(57)【要約】【課題】  正確なフラッシュランプの光量を検出することを課題とする。【解決手段】  フラッシュランプから発せられたフラッシュ光Ｒは、温度センサ４８の外周を覆うカバー５３に照射される。照射されたフラッシュ光Ｒをカバー５３が吸収すると、フラッシュ光Ｒの光エネルギーは、熱に変換されて、カバー５３の内側から温度センサ４８の検出面５０へ、輻射熱を放射する。そして、カバーの輻射熱の温度を検出面５０が検出し、間接的にフラッシュ光の光量を検出する。直接検出面５０で温度を検出すると、検出面５０の角度によって、誤差が生じるので、本発明では、カバー５３を介して温度を検出するようにし、正確なフラッシュランプの光量を検出できるようにしている。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像が転写された記録媒体にフラッシュランプからフラッシュ光を照射して、記録媒体上にトナー像を定着させるフラッシュ定着装置において、
前記フラッシュランプの照射領域に設けられ、温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の外周を覆い、前記フラッシュ光を吸収して、熱に変換するカバーと、
を備えたことを特徴するフラッシュ定着装置。
【請求項２】
前記カバーは、ドーム形状とさ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。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のフラッシュ定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー像が転写された記録媒体にフラッシュランプからフラッシュ光を照射して、記録媒体上にトナー像を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。
【背景技術】
【０００２】
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、転写されたトナー像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。トナー像を定着させる方式としては、ヒートローラで熱圧着する方式の他、トナー像が転写された記録媒体にフラッシュランプからフラッシュ光を照射して、記録媒体上にトナー像を定着させるフラッシュ定着装置を用いる方式がある。
【０００３】
フラッシュランプでトナー定着をさせるためには、一定の光量（光エネルギー）を記録媒体に照射することが必要となる。しかし、フラッシュランプの寿命やカバーガラスに汚れが付着すると、光量が低下し、トナー定着に必要な光量が得られなくなるという自体が起きる。この問題を解決するための手段が、特許文献１及び特許文献２に提案されている。
【０００４】
特許文献１には、用紙が通過する部分に光量検出器を設け、用紙が無いときにフラッシュランプを発光させ、予め設定した光量と比較するという構成が開示されている（特許文献１）。これによれば、光量を比較した結果、予め設定した光量が検出できない場合には、ガラスカバーを清掃させるようにして、ガラスカバーの汚れによる定着不良を防ぐようにしている。
【０００５】
特許文献２では、ランプハウス内の温度をモニタする温度センサや、非接触で用紙の温度を測定する用紙温度センサ（放射温度計）を設け、これらのセンサから間接的に光量を検出して、その結果に応じて、フラッシュランプに印加される電圧及びフラッシュランプの点灯周波数を増加させる構成が開示されている。
【特許文献１】特開平３−２５４８５
【特許文献２】特開２０００−８９６０６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、フラッシュランプの光量を検出して、その結果に応じて、フラッシュランプの光量を増加させる構成においては、光量を正確に検出できることが必要になる。
【０００７】
本発明は、上記事実を考慮し、正確なフラッシュランプの光量を検出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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１に係るフラッシュ定着装置は、トナー像が転写された記録媒体にフラッシュランプからフラッシュ光を照射して、記録媒体上にトナー像を定着させるフラッシュ定着装置において、前記フラッシュランプの照射領域に設けられ、温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段の外周を覆い、前記フラッシュ光を吸収して、熱に変換するカバーと、を備えたことを特徴する。
【０００９】
この構成によれば、フラッシュランプから発せられたフラッシュ光は、温度検出手段の外周を覆うカバーに照射される。照射されたフラッシュ光をカバーが吸収すると、フラッシュ光の光エネルギーは、熱に変換され、カバーの輻射熱の温度を温度検出手段が検出する。このように、温度を検出することにより、間接的にフラッシュ光の光量を検出することができる。
【００１０】
