピークに達する以降で、かつ前記部分へのフラッシュ光の照射光量が０に戻る以前の期間内に第２のフラッシュランプ群の発光が開始されるように定めることができる（請求項４記載の発明に相当）。

発光周期を上記のように定めることで、図２（Ｃ）に示すように、記録媒体１２上の各部分に対し、４回に分けてフラッシュ光が照射されることになる。また、発光ディレイを上記のように定めることで、記録媒体１２上のトナー像を形成するトナーは、例として図４に示すように、まず第１のフラッシュランプ群が発光し、第１のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が照射されることで供給されるエネルギーにより、トナー溶融温度まで温度が上昇することでトナーの溶融が始まる。その後、トナーは、第１のフラッシュランプ群の発光が終了することで温度が下降し始めるのと前後して第２のフラッシュランプ群が発光し、第２のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が照射されることで供給されるエネルギーにより、トナー溶融温度を若干越える温度に比較的長期間維持されることになる。このように、発光ディレイを適切に定めることで、第１のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が照射されることでトナーの温度が上昇してから、第２のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が照射される迄の間のトナーの温度の下降を抑制することができ、フラッシュ光の照射によって供給したエネルギーをトナー像の定着（トナーの溶融）に有効に作用させることができる。

記録媒体１２上のトナー像はＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ各色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像であり（請求項２記載の発明に相当）、単色のトナー像と比較してトナー像を形成するトナーの量が多量であるので、トナーの全量を溶融させるにはより大きなエネルギーを必要とするが、上記のように、発光ディレイ分の時間を空けて第１のフラッシュランプ群と第２のフラッシュランプ群を順次発光させることで、トナー像を形成するトナーはトナー溶融温度を若干越える温度に比較的長期間維持されるので、記録媒体１２上のトナー像（カラートナー像）を確実に定着させることができる。また、フラッシュ光を１回のみ照射させることでトナーを溶融させる場合のトナー温度の推移（図４の破線を参照）と比較しても明らかなように、トナー温度の過度な上昇を抑制できる（トナー溶融温度を大きく越える温度迄上昇することを防止できる）ので、記録媒体１２に転写されたトナー像をドット抜け（白点）等の画質の劣化を生じさせることなく定着させることができる。

また、上記の画質劣化を防止することを、フラッシュランプ４８の発光中にフラッシュランプ４８に流れる放電電流がほぼ平坦となるように給電したりすることなく実現できるので、特許文献１に記載の技術のように、コンデンサ６２として過大な静電容量のコンデンサを用いる必要がなくなり、フラッシュ定着装置の簡単かつ低コストに構成することができる。

更に、本実施形態では記録媒体１２の搬送方向に沿って１つおきに配置された４本のフラッシュランプ４８から成る第１のフラッシュランプ群を同時に発光させると共に、同じく１つおきに配置された４本のフラッシュランプ４８から成る第２のフラッシュランプ群を同時に発光させるので（請求項１記載の発明に相当）、第１のフラッシュランプ群及び第２のフラッシュランプ群の１回の発光により記録媒体１２上のより広い範囲にフラッシュ光を照射させることができ、各フラッシュランプ群の発光周期を長く（発光周波数を低く）することができる。これにより、フラッシュランプ４８の長寿命化を実現することができる。

〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図５（Ａ）に示すように、本第２実施形態に係るフラッシュ定着ユニット４６は、隣り合うフラッシュランプ４８と第１の間隔だけ隔てられている部分と、隣り合うフラッシュランプ４８と第１の間隔よりも小さい第２の間隔だけ隔てられている部分が、記録媒体１２の搬送方向に沿って交互に出現するように、８本のフラッシュランプ４８が配置されている（請求項５記載の発明に相当）。これにより、図５（Ａ）を図５（Ｂ）と比較しても明らかなように、第１のフラッシュランプ群を発光させたときのフラッシュ光の照射範囲（配光パターン）と第２のフラッシュランプ群を発光させたときのフラッシュ光の照射範囲（配光パターン）の、記録媒体１２の搬送方向に沿ったずれ量は、第１実施形態で説明したフラッシュ定着ユニット４６よりも小さくなる。

図２（Ｃ）にも示すように、本実施形態では第１のフラッシュランプ群からのフラッシュ光と第２のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が記録媒体１２上の略同一の範囲に照射されるように、第１及び第２のフラッシュランプ群の発光を制御しているが、上記のように、第１のフラッシュランプ群を発光させたときのフラッシュ光の照射範囲と第２のフラッシュランプ群を発光させたときのフラッシュ光の照射範囲のずれ量が小さい場合、図５（Ｃ）を図５（Ｄ）と比較しても明らかなように、第１のフラッシュランプ群からのフラッシュ光と第２のフラッシュランプ群からのフラッシュ光を記録媒体１２上の略同一の範囲に照射させるための発光ディレイをより小さく設定することができる。これにより、第１のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が照射されることでトナーの温度が上昇してから、第２のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が照射される迄の間のトナーの温度の下降を更に抑制することができ、フラッシュ光の照射によって供給したエネルギーをトナー像の定着（トナーの溶融）に有効に作用させることができる。

〔第３実施形態〕
次に本発明の第３実施形態について説明する。なお、第１実施形態及び第２実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

電源回路５８のチョークコイル６０のインダクタンスを２倍にした場合、フラッシュランプ４８を流れる電流が抑制されることで、図６（Ａ）に示すように、フラッシュランプ４８からのフラッシュ光の光量変化の傾き及び光量のピークが小さくなる一方、フラッシュランプ４８からフラッシュ光が射出されている期間が長くなる。本第３実施形態では上記の現象を利用し、第２のフラッシュランプ群に属する各フラッシュランプ４８に接続された電源回路５８のチョークコイル６０のインダクタンスを、第１のフラッシュランプ群に属する各フラッシュランプ４８に接続された電源回路５８のチョークコイル６０のインダクタンスよりも大きく（例えば２倍程度に）している。

