JP2005173339A - Flash fixing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はフラッシュ定着装置に係り、特に、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に関する。 The present invention relates to a flash fixing device, and more particularly to a flash fixing device that fixes a toner image transferred onto a recording medium by irradiating flash light emitted from a flash lamp.
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。 An image forming apparatus that forms an image using an electrophotographic method transfers thermal energy to a recording medium (powder toner on the recording medium) onto which the toner image has been transferred after transferring the toner image formed with powder toner onto the recording medium. In addition, the toner image is fixed on the recording medium by melting the powder toner. A heat roller is often used to supply heat energy for fixing a toner image, but a high-capacity image forming apparatus capable of forming a large amount of images at a high speed (for example, an area of about 500 sheets per second in terms of A4) In an image forming apparatus that can form an image on a recording medium, the energy for fixing the toner image by melting the powder toner by intermittently lighting the flash lamp and irradiating the flash light emitted from the flash lamp when the lamp is turned on. A flash fixing method is used to supply the toner.
例えば特許文献1には、複数のフラッシュランプを備えたフラッシュ定着装置において、充放電用のコンデンサの数をフラッシュランプの数よりも少なくし、発光すべきフラッシュランプにのみ選択的にトリガ電圧を供給して発光させることにより、コストダウンと小型化を実現する構成が開示されている。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。
ところで、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。 By the way, high-capacity image forming apparatuses are mainly used for printing forms, and most of them are monochrome. However, even for printing forms, for example, corporate logos to be added to forms as headers or footers in color. There is a gradual need for colorization of high-capacity image forming apparatuses such as printing. Formation of a color image in the electrophotographic method can be realized by superimposing toner images of C, M, Y (and K) colors, and the amount of toner transferred to a recording medium (toner to be fixed) The amount of toner) increases, and it becomes necessary to supply more energy for fixing the toner image.
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。 In the flash fixing method, increasing the supply energy decreases the conveyance speed of the recording medium (for example, if the conveyance speed is halved, the supply energy is doubled) or shortens the light emission period of the flash lamp. (For example, if the light emission period is halved (the light emission frequency is doubled), the supply energy is doubled). However, lowering the conveyance speed of the recording medium is not desirable because it leads to a reduction in the processing capability of the image forming apparatus, shortening the light emission cycle of the flash lamp, shortening the life of the flash lamp, and increasing the lamp temperature. There is a problem that it gets bigger.
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(爆裂)することで、記録媒体上に形成される画像にボイドと称するドット抜け(白点)等の画質劣化が生ずることになる(例として図7を参照)。更に、トナー組成分の昇華に伴って塵埃量も増加し、画像形成装置に取り付けられている脱煙フィルタの短寿命化を招くという問題もある。 Further, if the number of flash lamps is increased, the supply energy can be increased without reducing the conveying speed or shortening the light emission cycle. However, if a large amount of energy is supplied to the toner image at once, the toner composition (for example, Sublimation (explosion) of water contained in the toner causes image quality degradation such as missing dots (white dots) called voids in the image formed on the recording medium (see FIG. 7 as an example). reference). Further, the amount of dust increases with the sublimation of the toner composition, and there is a problem that the life of the smoke removal filter attached to the image forming apparatus is shortened.
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ボイド等を生じさせることなく定着させることができるフラッシュ定着装置を得ることが目的である。 The present invention has been made in consideration of the above facts, and an object thereof is to obtain a flash fixing device capable of fixing a toner image transferred to a recording medium without causing voids or the like.
上記目的を達成するために請求項1記載の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第1のフラッシュ光を照射させた後に、前記第2のフラッシュランプから発せられた第2のフラッシュ光を照射させると共に、前記第1のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーが、前記第2のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーよりも小さくなるように、前記第1及び第2のフラッシュランプを発光させる駆動手段と、を含んで構成されている。 In order to achieve the above object, a flash fixing device according to a first aspect of the present invention includes first and second flash lamps that emit flash light for fixing a toner image transferred onto a recording medium, and a fixing target. The second flash emitted from the second flash lamp after irradiating the first flash light emitted from the first flash lamp to the respective parts on the recording medium onto which the toner image is transferred The first and second flash light is irradiated and the energy supplied to the toner image by the first flash light is smaller than the energy supplied to the toner image by the second flash light. Driving means for causing the flash lamp to emit light.