仮に、カバーがなく、温度検出手段が直接フラッシュ光を吸収し、温度を検出する場合は、検出面の角度が変わると、光の反射度合いが変わり、吸収される光量が変わるため、光エネルギーの熱変換率が変わり、正確な光エネルギー量が測れない。通常、温度検出手段の検出面は小さいため、検出面の角度が少しでも変わると、特に誤差が大きくなると考えられる。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、温度検出手段の外周を覆うカバーで、フラッシュ光を吸収して、熱に変換するため、誤差が少なく、正確なフラッシュランプの光量を検出できる。
【００１２】
温度検出手段の外面を覆うカバーは、請求項２に記載のように、ドーム状とすることもできる。
【００１３】
この構成によれば、フラッシュランプから発せられたフラッシュ光は、カバーに対して垂直に当たりやすくなり、光の反射が起こりにくく光の吸収率がよくなる。このため、飽和温度を検出する場合に、その検出に時間を要さなくて済む。
【００１４】
本発明の請求項３に係る画像形成装置は、請求項１又は請求項２に記載のフラッシュ定着装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、上記構成としたので、正確なフラッシュランプの光量を検出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の画像形成装置及びフラッシュ定着装置に係る一の実施形態を図１〜図９に基づき説明する。
【００１７】
まず、本発明の画像形成装置の全体概略について説明する。
【００１８】
本発明の画像形成装置１０は、図１に示すように、感光体ドラム１２を備えている。この感光体ドラム１２の周囲には、感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１４、画像を露光する光学系１６、感光体ドラム１２に形成された静電潜像を現像する現像器１８、感光体ドラム１２を除電する除電器２０、感光体ドラム１２に残留した残留トナーをクリーニングするクリーナブレード２２及びクリーナブラシ２４が設けられている。
【００１９】
感光体ドラム１２は、帯電器１４により帯電された後、光学系１６により画像が露光される。これにより、感光体ドラム１２に画像に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム１２に形成された静電潜像は、現像器１８によって現像されることにより、感光体ドラム１２上にトナー像が形成される。感光体ドラム１２に形成されたトナー像は、感光体ドラム１２に対向して配置された転写器２６により、用紙ホッパー２８から連続送りされる記録媒体３２（連続用紙）に転写される。トナー像を転写した後、感光体ドラム１２は除電器２０により除電され、感光体ドラム１２に残留した残留トナーは、クリーナブレード２２及びクリーナブラシ２４によりクリーニングされる。
【００２０】
トナー像が転写された記録媒体３２は、本発明のフラッシュ定着装置としてのフラッシュ定着ユニット３４へ搬送され、フラッシュ定着ユニット３４から発せられるフラッシュ光により、フラッシュ定着される。このフラッシュ光の発光周波数は、フラッシュ定着ユニット３４の近傍に設けられたフラッシュ制御ユニット（フラッシュ制御回路）６２により、制御される。そして、フラッシュ定着された記録媒体３２は、搬送されてスタッカ４４に収容される。以上のように、画像形成装置１０において、一連の画像形成が行われる。
【００２１】
次に、本発明の要部であるフラッシュ定着ユニット３４について、詳細に説明する。
【００２２】
フラッシュ定着ユニット３４は、図２に示すように、トナーを定着させる（トナーを溶融させる）光エネルギーを供給するためのフラッシュ光を発するフラッシュランプ３８を備えている。このフラッシュランプ３８は、図２（Ａ）に示すように、記録媒体３２の搬送方向（Ａ方向）に直交する方向を軸方向として、一定間隔で４本配置されている。
【００２３】
なお、フラッシュランプ３８は、図２（Ｂ）に示すように、記録媒体３２の搬送方向（Ａ方向）に対して軸方向を平行にして、複数配置したものでも構わない。
【００２４】
記録媒体３２の搬送路側から見てフラッシュランプ３８の背面側には、４本のフラッシュランプ３８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３８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４０が設けられている。
【００２５】
反射板４０は、フラッシュランプ３８が発光されたときに、記録媒体３２に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）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３８の前面側（搬送路側）にはカバーガラス４６が配置されている。カバーガラス４６は反射板４０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４６によってフラッシュランプ３８に付着する塵埃等の侵入が阻止される。
【００２６】
図３には、フラッシュランプ３８を発光させるための駆動回路が示されている。
【００２７】
フラッシュランプ３８の一端は、電源端子５４Ａとコンデンサ５６の一端に各々接続され、フラッシュランプ３８の他端は、チョークコイル５８の一端に接続されている。チョークコイル５８の他端は、電源端子５４Ｂとコンデンサ５６の他端に各々接続されている。電源端子５４Ａ、５４ＢにはＦＶ電源６０が接続され、ＦＶ電源６０は、フラッシュ制御回路６２に接続されている。フラッシュ制御回路６２は、ＦＶ電源６０にコンデンサ５６へ電流を蓄積するよう命令し、ＦＶ電源６０は、コンデンサ５６へ電流が十分蓄積されるまで電流を投入するようになっている。投入された電流が、ある一定量以上蓄積されると、ＦＶ電源６０からフラッシュ制御回路６２へ通達し、フラッシュ制御回路６２からＦＶ電源６０へ供給停止命令を出すようになっている。