これにより、例として図６（Ｄ）に示すように、第１のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が比較的強いピーク光量かつ比較的短い照射期間で記録媒体１２に照射され、このフラッシュ光の照射に伴ってトナーがトナー溶融温度を若干越える温度に迄上昇した後に、第２のフラッシュランプ群からのフラッシュ光が比較的弱いピーク光量かつ比較的長い照射時間で記録媒体１２に照射され、このフラッシュ光の照射に伴ってトナーがトナー溶融温度を若干越える温度に維持されることが比較的長期間継続されることになる。上記の態様は、第１のフラッシュランプ群の発光に伴ってトナーに加えられるエネルギーと、第２のフラッシュランプ群の発光に伴ってトナーに加えられるエネルギーのピーク及び変化パターンを、チョークコイル６０のインダクタンスを異ならせることで相違させているので、請求項６記載の発明、詳しくは請求項９記載の発明に対応しており、フラッシュ光の照射によって供給したエネルギーをより有効にトナー像の定着（トナーの溶融）に作用させることができる。

なお、電源回路５８のコンデンサ６２の静電容量を変化させた場合、コンデンサ６２からフラッシュランプ４８に供給される静電エネルギーの大きさが変化することで、図６（Ｂ）に示すように、静電容量が大きくなるに従ってフラッシュランプ４８からのフラッシュ光の光量のピークが大きくなると共に、フラッシュランプ４８からフラッシュ光が射出されている期間が長くなる。また、電源端子６４Ａ，６４Ｂを介して電源回路５８に供給される直流電圧Ｖs（すなわちフラッシュランプ４８に供給される電圧）を変化させた場合には、図６（Ｃ）に示すように、直流電圧Ｖsが大きくなるに従ってフラッシュランプ４８からのフラッシュ光の光量のピークが大きくなる。

このように、コンデンサ６２の静電容量や直流電圧Ｖsを変えた場合にも、フラッシュランプの発光に伴って照射されるフラッシュ光の光量（トナーに加えられるエネルギー）のピーク及び変化パターンを相違させることができるので、第１のフラッシュランプ群と第２のフラッシュランプ群とでコンデンサ６２の静電容量及び直流電圧Ｖsの少なくとも一方を相違させるか、チョークコイル６０のインダクタンス、コンデンサ６２の静電容量及び直流電圧Ｖsの中から選択した複数種の物理量を相違させることで、第１のフラッシュランプ群の発光に伴ってトナーに加えられるエネルギーと、第２のフラッシュランプ群の発光に伴ってトナーに加えられるエネルギーのピーク及び変化パターンを相対的に変化させる（具体的には、先に発光させるフラッシュランプ群については、トナー温度が或る程度大きな傾きでトナー溶融温度を若干越える温度迄上昇するようにフラッシュ光の光量のピーク及び変化パターンを調整し、後に発光させるフラッシュランプ群については、トナーがトナー溶融温度を若干越える温度に比較的長期間維持されるように、フラッシュ光の光量のピーク及び変化パターンを調整する））ようにしてもよい。この態様は請求項６記載の発明、詳しくは請求項７や請求項８記載の発明に対応している。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。なお、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

第４実施形態は、複数のコンデンサを設けて、コンデンサからフラッシュランプへ供給される電流を複数系統にし、フラッシュランプの発光周期毎に複数回の発光を可能としたものである（請求項１０に記載の発明に相当する）。

第４実施形態で使用されるフラッシュ定着ユニット４７は、図７に示すように、４本のフラッシュランプ４９Ａ〜４９Ｄを備えている。各フラッシュランプ４９は、長手方向が記録媒体１２の幅方向（記録媒体１２の搬送方向に直交する方向）に沿うように向けられ、記録媒体１２の搬送方向に沿って一定間隔で配置されている。

第４実施形態では、４本のフラッシュランプ４９Ａ〜４９Ｄのうち、記録媒体１２の搬送方向に沿って１つおきに配置されたフラッシュランプ４９Ａ、４９Ｃを１つのグループと見なすと共に、同じく１つおきに配置されたフラッシュランプ４９Ｂ、４９Ｄを１つのグループと見なし（以下、第４実施形態では、フラッシュランプ４９Ａ、４９Ｃを「フラッシュランプ群Ａ」、フラッシュランプ４９Ｂ、４９Ｄを「フラッシュランプ群Ｂ」と称する）、各グループ毎にフラッシュランプ４９を点灯させる。

フラッシュランプ群Ａを構成する各フラッシュランプ４９は本発明に係る第１のフラッシュランプに、フラッシュランプ群Ｂを構成する各フラッシュランプ４９は本発明に係る第２のフラッシュランプに各々対応している。

図８には、フラッシュランプ４９を点灯させる駆動系として、２つのコンデンサを並列に接続した駆動回路が示されている。個々のフラッシュランプ４９のトリガ電極には、図３で示した駆動回路と同様のトリガ回路６６に接続され、フラッシュランプ４９の両端は、電源回路５９に接続されている。電源回路５９は、図３で示した電源回路５８に、さらに、フラッシュランプ４９の一端に、コンデンサ６３の一端と電源端子６５Ｂを接続し、フラッシュランプ４９の他端には、チョークコイル６０を介して、コンデンサ６３の他端と電源端子６５Ａを接続したものである。

また、コンデンサ６２の一端とフラッシュランプ４９の一端との間には、サイリスタ９２が接続され、コンデンサ６３の一端とフラッシュランプ４９の一端との間には、サイリスタ９３が接続されている。

