JP5023944B2 - 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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Description
近年、高速での画像形成が可能である高速プリンタや広幅の記録媒体に印刷ができるプリンタ等が利用されるようになってきており、このようなプリンタでは非接触型の定着装置が用いられることがある。
このフラッシュ定着装置では、記録媒体上のトナー像を加熱及び加圧して圧着させる定着装置のように記録媒体を圧接部に挿通しないので、定着装置の駆動が記録媒体の搬送速度に影響を与えることがない。また、記録媒体にシワ等を与えることを防止することができる。このため、高速での画像形成や広幅の記録媒体への画像形成に適するものと考えられている。
このように、フラッシュランプだけでは配光分布の調整が困難であるため、反射ミラー等を用いて照射エネルギの分布を調整することが提案されている。
前記フラッシュランプは、複数の発光管体が並設されたものであり、 前記端部ミラーは、前記発光管体の軸線方向と直角方向に、各発光管体と対向する領域毎に区分され、これらの区分毎に前記中心線と直角となる方向に対する角度が設定されているものとする。
図1は、本発明の一実施形態である画像形成装置を示す概略構成図である。
この画像形成装置1は、一連の連続した長尺帯状であって一定間隔でミシン目が形成された連続用紙2に画像を形成するものであり、一様帯電後に像光を照射することにより表面に潜像が形成される円筒状の感光体ドラム3を備えている。そして、この感光体ドラム3の周囲に、感光体ドラム3の表面を一様に帯電させる帯電装置4と、画像情報に応じて点滅し、感光体ドラム上に照射して静電潜像を形成するLEDアレイ記録ヘッド5と、感光体ドラム上の静電潜像をトナーの選択的な付着によって可視化する現像装置6と、感光体ドラム3との間に転写バイアス電圧が印加され、形成される電界によって感光体ドラム上のトナー像を連続用紙に転写する転写帯電器7と、トナー像を転写した後の感光体ドラム上に残留するトナーを除去するクリーニング装置8と、感光体ドラム3の残留電荷を除去する除電露光装置9と、除電後の感光体ドラム上に残留しているトナーを除去するクリーナブラシ10と、を備えている。
前記除電露光装置9は、トナー像が転写された後の感光体ドラム3の周面を一様に光照射し、残留している電荷を除去するものであり、次の画像形成に向けて感光体ドラム3を一様に帯電できるようにするものである。
このフラッシュ定着装置20は、連続用紙2の搬送方向に対してほぼ直角の方向に配置された直管状のフラッシュラップ21と、このフラッシュランプ21の背面部分を覆うように固定支持された反射板23と、フラッシュランプ21の軸線方向における両端部と対向する位置付近で反射板23に固着された端部ミラー25(図2では図示しない)とから主要部が構成されている。
なお、上記ハウジング24の開口部分つまりフラッシュランプが搬送される連続用紙と対向する部分に防塵のためのガラス板をはめ込んでもよい。
なお、フラッシュランプ21の発光条件は、フラッシュ制御ユニット19により制御されており、搬送される用紙の種類等に基づいて変更することができるものとなっている。
本実施の形態では、反射板がフラッシュランプ21の背面と対向する領域は平坦に形成されているが山形面や谷形面を有した波形としてもよい。
この図に示すように、端部ミラー25の連続用紙2の搬送方向における両端部25a,25dは、フラッシュランプ21の軸線とほぼ直角となる方向つまり連続用紙2の搬送方向と平行に配置されている。一方、中央部25b,25cすなわちフラッシュ光を照射する領域27のフラッシュランプの軸線と平行な中心線27e付近では、この中心線27eと直角となる方向と所定の角度θとなるように設定され、前記中心線27eに関して搬送方向の上流側と下流側とで対称な配置となっている。つまり、フラッシュ光を照射する領域27の中心線27e付近でフラッシュランプ21b、21cの軸線方向の中央側に向かって折れ曲がった形状となっており、この中心線27eより下流側ではフラッシュランプ21a,21bからの光は下流側へ多くを反射しやすくなり、中心線27eより上流側ではフラッシュランプ21c、21dからの光は上流側へ多くを反射しやすくなっている。これにより端部ミラー25の折れ曲がった部分で反射されたフラッシュ光は、一回の発光による照射領域27の上流側の両端部付近27a,27b及び下流側の両端部付近27c,27dに多くの光エネルギを集光することができるものとなっている。