【００２８】
フラッシュ制御回路６２に管理された発光トリガ回路６４により、フラッシュランプ３８のトリガワイヤ６６に電流が流れ、フラッシュランプ３８に封入されたＸｅガスが励起され、コンデンサ５６に充電された電流が、フラッシュランプ３８内に流れ込み発光するようになっている。また、フラッシュ制御回路６２には、後述する温度センサ４８が接続され、温度センサ４８が検出したフラッシュランプ３８の光エネルギーの温度情報が入力される。
【００２９】
図４、図５には、フラッシュランプの照射領域に設けられ、温度を検出する温度検知手段としての温度センサ４８が示されている。温度センサ４８としては、例えば、熱伝対、サーミスタ、その他赤外線熱検知センサが用いられる。図４で示す温度センサ４８では、上面が検出面５０となっており、この検出面５０で温度を検出する。
【００３０】
この温度センサ４８の外周を覆い、フラッシュ光Ｒを吸収して、熱に変換する円筒形状の黒いカバー５２が設けられている。カバー５２としては、例えば、カーボンや、アルミ合金にカーボンコーティングされているもの等の熱伝導率の高い部材が用いられる。カバー５２では、あらゆる方向から入射するフラッシュ光Ｒを吸収し、フラッシュ光Ｒの熱を、熱伝導により内壁に移動させ、内壁の内側から温度センサ４８の検出面５０へ、輻射熱を放射するようになっている。
【００３１】
また、カバー５２は、円筒形状とされているので、カバーに照射されるフラッシュ光Ｒが、カバー面に対して斜めに角度がついて入射してしまう場合がある。その場合、フラッシュ光Ｒの一部が、反射光Ｓとなって、反射してしまう。これを避けるため、図５に示すように、カバー５３をドーム形状（半球形状）とすることもできる。このようにすることで、フラッシュランプ３８から発せられたフラッシュ光Ｒは、カバー５３の外面に対して垂直に当たりやすくなり、光の反射が起こりにくく光の吸収率がよくなる。このため、飽和温度を検出する場合に、その検出に時間を要さなくて済むようになる。すなわち、図６に示すように、飽和温度は、一定の温度上昇期間を経てから検出することができるため、その温度上昇期間が短くて済む。
【００３２】
また、カバー５２、５３の厚みによっても、カバー５２、５３内が飽和する時間（図６で示す上昇期間）が変わる。飽和温度を早く検出するようにするためには、薄いカバーを使用することが望ましい。
【００３３】
図７〜図９には、温度センサ４８の設置場所の一例が示されている。
【００３４】
記録媒体３２の搬送方向（Ａ方向）に直交する方向を軸方向として、フラッシュランプ３８が配置されたフラッシュ定着ユニット３４においては、図７（Ａ）に示すように、記録媒体３２の幅方向側の両脇であって、図７（Ｂ）に示すように、記録媒体３２の下側である領域Ｐ１に設置する。この領域Ｐ１では、フラッシュランプ３８の端部からのフラッシュ光が照射され、フラッシュランプ３８の光量の温度を、直接検出できるようになっており、この領域Ｐ１内に、一つの温度センサ４８が設置される。
【００３５】
記録媒体３２の搬送方向（Ａ方向）に対して軸方向を平行にして、フラッシュランプ３８が配置されたフラッシュ定着ユニット３４においては、図８（Ａ）に示すように、記録媒体３２の幅方向側の両脇である共に、フラッシュランプ３８の両端部側であって、図８（Ｂ）に示すように、記録媒体３２の下側である領域Ｐ１に設置する。この領域Ｐ１でも、同じくフラッシュランプ３８の端部からのフラッシュ光が照射され、フラッシュランプ３８の光量を直接、検出できるようになっており、この領域Ｐ１内に、一つの温度センサ４８が設置される。
【００３６】
なお、温度センサ４８の領域は、例えば、図９（Ａ）に示すように、直接フラッシュ光が照射されないフラッシュランプ３８の中央部側であって、図９（Ｂ）に示すように、記録媒体３２の直下である領域Ｐ２に設置してもよい。
【００３７】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【００３８】
図４、５に示すように、フラッシュランプ３８から発せられたフラッシュ光Ｒは、温度センサ４８の外周を覆うカバー５２に照射される。照射されたフラッシュ光Ｒをカバー５２が吸収すると、フラッシュ光Ｒの光エネルギーは、熱に変換されて、熱伝導により内壁に移動させ、内壁の内側から温度センサ４８の検出面５０へ、輻射熱を放射する。カバーの輻射熱の温度を温度センサ４８検出面５０が検出する。このように、温度を検出することにより、間接的にフラッシュ光の光量（光エネルギー）を検出することができる。
【００３９】
仮に、カバー５２がなく、温度センサ４８がフラッシュ光Ｒを直接吸収し、温度を検出する場合は、検出面５０の角度が変わると、光の反射度合いが変わり、吸収される光量が変わるため、光エネルギーの熱変換率が変わり、正確な光エネルギー量が測れない。通常、温度センサ４８の検出面５０は小さいため、検出面５０の角度が少しでも変わると、特に誤差が大きくなるといえる。
【００４０】
従って、本実施の形態のように、温度センサ４８の外周を覆うカバー５２で、フラッシュ光Ｒを吸収して、熱に変換するため、誤差が少なく、正確なフラッシュランプの光量を検出できる。