このサイリスタ９２、９３は点灯制御回路８８に管理されており、点灯制御回路８８によってサイリスタ９２、９３が導通状態となると、コンデンサ６２、６３に充電された電流が各々のフラッシュランプに４９に供給可能とされる。

すなわち、トリガ回路６６からフラッシュランプ４９のトリガ電極に電流が供給され、さらに、サイリスタ９２、９３が導通状態となると、コンデンサ６２、６３からフラッシュランプ４９に電流が供給され、各々のフラッシュランプ４９が発光するようになっている。

このように、コンデンサを２つ設けているので、各々のフラッシュランプ４９の発光周期毎に、２系統から電流を投入でき、２回の発光が可能となる。

なお、本第４実施形態では、コンデンサを２つとしているが、２つに限られず、３つ又は３つ以上接続し、それに応じてサイリスタを３つ又は３つ以上接続したものでもよく、その場合は、各々のフラッシュランプ４９の発光周期毎に、３回又は３回以上の発光が可能となる。

次に、フラッシュランプ４９の発光タイミングの例について、図９、図１０に基づいて説明する。

図９の（Ａ）は、フラッシュランプ群Ａ及びＢのトリガ電極に電流が供給されるタイミングを示したものである。（Ｂ）は、フラッシュランプ群Ａのサイリスタ９２が導通状態となり、コンデンサ６２からの電流が供給されることによるフラッシュランプ群Ａの第１次発光を示したものである。（Ｃ）は、フラッシュランプ群Ａのサイリスタ９３が導通状態となり、コンデンサ６３からの電流が供給されることによるフラッシュランプ群Ａの第２次発光を示したものである。

（Ｄ）は、フラッシュランプ群Ｂのサイリスタ９２が導通状態となり、コンデンサ６２からの電流が供給されることによるフラッシュランプ群Ｂの第１次発光を示したものである。（Ｅ）は、フラッシュランプ群Ｂのサイリスタ９３が導通状態となり、コンデンサ６３からの電流が供給されることによるフラッシュランプ群Ｂの第２次発光を示したものである。

すなわち、図９に示すように、フラッシュランプ群Ａ及びＢのトリガ電極に電流が供給されるのとほぼ同時に、コンデンサ６２から電流が供給され、フラッシュランプ群Ａ及びＢを、所定時間第１次発光させる（（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）参照）。

次に、第１次発光のタイミングに対して、図９に示す発光ディレイＡだけ遅れたタイミングで、コンデンサ６３から電流が供給され、フラッシュランプ群Ａのみを、所定時間第２次発光させる（（Ｃ）参照）。

次に、第１次発光のタイミングに対して、図９に示す発光ディレイＢだけ遅れたタイミング（ディレイＡより遅いタイミング）で、コンデンサ６３から電流が供給され、フラッシュランプ群Ｂを、所定時間第２次発光させる（（Ｅ）参照）。また、この例では、フラッシュランプ群Ｂの第２次発光を、フラッシュランプ群Ａの第２次発光の終了とほぼ同時にさせている（（Ｃ）、（Ｅ）参照）。

図９で示す例では、フラッシュランプ群Ａ及びＢの第１次発光を同時に行い、フラッシュランプ群Ａ及びＢの第２次発光をずらすようにしている。従って、フラッシュランプ４９は、見かけ上、発光周期毎に、３回のフラッシュ発光をしていることになる。

図１０の（Ａ）は、フラッシュランプ群Ａのトリガ電極に電流が供給されるタイミングを示したものである。（Ｂ）はフラッシュランプ群Ａのサイリスタ９２が導通状態となり、コンデンサ６２からの電流が供給されることによるフラッシュランプ群Ａの第１次発光を示したものである。（Ｃ）はフラッシュランプ群Ａのサイリスタ９３が導通状態となり、コンデンサ６３からの電流が供給されることによるフラッシュランプ群Ａの第２次発光を示したものである。

（Ｄ）は、フラッシュランプ群Ｂのトリガ電極に電流が供給されるタイミングを示したものである。（Ｅ）はフラッシュランプ群Ｂのサイリスタ９２が導通状態となり、コンデンサ６２からの電流が供給されることによるフラッシュランプ群Ｂの第１次発光を示したものである。（Ｆ）はフラッシュランプ群Ｂのサイリスタ９３が導通状態となり、コンデンサ６３からの電流が供給されることによるフラッシュランプ群Ｂの第２次発光を示したものである。

すなわち、図１０に示すように、フラッシュランプ群Ａのトリガ電極に電流が供給されるのとほぼ同時に、コンデンサ６２から電流が供給され、フラッシュランプ群Ａのみを所定時間第１次発光させる（（Ａ）、（Ｂ）参照）。

次に、フラッシュランプ群Ｂのトリガ電極に電流を供給されるのとほぼ同時に、コンデンサ６２から電流が供給され、フラッシュランプ群Ｂを所定時間第１次発光させる（（Ｄ）、（Ｅ）参照）。この例では、フラッシュランプ群Ｂの第１次発光を、フラッシュランプ群Ａの第１次発光の終了とほぼ同時にさせている（（Ｂ）、（Ｅ）参照）。

次に、フラッシュランプ群Ａの第１次発光のタイミングに対して、図１０に示す発光ディレイＡだけ遅れたタイミングで、コンデンサ６３から電流が供給され、フラッシュランプ群Ａを、所定時間第２発光させる（（Ｃ）参照）。それと同時に、フラッシュランプ群Ｂの第１次発光のタイミングに対して、図１０に示す発光ディレイＢだけ遅れたタイミング（ディレイＡより早いタイミング）で、コンデンサ６３から電流が供給され、フラッシュランプ群Ｂを、所定時間第２発光させる（（Ｆ）参照）。