なお、上記端部ミラー25は、フラッシュランプ21a、21b、21c、21dのそれぞれと対応する領域で分割して角度が設定されているが、図5に示すように、端部ミラー25’の角度を上流側から中心線に向かって及び下流側から中心線に向かって連続して角度が変化するように配置することもできる。
この中間部ミラー26は、図6に示すように、フラッシュランプ21の軸線方向の両端付近であって上記端部ミラー25が配置された位置よりも中央部側に配置され、反射板23に固定支持されているものである。
この中間部ミラー26は、反射板23の反射面から断面が三角形状となるように突出した2つの反射面26a,26bを有するものであり、連続用紙2の搬送方向には断面形状が変わらないものとなっている。このような反射面26a,26bの角度及び位置は、反射板23及び端部ミラー25の設置によっても外部に漏洩される光を二つの反射面26a、26bで反射させ、照射領域内における連続用紙2の幅方向の両側縁付近に集光させることができるように調整されている。これにより、フラッシュ光の漏洩を低減するとともに、照射される光エネルギの分布が低くなりがちな連続用紙2の側縁付近に集光させ、照射領域内での光エネルギの分布を均一に近づけるものとなっている。
感光体ドラム3は、帯電装置4によってほぼ一様な負極性に帯電され、LEDアレイ記録ヘッド5は画像データに基づき帯電された感光体ドラム3の周面に像光を照射する。感光体ドラム3の表面の露光された部分は帯電電位が減衰し、非露光部との電位差による潜像が形成される。現像装置6は、負の電荷を有するトナーを現像ローラ6aの周面上に薄層化して保持し、感光体ドラム3の周面と対向する位置に搬送する。感光体ドラム3と現像ローラ6aとの間には、双方間に印加された現像バイアス電圧による電界が形成されており、負電荷を有するトナーが露光部に転移する。このようにして形成されたトナー像は、感光体ドラム3の回転により、転写帯電器7と対向する転写部へと搬送される。
なお、連続用紙2の搬送速度又はフラッシュランプ21の発光周期を調整し、連続用紙2の同一領域に重複して2回以上光エネルギが供給されるようにしてもよい。この場合も、一回の発光による照射されるエネルギ分布は均等に近い状態となっており、連続用紙2の搬送方向及び幅方向に定着ムラが発生するのを抑えることができる。
図12に示すフラッシュ定着装置40は、図2から図4までに示す本件発明のフラッシュ定着装置20と同じフラッシュランプ21、反射板23及び用紙搬送ガイド16を備えるものであるが、端部ミラー41は、フラッシュランプ21の軸線と直角方向つまり連続用紙2の搬送方向に直線上に形成されている。この端部ミラー41のフラッシュランプ側への傾斜角は、図2に示すフラッシュ定着装置20で用いられる端部ミラー25の上流側及び下流側の部分25a,25dと同じ角度となっている。
なお、図9に示すエネルギ分布はフラッシュランプの軸線方向における端部付近のものであり、縦軸は光エネルギの量を示し、横軸はフラッシュ光が照射される面の位置であって、フラッシュランプの軸線と直角方向の位置を示している。
この図に示すように、図12に示すフラッシュ定着装置40と比較すると、本願発明に係るフラッシュ定着装置20では、フラッシュランプ21の軸線と直角方向つまり連続用紙2の搬送方向における上流部及び下流部での光エネルギ分布が増大し中央部分が低下している。これにより、照射領域全体に付与される光エネルギ分布が平均化されていることが分かる。