【００４１】
次に、領域Ｐ１に設置した温度センサ４８で検出した温度の結果に基づき、フラッシュランプ３８の電圧を制御する手順の一例について、図１０に基づき説明する。
【００４２】
ステップ１００で、装置が駆動開始すると、まず、ステップ１０２で、フラッシュランプ３８をｎ回発光させ、領域Ｐ１での温度Ｔをｎ個サンプリングする。次に、ステップ１０４で、そのデータを最小２乗法により、温度上昇の傾きＤを計算する。次に、ステップ１０６で、傾きＤが３％より小さい（温度上昇率が３％未満）か否かを判断する。その傾きＤが約３％より小さい場合、温度Ｔが飽和したとする。次に、ステップ１０８で、飽和温度（サンプリングした温度Ｔの平均温度）Ｔ１が、定着限界温度（トナー定着に最低限必要な温度）Ｔ２を下回っているか否かを判断し、下回っている場合には、ステップ１１０で、フラッシュランプ３８へのＦＶ電圧をＸ[Ｖ]だけ上昇させる。次に、ステップ１１２で、ＦＶ電圧が臨界電圧Ａ[Ｖ]を超えているか否かを判断し、超えている場合には、装置を停止してランプ交換指示を、図示しない表示部で表示する。
【００４３】
また、図９に示すように、フラッシュ光が直接照射されない記録媒体３２の直下である領域Ｐ２に、温度センサ４８を設置している場合は、記録媒体３２の厚さや種類によって、カバー５２に照射されるフラッシュ光の透過光量が変わる。それに対応するため、図１１に示すように、用紙の坪量を予め設定するようにして、用紙の坪量に応じて定着限界温度Ｔ２の値を、Ｔ３〜Ｔ５（Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４＜Ｔ５）に替えるようにしてもよい。
【００４４】
なお、温度Ｔが飽和したか否かを判断するアルゴリズムは、ほかにも多数の手順があり、例えば、最大温度と最小温度の差で判断することができる。
【００４５】
また、記録媒体３２の搬送方向（Ａ方向）に対して軸方向を平行にして、フラッシュランプ３８が配置されたフラッシュ定着ユニット３４においては、フラッシュランプ３８のＦＶ電圧又は発光周波数を別々に管理することができる。
【００４６】
すなわち、温度センサ４８を、フラッシュランプ３８の中央部側の領域Ｐ２（図９参照）に設けた場合は、中央部側に設置された温度センサ４８で検出した結果により、特にフラッシュランプ３８の電圧を管理する。
【００４７】
また、温度センサ４８を、フラッシュランプ３８の端部側の領域Ｐ１（図８参照）設け、端部側に設置された温度センサ４８で検出した結果により、特にフラッシュランプ３８の周波数を管理する。
【００４８】
これは、発光周波数を替えることで、フラッシュランプ３８の端部から記録媒体３２へ照射されるフラッシュ光の光量の重なり度合いを決定できるからである。
【００４９】
また、フラッシュランプ３８の端部とフラッシュランプ３８の中央部とでは、発光回数に対する光量の低下率が異なり、光量の低下率は、フラッシュランプ３８の端部で顕著である。このため、本実施形態では、温度センサ４８の設置場所の違いによって、発光周波数又は、ＦＶ電圧を管理するようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】図１は、本発明の一の実施形態に係る画像形成装置の全体概略を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るフラッシュランプを示す斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るフラッシュランプの発光駆動回路を示した図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る温度センサとそのカバーを示す図である。
【図５】図５は、図４のカバーの変形例を示す図である。
【図６】図６は、図４のカバー内の温度上昇を示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る温度センサの設置場所を示す図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る温度センサの設置場所を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る温度センサの設置場所を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係る温度センサで検出した温度結果で、フラッシュランプの電圧を制御する手順を示す流れ図である。
【図１１】図１１は、図１０における定着限界温度Ｔ２の値を変更する手順を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  画像形成装置
３２  記録媒体
３４  フラッシュ定着ユニット（フラッシュ定着装置）
３８  フラッシュランプ
４８  温度センサ（温度検出手段）
５２、５３  カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006091188.tif 000009
【図８】
2006091188.tif 000010
【図９】
2006091188.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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