この例では、フラッシュランプ群Ａ及びＢの第１次発光をずらし、フラッシュランプ群Ａ及びＢの第２次発光を同時に行っている。

このように、発光周期毎に、異なるタイミングで２回発光させることにより、４本のフラッシュランプであっても、８本のフラッシュランプを備えるフラッシュ定着ユニットでフラッシュ発光させる場合と同様の作用効果（第１実施形態で述べる作用効果）が奏される。それに加えて、フラッシュランプの本数を減らすことができるので、８本のフラッシュランプを備える場合に比べ、隣接するフラッシュランプ同士の間隔を広くとれる。そのため、隣接するフラッシュランプが遮蔽することが無く、フラッシュ光を吸収や反射することがないので、エネルギー効率がよくなる。

なお、上記ではフラッシュ定着ユニット４６の複数本のフラッシュランプ４８を、第１のフラッシュランプ群と第２のフラッシュランプ群にグループ分けし、第１のフラッシュランプ群と第２のフラッシュランプ群を異なるタイミングで発光させる例を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば複数本のフラッシュランプを３つ以上のグループに分け、記録媒体１２上の各部に対して各グループに属する各フラッシュランプから発せられたフラッシュ光を異なるタイミングで各々照射させる等、フラッシュ光の照射によるエネルギーの供給を３回以上の多数回に分けて行うことも本発明の権利範囲に含まれることは言うまでもない。

また、上記では本発明をカラートナー像の定着に適用した例を説明したが、これに限定されるものではなく、モノクロのトナー像の定着に適用することも可能であることは言うまでもない。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態について説明する。なお、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態及び第４実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。なお、本実施形態及び後述する第６実施形態、第７実施形態は、請求項１２〜１５に記載の発明に相当する。

図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第５実施形態で使用されるフラッシュ定着ユニット４７は、第４実施形態と同様に、４本のフラッシュランプ４９Ａ〜４９Ｄを備えている。各フラッシュランプ４９は、長手方向が記録媒体１２の幅方向（記録媒体１２の搬送方向に直交する方向）に沿うように向けられ、記録媒体１２の搬送方向に沿って一定間隔で反射板５４内に配置されている。また、各フラッシュランプ４９は、搬送される記録媒体１２との距離が、例えば、３０ｍｍになるように構成されている。

図１２には、各フラッシュランプ４９Ａ〜４９Ｄから記録媒体上へ照射されるフラッシュ光の光量と、その光量を合計した光量の分布が示されている。

図１２に示すように、各フラッシュランプ４９が発光したときに、記録媒体１２へ照射されるフラッシュ光が照射領域の略全面に亘って略均一な光量（＝エネルギー）分布となるように、反射板５４の形状等が調整されている。

本実施形態の各フラッシュランプ４９を点灯させる駆動回路としては、第１実施形態で説明した図３に示す駆動回路が適用される。すなわち、各フラッシュランプ４９には、電源回路５８及びトリガ回路６６が各々接続され、個々のフラッシュランプ４９に接続されたトリガ回路６６は点灯制御回路８８に各々接続されている。点灯制御回路８８は各フラッシュランプ４９の点消灯を各々制御する。なお、回路定数は、例えば、電圧Ｖ＝１６００Ｖ、コンデンサＣ＝２６０μＦ、コイルＬ＝４４０μＨとされる。

次に、本実施形態のおける発光タイミングについて、図１３に基づき説明する。

図１３には、本実施形態の発光タイミングが、発光パターン４、５に示され、本実施形態の発光タイミングと比較するための比較例が、発光パターン１〜３に示されている。

発光パターン１に示す発光タイミングは、従来から行われていた各フラッシュランプ４９Ａ〜４９Ｄを同時に発光させるものである。

発光パターン２は、第１実施形態で示した発光パターンであり、記録媒体１２の搬送方向に沿って一つおきに配置されたフラッシュランプ４９Ａ、４９Ｃを一つのグループとみなし、同じく一つおきに配置されたフラッシュランプ４９Ｂ、４９Ｄを一つのグループとみなし、それぞれのグループごとに、異なったタイミングで発光させるものである。なお、第１実施形態では、フラッシュランプの本数は、８本であったが、発光パターン２では４本としている。

発光パターン３は、記録媒体１２の搬送方向下流側から配列順に異なったタイミングで発光させるもの、すなわち、フラッシュランプ４９Ａ、４９Ｂ、４９Ｃ、４９Ｄの順で発光させるものである。

発光パターン４は、フラッシュランプ定着ユニット４７の中央部に配置されたフラッシュランプ４９Ｂ（請求項１２の第１のフラッシュランプに相当）を最初に発光させ、フラッシュランプ４９Ｃ（請求項１２の他のフラッシュランプに相当）、４９Ａ（請求項１２の他のフラッシュランプに相当）、４９Ｄ（請求項１２の他のフラッシュランプに相当）の順で発光させるものである。なお、この発光パターン４のバリエーションとしては、フラッシュランプ４９Ｃを最初に発光させ、フラッシュランプ４９Ｂ、４９Ｄ、４９Ａの順で発光させてもよい。

発光パターン５は、フラッシュランプ４９Ｂ（請求項１２の第１のフラッシュランプに相当）を最初に発光させ、次にフラッシュランプ４９Ｃ（請求項１２の他のフラッシュランプに相当）を発光させ、次にフラッシュランプ４９Ａ（請求項１２の他のフラッシュランプに相当）、４９Ｄ（請求項１２の他のフラッシュランプに相当）を同時に発光させるものである。なお、この発光パターン５のバリエーションとしては、フラッシュランプ４９Ｃを最初に発光させ、次にフラッシュランプ４９Ｂを発光させ、次にフラッシュランプ４９Ａ、４９Ｄを同時に発光させてもよい。