請求項1記載の発明に係るフラッシュ定着装置は、第1のフラッシュランプと第2のフラッシュランプを備えている。なお、第1及び第2のフラッシュランプは、各々単一のフラッシュランプで構成してもよいし、各々複数のフラッシュランプで構成してもよい。また駆動手段は、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第1のフラッシュ光を照射させた後に、第2のフラッシュランプから発せられた第2のフラッシュ光を照射させると共に、第1のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーが第2のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーよりも小さくなるように、第1及び第2のフラッシュランプを発光させる。 A flash fixing device according to a first aspect of the present invention includes a first flash lamp and a second flash lamp. Each of the first and second flash lamps may be composed of a single flash lamp, or may be composed of a plurality of flash lamps. The driving unit emits the first flash light emitted from the first flash lamp to each part on the recording medium onto which the toner image to be fixed is transferred, and then emits the second flash lamp. The first and second flash lights are irradiated and the energy supplied to the toner image by the first flash light is smaller than the energy supplied to the toner image by the second flash light. Turn on the flash lamp.
このように、請求項1記載の発明では、第1のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーを第2のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーよりも小さくしているので、記録媒体上のトナー像を形成している各トナーは、まず第1のフラッシュ光が照射されることで供給された比較的小さなエネルギーにより比較的小さな傾きで温度が上昇されて徐々に溶融されると共に、ボイド等の原因となるトナー組成分がこの期間に徐々に気化することで除去されることになる。また、前記各トナーは、その後第2のフラッシュ光が照射されることで供給された比較的大きなエネルギーにより温度が更に上昇して溶融するが、このときにはボイド等の原因となるトナー組成分が除去されているので、ボイド等が生ずることなく記録媒体上にトナー像として定着される。従って、請求項1記載の発明によれば、記録媒体に転写されたトナー像をボイド等を生じさせることなく定着させることができる。 As described above, in the first aspect of the invention, the energy supplied to the toner image by the first flash light is made smaller than the energy supplied to the toner image by the second flash light. Each of the toners forming the toner image is first melted by increasing the temperature with a relatively small inclination by the relatively small energy supplied by the irradiation of the first flash light, The toner component that causes the above is removed by gradually vaporizing during this period. In addition, each of the toners is melted at a further increased temperature due to the relatively large energy supplied by irradiation with the second flash light, but at this time, the toner component that causes voids is removed. Therefore, the toner image is fixed on the recording medium without any voids. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the toner image transferred to the recording medium can be fixed without causing voids or the like.
なお、請求項1記載の発明において、第1のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーは、例えば請求項2に記載したように、トナーの溶融が開始される程度の大きさとすることができる。これにより、第1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、ボイド等を生じさせることなく、ボイド等の原因となるトナー組成分を確実に除去することができる。 In the first aspect of the present invention, the energy supplied to the toner image by the first flash light can be set to such a magnitude that the melting of the toner is started, for example, as described in the second aspect. . As a result, the energy supplied by the irradiation of the first flash light can surely remove the toner composition that causes the void and the like without causing the void or the like.
また、請求項1記載の発明において、駆動手段は、例えば請求項3に記載したように、 第1のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーが、トナー像を定着させるのに十分な大きさαの70〜80%になるように、第1のフラッシュランプを発光させるこが好ましい。これにより、本願発明者が実施した実験の結果(後述)からも明らかなように、ボイドの発生を確実に抑制しつつトナー像を定着させることができる。 Further, in the first aspect of the present invention, the drive means is configured so that the energy supplied to the toner image by the first flash light is large enough to fix the toner image. It is preferable to make the first flash lamp emit light so that it is 70 to 80% of α. As a result, as apparent from the results of experiments conducted by the inventors of the present application (described later), it is possible to fix the toner image while reliably suppressing the generation of voids.