一回の発光によって照射される光エネルギの分布は連続用紙の搬送方向における上流側端部及び下流側端部で、傾斜して減少するため、図10示すように、先の発光によって光エネルギが照射された範囲の端部と一部が重なるように次の光照射を行うように発光周期及び連続用紙の搬送速度が設定されている。そして、上流側及び下流側の端部付近では一回の発光で供給されるエネルギの分布が低下し、トナー像を定着するための熱エネルギが不足するおそれが生じる。一回の発光による照射される光エネルギの分布が最も小さくなる位置で、供給される光エネルギは、図12に示すフラッシュ定着装置40では図10中の符号Bで示されるのに対し、本件発明の実施形態であるフラッシュ定着装置20では図10中の符号Aで示されるものとなる。つまり、照射される光エネルギの分布が本件発明のフラッシュ定着装置20では均等に近くなっており、照射される光エネルギ分布の最小値が大きくなっている。つまり、図12に示すフラッシュ定着装置40では、エネルギ分布の最小値を本件発明のフラッシュ定着装置と同等にするためには、発光周期を短くするか、もしくは入力電圧を大きくする必要があり、消費電力が増大することになる。
20:フラッシュ定着装置、 21a、21b、21c、21d:フラッシュランプ(キセノンフラッシュランプ)、 23:反射板、 24:ハウジング、 25:端部ミラー、 26:中間部ミラー、 27:照射領域、
31:コンデンサ、 32:トリガワイヤ、 33:トリガコイル、 34:トリガケーブル線、 35:発光制御電源、
40:端部ミラーが直線状に配置されたフラッシュ定着装置、 41:端部ミラー
Claims (6)
- 記録媒体の搬送経路と対向するように備えられ、フラッシュ光の照射により前記搬送経路に沿って搬送される記録媒体上のトナー像を定着させる直管状のフラッシュランプと、
前記記録媒体と対向する側が開放され、前記フラッシュランプの背面側を覆うように形成された反射板と、
前記反射板の前記フラッシュランプの軸線方向における両端部と対向する位置付近に固着され、反射面が前記フラッシュランプの軸線の中央部側より両端部側が前記記録媒体と接近するように傾斜して設けられた端部ミラーと、を備え、
前記フラッシュ光の照射領域の、該フラッシュランプの軸線方向に設定した中心線付近では、前記端部ミラーの反射面が前記照射領域の前記中心線側から外側へ向くように、前記中心線と直角となる方向に対して角度を設けて配置されていることを特徴とするフラッシュ定着装置。 - 前記端部ミラーは、前記フラッシュランプの軸線と直角方向における両端部から中央部にかけて、前記中心線と直角となる方向に対する角度が段階的に又は連続的に変化するように設けられてい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。
- 前記フラッシュランプは、複数の発光管体が並設されたものであり、
前記端部ミラーは、前記発光管体の軸線方向と直角方向に、各発光管体と対向する領域毎に区分され、これらの区分毎に前記中心線と直角となる方向に対する角度が設定されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフラッシュ定着装置。 - 前記端部ミラーの前記中心線と直角となる方向に対する角度が、搬送される記録媒体の幅方向における両端部付近であって前記フラッシュランプの照射領域における該記録媒体の搬送方向の上流側及び下流側へ前記中心線から離れた領域に集光するように設定されていることを特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3に記載のフラッシュ定着装置。
- 前記フラッシュランプの軸線方向における両端部付近であって前記端部ミラーが設けられた位置よりも中央部側に備えられ、反射面が端部側より中央部側が記録媒体に接近するように設定され、前記フラッシュ光を反射して前記記録媒体の幅方向の両端部付近に照射する中間部ミラーを有することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかに記載のフラッシュ定着装置。
- 静電電位の差による潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する画像形成部と、
該画像形成部で形成されたトナー像を記録媒体上に転写する転写装置とを備え、
請求項1から請求項5までのいずれかに記載のフラッシュ定着装置が前記トナー像が転写された記録媒体の搬送路と対向する位置に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
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