すなわち、発光パターン４及び発光パターン５は、中央部に配置されたフラッシュランプから遠ざかる両方向へ向かって遅れるように、各フラッシュランプ４９を発光させるものである。

なお、各フラッシュランプ４９の発光ディレイｔｄは、発光パターン２では、４ｍｓであり、発光パターン１、３では、２ｍｓである。

また、発光パターン４、５の発光ディレイｔｄは、２ｍｓであり、一のフラッシュランプの発光が開始されてから、記録媒体１２のうち該のフラッシュランプからのフラッシュ光が照射される部分へのフラッシュ光の照射光量がピークに達する以降に、次のフラッシュランプの発光が開始されるように定められている。

また、発光パターン４、５は、最初のフラッシュランプ（発光パターン４、５では、フラッシュランプ４８Ｂ）が発光してから最後のフラッシュランプ（発光パターン４では、フラッシュランプ４８Ｃ、発光パターン５では、フラッシュランプ４８Ａ及びＤ）が発光するまでの時間が、各ランプの発光周期τの１／２未満となっている。このように、発光間隔を定めることにより、トナーの融解温度を若干越える温度を比較的長時間、維持することが可能となる。

次に、上記の発光パターン１〜５を比較したシミュレーション結果について図１４〜１６に基づき説明する。

図１４（Ａ）に示すように、フラッシュランプ４９Ａの直下に位置する記録媒体上のポイントＡ、フラッシュランプ４９Ｄの直下に位置する記録媒体のポイントＣ、ポイントＡとＣとの中間に位置するポイントＢにおけるフラッシュ光のエネルギー密度を、各発光パターン１〜５ごとに求めた。その結果が図１４（Ｂ）及び図１５に示されている（縦軸には１ｍ²あたりの熱量を示し、横軸には時間（単位は秒）を示している）。

フラッシュ定着では、エネルギー不足になると定着不良を起こし、エネルギー過多になるとドット抜け（白点）等の画像劣化や発煙、異臭の原因となる。従って、適切なエネルギーをある程度の時間（数ｍｓ〜数十ｍｓ）で平均的に与えることが望ましい。

発光パターン１では、約１ｍｓという短時間で、約１８ＭＪ／ｍ²という大きなエネルギーが照射されてしまうのに対して、発光パターン３〜５では、数度に分けて照射しており、上記の条件の範疇に含まれている。

図１４（Ｂ）に示すように、本実施形態の発光パターン４では、約７ｍｓの間に、平均的にエネルギー（最大で約８ＭＪ／ｍ²）が照射されている。また、本実施形態の発光パターン５では、約５ｍｓの間に、平均的にエネルギー（最大で約９ＭＪ／ｍ²）が照射されている。

図１６（Ａ）に示すように、図１４（Ｂ）図１５に示すエネルギーを受けて加熱されたトナー層の表面での温度変化（Ｔ１）及び、記録媒体１２の界面での温度変化（Ｔ２）を、同じく記録媒体のポイントＡ〜Ｃで求めた。その求めた結果が、図１６（Ｂ）及び図１７に示されている（縦軸には温度を示し、横軸には時間（単位は秒）を示している）。

図１６（Ｂ）、図１７に示すように、発光パターン及び記録媒体１２上の位置により温度上昇カーブと最大到達温度に違いがある。

図１８には、図１６（Ｂ）図１７示されたＴ１、Ｔ２の最大到達温度を抜き出したものが示されている。

定着性に最も影響するのは、記録媒体１２の界面での温度（Ｔ２）の最大到達温度であり、このＴ２の最大到達温度が、トナーを十分に溶融する温度以上であり、かつ記録媒体１２上の位置によらず一定であることが必要である。この条件として、トナーや記録媒体にも依存するが、Ｔ２の最大到達温度が１３０℃以上(好ましくは１４０℃以上)であり、記録媒体１２上の位置におけるＴ２の最大到達温度の温度ムラが、１０℃以下(好ましくは５℃以下)で良好な定着性が得られる。

発煙・異臭は、表面温度Ｔ１が高くなりすぎることによりトナーの成分が昇華することが主な原因である。これはＴ１の最大到達温度が３００℃前後で発生することが知られているが、環境等への影響を考慮すると２００℃程度にとどめておくことが望ましい。

また、ボイドと呼ばれるドット抜け（白点）は、Ｔ１の最大到達温度とＴ２の最大到達温度との温度差が大きすぎると発生しやすくなる。これもトナーの材質や層厚に依存するが、温度差が４０℃以下(好ましくは２０℃以下)が望ましい。

発光パターン１では、Ｔ１の最大到達温度が２００℃を超えているのに対して、本実施形態の発光パターン４のＴ１の最大到達温度は、約１６５℃であり、発光パターン５のＴ１の最大到達温度は、約１８０℃である。

また、発光パターン２、３では、Ｔ２の最大到達温度の記録媒体１２のポイントＡ、Ｂ、Ｃにおける温度ムラが約１０℃程度あるのに対して、本実施形態の発光パターン４、５では、温度ムラが約５℃である。

以上のように、上記の条件を総合して判断すると、本実施形態による発光パターン４と発光パターンと５が良好な結果が得られることになる。特に発光パターン５は、発光パターン４の最小ピークがほとんど加熱に寄与していなかった点に着目して、離れた位置にあるフラッシュランプ４９Ａ、４９Ｄを同時発光に変えたものである。この結果、加熱効率が良くなり、発光パターン４に比較してＴ２の最大到達温度が１０℃以上高くなっている。これは現状より入力エネルギーを下げたり、各フラッシュランプ４９と記録媒体１２との距離を離すことが可能であることを示しており、省エネ、均一配光、熱ストレス低下等の観点からも優れている。