また、請求項1記載の発明において、第1のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーを、第2のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーよりも小さくすることは、例えば請求項4にも記載したように、第1のフラッシュランプとして発光させるフラッシュランプの数と第2のフラッシュランプとして発光させるフラッシュランプの数を相違させる(第1のフラッシュランプとして発光させるフラッシュランプの数を第2のフラッシュランプとして発光させるフラッシュランプの数よりも少なくする)ことによって実現できる。 In the first aspect of the invention, for example, the energy supplied to the toner image by the first flash light is made smaller than the energy supplied to the toner image by the second flash light. As described above, the number of flash lamps that emit light as the first flash lamp is different from the number of flash lamps that emit light as the second flash lamp (the number of flash lamps that emit light as the first flash lamp is the second number). Less than the number of flash lamps that emit light).
更に、請求項1記載の発明において、第1のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーを、第2のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーよりも小さくすることは、例えば請求項5にも記載したように、フラッシュランプに供給する電圧(この電圧が大きくなるに従って供給エネルギーは大きくなる)、フラッシュランプに並列に接続されたコンデンサの静電容量(この静電容量が大きくなるに従って供給エネルギーは大きくなる)、及び、発光周期(この発光周期が短くなるに従って供給エネルギーは大きくなる)の少なくとも1つを第1のフラッシュランプと第2のフラッシュランプとで相違させることによっても実現できる。 Further, in the first aspect of the invention, the energy supplied to the toner image by the first flash light is made smaller than the energy supplied to the toner image by the second flash light. As described above, the voltage supplied to the flash lamp (the supply energy increases as this voltage increases), the capacitance of the capacitor connected in parallel to the flash lamp (the supply energy as this capacitance increases) And at least one of the light emission period (the supply energy increases as the light emission period becomes shorter) is made different between the first flash lamp and the second flash lamp.
また、請求項1記載の発明において、定着対象のトナー像はモノクロ(単色)のトナー像であってもよいが、請求項1記載の発明では、第1及び第2のフラッシュ光をトナー像に順次照射することで、ボイド等を生じさせることなく比較的大きなエネルギーを供給することができるので、例えば請求項6に記載したように、定着対象のトナー像としては、複数色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が好適である。 In the first aspect of the invention, the toner image to be fixed may be a monochrome (single color) toner image. However, in the first aspect of the invention, the first and second flash lights are used as the toner image. By sequentially irradiating, relatively large energy can be supplied without generating voids or the like. For example, as a toner image to be fixed, a plurality of color toner images are superimposed. Colored toner images are preferred.
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の第1のフラッシュ光を照射させた後に、第2のフラッシュランプからの第2のフラッシュ光を照射させると共に、第1のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーを、第2のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーよりも小さくしているので、記録媒体に転写されたトナー像をボイド等を生じさせることなく定着させることができる、という優れた効果を有する。 As described above, according to the present invention, after the first flash light from the first flash lamp is irradiated to each part on the recording medium to which the toner image to be fixed is transferred, the second flash lamp is used. And the energy supplied to the toner image by the first flash light is made smaller than the energy supplied to the toner image by the second flash light. It has an excellent effect that the transferred toner image can be fixed without causing voids or the like.
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。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、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。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a color
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LED光を照射して静電潜像を形成する光露光装置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。
The image forming units 18 </ b> A to 18 </ b> D have the same configuration except for the color of the toner image to be formed, and include a photoconductive drum 20 arranged so that the axis is orthogonal to the conveyance direction of the
画像形成部18A〜18Dは、帯電器22、光露光装置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。
The image forming units 18 </ b> A to 18 </ b> D form toner images of different colors on the peripheral surface of the photosensitive drum 20 by the charging
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第1のフラッシュ定着ユニット46及び第2のフラッシュ定着ユニット47が順に配設されている。
In addition, the conveyance direction of the
フラッシュ定着ユニット46,47は同一構成とされ、図2(A)にも示すように、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4本のフラッシュランプ48A〜48D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、4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。
The
反射板50は、フラッシュランプ48A〜48Dが発光されたときに、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。
The
フラッシュ定着ユニット46、47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。
The
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。
The trigger electrode of the
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。
The gate of the
なお、フラッシュ定着ユニット46、47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。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は本発明に係る駆動手段に対応している。また、第1のフラッシュ定着ユニット46の4本のフラッシュランプ48A〜48Dは本発明に係る第1のフラッシュランプに、第2のフラッシュ定着ユニット47の4本のフラッシュランプ48A〜48D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。
The eight
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。
On the other hand, winding
次に本実施形態の作用を説明する。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4(A)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り、これに伴って記録媒体12(トナー像)へ供給されるエネルギーが変化する。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4(B)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り、これに伴って記録媒体12(トナー像)へ供給されるエネルギーが変化する。
Next, the operation of this embodiment will be described. When the capacitance of the
本実施形態では、第2のフラッシュ定着ユニット47の4本のフラッシュランプ48を発光させた際に記録媒体12(トナー像)に供給されるエネルギー(発光強度)α(図2(B)に示す破線のパターンを参照)が、記録媒体12上のトナー像を定着させるに十分な大きさとなり、第1のフラッシュ定着ユニット46の4本のフラッシュランプ48を発光させた際に記録媒体12(トナー像)に供給されるエネルギー(発光強度)β(図2(B)に示す実線のパターンを参照)がエネルギー(発光強度)αよりも小さくなるように、詳しくはエネルギーβがエネルギーαの70〜80%程度の大きさになるように(β=0.7α〜0.8α)、第1のフラッシュ定着ユニット46と第2のフラッシュ定着ユニット47とで、各フラッシュランプ48に接続されている電源回路58のコンデンサ62の静電容量及び電源回路58に供給される直流電圧Vsの少なくとも一方が相違されている(詳しくは、第1のフラッシュ定着ユニット46の各フラッシュランプ48に接続されている電源回路58のコンデンサ62の静電容量及び電源回路58に供給される直流電圧Vsの少なくとも一方が、第2のフラッシュ定着ユニット47の各フラッシュランプ48に接続されているより電源回路58よりも小さくされている)。
In the present embodiment, energy (light emission intensity) α (shown in FIG. 2B) supplied to the recording medium 12 (toner image) when the four
また、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(C)に示すように、第1のフラッシュ定着ユニット46の4本のフラッシュランプ48及び第2のフラッシュ定着ユニット47の4本のフラッシュランプ48が、所定の発光周期で各々同時に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、本実施形態において、フラッシュ定着ユニット46,47の発光周期は、フラッシュランプ48を発光させたときの記録媒体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よりも若干短い距離を記録媒体12が搬送されるのに要する時間に対応している。