なお、フラッシュランプ４９は、図１９に示すように、長手方向が記録媒体１２の搬送方向に沿うように向けられ、記録媒体１２の幅方向に沿って一定間隔で反射板５４内に配置されている場合でも良く、この場合でも同様の効果が得られる。

〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態について説明する。なお、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態及び第５実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。

第６実施形態で使用されるフラッシュ定着ユニット５５は、図２０に示すように、５本のフラッシュランプ５７Ａ〜５７Ｅを備えている。各フラッシュランプ５７は、長手方向が記録媒体１２の幅方向（記録媒体１２の搬送方向に直交する方向）に沿うように向けられ、記録媒体１２の搬送方向に沿って一定間隔で反射板５６内に配置されている。また、各フラッシュランプ５７は、第５実施形態と同様に、搬送される記録媒体１２との距離が、例えば、３０ｍｍになるように構成されている。

本実施形態の各フラッシュランプ５７を点灯させる駆動回路としては、第１実施形態で説明した図３に示す駆動回路が適用される。すなわち、各フラッシュランプ５７には、電源回路５８及びトリガ回路６６が各々接続されており、個々のフラッシュランプ５７に接続されたトリガ回路６６は点灯制御回路８８に各々接続されている。点灯制御回路８８は各フラッシュランプ５７の点消灯を各々制御する。なお、回路定数は、第５実施形態と同様に、例えば、電圧Ｖ＝１６００Ｖ、コンデンサＣ＝２６０μＦ、コイルＬ＝４４０μＨとした。

次に、本実施形態のおける発光タイミングについて、図２１に基づき説明する。

本実施形態では、図２１に示すように、フラッシュランプ５７Ｃを最初に発光させ、次に、フラッシュランプ５７Ｂ、５７Ｄを同時に発光させ、次に、フラッシュランプ５７Ａ、５７Ｅを同時に発光させる。なお、各フラッシュランプ５７の発光ディレイｔｄは、２ｍｓである。

また、第５実施形態と同様に、最初のフラッシュランプ（フラッシュランプ５７Ｃ）が発光してから最後のフラッシュランプ（フラッシュランプ５７Ａ及び５７Ｅ）が発光するまでの時間が、各ランプの発光周期τの１／２未満となっている。

図２２には、トナー層の表面での温度変化（Ｔ１）及び、記録媒体の界面での温度変化（Ｔ２）各々の最大到達温度を記録媒体１２のポイントＡ〜Ｃ（図２０参照）で求めた結果が示されている。

本実施形態では、Ｔ１の最大到達温度が１８３〜１８４℃であり、Ｔ２の最大到達温度が１７０〜１７２℃であり、Ｔ２の最大到達温度の各ポイントにおける温度ムラが２℃であり、Ｔ１の最大到達温度とＴ２の最大到達温度の温度差が１４℃となった。このように、記録媒体１２上の位置によらず均一な加熱となり、良好な定着性が得られる結果となった。発光パターンとしては第５実施形態の発光パターン５に近いが、こちらの方が奇数本のため、加熱のバランスが良くなっている。
〔第７実施形態〕
次に、本発明の第７実施形態について説明する。なお、第１実施形態、第２実施形態、第３実施形態、第４実施形態、第５実施形態及び第６実施形態と同一の部分には同一の符号を付し、適宜、説明を省略する。

第７実施形態で使用されるフラッシュ定着ユニット４８は、図２３に示すように、第１実施形態と同様に、８本のフラッシュランプ４８Ａ〜４８Ｈを備えている。各フラッシュランプ４８は、長手方向が記録媒体１２の幅方向（記録媒体１２の搬送方向に直交する方向）に沿うように向けられ、記録媒体１２の搬送方向に沿って一定間隔で反射板５０内に配置されている。

プロセス速度が１０００ｍｍ／sを越えるような超高速プリンタの場合は、発光周期が間に合わなくなるために、このようなフラッシュランプを多連構成し、一度に大面積を定着することが必要となる。しかし、本数が増えると、照射領域の略全面に亘って略均一な光量（＝エネルギー）分布となるように反射板を設計することが複雑になるので、記録媒体１２上のエネルギー密度ムラを減らすため、各フラッシュランプ４８は、搬送される記録媒体１２との距離が、例えば、９０ｍｍになるように構成されている。

本実施形態の各フラッシュランプ４９を点灯させる駆動回路としては、第１実施形態で説明した図３に示す駆動回路が適用される。すなわち、各フラッシュランプ４９には、電源回路５８及びトリガ回路６６が各々接続されており、個々のフラッシュランプ４９に接続されたトリガ回路６６は点灯制御回路８８に各々接続されている。点灯制御回路８８は各フラッシュランプ４９の点消灯を各々制御する。なお、回路定数は、例えば、電圧Ｖ＝１７００Ｖ、コンデンサＣ＝２６０μＦ、コイルＬ＝４４０μＨとする。第５及び第６実施形態より電圧を高くしたのは、フラッシュランプ４８と記録媒体１２との距離を離したことで発生するエネルギーの減少を補うためである。

次に、本実施形態のおける発光タイミングについて、図２４に基づき説明する。

本実施の形態では、フラッシュランプ４８Ｄを最初に発光させ、次に、フラッシュランプ４８Ｅを発光させ、次に、フラッシュランプ４８Ｃ、４８Ｆを同時に発光させ、次に、フラッシュランプ４８Ｂ、４８Ｇを同時に発光させ、次に、フラッシュランプ４８Ａ、４８Ｈを同時に発光させる。なお、各フラッシュランプ４８の発光ディレイｔｄは、１ｍｓである。

また、第５実施形態と同様に、最初のフラッシュランプ（フラッシュランプ４８Ｅ）が発光してから最後のフラッシュランプ（フラッシュランプ４８Ａ及び４８Ｈ）が発光するまでの時間が、各ランプの発光周期τの１／２未満となっている。