When the color
フラッシュ定着ユニット46,47(の各フラッシュランプ48)を上記の発光周期で間欠発光させることで、図2(D)にも示すように、第1のフラッシュ定着ユニット46の各回の発光における記録媒体12上でのフラッシュ光の照射範囲が、記録媒体12の搬送方向に沿った両端部で一部重なることになり、第1のフラッシュ定着ユニット46の間欠発光に伴って記録媒体12の全面には略均一なエネルギーβが供給される。また、第2のフラッシュ定着ユニット47の各回の発光における記録媒体12上でのフラッシュ光の照射範囲についても、記録媒体12の搬送方向に沿った両端部で一部重なり、第2のフラッシュ定着ユニット47の間欠発光に伴って記録媒体12の全面には略均一なエネルギーαが供給される。そして、第2のフラッシュ定着ユニット47は第1のフラッシュ定着ユニット46よりも記録媒体12の搬送方向下流側に位置しているので、記録媒体12の各部分は、第1の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てエネルギーβが供給された後に、第2のフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光が照射されてエネルギーβが供給されることになり、合計でエネルギー(α+β)が供給される。
As shown in FIG. 2D, the
これにより、記録媒体12上のトナー像を形成しているトナーは、まず第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によって供給されるエネルギーβにより温度が上昇して溶融されるが、このとき供給されるエネルギーβはトナー像を定着させるに十分な大きさ(エネルギーα)の70〜80%程度であるので、後述する実験結果からも明らかなように、トナーは80%程度しか記録媒体12に定着されない一方でボイド等が生ずることはなく、ボイド等の原因となるトナー組成分がこの間に徐々に気化することで除去されることになる。続いて第2のフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光が照射されると、記録媒体12上のトナーはエネルギーαが供給されることで十分に温度が上昇して溶融され、その全量がトナー像として記録媒体12に定着される。また、このときにはボイド等の原因となるトナー組成分は既に除去されているので、トナーの温度上昇に伴ってボイド等が生ずることも回避することができ、記録媒体12に転写されたトナー像を高画質の画像として定着させることができる。
As a result, the toner forming the toner image on the
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7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、第1のフラッシュ定着ユニット46を発光させてエネルギーβを供給することでボイド等の原因となるトナー組成分を除去した後に、第2のフラッシュ定着ユニットを発光させて比較的大きなエネルギーαを供給することにより、ボイド等の発生を抑制しつつ記録媒体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、ボイド等の発生が抑制されることで塵埃量も抑制されるので、カラー画像形成装置10に取り付けられている脱煙フィルタ(図示省略)の長寿命化を実現することができる。
The toner image on the
なお、上記ではフラッシュ定着ユニット46,47の発光周期を同一とし、電源回路58のコンデンサ62の静電容量及び電源回路58に供給される直流電圧Vsの少なくとも一方を調整することで、フラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によってトナー像に供給されるエネルギーをフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光によってトナー像に供給されるエネルギーよりも小さく(70〜80%に)していたが、これに限定されるものではなく、例として図5に示すように、第2のフラッシュ定着ユニット47の発光周期を第1のフラッシュ定着ユニット46の発光周期よりも短くする(例えば1/N(Nは2以上の自然数)とする)ことで、上記のエネルギーの相違を生じさせるようにしてもよい。
In the above, the
図5(A)には、第2のフラッシュ定着ユニット47の発光周期を第1のフラッシュ定着ユニット46の1/2にした例が示されており、具体的には、第2のフラッシュ定着ユニット47の発光周期は、第2のフラッシュ定着ユニット47を発光させたときの記録媒体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、その1/2よりも若干短い距離を記録媒体12が搬送されるのに要する時間に一致されている。これにより、図5(B)に示すように、記録媒体12の各部には第2のフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光が各々2回照射されることになり、第2のフラッシュ定着ユニット47の1回の発光で供給されるエネルギーをγとすると、第2のフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光により記録媒体12の全面には略均一なエネルギー2γが供給されることになる。
FIG. 5A shows an example in which the light emission period of the second
図5の態様において、第2のフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光が記録媒体12の各部に2回照射されることで、記録媒体12の各部に供給されるエネルギー2γは、例えば先に説明したエネルギーαと等しくすることができる(γ=α/2)が、記録媒体12上の各部において、第2のフラッシュ定着ユニット47からの1回目のフラッシュ光が照射されてから2回目のフラッシュ光が照射される迄のトナーの温度低下を考慮し、エネルギー2γをエネルギーαよりも大きくする(γ>α/2)ようにしてもよい。図5の態様において、第2のフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光によって供給されるエネルギー2γを所望の大きさとすることは、電源回路58のコンデンサ62の静電容量や電源回路58に供給される直流電圧Vsの調整(或いは、次に述べる個々のフラッシュ定着ユニット毎のフラッシュランプ48の数の調整)を併用することで実現することができる。
In the aspect of FIG. 5, the energy 2γ supplied to each part of the
また、フラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によってトナー像に供給されるエネルギーを、フラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光によってトナー像に供給されるエネルギーよりも小さくすることは、個々のフラッシュ定着ユニットに設けられているフラッシュランプ48の数を相違させることによっても実現できる。例えば、第1のフラッシュ定着ユニット46に設けるフラッシュランプ48の数を、第2のフラッシュ定着ユニット47に設けられているフラッシュランプ48の数の70〜80%程度とすれば、第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によって供給されるエネルギーを、第2のフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光によって供給されるエネルギーの70〜80%程度とすることを、コンデンサ62の静電容量や電源回路58に供給される直流電圧Vs、発光周期を相違させることなく実現できる。
It is also provided in each flash fixing unit that the energy supplied to the toner image by the flash light from the
また、上記では本発明に係る第1のフラッシュランプに対応する第1のフラッシュ定着ユニット46の4本のフラッシュランプ48A〜48Dを同時に発光させると共に、本発明に係る第2のフラッシュランプに対応する第2のフラッシュ定着ユニット47の4本のフラッシュランプ48A〜48Dを同時に発光される例を説明したが、これに限定されるものではなく、第1のフラッシュランプに対応するフラッシュランプや第2のフラッシュランプに対応するフラッシュランプが複数設けられている場合、これらのフラッシュランプの一部又は全部の発光タイミングを、本発明を逸脱しない範囲で相違させるようにしてもよい。
In the above description, the four
更に、上記では本発明に係る第1のフラッシュランプに対応するフラッシュランプ48A〜48Dを備えた第1のフラッシュ定着ユニット46と、本発明に係る第2のフラッシュランプに対応するフラッシュランプ48A〜48Dを備えた第2のフラッシュ定着ユニット47が設けられた構成を例に説明したが、これに限定されるものではなく、第1及び第2のフラッシュ定着ユニット46,47と異なるタイミングで発光されるフラッシュランプを備えた1つ又は複数のフラッシュ定着ユニットを更に設けてもよい。このフラッシュ定着ユニットは、第1のフラッシュ定着ユニット46と第2のフラッシュ定着ユニット47の間に設けてもよいし、記録媒体12の搬送方向に沿って第2のフラッシュ定着ユニット47の更に下流側に設けてもよい。本発明は上記態様も権利範囲に含んでいる。
Furthermore, in the above, the first
また、上記では第1のフラッシュランプに対応するフラッシュランプ48A〜48Dを第1のフラッシュ定着ユニット46としてユニット化すると共に、本発明に係る第2のフラッシュランプに対応するフラッシュランプ48A〜48Dを第2のフラッシュ定着ユニット47としてユニット化した構成を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば第1のフラッシュランプとして機能させるフラッシュランプと第2のフラッシュランプとして機能させるフラッシュランプを、記録媒体12の搬送方向に沿って交互に配置する等、第1のフラッシュランプと第2のフラッシュランプが混在するように配置してもよい。
Further, in the above, the
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。 In the above description, the example in which the present invention is applied to fixing of a color toner image has been described. However, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention can also be applied to fixing of a monochrome toner image.
次に本願発明者が実施した実験について説明する。本願発明者は、第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によって供給するエネルギーの最適値を確認するために、第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光の発光強度(トナー像に供給するエネルギー)を段階的に変化させながら、第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光のみを記録媒体12上の未定着のカラートナー像(フラッシュ光未照射のカラートナー像)に照射し、トナー像の定着性及びボイドの発生具合がどのように変化するかを確認する実験を行った。
Next, an experiment conducted by the present inventor will be described. In order to confirm the optimum value of the energy supplied by the flash light from the first
トナー像の定着性は、フラッシュ光を照射した記録媒体12上の画像(トナー像)の濃度Dを測定すると共に、フラッシュ光を照射した記録媒体12に一定の圧力でテープを貼付した後に記録媒体12からテープを引き剥がし、テープ引き剥がし後の画像(トナー像)の濃度D’を測定し、測定結果から演算によって求まる画像濃度比D’/Dをトナー像定着性の指標として用いた。この実験によって得られた第1のフラッシュ定着ユニット46のフラッシュ光の発光エネルギーとトナー像の定着性との関係を図6(A)に示す。図6(A)からも明らかなように、発光エネルギーがα以上の範囲では定着性(画像濃度比)が100%になっており、第2のフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光によってトナー像に供給するエネルギーについては、図6(A)におけるαにすることで、トナー像を定着させるに十分なエネルギーをトナー像に供給できることが理解できる。
The fixability of the toner image is determined by measuring the density D of the image (toner image) on the