図２５には、トナー層の表面での温度変化（Ｔ１）及び、記録媒体の界面での温度変化（Ｔ２）各々の最大到達温度を記録媒体１２のポイントＡ〜Ｃ（図２３参照）で求めた結果が示されている。

本実施形態では、Ｔ１の最大到達温度が１７８〜１８１℃であり、Ｔ２の最大到達温度が１６６〜１６８℃であり、Ｔ２の最大到達温度の各ポイントにおける温度ムラが２℃であり、Ｔ１の最大到達温度とＴ２の最大到達温度の温度差が１３℃となった。このように、記録媒体１２上の位置によらず均一な加熱となり、良好な定着性が得られる結果となった。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 （Ａ）は第１実施形態に係るフラッシュ定着ユニットの概略図、（Ｂ）は第１のフラッシュランプ群及び第２のフラッシュランプ群の発光タイミングを示すタイミングチャート、（Ｃ）は記録媒体に供給されるエネルギーの積算値の分布を示す概念図である。 フラッシュランプ駆動系の概略構成図である。 フラッシュ光が照射されたトナーの温度の推移の一例を示す線図である。 （Ａ）は第２実施形態に係るフラッシュ定着ユニットの概略図及び配向パターンを示すイメージ図、（Ｂ）は比較例としての第１実施形態に係るフラッシュ定着ユニットの概略図及び配向パターンを示すイメージ図、（Ｃ）は第２実施形態に係るフラッシュ定着ユニットにおける照射光量の変化パターン、（Ｄ）は比較例としての第１実施形態に係るフラッシュ定着ユニットにおける照射光量の変化パターンを各々示す線図である。 （Ａ）はチョークコイルのインダクタンスとランプ単体の照射光量の変化パターンとの関係、（Ｂ）はコンデンサの静電容量とランプ単体の照射光量の変化パターンとの関係、（Ｃ）は印加電圧とランプ単体の照射光量の変化パターンとの関係を各々示す線図、（Ｄ）は第３実施形態における照射光量の変化パターンを示す線図である。 図７は、第４実施形態に係るフラッシュ定着ユニットの概略図である。 図８は、第４実施形態に係るフラッシュランプ駆動系の概略構成図である。 図９は、第４実施形態に係るフラッシュランプの発光タイミングを示す図である。 図１０は、図９で示す発光タイミングの変形例を示す図である。 図１１は、第５実施形態に係るフラッシュ定着ユニットの概略図である。 図１２は、第５実施形態に係るフラッシュランプから記録媒体上へ照射されるフラッシュ光の光量分布を示す図である。 図１３は、第５実施形態に係るフラッシュランプの発光タイミングを示す図である。 図１４は、発光パターン４、５における記録媒体のポイントＡ、Ｂ、Ｃでのフラッシュ光のエネルギー密度を示す図である。 図１５は、発光パターン１〜３における記録媒体のポイントＡ、Ｂ、Ｃでのフラッシュ光のエネルギー密度を示す図である。 図１６は、発光パターン４、５において、図１４に示すエネルギーを受けて加熱されたトナー層の表面での温度変化（Ｔ１）及び、記録媒体の界面での温度変化（Ｔ２）を示す図である。 図１７は、発光パターン１〜３において、図１４に示すエネルギーを受けて加熱されたトナー層の表面での温度変化（Ｔ１）及び、記録媒体の界面での温度変化（Ｔ２）を示す図である。 図１８は、図１６、図１７で示されたＴ１、Ｔ２の最大到達温度を抜き出した温度を示す図である。 図１９は、第５実施形態に係るフラッシュ定着ユニットの変形例である。 図２０は、第６実施形態に係るフラッシュ定着ユニットの概略図である。 図２１は、第６実施形態に係るフラッシュランプの発光タイミングを示す図である。 図２２は、第６実施形態に係るトナー層の表面での温度変化（Ｔ１）及び、記録媒体の界面での温度変化（Ｔ２）各々の最大到達温度を示す図である。 図２３は、第７実施形態に係るフラッシュ定着ユニットの概略図である。 図２４は、第７実施形態に係るフラッシュランプの発光タイミングを示す図である。 図２５は、第７実施形態に係るトナー層の表面での温度変化（Ｔ１）及び、記録媒体の界面での温度変化（Ｔ２）各々の最大到達温度を示す図である。

符号の説明

１０ カラー画像形成装置
１２ 記録媒体
４６ フラッシュ定着ユニット
４８ フラッシュランプ
５０ 反射板
５８ 電源回路
６０ チョークコイル
６２ コンデンサ
６６ トリガ回路
８８ 点灯制御回路

Claims (15)