一方、第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によるエネルギーの供給は、ボイド等を生じさせることなくボイド等の原因となるトナー組成分を除去することが主目的であるが、ボイド等の原因となるトナー組成分を除去するためには、トナーを加熱することでトナーの溶融を開始させ、溶融したトナーを記録媒体12にトナー像として或る程度(例えば80%程度)定着させる必要がある。図6(A)において、80%の定着性(画像濃度比)を得るための発光エネルギーは0.7αであり、ボイド等の原因となるトナー組成分を除去するためには、第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によってトナー像に供給するエネルギーを0.7α以上にする必要がある。
On the other hand, the supply of energy by the flash light from the first
また、図6(B)には上記の実験によって得られた第1のフラッシュ定着ユニット46のフラッシュ光の発光エネルギーとボイドの発生具合との関係を示す。図6(B)に示されているように、発光エネルギーが0.6αや0.7αのときにはボイドは発生しないが、発光エネルギーを0.8αにすると目視では確認できないものの拡大鏡を用いれば確認できるボイドが僅かに発生し、発光エネルギーを0.9α迄大きくすると目視で確認できるボイドが発生することが明らかとなった。このため、ボイドの発生を防止するためには、第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によってトナー像に供給するエネルギーを0.8α以下とする必要がある。
FIG. 6B shows the relationship between the emission energy of the flash light of the first
従って、上記実験の結果より、第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によってトナー像に供給するエネルギーβを、100%の定着性が得られるエネルギーαの70〜80%(β=0.7α〜0.8α)とすれば、第1のフラッシュ定着ユニット46からのフラッシュ光によって顕著なボイドを生じさせることなくボイド等の原因となるトナー組成分を除去することができ、その後第2のフラッシュ定着ユニット47からのフラッシュ光によってαかそれ以上のエネルギーを供給すれば、ボイド等を生じさせることなくトナー像を記録媒体12に確実に定着させることができることが明らかとなった。
Therefore, from the result of the above experiment, the energy β supplied to the toner image by the flash light from the first
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
47 フラッシュ定着ユニット
48 フラッシュランプ
58 電源回路
62 コンデンサ
66 トリガ回路
88 点灯制御回路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
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第1のフラッシュ光を照射させた後に、前記第2のフラッシュランプから発せられた第2のフラッシュ光を照射させると共に、前記第1のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーが、前記第2のフラッシュ光によってトナー像へ供給されるエネルギーよりも小さくなるように、前記第1及び第2のフラッシュランプを発光させる駆動手段と、
を含むフラッシュ定着装置。 First and second flash lamps that emit flash light for fixing the toner image transferred onto the recording medium;
The first flash light emitted from the first flash lamp is irradiated to each portion on the recording medium onto which the toner image to be fixed has been transferred, and then the second flash lamp emitted from the second flash lamp. The first and second flash lights are irradiated, and the energy supplied to the toner image by the first flash light is smaller than the energy supplied to the toner image by the second flash light. Drive means for emitting two flash lamps;
Including flash fixing device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003414762A JP2005173339A (en) | 2003-12-12 | 2003-12-12 | Flash fixing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
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| Country | Link |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006119567A (en) * | 2004-02-05 | 2006-05-11 | Fuji Xerox Co Ltd | Flash fixing device and image forming apparatus using same |
| JP2008107446A (en) * | 2006-10-24 | 2008-05-08 | Fuji Xerox Co Ltd | Flash fixing unit and image forming device |
| JP2011076051A (en) * | 2009-09-04 | 2011-04-14 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing device and image forming apparatus employing the same |
| US9341997B2 (en) | 2009-11-04 | 2016-05-17 | Sharp Kabushiki Kaisha | Laser fixing device and image forming apparatus |
-
2003
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