1. 記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるためのフラッシュ光を発する第１及び第２のフラッシュランプと、
   定着対象のトナー像が転写された記録媒体上の各部に対し、前記第１のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光と前記第２のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光が異なるタイミングで各々照射されるように、前記第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御する発光制御手段と、
   を含むと共に、前記第１及び第２のフラッシュランプは、各々複数設けられ、所定方向に沿って１個ずつ交互に配置されており、前記発光制御手段は、第１のフラッシュランプ群を同時に発光させると共に、第２のフラッシュランプ群を同時に発光させることを特徴とするフラッシュ定着装置。
2. 前記定着対象のトナー像は、複数色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像であることを特徴とする請求項１記載のフラッシュ定着装置。
3. 前記発光制御手段は、前記第１及び第２のフラッシュランプが各々一定周期で発光すると共に、記録媒体上の同一の部分への前記第１及び第２のフラッシュランプからのフラッシュ光の照射タイミングのずれが前記第１及び第２のフラッシュランプの発光周期の１／２未満となるように、前記第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御することを特徴とする請求項１記載のフラッシュ定着装置。
4. 前記照射タイミングのずれは、記録媒体上の或る部分へ一方のフラッシュ光の照射が開始されてから、前記或る部分への前記一方のフラッシュ光の照射光量がピークに達する以降で、かつ前記或る部分への前記一方のフラッシュ光の照射光量が０に戻る以前の期間内に、前記或る部分への他方のフラッシュ光の照射が開始されるように定められていることを特徴とする請求項３記載のフラッシュ定着装置。
5. 前記第１及び第２のフラッシュランプは、隣り合うフラッシュランプと第１の間隔だけ隔てられている部分と、隣り合うフラッシュランプと前記第１の間隔よりも小さい第２の間隔だけ隔てられている部分が所定方向に沿って交互に出現するように配置されており、前記発光制御手段は、第２の間隔を隔てて隣り合う第１のフラッシュランプと第２のフラッシュランプからのフラッシュ光が記録媒体上の略同一の範囲に照射されるように、前記第１及び第２のフラッシュランプ群の発光を制御することを特徴とする請求項１記載のフラッシュ定着装置。
6. 記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるためのフラッシュ光を発する第１及び第２のフラッシュランプと、
   定着対象のトナー像が転写された記録媒体上の各部に対し、前記第１のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光と前記第２のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光が異なるタイミングで各々照射されるように、前記第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御する発光制御手段と、
   を含むと共に、前記発光制御手段は、前記第１のフラッシュランプの発光に伴ってトナーに加えられるエネルギーと、前記第２のフラッシュランプの発光に伴ってトナーに加えられるエネルギーのピーク及び変化パターンの少なくとも一方が相違するように、前記第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御することを特徴とするフラッシュ定着装置。
7. 前記発光制御手段は、前記第１のフラッシュランプに供給する電圧と前記第２のフラッシュランプに供給する電圧を相違させることを特徴とする請求項６記載のフラッシュ定着装置。
8. 前記発光制御手段は、個々のフラッシュランプに並列に接続されたコンデンサを含んで構成されており、前記第１のフラッシュランプに並列に接続された第１のコンデンサと前記第２のフラッシュランプに並列に接続された第２のコンデンサの静電容量が相違されていることを特徴とする請求項６記載のフラッシュ定着装置。
9. 前記発光制御手段は、個々のフラッシュランプに直列に接続されたチョークコイルを含んで構成されており、前記第１のフラッシュランプに直列に接続された第１のチョークコイルと前記第２のフラッシュランプに直列に接続された第２のチョークコイルのインダクタンスが相違されていることを特徴とする請求項６記載のフラッシュ定着装置。
10. 記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるためのフラッシュ光を発する第１及び第２のフラッシュランプと、
    定着対象のトナー像が転写された記録媒体上の各部に対し、前記第１のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光と前記第２のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光が異なるタイミングで各々照射されるように、前記第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御する発光制御手段と、
    を含むと共に、前記発光制御手段は、前記第１及び第２のフラッシュランプの発光周期毎に各々が複数回発光すると共に、その複数回のうち少なくとも一回の第１及び第２のフラッシュランプの照射タイミングが異なるように、前記第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御することを特徴とするフラッシュ定着装置。
11. 請求項１に記載のフラッシュ定着装置を用いて記録を行う画像形成装置。
12. 記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるためのフラッシュ光を発する第１及び第２のフラッシュランプと、
    定着対象のトナー像が転写された記録媒体上の各部に対し、前記第１のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光と前記第２のフラッシュランプから発せられたフラッシュ光が異なるタイミングで各々照射されるように、前記第１及び第２のフラッシュランプの発光を制御する発光制御手段と、
    を含むと共に、前記第１及び第２のフラッシュランプを含んで構成され、記録媒体上に転写されたトナー像を定着させるためのフラッシュ光を発するフラッシュランプが所定方向に沿って３本以上配列されたフラッシュランプ群を有し、
    前記第１のフラッシュランプは、前記フラッシュランプ群の中央部に配置され、
    前記第１のフラッシュランプ以外の他のフラッシュランプは、前記第１のフラッシュの両側に配置され、
    前記発光制御手段は、定着対象のトナー像が転写された記録媒体上の各部に対し、前記フラッシュランプ群の各フラッシュランプから発せられたフラッシュ光が照射されると共に、その照射タイミングが前記第１のフラッシュランプから遠ざかる両方向へ向かって遅れるように、前記フラッシュランプ群の各フラッシュランプの発光を制御することを特徴とするフラッシュ定着装置。
13. 前記発光制御手段は、前記第１のフラッシュランプの一方側に配置された前記他のフラッシュランプからのフラッシュ光と、前記第１のフラッシュランプの他方側に配置された前記他のフラッシュランプからのフラッシュ光と、が同時に照射されるように、前記他のフラッシュランプの発光を制御することを特徴とする請求項１２記載のフラッシュ定着装置。
14. 前記フラッシュランプ群の各フラッシュランプから発せられるフラッシュ光の照射タイミングの遅れは、記録媒体上の或る部分へ一のフラッシュ光の照射が開始されてから、前記或る部分への前記一のフラッシュ光の照射光量がピークに達する以降に、前記或る部分への次のフラッシュ光の照射が開始されるように定められていることを特徴とする請求項１２又は請求項１３記載のフラッシュ定着装置。
15. 前記発光制御手段は、前記フラッシュランプ群の各フラッシュランプが各々一定周期で発光すると共に、前記第１フラッシュランプからのフラッシュ光と前記他のフラッシュランプのうち最後に発せられるフラッシュ光との照射タイミングの遅れが、各フラッシュランプの発光周期の１／２未満となるように、前記フラッシュ群の各フラッシュランプの発光を制御することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載のフラッシュ定着装置。

Images